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编者按：随着科技对人类社会的影响越来越深刻，教育也面临着前所未有的挑战。随着第一波教育科技初创公司纷纷关闭，以及教育工作者面对改变的无所适从，质疑的声音又甚嚣尘上。显然，技术不再是单纯的从学习内容的呈现、传递和使用上下功夫;进一步地，技术将连接整个教育生态并带来突破性的影响。以鲁本·普特杜拉博士提出的选择、应用和评价技术在教育中应用的SAMR模型（Substitution、Augmentation、Modification、Redefinition）作为参照，目前的技术影响教育的层次还处于替代和增强阶段。本文提出的技术发展将对教育生态产生变革性影响的观点，正是对教育科技在SAMR模型高阶层次发展的指引和阐释。
这是2021年，一位14岁女孩儿安娜梦想成为一名航天工程师。清晨醒来，她便通过她的私人学习导师开始了一天的学习。这位“导师”其实是一台融合了高级人工智能与认知分析功能的平板手机。具有口语对话和智能眼镜功能，通过内嵌的人工智能实现手势控制，面部表情编码，动作跟踪以及语音识别。安娜的“导师”还通过互联网与教育协调员（EC）互动，其隶属致力于浩瀚宇宙研究的政府机构。
EC其实是智能化的虚拟助手，帮助像安娜这样有潜力的学习者，为他们提供今后工作中所需要的工作技能。“私人导师”与EC分享安娜的学习情况展示板，并制定个人的学习计划，包括数字化的学习内容、虚拟现实游戏、实践机会以及与专业的航空工程师互动的机会。这些都放在她的个人学习网页上。安娜的父母可以通过安娜的“私人导师”监督其学习计划的实施并在学习过程中提供有利于安娜学习的支持和帮助。
安娜把“私人导师”带到学校的虚拟学习中心，在那里她与另外一些学生一起研究在云环境下航天飞行器时长2小时的模拟飞行;并在研究中设计出飞行器的真实尺寸。通过这样的方式，全球的学习者都可以参与进来，互相竞争，或在某些环节互相帮助。学习者在研究中的进展速度、准确性和团队协作能力等方面，将会被评估，并量化为相应的分数。完成设计后，学校的3D打印机会帮安娜把飞行器的模型打印出来。在学校学习中心的科学教师通过安娜的“私人导师”追踪其学习情况、得分情况以及学习模式，并及时提供反馈信息和指导。智能眼镜会对安娜的眼部动作进行跟踪记录，“私人导师”进行测量并与其他学习者水平进行比较，反馈给教师，以便于教师可随时根据安娜的学习需求改变学习内容并给予指导。
利用学习中心的自适应学习支持系统与EC制定的学习计划进行协调，安娜的老师将在“私人导师”上重新配置安娜的学习情况展示板并展示安娜的进步情况。
安娜随时都可以自己改变学习目标，她的“私人导师”展示板会动态解释先前已完成的工作，并与她的新目标进行匹配。安娜还可以通过许多社交媒体与她的朋友和家人分享她在学习上取得的进步。“私人导师”会把她的学习情况图示化并贯穿在她整个学习过程，从小学、中学乃至工作后。
● 改变的动力
数字教育“第一波”——在几乎十年的时间里，我们关注数字形式教学内容的创造、分享和获取。这包括在线课程、数字图书馆、游戏和应用。数字化教学内容，为学校带来了设备和一次性的单机学习应用程序，这是把技术带进教室的基础步骤。虽然数字化教学的推进在如K-12、高等教育及更高层教育方面有一定成效，但仍面临3大重要挑战：技术鸿沟、投资低回报（ROI）、对创新能力和企业家精神以及创造就业的巨大需求。
1.强化学生的工作准备和解决技能短缺问题
毕业生们越来越发觉他们对胜任未来职场工作的能力准备得不够充分。强调传统的书本学习和说教性的演讲使得学生们缺乏对知识的实际应用能力。企业的需求与要求在不停地改变，这更加速了学生从小学、中学到大学所获取的知识的半衰期——缩短至5年。因此，中学和大学都发现想要赶上社会发展需求的步伐是一件非常困难的事。在美国，其中一种解决方法就是发展《共同核心州立标准》的要求。从基础教育科目提高学生能力水平，如基础数学和英语。虽然已有部分学校采用了该标准，但却无法保证到2015年全美中学都能实际采纳。
2.提高K-12以及高等教育的投资回报（ROI）
