兼容并包：从多元走向开放创新*——美国AERA 2018年会述评

胡艺龄 胡梦华 顾小清

（1.华东师范大学 数字化教育装备工程技术研究中心；2.华东师范大学 教育学部 教育信息技术学系，上海 200062）

一、会议概述

美国教育研究协会 （American Educational Research Association，AERA）2018年学术年会（以下简称AERA 2018），于2018年4月 13日至 17日在美国纽约州纽约市召开。自1916年成立以来，AERA一直致力于引领教育前沿知识，推进教育学术研究，以期改善公共教育事业，更好地服务社会。AERA学术年会也在发展过程中，成为国际教育领域极具影响力和知名度的盛会。

本次年会有超过15000名全球各国的教育专家、学者、教师、学生以及教育组织机构等参与。沿袭历年传统，AERA 2018共开设12个专题（Division），涉及53个分区（Section），具体包括教育管理、组织和领导力专题、课程研究专题、学习与教学专题、测量和研究方法专题、咨询和人力发展专题、历史和史学专题、社会情境下的教育研究专题、学校研究和评估专题、职业教育专题、高等教育专题、教学和教师教育专题、教育政策与政治专题。年会的重要主题活动，包括论文会议488场、海报会议136场、圆桌会议733场、结构化海报会议29场、座谈会496场，其中包含了特别兴趣小组（Special Interest Group）1164个。与此同时，还设置了商务会议、炉边聊天（Fireside Chat）、特邀报告、专业发展课程、非正式会谈、研讨会和工作坊等特色活动。

AERA 2018的主题是“公共教育的梦想，可能性和必要性”（The Dreams，Possibilities，and Necessity of Public Education），这与AERA成立的初衷十分吻合。年会呼吁人们结合时代背景，集合人类智慧，迎接新时期人类所面临的教育挑战，共筑公共教育的梦想，发挥公共教育对于推动教育公平的作用；尊重文化多样性，构建民主、包容的社会。

作为全球教育系统的重要组成部分，公共教育的重要性正随着时代的发展逐渐凸显：一方面，全球化的步伐不断推进，民族的多元化、文化的多样化、社会的复合化，对公共教育的发展提出了迫切的需求。公共教育对文化、时代、区域差异的包容和尊重，使得其在全球化背景下获得更多关注；另一方面，全球信息化水平不断攀升，开放共享成为信息化时代的代名词，全球的教育事业也终将随着时代潮流，面向开放并走向创新。因此，在全球化和开放化的时代背景下，全球公共教育事业的发展已经迎来了全新的转折点。

这是一个创新创造的时代，日新月异的科技深刻改变着人类的思维、生产、生活、学习方式。大数据、云计算、人工智能，层出不穷的信息与通信技术，创造并支撑着多样丰富的学习模式；移动技术，社交网络、web2.0以及虚拟现实技术等，构建了正式或非正式、个体或协作、基于学校或工作场所的开放学习方式，全球正处于由信息社会转型为智能社会的深刻变革中。教育技术学作为推动教育开放与创新的原动力，为公共教育在新时期的发展提供了思路，更为公共教育的绩效提升提供助力。

我们围绕“开放创新”的核心，希望能够对于本届年会中教育技术学领域的研究智慧、主流态势与进展进行把握，为此，特从教、育、技术三个维度，对关键内容进行梳理。全文试图回答以下三个问题：当前有哪些创新的教学应用？能力培养有哪些新风向？而新兴技术是如何与教育场景结合的？并力图通过对教、育、技术三个方面的热点话题进行总览，解读本次会议中教育技术的发展动态与趋势，旨在为国内外相关学者提供可借鉴的经验与建议。

二、教育技术相关研究的主题概述

（一）创新教学应用

1.游戏化学习

随着游戏在教育文化中所占位置的日益扩张，学者们想要进一步阐释它在教育中能够扮演的角色，以及其促进学习效果的潜能。因此，在AERA 2018上，学者们广泛展开了对游戏化学习（Gamification of Learning）的讨论。其关注的主题聚焦在游戏化学习中的学习者态度、意愿与行为表现，游戏化学习中的教学代理发展与应用等内容上。

