《地平线报告》对信息技术在学校中应用前景的分析
到目前为止，美国新媒体联盟已连续17年发布年度报告，2019年的《地平线报告（高教版）》也已经发布。本书作者对这些年度报告进行了梳理归类，表6.1、6.2是对2004—2019年间地平线报告系列（包括高教版与基教版）的整体回顾。
表6.1 2004—2019年《地平线报告（高教版）》的技术图谱[9]
续表
（本书作者修正了2012年高教版内容，并增加了2013—2019年高教版内容）
表6.2 2009—2017年《地平线报告（基教版）》的技术图谱[10]
根据2004—2019年《地平线报告（高教版）》的分析发现，以下9项技术在12个地平线报告中多次出现（3次以上），代表了高等教育中信息技术的主流趋势。前7项技术分别为：（1）移动技术（包括从移动电话，到移动设备与移动应用、自带设备，到移动学习，11次）；（2）学习分析（7次）；（3）增强现实和混合现实（7次）；（4）悦趣学习（包括教育游戏与悦趣学习，6次）；（5）物联网（4次）；（6）社交网络（包括社交网与协作环境，3次）；（7）基于手势的计算（3次），2015年以来创客空间和人工智能开始频繁出现在地平线报告的高教版，成为《地平线报告》中出现3次的新技术；（8）创客空间（3次）；（9）人工智能（3次），并开始进入2～3年采用的技术领域。
根据2009—2017年《地平线报告（基教版）》的分析发现，以下5项技术在6个《地平线报告（基教版）》中多次出现（3次以上），可以被视为是基础教育领域最具应用前景的信息技术趋势。这5项技术分别为：（1）移动技术（包括移动设备与应用，7次）；（2）云计算（5次）；（3）悦趣学习（或称为游戏化学习，4次）；（4）学习分析（4次）；（5）创客空间（3次）。2015年以来，在基础教育领域，创客空间异军突起，迅速进入1～2年的应用领域。
由此可见，由于高等教育与基础教育具有不同的文化特征以及对信息技术不同的应用取向，信息技术在高等教育与基础教育领域具有不同的应用前景，但从中也可以透视一些共同的发展趋势：在25个《地平线报告（高教版与基教版）》中多次出现的10项技术中（有4项技术在高教版与基教版重叠，分别为移动技术、悦趣学习与学习分析、创客空间），有4项技术（社交网络、云计算、移动技术、悦趣学习）已在《地平线报告》中下线。这表明这4项技术已跨越近期运用（1年之内）的阶段，开始应用于学校教育之中。
1.社交网络
社交网最早出现在2005年的《地平线报告（高教版）》中，此后在2007年的《地平线报告（高教版）》中再次出现。在2008年的《地平线报告（高教版）》中，社交网出现了新一代的网络系统——社会操作系统，将人作为网络的中心。
第一代社交网络主要定位于文件的分享和应用，而新一代的社交网络系统——社会操作系统，则把人作为网络的中心，把互联网的价值之定位于帮助我们建立、确认和维持人际关系。这种表面上看起来很微妙的变化——从强调文件分享到人际关系，将会对我们的在线交互方式产生深远的影响。[11]
新一代的社交网络极大地改变了信息和知识关联的方式，改变了研究和评价的方式，并进而改变教育者与学生之间相互作用的方式，改变学生在专业领域的学习方式。新一代的社交网络对人际关系的关注打破了人们之间的距离约束，极大地增加了有共同目标的团队成员之间的协作。因此，在2009年、2010年的《地平线报告（基教版）》中就提出了基于网络的协作环境。基于网络的协同环境最核心的技术是使人们较为容易地分享兴趣和想法，共同参与项目。[12]而新一代社交网络的发展可以为基于网络的协同环境的构建提供有力的技术支撑。
2.云计算
从2009年起，连续五年（2009年、2010年、2011年、2013年、2014年）的《地平线报告（基教版）》都提到了云计算，特别是在2010年、2011年、2013年、2014年的《地平线报告（基教版）》中都预测了云计算将在近期（1年以内）运用于学校之中。这表明云计算已日趋成熟，即将在学校中应用。2015年，云计算从《地平线报告》中正式下线。与此相应的是，有越来越多的学校开始运用云计算工具，有越来越多的学生可以获取云计算应用及服务。
