高等教育技术的发展趋势探析与应用思考 ——基于对2015～2020年《地平线报告》的研究与分析

ht87 2020-07-23

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摘要：由新媒体联盟和美国高等教育信息化协会采用德尔菲法整合分析并发布的《地平线报告》，是引领近代高等教育发展的重要指导手册。为更好地以时代思想和先进的技术优化国内教育教学的方式与方法，文章基于2020年《地平线报告》，并对2015～2020年《地平线报告》中的高等教育技术发展的趋势、挑战和应用进行了预测，在此基础上，文章对我国高等教育发展模式进行了深刻思考，分别从教育机构运营模式、高等教育教学方法、高校专业化队伍建设等方面提出了优化建议，以期为我国高等教育的创新发展和进步提供启示。

关键词：地平线报告；自适应学习；人工智能；扩展现实；教学设计

自2002年以来，由新媒体联盟（New media Consortium，NMC）和美国高校教育信息化协会（Educause Learning Initiative，ELI）共同完成的《地平线报告》每年都会从全球高等教育发展的角度绘制发现高教问题、解决高教问题、应对高教问题的宏观蓝图，具有重要意义和价值。在我国，不断增强高等教育综合实力，不断强化高等教育的育人质量，不断提高高等教育创新实践水平，已是高等教育发展的大势所趋，而高等教育技术在其中扮演了重要的角色。2020年《地平线报告》（下文简称《报告》）在以往《报告》的基础上进行了内容与形式改革，对高等教育技术的发展应用进行了更全面的整合与更系统的分类。基于此，本研究基于2020年《报告》并充分整合分析了近6年来《报告》的有关内容，分析了高等教育技术的发展现状与应用趋势，以期为我国高等教育更快、更好的发展提供借鉴。

一

2020年《报告》的主要内容概述

2019年之前《报告》的基本结构主要包括高等教育的关键技术、发展趋势、面临挑战三个部分。不同于以往的报告形式，2020年《报告》更关注高等教育技术在过去是如何发生改变的，而不是一味地关注未来将会有哪些改变，因此不同于传统报告的结构，2020年《报告》分别从影响教与学的趋势、影响高等教育的新兴技术和实践、高等教育教学的未来情景等三个层面对高等教育中教与学的问题进行了深刻剖析与预测。另外，《报告》结构也不再是按照时间顺序来梳理，而是用证据、数据和场景案例来分析预测高等教育的未来发展。《报告》结构的改变折射了教育群体对教育教学模式和技术的审视角度、评审体系的重新思考，更加侧重技术和实践在高等教育中的应用。

1 影响高等教育教与学的趋势因素

2020年《报告》的内容显示，影响高等教育教与学的趋势因素包括：①社会趋势，《报告》提出了高等教育技术应增加幸福感与心理健康、人口变化、公平与公正实践等三个方面的关注度，一方面是因为高校师生的压力日益增多，急需先进技术进行心理疏导和思维开导；另一方面，日益密切的学生跨国学习会对本地教学模式产生一定的冲击，高校需要权衡教育模式的适用性与教育态度的公平性。②技术趋势，《报告》重点关注人工智能、新一代数字学习环境、分析与隐私问题等三个方面的技术发展与应用，原因在于人工智能能够更全面地帮助教育者从事教育工作，辅助学习者学习；人工智能的发展也推动了数字化教育发展，下一代数字学习环境（Next Generation Digital Learning Environment: A Reporton Research，NGDLE）充分融合了数字化教学、个性化教学和指导化教学模式，虽然有助于教师突破教育固化、学生突破思维固化，但随之而来的隐私问题也将日益凸显。③经济趋势，《报告》指出高等教育成本的增加会导致学生的债务危机。为了更好地迎合时代发展的需要，高等教育机构有必要融合新兴市场和劳动力市场的发展需求，因时、因地制宜地调整课程内容形式和重点；最后有针对性地提出气候变化会对高等教育产生负面影响，而在线教育将在未来绽放光彩。④高等教育趋势，学习者数量减少的现象将日益凸显，为了更好地解决学习者数量和就业形势相适应的问题，教育机构必须重新审视教学配制的学位类型和课程内容，逐步向替代性教育转换，同时由于非传统学习者群体的壮大，在线教育模式的优势将更加凸显。⑤政治趋势，政治上的变革会对高等教育教学模式产生持续性的影响，一方面体现在高等教育经费减少，另一方面体现在高等教育的价值受到质疑，另外，政治上的两极分化会对师生相关权益的保障带来新的挑战。

