前沿信息技術(shù)

前沿信息技術(shù)及其教育應(yīng)用前沿信息技術(shù)第1頁2新媒體聯(lián)盟地平線匯報自帶設(shè)備創(chuàng)客空間12345游戲化學(xué)習(xí)虛擬現(xiàn)實前沿信息技術(shù)第2頁《新媒體聯(lián)盟地平線匯報》是新媒體聯(lián)盟主持“地平線項目”組成部分。始于20，主要目標(biāo)在于預(yù)測和描述未來5年全球范圍內(nèi)可能對教育產(chǎn)生重大影響新興技術(shù)、驅(qū)動學(xué)校應(yīng)用教育技術(shù)主要趨勢、影響學(xué)校應(yīng)用教育技術(shù)主要挑戰(zhàn)。《新媒體聯(lián)盟地平線匯報：基礎(chǔ)教育版》（TheNMCHorizonReport：K-12Edition），《新媒體聯(lián)盟地平線匯報高等教育版》反應(yīng)了新興信息技術(shù)對基礎(chǔ)教育階段、高等教育階段教學(xué)、學(xué)習(xí)及創(chuàng)造性探究潛在影響和實踐應(yīng)用。新媒體聯(lián)盟又出版了地平線項目區(qū)域匯報《2016新媒體聯(lián)盟中國基礎(chǔ)教育技術(shù)展望》。

新媒體聯(lián)盟地平線匯報前沿信息技術(shù)第3頁基礎(chǔ)教育技術(shù)預(yù)測（可能在教育中普及應(yīng)用并成為主流新興技術(shù)）前沿信息技術(shù)第4頁基礎(chǔ)教育技術(shù)預(yù)測近期：1年以內(nèi)創(chuàng)客空間在線學(xué)習(xí)創(chuàng)客空間機(jī)器人中期：2-3年機(jī)器人虛擬現(xiàn)實分析技術(shù)虛擬現(xiàn)實遠(yuǎn)期：4-5年人工智能可穿戴設(shè)備人工智能物聯(lián)網(wǎng)前沿信息技術(shù)第5頁自帶設(shè)備(BYOD),也稱為自帶技術(shù)(BYOT),是指人們在學(xué)習(xí)和工作環(huán)境中使用自己攜帶筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)或其它移動設(shè)備做法。