云计算是通过分布式计算、并行计算和网格计算，将基于互联服务的大规模数据处理能力和存储能力整合形成易于获取的服务和应用。[13]借助云计算，电子邮件、文字处理、电子表格等多重工作或学习任务都可以通过一个浏览器完成，而所有软件和文档都能储藏在云环境里。因此，在云计算的环境中，只要是计算机能够接入互联网的地方，学习者都可以利用网络浏览器完成对各种文档、数据表或邮件等的处理工作，而且不需要分别购买和安装不同的软件包。[14]
云计算的优势首先在于获取的便捷性，只有能接入网络就能轻易获取基于浏览器的应用软件；其次是云计算能极大地节约学校的软件维护和管理的成本。通过互联网，将数据存储能力要求大的应用程序转移到云环境之中，可以极大地减少学校维护和管理设备的潜在支出。
《地平线报告》预测，在未来几年来，学校将越来越多地利用功能不断扩张的云计算应用，帮助终端用户完成原本需要通过网上注册、程序安装并且对个人软件包进行维护的任务。并且，随着越来越多的学校开始使用这类资源，将可能出现更多新的、更先进的资料共享方式，减少了学校维护和管理设备的潜在支出。[15]
3.移动技术与移动应用程序
移动技术一直是过去几年中《地平线报告》关注的领域。2006年《地平线报告》首次关注到利用“便携电话”提供资源和服务的实践。2007年，移动技术被称为“进入数字生活的入口”，受到更多的关注。2008年，《地平线报告》再次强调了移动技术的进步（移动电话、移动宽带等）以及价格的下降。2009年，《地平线报告（高教版）》开始将移动技术放在近期阶段（一年以内），称其已经可以完成那些原本必须在电脑上完成的工作任务。2010年、2011年和2012年的《地平线报告（高教版）》中也同样出现了移动技术的身影。2015年，移动技术在《地平线报告（高教版）》中被更加灵活的自带设备所代替。
相比而言，移动技术在基础教育领域的应用相对缓慢。2009年、2010年的《地平线报告（基教版）》中，“移动技术”仍出现在中期阶段，2011年“移动技术”才开始出现在《地平线报告（基教版）》的近期阶段，此后一直持续到2014年，“移动技术”被更具灵活性的自带设备（BYOD，Bring Your Own Device）所替代。2017年开始，在《地平线报告（高教版）》中，自带设备被进入场景应用的移动学习替代。
移动技术的发展与移动设备与移动应用程序的发展密切相关。近几年来，移动设备（包括移动电话、平板电脑等）在全球变得越来越流行，成为获取网络资源的主要途径。移动应用程序的发展则更是为个人上网方式的转变提供了技术支撑。移动应用程序是指为了完成某项或某几项特定任务而被开发运行于移动设备操作系统之上的程序。[16]自2008年的“苹果软件商店”正式开放以来，简单实用的移动应用程序正在突飞猛进地进入人们的生活，影响越来越多的人群。随着越来越多的移动应用程序的开发，特别是与学习和工作效率有关的应用程序的开发，目前移动应用程序的教育功能越来越强大。2013年4月，148Apps网站的报告显示，在所有i Tunes的下载分类中教育应用程序的下载量位居第二，超过娱乐和商业应用程序的流行度。其中，增长最快的一个类别是针对少年儿童学习者开发的应用程序。[17]
移动应用程序与移动设备的叠加使移动学习在教育领域中具有了广阔的前景。如，美国一些高校甚至向还没有移动设备的学生提供其移动设备，通过委托定制服务于学生群体的应用程序。如今，越来越多的大学在建设“移动学习”的道路上越走越广阔。[18]从国际上看，目前已有了一些大规模的全国性和国际性移动学习项目，比如，由欧洲委员会提供资金的MOBIlearn项目和m-Learning项目，以及英国工程与自然科学研究委员会（EPSRC）资助的森林环境项目。[19]Learn Dash创始人Justin Ferriman指出，美国移动学习7个数据显示移动学习在美国教育中趋向流行，应用实践也将得到广泛普及。
