穿越未來去上學(xué)

視覺跟蹤技術(shù)就是計(jì)算機(jī)用成像系統(tǒng)代替人類視覺器官，用電腦代替人腦完成對(duì)輸入圖像的處理與理解。成熟的視覺跟蹤技術(shù)能夠全方位、無死角地檢測(cè)跟蹤對(duì)象，目前，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為人工智能領(lǐng)域熱門學(xué)科之一和物聯(lián)網(wǎng)感知層重要技術(shù)之一。

在過去幾十年里，新技術(shù)的發(fā)展層出不窮，可是真正應(yīng)用于課堂的新技術(shù)可謂少之又少，伴隨我們每個(gè)人童年和青春的教室竟然幾乎沒有隨著時(shí)代的前進(jìn)而改變。雖然也有一些投影儀器走進(jìn)教室，但黑板和粉筆至今仍然是教室的主要風(fēng)景，老師在講臺(tái)上滔滔不絕，學(xué)生在臺(tái)下洗耳恭聽。世界的變化日新月異，滿載著童真和青春的教室卻如此守舊，是不是很奇怪？

不過，教室的革命已經(jīng)開始，新技術(shù)的應(yīng)用將不斷改變著教室呆板的面貌，未來的教室將會(huì)讓我們這些過來人大吃一驚！

基于游戲的學(xué)習(xí)模式

如今的家長(zhǎng)最擔(dān)心自己的小孩沉迷于游戲而耽誤了學(xué)習(xí)，在課堂上玩游戲更是要受到老師的嚴(yán)懲。不過，未來的游戲迷不但不會(huì)受到斥責(zé)還會(huì)受到鼓勵(lì)，因?yàn)槲磥碚n堂上的學(xué)習(xí)將以游戲?yàn)橹髁恕?/p>

當(dāng)整個(gè)世界有互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，網(wǎng)絡(luò)信息大潮一個(gè)波一個(gè)濤的洶涌而來，孩子們的注意力變得很難集中在一件事上。這不足為奇，因?yàn)檫@些孩子從小就接觸各類視頻網(wǎng)站、社交網(wǎng)絡(luò)、智能手機(jī)，他們的所有疑問通過各大搜索引擎都能找到答案，所有他們想要知道的事情都有24小時(shí)不斷更新的信息來補(bǔ)充。

為了迎合這些信息時(shí)代快節(jié)奏的一代，學(xué)校最終會(huì)放棄傳統(tǒng)的機(jī)械式教學(xué)方式，貼近時(shí)代潮流。視頻游戲過去被認(rèn)為是分散學(xué)生學(xué)習(xí)注意力的罪魁禍?zhǔn)?，但是，未來我們可以利用它來吸引學(xué)生們的興趣。利用游戲來加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、輔助教學(xué)將會(huì)成為未來的一大教學(xué)潮流。

許多課程知識(shí)可以通過游戲的形式來進(jìn)行，比如說歷史學(xué)習(xí)，就可以通過設(shè)計(jì)相關(guān)游戲，讓學(xué)生們了解各個(gè)國(guó)家各個(gè)時(shí)代的多項(xiàng)歷史大事?；蛟S我們可以在游戲里參觀英國(guó)女王的加冕典禮，可以在三國(guó)時(shí)代體驗(yàn)梟雄的世界，可以作為航海家體驗(yàn)新大陸的發(fā)現(xiàn)過程?？梢园芽菰锏碾S堂測(cè)驗(yàn)設(shè)計(jì)為通往下一關(guān)的關(guān)卡，只有很好地掌握了學(xué)習(xí)內(nèi)容，才能進(jìn)入下一關(guān)，以這樣的方式讓學(xué)生充滿答題的欲望。