1自帶設(shè)備（BringYourOwnDevice）前沿信息技術(shù)第6頁BYOD最早應(yīng)用于企業(yè)，英特爾企業(yè)于創(chuàng)造了這個術(shù)語并聲稱，自從實施BYOD政策，該企業(yè)年生產(chǎn)率多達(dá)500萬小時，這一統(tǒng)計數(shù)據(jù)吸引了其它許多企業(yè)紛紛考慮實施BYOD政策。思科合作搭檔研究發(fā)覺，BYOD正在各行各業(yè)普及，其中教育領(lǐng)域普及率最高；在接收調(diào)查教師中有超出95％受訪者在工作中使用自帶設(shè)備。許多學(xué)生使用自帶設(shè)備，并與校園網(wǎng)絡(luò)相連。前沿信息技術(shù)第7頁BYOD通常更關(guān)注用戶在設(shè)備上存放個性化內(nèi)容而不是設(shè)備本身，極少有兩個設(shè)備共享相同內(nèi)容或設(shè)置，BYOD讓學(xué)生和教育者能夠利用最有效率工具。在很多情況下，學(xué)生自己設(shè)備上已經(jīng)安裝了需要用到應(yīng)用程序，這些應(yīng)用能夠幫助他們更加好管理筆記、課程計劃、完成任務(wù)。教師還能夠利用移動設(shè)備在課堂上實現(xiàn)投票和其它互動功效，如曼徹斯特醫(yī)學(xué)院學(xué)生在上課時使用iPad來注釋教師幻燈片、統(tǒng)計演講內(nèi)容、記筆記和繪制思維導(dǎo)圖，以此來說明他們對復(fù)雜主題了解。經(jīng)過使用Dropbox，學(xué)生們能更輕易地共享文件。前沿信息技術(shù)第8頁智慧課堂“智慧課堂”是利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)打造，實現(xiàn)課前、課中、課后全過程教學(xué)應(yīng)用智能、高效課堂，讓教師備、授、改、考、導(dǎo)一體化，展現(xiàn)了智能、互動、高效智慧課堂應(yīng)用。其實質(zhì)是基于動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和“云、網(wǎng)、端”利用，實現(xiàn)教學(xué)決議數(shù)據(jù)化、評價反饋即時化、交流互動立體化、資源推送智能化，創(chuàng)設(shè)有利于協(xié)作交流和意義建構(gòu)、富有智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，經(jīng)過智慧教與學(xué)，促進(jìn)全體學(xué)生實現(xiàn)符合個性化成長規(guī)律智慧發(fā)展。智慧課堂含有先進(jìn)、方便、實用工具和教學(xué)伎倆，構(gòu)建基于學(xué)習(xí)和動態(tài)數(shù)據(jù)分析“云+端”應(yīng)用智慧課堂信息化環(huán)境。對于學(xué)生終端平板電腦，提供了專屬軟件操作系統(tǒng)，配合終端軟件，使得學(xué)生在使用平板電腦時，不但使用簡單，而且使用行為會受到控制，使得學(xué)生上課能夠?qū)Ｐ穆犞v，而且不會訪問到不允許訪問信息。前沿信息技術(shù)第9頁科大訊飛整體架構(gòu)前沿信息技術(shù)第10頁首先依據(jù)大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)平臺智學(xué)網(wǎng)提供學(xué)生數(shù)據(jù)，對學(xué)生最近學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了點評；重點分析、講解學(xué)生共性錯誤嚴(yán)重題目，讓學(xué)生現(xiàn)場練習(xí)并反饋答題結(jié)果，實現(xiàn)講練效果及時評，了解學(xué)生知識點掌握情況；指導(dǎo)學(xué)生利用個性化診療匯報，分析自己學(xué)習(xí)情況并作出適當(dāng)調(diào)整；為每位學(xué)生一鍵布置個性化作業(yè)實現(xiàn)個性問題針對練習(xí)。案例前沿信息技術(shù)第11頁Chromebook——教育筆記本利用谷歌系統(tǒng)ChromeOS系統(tǒng)研發(fā)筆記本電腦，宏基和三星谷歌筆記本將全方面進(jìn)入1800所學(xué)校。這款筆記本電腦沒有安裝任何軟件，也沒有硬盤可供安裝，只擁有一個高效瀏覽器，能夠用來查收郵件（使用Gmail或其它在線郵件服務(wù)）、管理日歷（GoogleCalendar）、編輯文檔（GoogleDocs）、瀏覽社交網(wǎng)站和使用其它基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。成績和評定匯報無縫連接。使用谷歌課堂學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（Classroom)，教師能夠分配、搜集、評分，并返回作業(yè)反饋。每個學(xué)生都有一個任務(wù)頁面，能夠看到學(xué)習(xí)任務(wù)，完成任務(wù)后將經(jīng)過谷歌驅(qū)動器提交到對應(yīng)文件夾。轉(zhuǎn)錄課堂討論。Chrombook能夠?qū)⒂懻搩?nèi)容轉(zhuǎn)錄并變成文字，最終能夠得到一個不停更新文檔，包含學(xué)生學(xué)習(xí)過程各種場景。讓學(xué)生用谷歌文檔寫文章。教師能夠看到學(xué)生寫作過程，并留下實時評論。前沿信息技術(shù)第12頁學(xué)生可以邀請其他人加入你班級。老師用谷歌視頻群聊為全班建立會話，并邀請各類與本堂課程有關(guān)教授加入進(jìn)來。千里之外人不僅能夠和班里學(xué)生聊天甚至可以看到彼此并建立聯(lián)絡(luò)。讓課堂大眾化?？梢宰尲议L、生病學(xué)生來聽課。建一個班級博客。布置學(xué)習(xí)任務(wù)，并做解釋。創(chuàng)建一個網(wǎng)站。學(xué)生結(jié)束一個單元后，最終任務(wù)可以是將他們本單元所學(xué)做一個迷你網(wǎng)站?？烧J(rèn)為書中角色寫在線日志，做在線報紙。教師可以經(jīng)過GooglePlay中教育類篩選合適英語材料。學(xué)生可以按年級、科目或設(shè)備瀏覽。前沿信息技術(shù)第13頁新加坡移動協(xié)作學(xué)習(xí)前沿信息技術(shù)第14頁