从国内来看，目前移动学习研究主要应用于中小学基础教育及高校教育，并开始关注教师教育及成人职业教育。《2014年中国移动互联网学习用户研究报告》指出，青年群体（大学生及30岁以内在职人员）对移动学习的使用频率比较高，约占总调查人数的70.2%。[20]尽管，目前我国中小学已基本具备开展移动学习的技术基础，但仍缺少有效的移动学习运行模式。因此，目前移动学习在我国中小学的推进仍面临较大阻力，怀疑与反对之声甚众。
相较而言，移动学习在企业中的应用比在教育中要更为广泛，实效也更为明显。2011年召开的“中国企业学习信息化论坛”中，北京移动公司移动学习项目、诺基亚客户服务移动学习项目、中国移动广东有限公司“微学习”体系建设项目，在“最佳企业移动学习方案”中榜上有名。掌握通信及移动设备等核心技术环节的企业在移动学习的推广中往往有着举足轻重的作用，但企业移动学习限于其不可避免的功利目标，使得学习活动设计中对学习者的关注更倾向于促进绩效而非人的发展，对学习效果的评价也往往借助为企业节省的传统培训开支和员工由于减少休息日集中培训所增加的培训满意度来衡量。[21]
4.悦趣学习
悦趣学习在2005—2007年的《地平线报告》中数次提出，沉寂三年之后，悦趣学习在2011、2012年、2013年又连续三年出现在《地平线报告（基教版）》《地平线报告（高教版）》中，2012年“悦趣学习”改称为“游戏化学习”，突出对游戏的关注。2014年，悦趣学习再次出现在《地平线报告（基教版）》中。“悦趣学习”曾多次出现在《地平线报告》中，但一直未能跨越中期应用阶段，这表明目前悦趣学习在学校教育中的应用仍存在诸多限制。
悦趣学习指的是将游戏作为知识的载体，让学习者通过游戏，来对相应知识进行学习。[22]新媒体联盟的众多研究者认为，研究和经验已表明，游戏在多个学习情景中的应用效果是极其显著的，游戏可以使学习者获得其他地方和工具无法实现的体验。[23]如游戏中的角色扮演和情景模拟等学习方式能让学生在情境中学习，学生在这样的场景中基于自身的经验寻找线索并想方设法解决难题，会让学习者产生真实的生活体验。
从目前来看，在国外，特别是美国，教育游戏作为一种新型的教育和学习支持工具，不仅受到了政府的支持，同时也受到了社会各界的广泛关注。各级研究机构和中小学校正如火如荼地推进游戏化学习的研究与实践。如由美国印第安纳大学Sasha Barab教授主持开发的Quest Atlantis（QA）自2002年免费向全球开放以来，到2009年已有超过2名儿童注册，并被美国、澳大利亚、新加坡、丹麦等国家的中小学教师应用于课堂教学。[24]
从国内来看，我国教育界对游戏化学习的研究起步较晚，目前基本上仍停留在理论研究阶段，主要集中于游戏化学习的发展及综述性研究、基本理论的研究、技术设计与开发的研究，真正进入实验阶段的游戏化学习研究相对较少。目前仅有的少数游戏化学习软件的开发与应用主要是由行业或企业承担，基本上缺少政府的支持，也缺少教育者的参与。因此，从教育的角度来评估，这些游戏化学习软件的总体开发水平是较低的，尚无法满足在中小学的广泛应用需求。
《地平线报告》预测，年轻一代普遍具有在线游戏的经历并希望将游戏作为学习工具。基于游戏的学习策略倡导学生积极参与，使参与者能始终处于交互体验的中心，并能激发学生去开拓数学、科学、工程、技术等领域的研究和探索。[25]因此，随着教育领域的不断扩大以及游戏设计人员不断探索新的方式，游戏将在学校教育中变得越来越流行、越来越有用。有研究者从热点归纳研究中发现，区别于传统的游戏设计，目前发挥技术优势，应用于教育领域的游戏化学习大多借助移动平台，呈现向线上转移和向“社群”转移的特征。[26]