游戲中的等級(jí)是吸引玩家不斷練習(xí)、花費(fèi)大量時(shí)間的重要?jiǎng)恿?。在學(xué)習(xí)過程中也可以通過類似的模式，通過學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況給他們定下不同的等級(jí)。努力、參與度高、有創(chuàng)造性想法都會(huì)在一定程度上提高自己的成績(jī)以及學(xué)習(xí)等級(jí)。通過這種方式鼓勵(lì)、吸引學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，這可能比普通的表?yè)P(yáng)和嘉獎(jiǎng)更加有效。

除了上面這些，還可以讓學(xué)生參與游戲的制作，給他們充分發(fā)揮想象力的機(jī)會(huì)。未來的課程設(shè)置會(huì)與現(xiàn)在有很大差別，學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸更多學(xué)科，甚至可以自己設(shè)置學(xué)科。比如，他們可以從小開始學(xué)習(xí)游戲的制作、計(jì)算機(jī)的算法、服裝的設(shè)計(jì)、橋梁的建造，不僅僅局限在幾個(gè)固定的學(xué)科之中。通過多種多樣課程的設(shè)置，讓學(xué)生們體會(huì)到基礎(chǔ)學(xué)科的重要意義，增加他們自主研究、自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

無所不能的全科老師

現(xiàn)在，你都可以和Siri（蘋果公司在其產(chǎn)品上應(yīng)用的一項(xiàng)智能語音控制功能）聊心事，未來我們?yōu)楹尾荒芨斯ぶ悄軐W(xué)知識(shí)？隨著人工智能的不斷發(fā)展，許多年之后，聰明的“機(jī)器人”可能會(huì)和人類越來越像，越來越多地參與我們的生活，變成我們身邊的老師和朋友。

它們運(yùn)算速度快，記憶力強(qiáng)大，在教學(xué)崗位上能以一當(dāng)十，變身為無所不能的全科教師，上午帶著我們欣賞音樂與繪畫，下午向我們解釋物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)。它們也許會(huì)作為每個(gè)班級(jí)的助教，也許會(huì)成為講臺(tái)上的主角。這些機(jī)器人老師在教學(xué)時(shí)會(huì)公正、嚴(yán)謹(jǐn)，也會(huì)像學(xué)校里普通的老師一樣溫情、和藹。

未來的作業(yè)要一起做

許多大學(xué)都有自己的網(wǎng)絡(luò)虛擬世界，為學(xué)生提供一個(gè)在線交流平臺(tái)。這就是一種云平臺(tái)，很大一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于能夠讓學(xué)生在社交網(wǎng)絡(luò)上自由地分享他們的想法，以學(xué)生為主導(dǎo)，教師只是發(fā)揮輔助作用，幫助學(xué)生指點(diǎn)迷津。

這是非常重要的一個(gè)理念，因?yàn)檫@會(huì)帶給學(xué)習(xí)者一種新的認(rèn)知：學(xué)習(xí)是一種個(gè)人責(zé)任，而不是老師的工作義務(wù)。

未來的作業(yè)將大部分是由討論的形式構(gòu)成的，絕不是自己埋頭做好自己的任務(wù)就大功告成，準(zhǔn)備接受老師的表?yè)P(yáng)和獎(jiǎng)勵(lì)了?；?dòng)學(xué)習(xí)將會(huì)成為主流。在現(xiàn)實(shí)世界中，絕大部分的工作都不是集一人之力就可以完成的，合作是社會(huì)的常態(tài)，是人類生活的基礎(chǔ)構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)社交工具的納入，可以加強(qiáng)學(xué)生彼此間的合作，強(qiáng)化他們之間的團(tuán)隊(duì)精神。未來的作業(yè)大部分需要協(xié)作完成，而通過學(xué)生之間的討論，系統(tǒng)會(huì)給出每個(gè)學(xué)生的參與度，結(jié)合團(tuán)隊(duì)學(xué)生的自我評(píng)分，可以了解學(xué)生的活躍性，和他們?cè)诿看巫鳂I(yè)中所起到的作用。通過互動(dòng)式的學(xué)習(xí)模式，從小培養(yǎng)起孩子們的合作精神。