平板電腦和智能手機(jī)等技術(shù)已經(jīng)被學(xué)校欣然接收，教育者正在借助這些學(xué)生們早已應(yīng)用工具，將課程學(xué)習(xí)與真實生活應(yīng)用相融合。這些學(xué)習(xí)活動愈加以學(xué)生為中心，允許學(xué)習(xí)者控制本身參加方式。前沿信息技術(shù)第15頁手機(jī)上學(xué)習(xí)軟件1.當(dāng)代格調(diào)書柜,支持封面管理，支持書簽標(biāo)識、支持多屏滑動

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應(yīng)用介紹：字典詞典類Dictionary前沿信息技術(shù)第17頁前沿信息技術(shù)第18頁同類熱門下載新概念英語英語口語8000句美國之音輕松背單詞-四六級詞魔方電影英語輕松背單詞掌中英語滬江每日一句寓教于樂-記單詞高中英語單詞表

PS：各種國家語言學(xué)習(xí)查詢助記軟件人教口語教練1.為用戶發(fā)音水平打分2.給出語音反饋。3.幫助用戶發(fā)覺發(fā)音問題，快速提升口語水平。應(yīng)用介紹：語言學(xué)習(xí)類Language前沿信息技術(shù)第19頁前沿信息技術(shù)第20頁前沿信息技術(shù)第21頁前沿信息技術(shù)第22頁前沿信息技術(shù)第23頁云端同時一個前所未有四兩撥千斤高效率學(xué)習(xí)方式前沿信息技術(shù)第24頁同類熱門下載寶寶故事AdobeFlash播放器天天動聽手機(jī)暴風(fēng)影音RockPlayerYouTubeHi-QMP3錄音機(jī)盛大聽書課堂靜音小學(xué)語文聽寫網(wǎng)易公開課新浪公開課網(wǎng)易公開課1.隨時隨地上名校公開課2.與名校真正零距離接觸，無成本、無障礙地了解世界前沿新知、新思。

應(yīng)用介紹：影音視頻類Audio&video前沿信息技術(shù)第25頁網(wǎng)易公開課前沿信息技術(shù)第26頁前沿信息技術(shù)第27頁仿真電路模擬器DroidTeslaPro是一款安卓平臺上SPICE模擬器。數(shù)學(xué)實踐貝塔物理學(xué)幾何計算器幾何繪畫化學(xué)助手化學(xué)元素周期表化學(xué)式草圖代數(shù)公式代數(shù)導(dǎo)師仿真電路模擬器同類熱門下載仿真電路模擬器應(yīng)用介紹：理科教學(xué)類Scienceteaching前沿信息技術(shù)第28頁仿真電路模擬器前沿信息技術(shù)第29頁數(shù)學(xué)實踐前沿信息技術(shù)第30頁幾何計算器前沿信息技術(shù)第31頁化學(xué)助手前沿信息技術(shù)第32頁自帶技術(shù)支持情境學(xué)習(xí)

情境學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)知識含有情境性、學(xué)習(xí)者需要在情境中取得和應(yīng)用知識；學(xué)習(xí)者最好在真實活動和文化背景中學(xué)習(xí)；經(jīng)過協(xié)作與互動學(xué)習(xí)效果更佳等。移動終端設(shè)備和移動通信技術(shù)為我們在真實問題情境、工作活動、文化背景中開展情境學(xué)習(xí)提供了獨特機(jī)遇。

前沿信息技術(shù)第33頁情境感知學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)內(nèi)容由移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)經(jīng)過感知學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)情境自動推送給學(xué)習(xí)者，促使學(xué)習(xí)者在情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)。移動博物館導(dǎo)航系統(tǒng)。前沿信息技術(shù)第34頁移動博物館移動博物館是博物館利用移動通訊技術(shù),以手機(jī)或其它移動設(shè)備作為接收終端新型服務(wù)方式。移動博物館導(dǎo)航系統(tǒng)不但提供了語音導(dǎo)游，還能夠觀看影像資料，也能夠就系統(tǒng)內(nèi)部保留文物精品進(jìn)行360度視角仔細(xì)觀察，每件物品都有詳細(xì)圖像和文字講解，讓參觀者在自由、輕松環(huán)境下觀賞和領(lǐng)會藏品帶來樂趣和無障礙知識傳遞。前沿信息技術(shù)第35頁前沿信息技術(shù)第36頁前沿信息技術(shù)第37頁前沿信息技術(shù)第38頁前沿信息技術(shù)第39頁前沿信息技術(shù)第40頁前沿信息技術(shù)第41頁前沿信息技術(shù)第42頁