虽然美国在教育方面的GDP投资远超其他经合组织成员国，这样的投资回报却排不进前10。据调查，80%的美国成年人认为大学教育ROI最低。提高教育费用的结果是学生债务不断增加，而伴随的却是毕业生工作能力准备的缺乏，这破坏了教育价值在美国的认同感。针对特定需求为每一位学生设置个性化教育无疑能产生更好的教育投资回报。
3.满足全球化的竞争工作环境中对创新精神的需求
宏观经济环境不景气导致了就业率的下降和创办新公司的困难增加，特别是在美国的高薪行业。这种倾向加重了全球的职业竞争。以生命科学行业为例，创新精神与企业家精神对于推动创造就业和经济增长就显得至关重要。在这种环境下，K-12学校设计出的独特教育计划将帮助孩子们从小就培养创新能力和企业家精神，帮助孩子们创造就业机会，并规划自己的职场之路。
● 数字教育从内容（1.0）到连接（2.0）
技术就是这些问题的答案吗？或者至少能部分解决这些问题吗？从教育技术方面的投资来说，答案似乎是肯定的。美国的教育支出在过去20年间翻了一番，2013年已达到了1.17亿美元。投资增长最快的部分是数字教育技术，2014年该部分教育支出是23.6亿美元，预计到2018年将增加到26.8亿美元。自35年前计算机问世以来，学校、学院、大学的学习方式就已经开始了系统化地将技术和课堂进行整合，特别是企业早已开始使用技术对雇员进行培训和发展。
无处不在的访问学习内容需要增强效率，就是要以更切实有效的方法来传播和利用。借助目前先进的技术，我们可以更加个性化和安全地传递教学内容。例如，可汗学院的“任何时间，任何地点”的教育传播方式为全球的学生提供个性化学习，甚至为教师提供了诊断和展示板。有的技术公司还设计出自适应学习方法并为学习者提供不同的学习体验。但是，仅仅把技术融入教室，正如我们在数字教育“第一波”所看到的——来解读改变的动力是远远不够的。
政府、学校、企业现在需要的是“连接学习”，这很可能成为数字教育的“第二波”。在教育生态环境中的参与者——学校管理者、教师、学生、父母，高科技解决方案提供者以及政府教育机构——将需要建立更紧密的关系来创造像安娜那样的学习环境。整合下一代技术将使各年龄段以及各种背景经历的学生，无论在课堂内还是课堂外都能进行终身学习。这些技术最终实现三种领导性的变革：加强学生技能、提高教育的ROI、让学生更具有创新能力与企业家精神。为达到这一目标，教育科技解决方案的提供者可能需要把关注点从内容转向为连接。
这是2021年，一位14岁女孩儿安娜梦想成为一名航天工程师。清晨醒来，她便通过她的私人学习导师开始了一天的学习。这位“导师”其实是一台融合了高级人工智能与认知分析功能的平板手机。具有口语对话和智能眼镜功能，通过内嵌的人工智能实现手势控制，面部表情编码，动作跟踪以及语音识别。安娜的“导师”还通过互联网与教育协调员（EC）互动，其隶属致力于浩瀚宇宙研究的政府机构。
EC其实是智能化的虚拟助手，帮助像安娜这样有潜力的学习者，为他们提供今后工作中所需要的工作技能。“私人导师”与EC分享安娜的学习情况展示板，并制定个人的学习计划，包括数字化的学习内容、虚拟现实游戏、实践机会以及与专业的航空工程师互动的机会。这些都放在她的个人学习网页上。安娜的父母可以通过安娜的“私人导师”监督其学习计划的实施并在学习过程中提供有利于安娜学习的支持和帮助。
安娜把“私人导师”带到学校的虚拟学习中心，在那里她与另外一些学生一起研究在云环境下航天飞行器时长2小时的模拟飞行;并在研究中设计出飞行器的真实尺寸。通过这样的方式，全球的学习者都可以参与进来，互相竞争，或在某些环节互相帮助。学习者在研究中的进展速度、准确性和团队协作能力等方面，将会被评估，并量化为相应的分数。完成设计后，学校的3D打印机会帮安娜把飞行器的模型打印出来。在学校学习中心的科学教师通过安娜的“私人导师”追踪其学习情况、得分情况以及学习模式，并及时提供反馈信息和指导。智能眼镜会对安娜的眼部动作进行跟踪记录，“私人导师”进行测量并与其他学习者水平进行比较，反馈给教师，以便于教师可随时根据安娜的学习需求改变学习内容并给予指导。