2 产生重大影响的新兴技术和实践

2020年《报告》将以往的“教育技术进展”标题修订为“新兴技术和实践”，通过将技术融入学习者和教育者中加以实践和应用，更有利于对高等教育教学的优化和提升。《报告》提出了6项重要的新兴技术和实践，包括：①自适应学习技术。通过给学习者提供更加匹配的学习环境、实例或场域，使学习者不断在实践中发现问题、分析问题、总结经验，最终形成一套解决问题的方案以提高能力。自适应技术的实践需要注重与主动性学习的协调使用，注重与教学课程设计的关联匹配等。②AI/机器学习技术。人工智能借助计算机技术充分融合了人类思想，使机器能够做出分析、决策和行动，随着网络技术的日益成熟和发展，以机器算法为基础的人工智能成果发展迅猛，如智能棋手AlphaGo、残疾助手机械臂等。人工智能技术在教育教学上的应用十分广泛，包括但不限于学习分析技术、混合学习技术、移动学习技术和虚拟助理等形式。③学生成功分析。高等教育机构多年累积在分析学习者学习成果和促进其成功上的经验，使得对学生成功分析更具可操作性和实践性，除了应用成熟的分析工具和平台，在分析内容和分析方法上也更具科学性与合理性，分析技术能够帮助决策主体做出更加理性、合理的分析和判断，集静态和动态于一体，具有极大的应用空间和前景。④教学设计、学习工程和用户体验的提升。教育教学应以学生为中心，面对新时代对教育教学工作的新要求，高等教育机构迫切需要有经验和能力的学习设计者、工作设计者进行系统的教学设计与学习工程的优化，建立在以提高学习者学习兴趣、增加教师教学热情基础之上的教育方法的完善和教育模式的革新，将是未来教育改革发展的重要方向。⑤开放教育资源。开放教育资源打破了地域局限和跨界壁垒，通过共享开放的学习资料、学习平台，全方位借鉴教育资源，实现了全球性知识共享和资源共用，既能降低学习成本也能增加跨界或同行间的交流。⑥扩展现实技术。扩展现实技术充分融合了虚拟现实和增强现实的特点，除了良好的视角体验，还模拟创造更加真实的环境。如3D投影、全息投影、4D空间等通过网络数字与现实模型的结合，实现了学习者对事物的真实理解。此外，扩展现实技术还能解决危险事物无法展示和操作的问题，通过模拟真实事物来加深印象。

3 高等教育教学未来的情景

2020年《报告》以一种更全面的分析方式展望了高等教育教育的未来，分别从增长（Growth）、约束（Constraint）、崩溃（Collapse）、转型（Transformation）等四个角度提出了分析假设：①增长。高等教育在过去十年里一直保持增长的趋势，虽然部分目标未能实现，但潜在需求的增加也间接刺激了高等教育的发展。如教育的普遍性增加了，但在与社会对接方面仍存在偏差，学习者的再学习或转行跨业要求高等教育教学模式迎合市场发展；招聘人更希望招聘到有真才实学的专业性人才，需要学习者的全程性学习记录来验证，间接刺激了在线教育的持续性发展等。②约束。高等教育的发展受到制约的因素越来越多，除了学习者数量的减少、教育教学经费的降低，有限资源和全球气候的变化也将成为重要的因子，加大对学习者在时间和资金上的投入将是不得已条件下的必然选择，将逼迫高等教育机构不得不重构教育教学模式，刺激鼓励企业岗前专业技能培训并认可学生的微证书等。③崩溃。经济因素是造成高等教育受阻的关键，一方面来自学生支付能力与高额学费之间的矛盾，另一方面来自高等教育机构获利低和政府贷款无法弥补学习者学费差额的矛盾，如此一来学生普遍倾向选择学费低且易获得的学位，而过度集中并且附加值较低的学位会导致学生应聘受阻，进而不能理性地对高等教育的价值进行评判，降低了对高等教育的信心。④转型。气候变化的威胁和数字技术的发展为高等教育发展提供了新的机会与方向，有许多高等教育机构已经改变了传统的运作模式，如在教学模式上实行了时间限制式入学、终身式入学、订阅式学习等；在学位获取上也不再是完全固定式的，提倡学生像“点菜”一样有针对性、有选择性地将时间用于技能证书、徽章和微证书的获取上等。

二

高等教育技术发展趋势的分析与预测

社会、技术、经济、高等教育和政治等五大方面的发展趋势直接影响了高等教育技术的发展走向，其总的趋势可归纳为以教育教学为中心的数字技术和在线教育的发展，重点体现在教育机构、教学者和学习者等层面的发展趋势变化。