此外，根据2004—2019年《地平线报告（高教版）》《地平线报告（基教版）》的分析，在25个《地平线报告》中出现频率最高的10项技术中，以下6项技术（学习分析、增强现实、基于手势的计算、物联网、人工智能、创客空间）还将继续出现在《地平线报告》的近期、中期或远期的预测中。这些技术将有可能在未来几年内开始运用于学校教育之中。
5.学习分析
学习分析最初出现在2011年《地平线报告（基教版）》与《地平线报告（高教版）》的远期预测中（未来4～5年内在学校中运用的技术），到了2012—2013年，学习分析已出现在《地平线报告（高教版）》的中期预测中（未来2～3年内在学校运用的技术）。2013—2014年，学习分析开始出现在《地平线报告（基教版）》的中期阶段。2014—2019年，学习分析曾4次被《地平线报告（高教版）》列为未来1年内有可能在学校中运用的技术。这表明，“学习分析”在高等教育以及基础教育中的应用已开始加速。
学习分析指的是对一个大范围内数据的解释和分析，以评估学生的学习进展，并预测学生未来的表现，同时发现学生潜在的问题。这些数据通过搜集学生的明确行为而得来，如作业和考试、网络社会互动、课外活动以及论坛讨论等。《地平线报告》指出，学习分析不但可以识别出有困难的学生，其更大功能是让教师可以更精确地找出学生的学习需要并进行适当的教学指导，这不只是针对个别学生表现的影响，而是对教育者如何看待教学、学习和评估的影响。[27]
从目前来看，国内外学习分析应用仍主要集中高等教育阶段，重点关注以下两个层次：[28]（1）适应性测试、跟踪和报告。大多数大型教育公司（如Pearson、Blackboard和Desire2Learn）在记录和跟踪学习过程方面投入了大量的资金，旨在获取大量的数据，包括记录和跟踪学习者花费在资源上的时间、发帖的频次、登录次数等，如可汗学院（Khan Academy）的在线学习系统。（2）早期预警和干预。还有一些学习分析工具通过收集并整合各种信息管理系统中的学生学业数据，旨在帮助教育工作者评估学生们的学业危险程度，制定早期的干预措施，如普渡大学（Purdue University）的课程警示系统（Course Signals）。
但总体而言，目前国内外学习分析的应用仍有许多局限性：一是学习分析的重点仍集中在学生个体身上，特别是有问题的学生身上，如有辍学倾向的学生、表现不理想的学生等，尚无法为增进对教和学的理解，优化学习及其发生的环境提供更多的数据支持；二是由于学习是一个复杂的社会活动，而学习分析主要借助量化的方法来分析学习过程，这无疑简化了学习的过程，并危及对深度学习和有意义学习的关注；三是无论在学习分析系统的设计，还是在数据的收集、解释阶段，目前都是以教育公司为主导的，普遍缺少教师的参与。
尽管，目前学习分析技术仍处于早期阶段，特别是基础教育阶段，大部分工作还只是概念性的。但不可否认的是，学习分析技术极大地满足了教育实践者对学习过程进行分析的需求，同时也可以为教师提供一个有价值的视角去审视学生的学习。因此，《地平线报告（基教版）》预测，学习分析将会成为未来学习的一个基本环节，学习分析工具的发展，将会为学习管理系统扩大信息的收集能力。[29]
6.增强现实技术
2005年《地平线报告（高教版）》中首先提出“增强现实”一词，它与境觉计算相关联；2006年《地平线报告（高教版）》中也出现了“增强现实”一词，是与增强可视化关联。[30]此后，在2010年、2011年，《地平线报告（高教版）》又分别预测“增强现实”技术将在未来2～3年内在学校中得以运用。2012年开始，“增强现实”在《地平线报告》中销声匿迹5年，2016年开始重新出现在《地平线报告（基教版与高教版）》中。这表明，“增强现实”这种将虚拟信息应用到真实世界的技术已开始渗透到社会生活的各个方面，重新受到关注，并开始实现在学校教育中的应用。