游戏化学习作为弥补传统教育中较难满足的胜任力需要、自主需要和关联需要，为学生提供了良好的动机与情绪机制。因此，关于游戏化学习中学习者态度、意愿与行为表现，成为学者们当前最为关注的话题。在一项3D数学游戏中，研究者们论证了游戏元素或方法的加入，在提供愉悦性的同时，还能满足学生对爱和自尊的需要，这些都能促进学生将学习的外部动机转化为内部动机，如果加入积极的归因指导，则可以进一步提高学生的自信心和效能感[1]。更进一步，Nancy等人在对游戏化学习观念的定性研究中发现，随着教育游戏在学生生活中的不断渗透，学习者的动机与意愿也在发生着深层次的变化，学生更多是出于竞争和个人挑战的动机参与到小组游戏中，而且他们想要更多地控制游戏元素，例如，选择团队的权利和重新设置问题的机会等。同时，学生们也更青睐于移动式的游戏化学习，移动应用与游戏化学习的结合，将成为受欢迎的一种学习方式[2]。

在游戏化越来越多地被用作提高学生参与度，促进学习的一种方式时，研究者们对游戏化学习有效性的研究结果，可以概括为谨慎乐观。Patrick在对游戏化和学习者特质的关系进行探究时就发现，人们之所以谨慎，是由于人格特质对个人的教育干预经验有着重大影响。为此，Patrick等人设计了一个游戏化环境，用以考察不同学习方式和人格特质对学生的影响，其中主要关注游戏过程中学习者的认知、参与度及整体表现[3]。研究结果表明，面向主动或全球学习方式（Global Learning Styles）的个人，对游戏化有着积极的印象。除此之外，他们还发现外向的人（Extraverted Individuals）较喜欢游戏化学习，而尽职尽责的人（Conscientious Individuals）则对该种方式进行得不那么积极。这些发现为设计教育游戏的从业者提供了一定的建议：游戏化学习必须以细致的方式进行设计和部署，同时需要适当考虑个人学习风格和个性特征等潜在问题。

在关注态度、意愿对游戏化学习开发与应用影响的同时，受人工智能发展热潮的影响，一批研究者也在积极探索基于游戏化学习的智能教学代理（Intelligent Pedagogical Agents）。随着学习元素的不断融入，复杂的游戏解决方案所带来的认知需求增加，新一代的教学代理正在成为一种极具潜力的支持技术，可以作为支持游戏化学习环境中的一种互动方式。作为教学代理研究的发起人之一，James团队在回顾了近二十年的领域发展历史后，在今年的会议上提出基于人工智能和虚拟现实的新一代游戏化学习教学代理[4]，这种教学代理作为非玩家角色可以直接支持学生解决问题，同时，又作为角色巧妙地嵌入到游戏学习环境的叙述中，在基于故事的学习互动中扮演不可或缺的角色。除了角色支持之外，游戏化学习的教学代理还整合了自然语言处理、智能多模态接口和虚拟现实技术形成的智能分析工具：（1）在自然语言处理方面，可以通过上下文相关的教程对话，直接支持教育代理和学生之间的丰富交流；同时，结合语音识别和语音合成技术，将基于文本和基于语音的教学对话整合关联，用以提供多种形式的嵌入式代理框架。（2）在智能多模态方面，智能多模态界面功能正在兴起，与游戏技术相结合后，可以在游戏过程中支持学习者的面部表情识别、手势识别和注视跟踪；整合其他生物特征数据及情感计算技术后，新一代教学代理不仅能够提供适应性的认知支持，还能提供适应性的情感支持。（3）在虚拟现实技术方面，游戏化学习的教学代理，在为学习者提供全新的学习体验的同时，使其沉浸其中，并为学习者与代理交互提供情境支持。

我们可以看到，伴随着游戏化学习与人工智能的深度融合，探索教学代理如何与学生有效地互动，并提供适应性发展和支持深度学习的支架，将成为研究者们愈发关心的话题。

2.智能设备融入课堂

新兴信息技术的融入，使得教学环境的结构发生动态变化，以此满足学习者的不同需求。从单一的面授视听学习体验到现在富媒体的感官学习体验，信息技术的发展推动教学变革和创新步伐的不断前行。新技术支持下的创新教学应用正在铺展开来，逐步从理论推演阶段过渡到实际应用阶段，融合技术的创新教学设计，也在研究中取得新进展。