2創(chuàng)客空間（Makerspace）創(chuàng)客（Maker/Hacker）空間：也稱黑客空間、黑客試驗室或工廠試驗室，是一個可供小區(qū)技術(shù)興趣者們定時舉行聚會、探討和分享電子硬件制作工具和編程技術(shù)技巧地方。前沿信息技術(shù)第43頁背后驅(qū)動力：藝術(shù)家、技術(shù)興趣者、工程師、建筑師、能工巧匠和其它含有創(chuàng)造激情人。建立基礎(chǔ)：美國加州舉行第一屆“制匯節(jié)”。至年，美國本土MakerFaire已發(fā)展成超700名創(chuàng)客參展，吸引超出170000名參觀者參加全球性盛會。前沿信息技術(shù)第44頁，美國政府計劃在4年內(nèi)為千所中小學(xué)校建設(shè)“創(chuàng)客空間”，配置開源硬件、3D打印機(jī)和激光切割機(jī)等數(shù)字開發(fā)和制造工具。，《連線》雜志原主編克里斯.安德魯出版了《創(chuàng)客——新工業(yè)革命》一書，徹底引爆了全球性創(chuàng)客運(yùn)動。年，美國白宮舉行首屆創(chuàng)客嘉年華，奧巴馬公開強(qiáng)調(diào)動手做力量將變革美國制造業(yè)，借此推出全民創(chuàng)客參加計劃。20，“創(chuàng)客”一詞伴隨“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”浪潮，首次被寫入全國“兩會”政府工作匯報，引發(fā)極大關(guān)注。創(chuàng)客已經(jīng)成為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和教育改革一個主要取向。前沿信息技術(shù)第45頁創(chuàng)客空間是指為培養(yǎng)實踐操作能力和創(chuàng)造能力所營造實際環(huán)境，普通會配有各種新興技術(shù)。為適應(yīng)未來需要，越來越多教室、試驗室和小區(qū)中心正在被改造為各種創(chuàng)客空間、實體環(huán)境，為學(xué)生提供動手學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)機(jī)會。教育工作者開始更多地借助創(chuàng)客空間和創(chuàng)客活動來激勵學(xué)習(xí)者設(shè)計、建構(gòu)和迭代，進(jìn)而發(fā)展創(chuàng)造能力和培養(yǎng)高階思維。前沿信息技術(shù)第46頁常見創(chuàng)客工具：3D打印機(jī)樂高玩具Arduinos開源平臺樹莓（pi）電腦激光切割機(jī)雕刻機(jī)切割機(jī)電鉆錘子銼刀前沿信息技術(shù)第47頁創(chuàng)客教育是指培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)所需知識、能力、視野等方面教育行為。創(chuàng)客教育不一樣于任何一個學(xué)科教育教學(xué)，他包含正式學(xué)習(xí)，也包含貫通學(xué)習(xí)者一生非正式學(xué)習(xí)。STEM教育是上世紀(jì)80年代美國人提出，包含四個學(xué)科：Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Mathematics（數(shù)學(xué)），由奧巴馬大力推進(jìn)這種綜合課程實施，意在從小培養(yǎng)學(xué)生動手、創(chuàng)新、綜合利用科學(xué)知識能力，培養(yǎng)含有STEM素養(yǎng)人才。奧巴馬政府想處理美國創(chuàng)新人才培養(yǎng)問題，認(rèn)為這四門學(xué)科相對較弱，其實這也折射出美國政府對其科技創(chuàng)新國際領(lǐng)先地位擔(dān)憂?？茖W(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)有著不一樣側(cè)重?？茖W(xué)重視知識利用，技術(shù)重視改造創(chuàng)新，工程重視項目設(shè)計與開發(fā)，數(shù)學(xué)重視分析推理，合到一起是一個經(jīng)典理科思維方式。經(jīng)過理工科意識、思維和能力為培養(yǎng)創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)，這是美國STEM教育基本價值取向。創(chuàng)客教育與STEM教育前沿信息技術(shù)第48頁隨即，在原有四科基礎(chǔ)上加入了Arts，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、批判性思維能力，要有語言、藝術(shù)和社會研究支持，多個學(xué)科相融合從而得到STEAM教育。STEAM教育是指全部學(xué)科能夠而且應(yīng)該彼此相關(guān)聯(lián)，方便讓學(xué)生在更高視野上知道各種知識和技能是怎樣在真實世界中相互聯(lián)絡(luò)。STEAM教育課程計劃意在使學(xué)生參加以活動、項目和問題處理為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，它提供了一個動手做課堂體驗。學(xué)生在應(yīng)用所學(xué)到數(shù)學(xué)和科學(xué)知識來應(yīng)對世界重大挑戰(zhàn)時，他們創(chuàng)造、設(shè)計、構(gòu)建、發(fā)覺、合作并處理問題。創(chuàng)客空間最初在STEM領(lǐng)域用以激發(fā)學(xué)生興趣，而現(xiàn)在通常被視為STEAM課程通道。前沿信息技術(shù)第49頁在中國，大多數(shù)學(xué)校STEAM課程都是以社團(tuán)課程和選修課（占比72%形式出現(xiàn)）（.3），能進(jìn)入常態(tài)課程與教學(xué)（每七天開展1課時STEAM課程），主要以創(chuàng)新類校本課程形態(tài)出現(xiàn)，對STEAM教育探索并不是從數(shù)學(xué)課和科學(xué)課開始，而多始于信息技術(shù)課程。