增强现实技术的发展与虚拟现实技术密切相关，随着虚拟现实技术的发展，计算机硬件设备的升级，人们已不满足于只能够呈现虚拟场景，越来越期待能够于虚拟世界进行交互，因此增强现实技术应运而生。增强现实（Augmented Reality，简称AR）技术是将计算机生成的文本信息、图像、虚拟3D模型、视频或场景等实时准确地叠加到使用者所感知的真实景物中，实现虚拟场景和真实场景的有机融合，从而达到超越现实的感官体验。[31]即将经计算机处理过的数据投射到真实世界中，使用户得到更多的信息。
增强现实技术的各种表现形式，最初始于早期的头盔显示器，至今已有30多年的发展历史。近几年来，随着带宽的增加、智能手机的普及以及应用程序的发展，增强现实逐渐从一个冷门的小工具发展成技术领域中的核心角色。特别是人们对真实体验的追求，不断推动着增强现实技术应用于最前沿的领域，如商务、技术、娱乐和教育等。
在更广的教育范围内，增强现实是具有强大吸引力的，因为它与情境学习相匹配。[32]借助增强现实技术，可以创设一种连贯性的情境层，使学生能够发现实际生活和他们接受的教育之间存在一定的内在联系，从而有效促进学习迁移能力（从一种情境到另一种情境）在范围和层次上的提高。有别于传统的教学模式，增强现实能够真正实现“情景式学习”，加深学习者对于学习内容的理解，给学习者提供动手操作的机会以此提高实践能力，提高学习者的参与度，促进学习者之间的协作，提供维持学习者学习动机的外部激励。
当前，在计算机视觉与人工智能技术的推动下，增强现实技术表现出了强劲的发展势头，虽然目前增强现实技术仍不够成熟，内容不够丰富，存在许多争议，但不可否定的是增强现实将极可能成为未来交互的新平台、新方式。随着智能可穿戴产品的不断发展，结合增强现实的应用，未来人们可以通过更自然的人机交互方式与系统进行交互，未来增强现实技术将在很大程度上改变人类生活，是科技发展的必然趋势。[33]
7.基于手势的计算
基于手势的计算在2010年、2011年的《地平线报告（高教版）》中被提出，预计在未来的5～6年内将在学校中应用，在2012年、2013年《地平线报告（高教版）》中，基于手势的计算继续出现，并保持在同样的位置。
基于手势的计算指的是离开键盘、不用鼠标，通过手势的互动来操控计算机——这种开放、直接的运用方式给人们提供了前所未有的互动体验。[34]基于手势的计算在模拟训练中已被证明是有效的，手的触摸能够让用户方便地进行那些控制鼠标难以进行的精确操作。但目前基于手势的计算还处在实验的阶段，主要用在商业领域，还不能全面应用于教育的各个方面。
《地平线报告》预测，虽然在教育中完全实现基于手势的计算需要数十年的时间，但基于手势的计算对教育的意义不容低估，特别是对习惯于以感触、跳跃、移动作为获取信息方式的新时代学生，基于手势的计算具有强大的潜在教育价值。[35]
2010—2015年《地平线报告》的分析发现，手势计算技术已经连续5年成为新教育信息技术的发展动态，逐步升级的可穿戴设备和虚拟助手等设备技术正日趋成熟并在教学中广泛应用。手势计算将逐渐取代“键盘与鼠标”的控制文化，让教师和学习者摆脱“线”制，以智能化的方式更加自然地进行人机交互，并进行有意义教学，能充分调动学习者的学习兴趣，让学习者更加积极主动地参与到学习之中。同时，手势计算也将营造出一种新型的智能化学习环境，学习者、手势计算技术、数字化学习资源和智能教学环境将达到高度耦合的状态，学习者的个性化学习和创造性活动实践将得到长远的发展。[36]
手势计算技术在文件浏览、游戏和培训模拟操作等方面具有很大的优势，在教育和学习中也有很大的潜力。如在教育领域，手势计算将给学习者带来不一样的活动实践体验。借助手势计算技术，学生只需用手指在屏幕上对操作对象进行拖动、旋转、点击等操作便可进行交互学习。同时，手势计算技术还可以通过多点互动来提高团队协作能力。在手势计算技术的支持下，学习者可以尽情扮演学校中的各种角色，并产生身临其境般的学习、生活感受。研究者认为，在不久的将来，基于手势计算技术的新人机交互技术会在触觉、视觉、听觉等多元通道，营造出技术和学习者自然融合且深度无缝的交互学习环境。