當(dāng)然，當(dāng)學(xué)生們需要教師的指導(dǎo)，他們可以通過互動(dòng)平臺(tái)向老師求助，教師可以根據(jù)情況給有疑問的學(xué)生們加以指導(dǎo)，回應(yīng)論壇中的提問，上傳有用的信息，及時(shí)整合云社區(qū)的反饋內(nèi)容。這種學(xué)習(xí)模式的好處在于，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成為一個(gè)很好的反饋工具，能夠大大提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與度，教師可以更好地了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受情況。同學(xué)們通過互動(dòng)合作完成學(xué)習(xí)任務(wù)，他們通過彼此交流信息能夠更好地接收知識(shí)、發(fā)表意見、互相幫助，也能夠在日常的學(xué)習(xí)中加強(qiáng)對(duì)于社會(huì)協(xié)同工作的適應(yīng)性，對(duì)他們未來的實(shí)際工作將大有裨益。

不能逃課也不能走神

每個(gè)班級(jí)總有一些不求上進(jìn)的學(xué)生，愛逃課，即便上課也愛開小差。但是，在未來的課堂上，再也沒有人可以開小差了，更不要說逃課了，因?yàn)槔蠋熃柚衿娴囊曈X跟蹤技術(shù)掌控著課堂上的一切。

未來當(dāng)視覺跟蹤技術(shù)應(yīng)用于課堂時(shí)，可以幫助教師了解到學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)，及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。如果學(xué)生的注意力集中在教師、課本或者與學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的事物上，教師能夠觀察到他們對(duì)知識(shí)的接受狀況。如果學(xué)生走神，老師能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過教學(xué)上的刺激將學(xué)生的注意力拉回到學(xué)習(xí)內(nèi)容上來。如果學(xué)生滿眼疑惑，不懂裝懂，老師也能及時(shí)了解情況，更細(xì)致地講解抽象的問題。

廣告研究一直在使用視覺追蹤技術(shù)了解消費(fèi)者對(duì)廣告的回應(yīng)，并了解是何種商品吸引了消費(fèi)者的注意。同樣的，在教學(xué)方面也可以采用這種形式來分析教學(xué)效果，以確保課程的有效性，了解每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格。視覺追蹤系統(tǒng)可以通過學(xué)生在線學(xué)習(xí)期間視覺的細(xì)節(jié)來評(píng)估學(xué)生們學(xué)習(xí)的狀況。如果學(xué)生的視線在復(fù)雜的概念上停留很長(zhǎng)時(shí)間，說明他們對(duì)此不太明白，就需要教師或者自動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)合例子詳細(xì)對(duì)相關(guān)內(nèi)容再進(jìn)行解釋，加深學(xué)生們的理解。

不要課本也不要書包

在未來的教室里，學(xué)生大概只需要一個(gè)顯示設(shè)備就能夠獲取存儲(chǔ)在云端的家庭作業(yè)和學(xué)習(xí)資源。這意味著他們不需要再拖著沉重的書包，背著一本又一本課本和輔導(dǎo)書。只要有網(wǎng)絡(luò)，便可以找到所需要的大量學(xué)習(xí)資源。

這樣便捷的云服務(wù)將給學(xué)生們帶來極大的自由，他們的家庭作業(yè)可以在任何地方、任何時(shí)間完成。有了云端資源，所有學(xué)生都可以獲取所需要的信息，一本很受學(xué)生歡迎的書可以同時(shí)被許多學(xué)生借閱，即便學(xué)校硬件設(shè)施不足，沒有實(shí)體的圖書館，學(xué)生們也可以通過這樣的方式獲得所需要的書本。你想看哪本書再也不用專門跑到圖書館借書，或者專門跑到書店買一本了。這樣，如果學(xué)生再想編造生病臥床在家，無法完成作業(yè)的借口就不大容易讓人信服了。