國內(nèi)課程普遍依靠技術(shù)工具進(jìn)行設(shè)計與實現(xiàn)，多以技術(shù)學(xué)習(xí)課為主。大多數(shù)課程都作為信息技術(shù)課程拓展性課程、科技創(chuàng)造類課程，比如Scratch圖形化編程工具、開源硬件、3D打印、AppInventor等等。即使這些技術(shù)學(xué)習(xí)課很主要，但也在一定程度上窄化了STEAM教育所涵蓋內(nèi)容。難以真正了解STEAM教育在學(xué)生發(fā)展關(guān)鍵素養(yǎng)培養(yǎng)以及學(xué)業(yè)成就提升方面主要影響和促進(jìn)作用，因而既無法與國家必修課程融合拓展，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)類課程學(xué)習(xí)，更無法經(jīng)過對課程進(jìn)行跨學(xué)科整合，尤其是科技類課程與人文藝術(shù)類課程整合，從而真正提升學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力。前沿信息技術(shù)第50頁基礎(chǔ)教育案例案例1：在澳大利亞，機(jī)器人俱樂部提供課外項目讓學(xué)生來實踐STEAM技能。很多活動教給學(xué)生怎樣開展設(shè)計技能，如3D建模，同時還有一些工程技能如了解簡單機(jī)器等，這些能夠引領(lǐng)學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng)新性目標(biāo)和產(chǎn)品。前沿信息技術(shù)第51頁案例2：劍橋公立學(xué)校使用哈佛大學(xué)開發(fā)EcoMUVE虛擬環(huán)境，結(jié)合其它如科學(xué)繪圖、Scratch編程、MakeyMakey（利用各種導(dǎo)電物體變?yōu)殒I盤）等多樣化活動，來幫助學(xué)生創(chuàng)造他們自己交互仿真生態(tài)系統(tǒng)。前沿信息技術(shù)第52頁EcoMUVE虛擬環(huán)境Scratch編程MakeyMakey（/v_show/id_XNDk2ODE4NTgw.html）前沿信息技術(shù)第53頁案例3：網(wǎng)站（/ptsteam）提供給教育人員所期望能夠整合STEAM活動到他們學(xué)校和課堂無償資源，而且還會回答一些常見問題。前沿信息技術(shù)第54頁案例4：在底特律迪克森教育學(xué)習(xí)研究院有一個課外STEAM項目，學(xué)生們能夠經(jīng)過創(chuàng)造性地設(shè)計常見食物DNA模型來學(xué)習(xí)生物學(xué)。前沿信息技術(shù)第55頁案例1：大一學(xué)生用3D打印機(jī)創(chuàng)造“找靜脈器”越來越來大學(xué)建立了跨學(xué)科創(chuàng)客空間中心，學(xué)生可利用計算機(jī)輔助軟件設(shè)計并開發(fā)新產(chǎn)品。在內(nèi)羅畢大學(xué)科技園，一名20歲電氣工程專業(yè)一年級學(xué)生用3D打印機(jī)創(chuàng)造了一件小巧而實用醫(yī)療設(shè)備——找靜脈器。該設(shè)備能夠幫助醫(yī)生很輕易地在嬰兒身上找到靜脈并進(jìn)行注射。前沿信息技術(shù)第56頁案例2：一名土耳其學(xué)生開發(fā)了一個被稱為“TheOsteoid”超聲刺激骨骼生長系統(tǒng)，取得了3D輕量化制造獎項。前沿信息技術(shù)第57頁“3D打印創(chuàng)新教育基地”改變中國傳統(tǒng)教育方式，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力，改變枯燥純理論學(xué)習(xí)，集設(shè)計和3D打印于一體，激發(fā)學(xué)生投身科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和設(shè)計熱情，造就少年創(chuàng)客。前沿信息技術(shù)第58頁浙江省溫州中學(xué)在上海智位機(jī)器人有限企業(yè)贊助下，建立了創(chuàng)客空間，以勉勵跨學(xué)科研究，找出并處理日常問題，開展試驗，學(xué)會完善技術(shù)。(/2rWcvj)前沿信息技術(shù)第59頁當(dāng)前，3D打印筆已開始走人小學(xué)課堂。3D打印筆應(yīng)用將形象思維、抽象思維和靈感思維培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合在一起，將興趣與學(xué)習(xí)、動手與動腦、游戲與探索巧妙融合在一起，為青少年創(chuàng)新思維培養(yǎng)提供了一個良好平臺。前沿信息技術(shù)第60頁1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)概念和分類虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，簡稱VR)是20世紀(jì)90年代以來興起一個新型信息技術(shù)。虛擬現(xiàn)實概念由美國VPL企業(yè)創(chuàng)始人之一JaronLanier在20世紀(jì)80年代初正式提出來。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一個有效地模擬人在自然環(huán)境中視、聽、動等行為高級人機(jī)交互技術(shù)。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)經(jīng)過頭盔式三維立體顯示器、數(shù)據(jù)手套及立體聲耳機(jī)等傳感輔助設(shè)施使人能完全沉醉在計算機(jī)創(chuàng)造三維圖形世界里。