1 多元化学习模式和创建学习空间依然是重要方向

近6年来，无论是混合式学习设计、深度学习方法、协作学习、在线课程模块化和教育分解度，还是重新设计学习空间，都遵循以“学生为中心”的教育模式，力求从教学方法和教学策略等方面扩大应用需求，以推动高等教育技术的应用。这种需求是持续的，一方面社会需要更多高层次人才，他们需要从基础上掌握更全面的知识，在专业上具备更精湛的技能，从资质上获得被公认的证明。另一方面，为了更好地推进多元化的教育模式，需要不断地加强高等教育机构的“软硬件”设施建设，如重新设计学习空间、推动创新文化等，在教育学习基础硬件设施建设、教育学习自然和人文环境建设、教育学习制度管理建设等方面都需要不断强化。基础硬件的建设实现相对较快，但软设施的建设包括教育学习方式方法、高等院校环境与氛围等则需要经过长期的实践锻炼——尽管软件设施建设的周期很长，但由于其是高等教育发展的必备条件，因此软设施建设的硬性需要对高等教育技术仍有迫切的应用需求。

2 精细的教育教学分析与学习测量需求未来将日益增加

深化教育教学改革是适应时代发展的必然选择，多元化学习模式、高效的教育教学氛围构建是未来高等教育的重要趋势，而要使这两种趋势朝着正确的方向发展，强化教育教学质量检测必不可少。日益注重学习测量对高等应用技术的应用将越来越突出，具体包括：①通过大数据监测学生学习进展、学习程度、学习偏好，以更准确地帮助学生制定学习方案；②通过云计算关注社会用人需求、预测未来社会发展需要，提前制定学生培养计划；③通过人工智能和区块链技术的应用，来解决学生自主学习和正式学习之间、学校教育和家庭发展之间的矛盾等。

3 高等教育机构运营模式和教育者角色转变将被日益关注

现阶段，我国高等教育机构繁多冗乱，教育教学方式方法形态各异，教育教学质量水平参差不齐，教育教学目标追求各具特色，但共同的目的是都想输送更多被社会认可的人才、都想创建更加被社会认可和偏爱的高校。要达到以上两个目的，不能仍然按照以往只注重学生数量输出的理念办事，而必须重新审视学生质量的培养。因此，高等教育机构运营模式将在未来发生巨大转变，同时教师也将不再单纯地承担教育者的角色，而且还应承担引导者、实践者、设计者等多重身份；跨机构和跨部门合作、跨学科研究新形式兴起、开放教育资源扩散等综合性教育教学模式也将被持续推广和应用。

三

高等教育技术的发展挑战及应用进展

1 制约高等教育技术应用的重大挑战

根据2020年《报告》内容，从宏观角度来说，经济因素和政治因素是制约高等教育技术应用的短期不可逆因素。结合2015～2020年《报告》内容，本研究发现：教育学习实践将成为制约高等教育技术应用的核心挑战。前些年，新型教育模式竞争、整合正式与非正式学习、提升数字素养、个性化学习、激励教学、复杂思维教学等带来的挑战大多是基础层面、认识层面的内容，而在现阶段，这些内容有一部分已在《报告》中被删去，或被进一步整合和替代。由于社会发展的需要，更多具有实践性意义的内容被提出，如提高数字流畅性、反思教学实践、推进数字公平等。现阶段，高等教育对教育者提出更多的要求，不能仅仅只从表面看待问题，而更多地需要高等教育机构和教育者能够提出可行的解决方案，能够发现问题、解决问题。例如，要提高数字流畅性而不再单单是提高数字素养，要能够充分利用数据资源、挖掘数据资源，然后设计更好的提高教育质量的方案，形成发掘、分析、创造的系统性流程。未来，制约高等教育技术应用的挑战主要有：①越来越注重视教育者的多重身份；②更加注重教学成果的反馈；③精准化学习模式设计。

2 教育技术在高等教育中应用的重要进展

李新房等^[1]曾将2004～2016年共13期《报告》中的高等教育预测技术进行了系统归类，在此基础上，本研究结合新技术内容将2015～2020年的《报告》中的高等教育预测技术进行分类整合，结果如表1所示。从统计结果来看，在近6年的《报告》中，数据分析技术共出现9次、智慧技术共出现10次、移动技术共出现4次、综合技术共出现8次、三维计算技术共出现5次、数据加密技术共出现1次，反映了数据分析技术和智慧技术是高等教育技术发展的重要支撑。从发展时间来看，前2年主要是数据分析技术、移动技术和综合技术的发展，后4年除了强调数据分析技术，对智慧技术和三维计算技术有了更多的需求，2019年首次提出的区块链技术更是以新时代的“社会信任”需求引领高等教育知识、技能科学化标识和认证的时代发展需要，而且区块链技术以独特的加密技术能更好地保护信息隐私^[2]，对保障数字化教育教学中师生的隐私安全具有重要意义。2020年《报告》提出了在高等教育教学中学生成功分析和教学设计上相关技术的迫切需求，侧重于在分析技术和综合技术上的发展与应用，对生成功分析与教学设计的关注体现出教育教学在朝着更加平等化、普及化的方向发展，致力于追求公平性教育、人性化教育和科学化教育，诉求让每个学习者都成功^[3]。因此，随着在线教育与混合现实教学的需要、人工智能和机器人在社会实践中的发展需求、社会资质资历的简便化辨别等需求的不断增加，高等教育技术将在加强数据分析技术和综合技术应用的基础上，进一步加大智慧技术、三维计算技术和数据加密技术的应用，并将充分融合5G技术的新技术手段创新发展。