可穿戴设备在教学应用中的融入，为技术变革教育注入一股新能量，它通过人体生理活动和行为活动，自动收集信息，通过自身感受来影响学习，有助于青少年在科学探究学习活动中的积极参与。Virginia等人探究了如何将可穿戴传感器设备与早期小学课堂相结合，他们在科学课堂中部署了一个融合可穿戴传感器的课堂探究计划。经过两年的持续跟踪和推进，发现通过提供符合学习者年龄的学习支架，对复杂的概念和程序进行分解时（例如，具体定义、问题约束、多模式工作案例），早期学习者总是成为探究过程的积极设计者，这对基于可穿戴设备的学习设计提供了重要启示[5]。Chu等人则指出，仅通过课堂教学来理解科学知识，对孩子们来说是很困难的事，但日常生活体验可以为孩子们提供了丰富的机会，来理解科学如何应用于生活。他们的团队将智能手表作为反映现实科学概念的工具（如图1所示），融入到日常生活中，来帮助学生掌握科学知识，并借用智能手表应用程序（如图2所示）作为反思工具，使得小学生对科学知识产生积极的学习态度[6]。

图1 智能手表作为反思工具

图2 智能手表APP ScienceStories界面截图

社交性工具在教学中的融入，为教师的教学设计带来了新思路，Carpenter等人分析了将Pinterest社交性工具（如图3所示）创造性的融入教学的意义和价值。他们发现，目前很多教育工作者已经将这款社交工具融入到日常教学过程中。为了探索Pinterest用于教育教学的实际价值，他们对一些一线教育工作者进行了深入的访谈，通过分析总结，他们发现，Pinterest在教育教学中有七个主要的应用特点：（1）可作为内容管理工具融入到教学中；（2）可作为提升学习体验的工具；（3）可较好的与学习者博客进行整合应用；（4）可与课程市场连接应用；（5）可创设个性化学习环境；（6）可创建协作学习平台；（7）Pinterest上的内容是动态变化的，有助于实现持续性的学习[7]。可见，在数字化学习时代，教育工作者需要加强对社交性工具的使用能力，丰富师生、生生互动的渠道，而Pinterest为教师创造性的在教学过程中融入社交性工具带来了可能。

图3 Printerest界面

当然，创新教学应用，既需要强调信息技术自身的创新，也需要注重信息技术支持下的教学应用的创新。Lawrence和Mercier在研究中，探讨了多点触控教室桌面软件的设计，如何影响中学生开展协作与问题解决学习活动（如图4所示）。

图4 多点触控教室

前人对技术支持下的协作学习的研究表明，学生在协作学习活动中一般难以开展有效的合作，这说明在协作学习活动中，教师不仅需要应用技术，更重要的是理解技术，并进一步通过教学设计来影响学生协作解决问题的能力[8]。他们借助触控桌面软件，对协作活动中的小组讨论进行针对性的设计，着重强调在教学设计中加深对小组讨论的影响，并为未来的软件迭代以及其他类似软件的教学应用，提供了可操作性指导。

3.机器人教育

机器人的发明、研究及应用实践是信息化时代技术创新的重要代表，而教育机器人的出现，意味着机器人应用领域的丰富与发展。AERA 2018也专门开设了机器人教育主题版块，学者们围绕教育机器人与STEM教育的关系，以及教育机器人对学生综合素质培养这两方面研究内容，进行了深入探讨。

一方面表现在，机器人对于提升学生STEM课程参与，促进STEM课程整合具有重要作用。过去20年来，美国的教育工作者和政策制定者一直呼吁美国加强对STEM教育的关注，并且设置了很多课后机器人项目（例如，FIRST Robotics Competition，简称FRC）来鼓励学习者参与STEM课程的学习。Alan等人通过对三项国家级课后机器人项目的追踪发现，课后机器人项目，对学生STEM学习兴趣和态度存在积极的影响[9]。

为了推进学生对机器人技术潜力的认识，扩大学生参与STEM的能力，Monique带领团队成员在人类生态学理论和社会生态参与框架的指导下，将机器人技术融入数学和科学课堂中。通过对老师教学进行观察、访谈和小组讨论，他们发现，在课堂中融入机器人教学活动，能较好地满足学习者对视觉、动觉和触觉等的需求，增进学习者对STEM学习的兴趣[10]。