利用学习中心的自适应学习支持系统与EC制定的学习计划进行协调，安娜的老师将在“私人导师”上重新配置安娜的学习情况展示板并展示安娜的进步情况。
安娜随时都可以自己改变学习目标，她的“私人导师”展示板会动态解释先前已完成的工作，并与她的新目标进行匹配。安娜还可以通过许多社交媒体与她的朋友和家人分享她在学习上取得的进步。“私人导师”会把她的学习情况图示化并贯穿在她整个学习过程，从小学、中学乃至工作后。
● 改变的动力
数字教育“第一波”——在几乎十年的时间里，我们关注数字形式教学内容的创造、分享和获取。这包括在线课程、数字图书馆、游戏和应用。数字化教学内容，为学校带来了设备和一次性的单机学习应用程序，这是把技术带进教室的基础步骤。虽然数字化教学的推进在如K-12、高等教育及更高层教育方面有一定成效，但仍面临3大重要挑战：技术鸿沟、投资低回报（ROI）、对创新能力和企业家精神以及创造就业的巨大需求。
1.强化学生的工作准备和解决技能短缺问题
毕业生们越来越发觉他们对胜任未来职场工作的能力准备得不够充分。强调传统的书本学习和说教性的演讲使得学生们缺乏对知识的实际应用能力。企业的需求与要求在不停地改变，这更加速了学生从小学、中学到大学所获取的知识的半衰期——缩短至5年。因此，中学和大学都发现想要赶上社会发展需求的步伐是一件非常困难的事。在美国，其中一种解决方法就是发展《共同核心州立标准》的要求。从基础教育科目提高学生能力水平，如基础数学和英语。虽然已有部分学校采用了该标准，但却无法保证到2015年全美中学都能实际采纳。
2.提高K-12以及高等教育的投资回报（ROI）
虽然美国在教育方面的GDP投资远超其他经合组织成员国，这样的投资回报却排不进前10。据调查，80%的美国成年人认为大学教育ROI最低。提高教育费用的结果是学生债务不断增加，而伴随的却是毕业生工作能力准备的缺乏，这破坏了教育价值在美国的认同感。针对特定需求为每一位学生设置个性化教育无疑能产生更好的教育投资回报。
3.满足全球化的竞争工作环境中对创新精神的需求
宏观经济环境不景气导致了就业率的下降和创办新公司的困难增加，特别是在美国的高薪行业。这种倾向加重了全球的职业竞争。以生命科学行业为例，创新精神与企业家精神对于推动创造就业和经济增长就显得至关重要。在这种环境下，K-12学校设计出的独特教育计划将帮助孩子们从小就培养创新能力和企业家精神，帮助孩子们创造就业机会，并规划自己的职场之路。
● 数字教育从内容（1.0）到连接（2.0）
技术就是这些问题的答案吗？或者至少能部分解决这些问题吗？从教育技术方面的投资来说，答案似乎是肯定的。美国的教育支出在过去20年间翻了一番，2013年已达到了1.17亿美元。投资增长最快的部分是数字教育技术，2014年该部分教育支出是23.6亿美元，预计到2018年将增加到26.8亿美元。自35年前计算机问世以来，学校、学院、大学的学习方式就已经开始了系统化地将技术和课堂进行整合，特别是企业早已开始使用技术对雇员进行培训和发展。
无处不在的访问学习内容需要增强效率，就是要以更切实有效的方法来传播和利用。借助目前先进的技术，我们可以更加个性化和安全地传递教学内容。例如，可汗学院的“任何时间，任何地点”的教育传播方式为全球的学生提供个性化学习，甚至为教师提供了诊断和展示板。有的技术公司还设计出自适应学习方法并为学习者提供不同的学习体验。但是，仅仅把技术融入教室，正如我们在数字教育“第一波”所看到的——来解读改变的动力是远远不够的。
政府、学校、企业现在需要的是“连接学习”，这很可能成为数字教育的“第二波”。在教育生态环境中的参与者——学校管理者、教师、学生、父母，高科技解决方案提供者以及政府教育机构——将需要建立更紧密的关系来创造像安娜那样的学习环境。整合下一代技术将使各年龄段以及各种背景经历的学生，无论在课堂内还是课堂外都能进行终身学习。这些技术最终实现三种领导性的变革：加强学生技能、提高教育的ROI、让学生更具有创新能力与企业家精神。为达到这一目标，教育科技解决方案的提供者可能需要把关注点从内容转向为连接。