3虛擬現(xiàn)實前沿信息技術(shù)第61頁

3虛擬現(xiàn)實2.虛擬現(xiàn)實基本特征沉醉性(Immersion)交互性(Interaction)想象性(Imagination)

3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)種類臨境虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)增強(qiáng)現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（AR）分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)前沿信息技術(shù)第62頁

CardboardCardboard只是一副簡單3D眼鏡，但眼鏡加上智能手機(jī)就能夠組成一個虛擬現(xiàn)實(VR)設(shè)備。當(dāng)然用戶要想體驗到VR效果，還需要在下載配套Cardboard應(yīng)用。前沿信息技術(shù)第63頁

增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)(AR)增強(qiáng)現(xiàn)實允許用戶看到真實世界，而且把虛擬對象疊加在真實世界之上。將計算機(jī)生成虛擬物體、場景或系統(tǒng)提醒信息疊加到真實場景中，從而實現(xiàn)對現(xiàn)實“增強(qiáng)”。它是一個全新人機(jī)交互技術(shù)，利用攝像頭、傳感器、實時計算和匹配技術(shù)，將真實環(huán)境和虛擬物體實時地疊加到同一個畫面或空間而同時存在。AR就是依據(jù)當(dāng)前位置（GPS），和視野朝向（指南針）及手機(jī)朝向（方向傳感器/陀螺儀），在實景中（攝像頭）投射出相關(guān)信息并在顯示設(shè)備（屏幕）里展示。