另一方面表现在，教育机器人对学生学习以及综合能力培养的重要作用。首先，在教学中融入教育机器人，可以支持学生知识建构与协作学习。Chrisanthos等人指出，基于教育机器人的学习环境，能有效将机器人技术、CSCL和基于问题的教学法等优势，整合在真实的学习空间中，从而更好地模拟真实世界问题。而要实现高水平的知识建构，需要具备三个重要条件：第一，要加强学习者与机器人的具体、实际的交互；第二，要在机器人教学活动中，给团队成员公平地分配任务，设定角色，来共同完成任务；第三，要着重解决机器人未能实现预期功能时导致的学习者认知失调，引导学习者进行反思和改进[11]。其次，在学科教学中融入机器人活动，可以支持学习者计算思维能力的发展，实现多维教学目标。Debra等则将机器人技术活动融入中学生社会研究课堂中，分析结果表明，综合机器人活动，可以实现包括学生计算思维能力提升在内的多种教学目的[12]。

与此同时，教育机器人对特殊儿童的学习活动也可以产生积极的影响。Nikleia等人则将机器人技术作为一种认知学习工具，利用新型教育机器人课程，来干预诵读困难和自闭症谱系障碍（ASD）学生的自尊、自我认知和社会适应性，显示出了机器人应用的巨大潜力[13]。

4.MOOCs

公共教育“伟大梦想”的实现，需要优质教育资源的支撑。近十年来，倡导“开放共享”理念的MOOCs在世界范围内逐步成熟。但MOOCs的发展也使得学习矛盾逐渐凸显，高退课率、高辍学率、低临场感、低持续性等不足之处，不断被学者们所诟病，MOOCs发展的未来之路需要变革和创新。AERA 2018围绕“公共教育”这一主题，使得MOOCs再次成为学者们关注的重点，学者们在继承过往经验的基础上，融入了新的研究思路。例如，MOOCs课程设计经验、MOOCs学习体验和效果以及MOOCs学习中的特殊群体等，都成为学者们本次分享和探讨的要点。

首先，需要改进的是MOOCs课程的设计。当前，随着MOOCs研究实践逐步深入，系统总结MOOCs课程设计的要素和经验，来为未来MOOCs课程设计提供参考显得愈发重要。学者Zhu对全球143名MOOCs讲师的调查发现，讲师在设计MOOCs课程过程中，主要关注三个层面的元素：（1）教学层面需要着重考虑MOOCs学习目标的制定，MOOCs学习评估方式以及MOOCs学习参与的调动等；（2）资源层面主要会考虑MOOCs平台提供的技术支持，以及一些机构提供的支持服务；（3）但是，最受限制的还是管理和维护层面，这是MOOCs面临的最大挑战。而目前教师应对这些挑战的办法，主要是通过向MOOCs平台、有关教育机构和同事寻求帮助，方式相对单一，效果也不太理想[14]。Erwin则指出，尽管MOOCs对于改善公共教育有巨大潜力，但目前MOOCs的实施效果并不理想。他们对664名学生的调查分析发现，MOOCs的目标设定、环境构造、时间管理、求助渠道和自我评价，对MOOCs完成有显著影响，可以从这些角度完善MOOCs课程设计[15]。

其次，需要把握MOOCs学习体验的内涵，提升学习效果。Stephanie等人为了解答MOOCs学习体验具体涵盖哪些方面，对2008年至2017年间发表的96篇文献作了定性分析，最终将MOOCs学习体验概况为以下五个方面：（1）课程设计专业知识；（2）临场感与距离感；（3）课程知识饱和度；（4）社交媒体中的“自我”；（5）以及相互竞争的乐趣[16]。可以看出，MOOCs的学习体验并非仅局限于知识获取，而是更多强调学习者个人感受、自我意识和个性等非认知层面。因此，提升MOOCs学习效果也不应仅从知识获取的角度考虑，需纳入更多因素，混合MOOCs（Hybrid MOOCs，HMOOCs）的出现，也许能提供补偿方案。HMOOCs混合多个学习空间、多类学习资源以及提倡多样化的学习方式，更能丰富MOOCs的学习体验，提升MOOCs学习效果。Yang等人通过对HMOOCs的元分析指出，虽然不同类型的HMOOCs对学习效果的促进水平存在差异，但在整体上HMOOCs对学生学习，存在积极正向的影响[17]。