云計(jì)算技術(shù)可以幫助建立虛擬教室。學(xué)校現(xiàn)在可以利用云技術(shù)，建立在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，讓學(xué)生登錄并參加虛擬環(huán)境中的教學(xué)。比如說，基于云技術(shù)的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生們可以在線學(xué)習(xí)課堂上的內(nèi)容，他們能夠進(jìn)入論壇參與討論。作業(yè)、考試都可以通過互聯(lián)網(wǎng)在線進(jìn)行。

創(chuàng)造一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的課堂

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過計(jì)算機(jī)合成虛擬環(huán)境，當(dāng)我們佩戴上虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，可以感受到進(jìn)入了一個(gè)非常逼真的世界。學(xué)習(xí)地理課程的時(shí)候，學(xué)生們佩戴上虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，可以感受史前冰川的厚重，可以遠(yuǎn)距離參觀太陽與月亮的“嬉戲”。講到地球構(gòu)造時(shí)，師生戴上特制眼鏡，就能夠看到老師把地球模型一層層“剝離“開來，展示地殼、地核、地幔等，比看3D電影更有身臨其境之感。

未來，通過“共存”圖像技術(shù)還可以讓不同地區(qū)進(jìn)入虛擬環(huán)境的人感受到彼此的存在，比如老師出差，在萬里之外，但是當(dāng)他和學(xué)生們都佩戴上特殊眼鏡之后，學(xué)生能看見他，他也能看到學(xué)生們，就像他們處于同一間教室中一樣。同學(xué)們可以用這種方式在不同的地方完成團(tuán)隊(duì)合作項(xiàng)目和作業(yè)。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可以應(yīng)用于課堂。隨著谷歌眼鏡以及其他增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可穿戴設(shè)備的發(fā)展，通過特殊的眼鏡，在觀者所見的視野之上疊加一個(gè)信息層，使觀者享受一種非凡的體驗(yàn)。比方說，當(dāng)我們翻閱手中的電子書，看到某一處感興趣的地方，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡就可以根據(jù)你的需要在你看到的圖層上顯示相關(guān)的背景內(nèi)容介紹。

當(dāng)下次集體活動(dòng)老師帶著同學(xué)們參觀博物館，所有的歷史文物透過學(xué)生們佩戴的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡都可以顯示出更多的補(bǔ)充信息和互動(dòng)內(nèi)容。通過這種方式，學(xué)生們可以更好地學(xué)習(xí)一些看起來略顯枯燥的內(nèi)容。

隨心所欲的3D打印

小時(shí)候我們通過樂高玩具培養(yǎng)創(chuàng)造力，未來3D打印技術(shù)將會(huì)成為孩子們展示他們豐富創(chuàng)造力的新途徑。3D打印機(jī)將會(huì)成為教室里必備的基本設(shè)備。學(xué)生們可以利用3D打印機(jī)將自己想象的東西通過立體的實(shí)物模型打印出來，展示給老師和同學(xué)們。

3D打印機(jī)打印出的模型可以幫助學(xué)生把設(shè)計(jì)理論上升到實(shí)踐，這樣學(xué)生可以在建造更大的模型之前不斷完善自己的設(shè)計(jì)。加上CAD（計(jì)算機(jī)輔助繪圖）軟件，3D打印可以讓學(xué)生將他們的想象自由發(fā)揮出來。

有了這樣的設(shè)備，孩子們就可以從小開始接觸機(jī)械、建筑，從小培養(yǎng)多方面的興趣。他們可以將圖紙上的設(shè)計(jì)通過3D打印技術(shù)快速以實(shí)物的形態(tài)展現(xiàn)給大家，出現(xiàn)問題也可以及時(shí)更正。

對(duì)于許多其他學(xué)科來說，3D打印技術(shù)也是非常重要的一種輔助教學(xué)手段。教師能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)教學(xué)模具，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度、學(xué)生需求快速定制獨(dú)特的教具。許多抽象的知識(shí)、理論概念拿平面圖像解釋起來比較麻煩，學(xué)生難以理解，比如分子結(jié)構(gòu)的概念、形態(tài)。如果利用3D打印機(jī)制作出相應(yīng)的立體模型，教師們就能夠幫助更多學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識(shí)，直觀地認(rèn)識(shí)分子結(jié)構(gòu)，將抽象的事物具象化，制作出貼近學(xué)生、看得見摸得著的模型。