前沿信息技術(shù)第64頁移動增強(qiáng)現(xiàn)實（MobileAugmentedReality，簡稱MAR）目標(biāo)是將增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)有效地應(yīng)用于移動設(shè)備終端，拓展增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。實現(xiàn)方法：1.基于硬件傳感器方法常見有磁場、聲學(xué)、光學(xué)、慣性（如電子指南針）等四類傳感器跟蹤技術(shù)。2.基于視覺方法基于marker方法基于自然特征方法前沿信息技術(shù)第65頁虛擬現(xiàn)實教育應(yīng)用案例：教師借助VR技術(shù)向?qū)W生及參觀者展示了原電池試驗化學(xué)本質(zhì)——無數(shù)離子怎樣在浩瀚“電解池之?！敝杏蝿?，當(dāng)銅棒和鋅棒插入后，它們又經(jīng)歷了怎樣奇妙旅程，最終化為升騰氫氣和飛躍電流。在目睹了這一幕幕壯觀影像同時，畫外音同時講解著對應(yīng)反應(yīng)機(jī)理，原本艱澀難懂原理，此時變得異常直觀淺顯。

課件內(nèi)容截圖學(xué)生使用PicoVR一體機(jī)觀看課件前沿信息技術(shù)第66頁UCLANoelEnyedy等人探究怎樣經(jīng)過增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)支持學(xué)習(xí)活動促進(jìn)小學(xué)一、二年級學(xué)生對于牛頓力學(xué)和物體運(yùn)動了解。低年級學(xué)生學(xué)習(xí)物理一個很好方法是科學(xué)建模。研究表明，學(xué)生依據(jù)真實世界創(chuàng)作和評價物理模型能夠促進(jìn)他們對科學(xué)知識有效學(xué)習(xí)。利用增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)真實學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生經(jīng)過飾演不一樣角色發(fā)覺真實生活中現(xiàn)象，并建構(gòu)自己物理學(xué)知識。案例：經(jīng)過角色飾演學(xué)習(xí)物理前沿信息技術(shù)第67頁在摩擦力學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要了解不一樣材質(zhì)物體在不一樣材質(zhì)地面上運(yùn)動情況，教師經(jīng)過增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在教室中創(chuàng)設(shè)不一樣材質(zhì)平面（比如草地、木地板、冰面等），學(xué)生則飾演不一樣材質(zhì)物體（比如足球、排球、滑板等）。教室地面使用不一樣標(biāo)識，能夠在投影中展現(xiàn)不一樣材質(zhì)地面，學(xué)生戴著不一樣標(biāo)識帽子，能夠在投影中展現(xiàn)不一樣材質(zhì)物體，學(xué)生走過地面，需要依據(jù)對應(yīng)情境做不一樣減速動作。學(xué)生對學(xué)習(xí)活動中發(fā)覺問題進(jìn)行探討，教師引導(dǎo)他們發(fā)覺其中物理學(xué)規(guī)律，幫助學(xué)生建構(gòu)對應(yīng)物理學(xué)知識。前沿信息技術(shù)第68頁案例：手持增強(qiáng)現(xiàn)實項目手持增強(qiáng)現(xiàn)實項目（HARP）是美國教育部星級學(xué)校項目（StarSchoolsProgram）資助，來自哈佛大學(xué)教育學(xué)院、威斯康星大學(xué)麥迪遜分校和MIT教師教育項目標(biāo)研究者共同研究意在利用增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)促進(jìn)中學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)素養(yǎng)教學(xué)項目。他們設(shè)計開發(fā)了“聯(lián)絡(luò)外星人（AlienContact）”，并在美國東北部兩個初中和一個高中進(jìn)行了實證研究，培養(yǎng)中學(xué)生高階思維技能。在AlienContact中，每個小組中有四個角色：化學(xué)家、密碼學(xué)家、黑客和FBI探員，每個角色在任務(wù)中取得信息是不一樣，這要求學(xué)生必須在小組中分享自己信息，共同完成需要處理問題，并綜合各種信息，發(fā)覺下一任務(wù)線索。比如學(xué)生需要依據(jù)外星飛船殘骸推算飛船體積，而每個角色獲取只是殘骸一部分信息，學(xué)生只有進(jìn)行小組協(xié)作共享信息并依據(jù)對應(yīng)科學(xué)知識共同處理問題才能進(jìn)入下一步任務(wù)。前沿信息技術(shù)第69頁AlienContact中不一樣角色獲取不一樣信息前沿信息技術(shù)第70頁虛擬試驗前沿信息技術(shù)第71頁