最后，需要关注MOOCs学习过程中的一些特殊群体。主要是指MOOCs学习中的“高度活跃群体”。Fernanda等人发现，高度活跃群体是MOOCs学习生态的重要参与者和促进者，为MOOCs学习群体带来重要资源，为群体开启讨论话题和线索，并会促进其他学习者参与到MOOCs学习活动中来，成为MOOCs学习生态中的关键元素。因此，MOOCs设计师和教师需要关注高度活跃群体对MOOCs的巨大贡献，让他们在MOOCs学习队伍中发挥积极作用[18]。MOOCs学习中的辍学者，则是另一类不可忽视的特殊群体，是MOOCs低完成率的直接贡献者，也是急需干预的群体。Xing等人基于时间预测机制，采取深度学习算法，构建了更加准确的MOOCs辍学预测模型。通过该模型，可以对MOOCs学习过程中处于辍学边缘的学生进行优先化、个性化等干预，拯救这些辍学者，从而提升MOOCs的学习效果[19]。

（二）能力培养新取向

1.计算思维

在技术驱动的信息化时代，学习和培养计算思维成为美国教育优先发展策略，在公共教育系统中，培养学生计算思维的举措和实践与日俱增。在AERA 2018中，学者们从宏观战略层面、中观应用层面以及微观评估层面，对计算思维研究展开了深入的思考。

在宏观战略层面，学者普遍从规划布局计算思维的培养战略，营造培养公民计算思维的公共教育氛围，加强社会对计算机科学的认识与学习出发，形成主题探讨。Diane等人在研究中指出，通过影响教师的专业思维及技能，加强其在课程中的部署与实践，对提升计算思维具有助力。因此，对教师职前培训成为一个突破口。通过对职前教师的积极引导，在促进教师自身专业发展的同时，也能较好地帮助教师将计算思维整合到教学过程中去[20]。除此之外，社会层面的影响也尤为重要，Yang等人指出，学生课堂外的生活体验，也能有效提升学生的计算思维能力。因此，如何营造有效健康的思维发展氛围，是当前教育工作者、甚至政府部门应当关注的问题，儿童在生活中接触到的计算机产品、电视节目、公共图书馆资源等，都会塑造和发展儿童对计算机科学概念的理解[21]。因此，宏观战略层面对公民计算思维培养的规划布局十分重要。

在中观应用层面，培养学生计算思维的工具和环境是学者们研究的重点，合适的学习工具和学习环境是培养学生计算思维的前提和载体。Charoula带领研究团队在小学生中实施了基于乐高教育机器人的教学活动，学生们在学习机器人课程的同时，利用工具包为机器人设计新功能。这种基于机器人编程的边学边做模式，被证明能有效提高小学生的计算思维水平[22]。除了广泛应用的乐高机器人外，还涌现出各式新的计算思维培养工具和环境，为教育工作者们提供了更多个性化的选择。学者Soroush等人借助“Arduino”工具，创建了真实应用的项目课程来培养学生的计算思维技能，随着项目实践过程的不断深入，学习者计算思维技能不断提升[23]。Wang的团队则探索了基于模块化的编程环境“Hopscotch”，在发展小学生计算思维技能和培养他们编程兴趣方面的有效性，学生们参与了基于模块的 “跳房子”编程计划之后，编程兴趣和计算思维能力均得到显著发展[24]。

在微观评估层面，选择和设计合适的计算思维评估方式十分关键。在计算思维培养方法多样化的同时，也使得计算思维的评估呈现多元化，但是在计算思维评估方式的选择上仍存在局限性，很难有相对统一的计算思维评估框架和标准。Ayer等人为了弥补这一不足，开发了一款模块化的编程APP评估工具，将多种评估计算思维的框架集成到一个APP工具中，为评估计算思维提供了一种灵活的选择模式，研究人员可以根据不同的计算思维研究需求，灵活的选择评估框架[25]。Chen等人也贡献出其他创新的评估思路，他们认为，计算思维培养的核心和宗旨是帮助学生解决实际问题。因此，可以通过衡量学习者问题解决模式，来评估其计算思维能力。他们开发了一个可记录学生问题解决过程和分析方法的计算思维评估工具，其在实际应用过程中能有效呈现学生的问题解决模式，并详细展现学生计算思维的形成过程[26]。