8.创客空间
2015年、2016年《地平线报告（高教版）》中将创客空间列为2～3年内进入应用的技术，2018年，创客空间进入1年内采用的技术行列。无独有偶，2015年开始，《地平线报告（基教版）》连续三年将创客空间列为1年内采用的技术。可见，异军突起的创客空间近几年，受到极大关注，并快速进入教育领域的应用。
克里斯·安德森认为，创客空间是配备创客所需设备、资源且供其完成产品的开放性工作场所，它不仅是创客运动实践的重要场所，而且有助于发挥创客的创新能力和实践能力。近年来，创客空间在国内如雨后春笋般涌现，并受到社会各界的青睐，这与其五大特征（包容性、开放性、共享性、互助性和便利性）是分不开的。[37]创客空间打破了传统的闭门造车模式，摒弃了条条框框的束缚，给予人们自由交流的空间。创客空间为大家提供必需的创新资源，但不干涉创客之间的交流和创作，这就使他们可以天马行空地展开奇思妙想。
创客空间凭借其开放性和创造性的特点吸引着各行各业创新人士的加入，随着创客风潮的不断“席卷”，国内创客空间也逐年递增。近年来，教育部大力推进高校创新创业教育改革，鼓励高校整合学科专业平台构建创客空间[38]。在政策的强势推动下，国内部分高校先后建立起创客空间，如清华大学的i.Center、浙江大学的Idea Bank、西北工业大学的飞天创客等。这些高校创客空间虽然配置了齐全的设备，但部分空间的使用率较低、空心化严重，同时也面临着创客团队随着学生毕业而夭折等困境[39]。
此外，近几年创客空间也开始应用于基础教育，为中小学师生提供了一个开放、协作的场所。在创客空间中，可以彼此碰撞火花，更容易激发创造灵感。创客空间在我国基础教育的应用案例很多，例如，浙江省温州中学建立的创客空间[40]、“电子书工坊”创客空间等。但总体而言，目前基础教育创客的队伍建设还很薄弱，仍处于探索阶段，未来将逐渐走向成熟。
物联网与人工智能技术在论文第二章已进行介绍，本章不再进行分析论述。
根据有关学者的研究[41]，本书作者将2004—2019年《地平线报告》中出现信息技术从内容类目上进行了归类，划分了以下六个类目：数字化内容开发/出版（包括电子书与开放内容）、互联网技术（包括社交网络与云计算）、智能技术（包括增强现实与基于手势的计算）、娱教技术（悦趣学习）、移动技术（包括移动设备与应用程序、平板电脑）、数据分析（学习分析）。以这六个内容类目为分析框架，考察《地平线报告》中所筛选的信息技术在2004—2019年《地平线报告》中发展历程以及上线、下线的时间，我们可以大致判断出学校信息技术的主要发展趋势。
一是互联网技术已经跨越教育的地平线，开始广泛运用学校教育之中。根据《地平线报告》的分析，互联网技术不仅实现了从有线向无线的跨越，更要重要的是，互联网技术从最初的分享文件开始转向建立人际，社交网落成为互联网技术的核心。随着社会性网络工具的普及，社交网络在教育领域的应用逐渐深入，互联网技术既可用于课堂教学环节，也可用于师生的课外交流。借助社交网落，当今用户已由独立的个体转变为相互联系的群体，同时社交互动又将推动着个性化服务、内容创新和知识的获取。此外，云计算的发展也将使互联网进一步摆脱了对学校服务器的依赖。
二是随着电子书与开放内容的发展，数字化内容已跨越教育的地平线，广泛运用于教育之中。《地平线报告》的分析发现，随着电子书与开放内容的发展，数字化内容会越来越多地利用互联网进行分享或正式出版。互联网技术再加上数字化内容将我们彻底带入了一个数字化的教育新时代。
三是移动技术正在逐步取代互联网技术成为新的关注热点，并将开始移动学习带入学校教育之中。
四是智能技术已出现在教育的地平线上，并将成为未来学校中信息技术的关注热点。
五是数据分析技术已在教育的地平线上初露曙光，在未来几年中将有长足发展。数据分析技术与个人化网络的结合将进一步满足学生个性化学习的需求。