3D虛擬數(shù)字博物館前沿信息技術(shù)第72頁虛擬仿真校園吉林大學(xué)虛擬校園前沿信息技術(shù)第73頁增強(qiáng)現(xiàn)實學(xué)習(xí)前沿信息技術(shù)第74頁游戲化將游戲設(shè)計元素、方法和框架融入到非游戲場景和情節(jié)當(dāng)中。更簡單一點說，就是用游戲框架，來處理工作生活中一切非游戲問題。游戲化本質(zhì)上是一個方法，一個思維方式，它能夠應(yīng)用到任何領(lǐng)域。數(shù)字徽章通常被看作是“游戲化”在教學(xué)中應(yīng)用，用于跟蹤、捕捉及展示學(xué)習(xí)過程，并在一定程度上激勵學(xué)生學(xué)習(xí)。

4.游戲化數(shù)字徽章前沿信息技術(shù)第75頁

NMCHorizonReport

教育游戲（-）EducationalGames

基于游戲?qū)W習(xí)（-））Game-BasedLearning游戲與游戲化（-）GamesandGamification

關(guān)于教育游戲定義發(fā)展

教育游戲：以教育目標(biāo)而開發(fā)游戲通常帶有明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。關(guān)注是游戲結(jié)果是否使玩者到達(dá)了學(xué)習(xí)目標(biāo)。它帶有明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和使游戲動機(jī)化明確意圖

前沿信息技術(shù)第76頁·挑戰(zhàn)·競爭·升級·合作（處理問題、交流能力）·分享·得分和獎勵體系游戲元素前沿信息技術(shù)第77頁游戲化學(xué)習(xí)，為學(xué)生提供了一個可盡情探索模擬世界，能夠有效拉近學(xué)習(xí)情境和真實情景之間距離。經(jīng)過游戲，學(xué)生行為影響并改變著“世界”，使他們在取得知識同時不停建構(gòu)著能夠映射現(xiàn)實世界身份認(rèn)證。“沉醉度高”，不但是因為情境設(shè)計“挑戰(zhàn)”與“競爭”激發(fā)了學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)動機(jī)，更是因為游戲中“挑戰(zhàn)”并非一味強(qiáng)調(diào)游戲本身困難水平，而是在游戲中任務(wù)設(shè)計遵照“小步子標(biāo)準(zhǔn)”，符合最近發(fā)展區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。前沿信息技術(shù)第78頁嚴(yán)厲游戲：不但僅是好玩/movie//5/J/A/M9RMM4PVV_M9RMMD2JA.html《Aninvestigationoftheartifactsandprocessofconstructingcomputersgamesaboutenvironmentalscienceinafifthgradeclassroom》AhmetBaytak,

SusanM.LandBaytak等人讓五年級學(xué)生依據(jù)科學(xué)課程內(nèi)容，以小組協(xié)作方式，利用Scratch自主設(shè)計游戲。經(jīng)過觀察發(fā)覺，設(shè)計游戲有效促進(jìn)了學(xué)生隱性知識顯現(xiàn)化和對知識、策略分享行為。學(xué)習(xí)結(jié)果也表明，學(xué)生能夠經(jīng)過這種基于游戲設(shè)計學(xué)習(xí)方式在低年級掌握相對高編程概念和技巧，了解編程，并建立創(chuàng)造性知識共同體。前沿信息技術(shù)第79頁SCRATCH語言很簡單，全部人都能夠使用。這種編程語言所依據(jù)，是一個積木系統(tǒng)；積木能夠經(jīng)過各種指令結(jié)合起來。這種語言總共有100多塊“積木”能夠使用。另外，還有一個視覺圖像庫，使用者能夠在最開始時候用圖像編寫程序網(wǎng)站：/前沿信息技術(shù)第80頁9月，美國總統(tǒng)奧巴馬在白宮開啟了全國STEM游戲設(shè)計大賽。STEM代表科學(xué)Science，技術(shù)Technology，工程Engineering，數(shù)學(xué)Mathematics。美國政府STEM計劃是一項勉勵學(xué)生主修科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)(STEM)領(lǐng)域計劃/前沿信息技術(shù)第81頁蠟筆物理學(xué)（CrayonPhysics）網(wǎng)站：/平臺：Windows,iOS,OSX,Linux,Android開發(fā)商：Kloon