2.批判性思维与协作思维

随着新兴技术的发展与交互应用，批判性思维的研究也展现出新活力。在AERA 2018上，许多学者就游戏化学习环境中的批判性思维、协作思维展开了丰富的应用。Gupta和Kim在加拿大西部的一所中学里使用一款名为Minecraft的游戏学习环境，来帮助学生了解加拿大的寄宿学校系统，研究主要考察学习者对学科内容的情感投入是如何进行的。结果发现，这些情感与学习者对其结构进度和学科内容的批判性思考是相互关联的。说明在游戏化环境中，批判性思维与学科知识将会交织在一起，呈现在学生的意识中[27]。

除了在新式的游戏化环境中的思维考察，在传统异步在线讨论中，批判性思维的发展也引起了新的思考。Grace等人探讨了在提供同伴或教师重定向（Peer-or Instructor-redirected Facilitation Strategy）的促进策略时，异步在线讨论中学习者的批判性思维发展和互动情况。过去在该领域的研究，主要聚焦在同伴促进和教师促进对于教学有效性的争议，鲜少有学者关注两种促进策略对批判性思维学习的影响。因此，他们在一门研究生课程中，采用了基于情境的道德决策案例辩论。基于认知存在框架和社会网络分析对学生辩论的内容进行分析后，发现同伴重定向和教师重定向促进策略之间存在着显著差异，其中，基于认知存在和交互动态的结果显示，同伴重定向对于培养批判性思维和协作话语更有效[28]。

在协作思维方面，计算机支持的协作学习（Computer-Supported Collaborative Learning，CSCL）已逐渐成熟，但随着新技术的不断涌入，学者们对CSCL的成效始终存有争议。在AERA 2018上，关于这一主题产生了较多综述类文章，从中可以看到，随着新模式的应用趋于稳定，研究者们更关注其从本质上能否促进学习。过去人们普遍认为，在线协作的一个严峻挑战是提高群体意识。虽然这一挑战得到了学者的高度重视，但受制于有限的工具，一直缺乏相关的大量实证研究，来证明其的有效性。

Zhu等人在通过对15项CSCL实证研究中的群体意识工具及机制研究，进行内容分析发现：学者们大致认为，计算机支持的协作学习环境中的群体意识，被分为行为、知识和社会意识三类；而在关于群体意识的工具开发/机制实证研究方面，则主要以认知、元认知和社会意识为重点。大部分研究采用准实验与对照组，其中9项研究认为，意识工具/机制在提高群体意识方面是有效的[29]。除了关注CSCL对于群体意识的促进之外，Jessica等人对CSCL促进STEM教育方面的研究也进行了综述，他们在综合2005年至2014年间发表的STEM教育中的有关CSCL研究的大量文献基础上，探究异步协作、技术和教学法的相互作用，以探索不同的组合如何促进学习者学习。通过采用潜在类别分析，对现有研究进行分类，得到了六个集群解决方案。他们选择对三个最大的集群进行了综述，分别是“通过动态反馈调节探究 （Mediated Inquiry With Dynamic Feedback）、教师指导的异步讨论 （Asynchronous Teacher-directed Discussion）、生成异步探究（Generative Asynchronous Inquiry）”。这三个集群的解决方案，可以帮助研究者确定该领域的核心主题，以便更好地理解STEM教育中与CSCL相关的积极成果。结果表明，在STEM教育中，为了有效地向学生提供支架，技术、教学法和协作类型的不同组合，需要采用不同的策略来支撑[30]，这为综合CSCL在同步和异步STEM教育中的作用以及各种技术教学设计，提供了框架。