除了3D打印外，全息影像技術(shù)也會(huì)逐漸應(yīng)用于學(xué)校教學(xué)。有了全息影像技術(shù)，能夠更生動(dòng)地展示物體的立體結(jié)構(gòu)，對(duì)于數(shù)學(xué)、化學(xué)、地理等學(xué)科的學(xué)習(xí)能夠起到很大的促進(jìn)作用。

終于要跟黑板說再見

這么多高新技術(shù)涌進(jìn)教室，黑板的功能終于弱化了，而黑板本身也要升級(jí)進(jìn)化。

未來的教室，前面不再是一塊傳統(tǒng)的大黑板，而是一塊炫酷的巨大觸屏。這個(gè)巨大的觸摸屏“黑板”可以像普通黑板一樣書寫文字，它可以同時(shí)識(shí)別多個(gè)學(xué)生在黑板上書寫的內(nèi)容，但這同時(shí)又是一塊巨大的屏幕，可以讀取電子數(shù)據(jù)，展示課件、圖片，播放視頻?？釘懒说男滦秃诎逅坪跏裁炊寄茏龅玫健Ｋ赡軙?huì)像手機(jī)或者平板電腦的屏幕一樣能寫、能擦，能把屏幕上的圖片拖來拽去，把圖片放大、翻轉(zhuǎn)，帶學(xué)生們讀取地圖中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，也能把學(xué)生們各自在面前小屏幕上的書寫內(nèi)容傳輸?shù)浇淌业闹悄艽蠛诎迤聊簧稀?/p>

每個(gè)學(xué)生的課桌上都有這樣一個(gè)智能屏幕，隨著社交網(wǎng)絡(luò)功能的延展，這些多點(diǎn)觸摸屏幕將能夠使學(xué)生與世界各地的同齡人進(jìn)行互動(dòng)合作。

而課堂筆記本也要與我們?cè)僖娏?。過去我們聽課的時(shí)候常常會(huì)把筆記記在便箋或者筆記本上，但是筆記正慢慢由紙上向筆記本電腦、上網(wǎng)本以及平板電腦等數(shù)字化設(shè)備上轉(zhuǎn)移。隨著教育設(shè)備越來越數(shù)字化，未來的教室如何協(xié)調(diào)紙筆與鍵盤和屏幕之間的矛盾呢？

答案可能就是柔性的基于有機(jī)電激光顯示技術(shù)（OLED）的顯示器。這種顯示器像普通的紙張一樣，非常輕薄、靈活、易于攜帶，可以像紙一樣進(jìn)行彎曲甚至折疊。

與普通紙張不同，這些塑料材質(zhì)的電子紙不僅更加耐用，而且能夠提供交互體驗(yàn)。你可以在上面勾勾畫畫，書寫筆記，也可以輕易擦除、修改過去的記錄，這些筆記能夠以電子圖片或識(shí)別文字的形式被儲(chǔ)存下來。這種可以彎折的電子紙將會(huì)撼動(dòng)以紙張為中心的整個(gè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。這種技術(shù)將會(huì)給筆記本電腦以及智能手機(jī)打開一扇新的大門，讓它們延伸出更多的可能性。

未來，教育不再局限于學(xué)校和班級(jí)這樣的空間之中。利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和視覺跟蹤技術(shù)，我們可以在任何地方參與教學(xué)。通過3D打印和基于游戲的學(xué)習(xí)模式，學(xué)生會(huì)逐漸覺得學(xué)習(xí)不是一件苦差事，開始懂得學(xué)習(xí)的快樂所在，獲得積極參與學(xué)習(xí)的動(dòng)力?？傊?，這些最新的科技成果一旦應(yīng)用于教室，就會(huì)以一種前所未見的神奇方式為未來教育鋪平道路。