表1 高等教育技术的重大发展

四

高等教育技术在我国高等教育发展中的应用建议

综合审视近6年《报告》，可以发现虽然高等教育技术正在信息化、科技化的道路上飞速发展，但仍受到诸多现实因素的制约，我国高等教育与《报告》内容既有吻合之处亦有诸多不同。为了更好地推动我国高等教育在智能化信息技术的支持下蓬勃发展，本研究提出以下建议：

1 高等教育机构需重新构建运营模式，展望未来，开拓创新

我国与西方国家教育的一个最大区别，在于我国高等教育的理论知识较多、实践应用相对较少，且普遍存在应试教育、应试教学、应试实验等问题，极大地限制了学习者的开放思维、创新思维和实践能力的培养。创新创业教育是未来社会发展的必然趋势^[4]，不断提高高等院校的办学能力对诸多高校来说是现阶段急需解决的重要问题。扩大高等教育机构和社会资源对接，是定位高校教育发展目标、评估综合水平、获取优质资源的重要手段；建立健全高效的教育管理系统，是优化高校资源配置、提高教学产出、创建高效教育平台的重要方法；充分结合和利用社会新资源、新技术，是平衡发展与稳定、传承和发扬、创新和基础的核心内容。高等教育机构应充分借助高等教育技术关注当下、立足未来、开拓创新，解决以下问题：①高等教育能为社会带来什么？②高等教育能为教育者带来什么？③高等教育能为学习者带来什么？④高等教育为社会、教育者、学习者带来的益处处于什么水平？有何意义？高等教育机构必须弄清楚高等教育的本质问题，在时代发展与科技进步的背景下，充分利用先进技术手段，秉承先进教育理念，坚持教育与教学相结合、通识教育与专业教育相结合、学术教育与职业教育相结合、学生自主与教师指导相结合等基本教育原则，注重教育面向未来、发展立足当下，积极主动做好人才培养任务^[5]。

2 高教师生需要深刻探讨教育学习问题，开放思维，挖掘方法

高等教育发展至今，已经有一个相对明确的改革信号——“双中心”模式，即把教育者和学习者作为双主体来对待^[6]。因此，解决教育教学问题，将要解决教师与学生的双主体问题。挖掘师生问题可以从两个方面展开：①直接式交流询问，如在学生之间开展学习问题交流会，注重学生对教学意见的提出；鼓励学生尝试授课，从学生授课习惯反思教师授课不足等。②间接式评估分析，学习测量技术、提高数字素养、数字流畅性等都是发现问题的手段，对于已发现的明确问题，教育者应主动设计分析方法、建立分析平台、制定应对方案；对于未知的复杂问题，需要教育者、管理者能够充分了解、认识大数据、云计算等，对各项数据指标有充分的理解，然后制定挖掘问题、分析问题的方案，最后提出解决策略。从以上高等教育技术的应用趋势来看，从学习者角度应重点关注学习兴趣开发、课下学习平台创立与应用、在线学习模式的应用、正式学习和非正式学习的结合、混合学习模式的推广等，而从教师角度应注重交互性教学方式实践、综合性教育方式运用、交叉性知识融合等，通过实现教师专业知识能力增长、教育教学方式灵活达到因材施教的目的，如强化MOOC教学、加强STEM教育等^[7]。

3 高校需要组建专业化教学实践团队，小试应用，大胆实践

实践创新是需要代价的。由于传统的教育教学模式已经成为众多高校现行的惯用手段，创新实践性的模式和平台往往会遇到耗时、耗材、耗力等问题，这极大地制约了高校创新的积极性和主动性。因此，鼓励教学大胆尝试、敢于创新是高校发展的最佳策略。在现阶段，全面发展已经成为了高等教育的主旋律，但由于人的时间、精力有限，因此必须抓住主干、抓住专业特长，在学有余力的基础上，开拓创新、实践进步。基于此，融合智能信息技术到教育实践应交给更专业的团队来完成，高校可以通过组建专业化的教学实践团队进行初始实践，通过局部使用、循序渐进，最后再全面推广，如此才能既减少教师自主创新费神、费时等问题，又解决教师专业化不足的问题。