（三）新兴技术应用

1.虚拟现实与增强现实

虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）和增强现实技术（Augment Reality，AR），一直以来就被教育领域高度重视和关注。而且随着VR/AR技术的发展和成熟，其在教育教学中的应用也取得了突破、改善和创新。一方面，当前VR/AR技术在教学中的应用层次上取得了较大的突破，提升到了增强学习者学习体验层次；另一方面，教育工作者对VR/AR技术的接受度得到显著、积极的改善；与此同时，VR/AR技术在教育应用领域上实现了创新，在特殊教育领域中的实践取得了较好的效果。

随着VR/AR在教学过程中的不断融入，其教育应用价值已从教学技术支持，上升到技术增强学习体验的层次。Lin在研究中指出，使用VR对于提升小学生在线阅读兴趣和表现具有积极的影响，在他们设计的融入VR技术的阅读实验中，学生的阅读动机发生了积极变化，阅读词汇量和阅读理解能力都有所提升[31]。Hsu等人基于AR技术，设计了一个促进小学生数字素养的教学设计框架，实验结果发现，AR技术的融入，可以有效提高小学生在信息管理、协作、沟通、创造力、评估和问题解决等五个实践领域的发展[32]。

与此同时，VR/AR对学习者情感体验的增强作用也得到验证。Han等人对比了传统电视教学内容和VR教学内容对小学生课堂临场感和口头交互的影响后，发现在VR教学内容中，学生有更好的参与度、空间感和真实感[33]。Sanghoon等人深入考察了学生在参与AR设计活动时的情感体验，结果显示，融入AR学习活动时，学生的积极情绪表现水平较高，同时，对情景兴趣和AR使用的舒适度表现也良好[34]。

VR/AR在教学应用中对提升学习体验的优势愈加凸显，教育工作者们对VR/AR融入教学的态度也有了较大的改观。Jason等人调查了职前小学科学教师对自然博物馆中的VR技术应用的看法，教师们纷纷提出了VR在教学中的应用价值，如，VR可以用于偏远地区的科学教学，在提升贫困地区孩子学习体验的同时，也可以促进教育公平；VR也能很好的将一些危险内容、微观内容、历史内容呈现给学习者，加深学习者的学习感受；而且应用VR也有利于节省时间成本和财力成本。但是，教师们也依旧表达了对应用VR技术的担忧，其中很重要的一点就是对于家庭经济不好的学生，可能存在购置困难的问题[35]。

当然，VR/AR技术在教育应用领域也取得了一些突破，这对于特殊儿童的教育具有极大的应用价值。Ke等人设计了一个基于VR的三维社交培训项目，用于干预和发展高功能自闭症儿童的社交能力，他们通过VR技术，设计角色扮演、任务协作、虚拟游戏等活动，使得自闭症儿童在社交互动水平上有显著的提高[36]。Megan等人则将VR技术用在脑瘫儿童的数学学习中，由于脑瘫儿童缺乏触觉推理所需要的粗大和精细运动技能，他们通过VR技术的干预，帮助脑瘫儿童提升对测量主题的概念性理解[37]。VR/AR技术的教育实践案例的丰富，让我们看到了很多可喜的研究结果，但如何最大程度地发挥它们的潜能，仍是目前教育工作者的关注焦点。在本次年会上就有学者提到，如果能将VR/AR与脑智、神经科学及情感计算有效整合，将发挥更大的作用。

2.情感分析

当前，不断丰富的学习体验使得学习者可以进行多感官、多维度的学习，这不仅提升了学习者的学习兴趣，也增强了学习者的情感体验。在关注学习成效的同时，越来越多的研究者也关心在信息化学习环境中，如何促进学习者积极学习情感的投入。AERA 2018呈现出两个层面的关注：一是如何为学生选择合适的信息技术促进情感投入；二是在应用新兴技术的基础上，如何进行精心的情感融入设计。

积极学习情感的投入，对于提升学习者的学习效果具有重要的调节作用，如何选择合适的信息技术来激发学生的积极学习情感投入，显得尤为重要。针对这一点，学者们进行了积极的尝试。Hovey等人通过研究，比较了电脑屏幕上呈现的2D游戏环境与沉浸式虚拟现实（VR）环境中呈现的3D游戏人物，对学习者情感影响。基于情绪自我报告量表（PANAS-X）的结果表明，VR环境对学生情感的唤醒显著高于2D游戏环境；3D游戏学员之间的交互也比2D游戏学员更频繁。可以看到，这种沉浸式的多维学习环境，更能激发学员的情绪体验[38]。

与此同时，如何通过情感设计，来提升学生在信息技术学习环境下积极情感的表达也是要点。这一设计思路被广泛的应用于教育游戏中，随着游戏化学习经历了从“形式化—机制化—深度化”的进化过程，游戏逐步走向深度化，并强调角色和情感体验。Andrew等人就对学习游戏中的情感设计进行了属性分析，在对比了游戏角色在基于游戏的学习环境中表现出的四个不同的视觉设计特征（形态、颜色、表现力和维度），对学习者的情感价值和激励影响后，发现角色的表现力影响效果最大，颜色效果中等，形态的效果则不明显；而角色的维度对负面情绪有着一定影响，说明在作角色设计时，应降低角色的多面性[39]。

Ethlyn等则对游戏角色产生的作用进行了探讨，发现数字学习环境的设计元素，可以被用来激发积极的情绪，以增强理解和知识迁移，因此，可以通过使用游戏角色来诱导高情绪觉醒。在他们设计的几何视频游戏的协作探究中，学生成对进行了拼图游戏，博弈的机制和开放式任务结构促进了学生协作问题解决。研究结果表明，角色的细化是成功协作学习的重要指标，而创建更多开放式任务的游戏机制，可能有助于促进生产性协作和概念学习[40]。

3.教育数据应用

学习分析技术、数据挖掘技术和学习可视化技术等新兴教育技术的发展，推动整个教育生态系统倾向于数据驱动的精准教育模式。教育大数据支持下的创新教学模式，将成为未来教育的新常态，教育教学过程也将更优化、更科学。在AERA 2018中，学者们一方面探讨了利用数据挖掘技术发现教育数据中的蕴含的规律和价值，从而优化教育教学过程；另一方面也研究了教育大数据对接学习分析技术，助力实现精准化、科学化的教学。

当前，在线学习方式愈加普及，与之而来的是学习过程中被记录下来的海量数据，如何通过数据挖掘技术，探寻数据背后隐藏的意义和价值，对于优化教育教学十分关键。Kim等人就指出，数据挖掘是一种有效找出数据模式并建立变量之间关系的方法，他们采用基于EM算法的数据挖掘技术，通过学习支架和学生特征的几个子类别的组合进行聚类分析，来识别基于计算机的学习支架的有效性。聚类分析的结果显示，在以问题为中心的STEM教学模型中，最有效的学习支架是概念性学习支架，这对于优化教师的支架设计，具有重要的指导意义[41]。Charoula则在研究中使用基于关联规则的数据挖掘技术，来更好地理解场独立型和场依存型学习者如何在模拟情境中，通过交互来解决问题。数据挖掘工具最后以有意义的方式，向教师显示结果、信息、解释、评论和建议，这将帮助教师理解不同风格学习者交互、问题解决方式的差异，从而优化后续的教学设计和教学评估[42]。

与此同时，教育大数据与学习分析技术对接，将实现学习的科学预测、分析和决策，也进一步支撑了科学化、精准化教学。Lee和Recker在研究中，利用学习分析技术，梳理了在线学习活动数据与学习者在线学习成果之间的关系，在收集了300名学习者在5个学期的学习管理系统活动数据后，应用可视化学习分析技术，对这些活动数据进行分析，结果发现，学生对学习材料的态度、看法以及对学习成绩的监测，都会对学习成果产生积极影响[43]。Tan等人研究了一款数据驱动的教育决策工具WiREAD（如图5所示），来帮助教师进行科学的教学评估和反馈。它使用来自课堂观察、访谈和焦点小组讨论等各方数据，通过数据仪表盘的可视化学习分析 （如图6所示），来帮助教师进行学习者评估。WiREAD的应用，赋予了教师对学习者进行批判性的理解和创新性的学习分析能力，使数据驱动下的科学教学决策，能够精准满足不同学习者的需求[44]。

图5 WiREAD系统架构

图6 WiREAD中个人表现数据仪表盘

三、国际教育技术研究的热点与趋势

（一）以信息技术促进学习者创新能力发展

在技术驱动的信息化的时代，培养合格的21世纪人才不仅仅是时代的呼唤，也是世界教育工作者共同努力的方向和梦想。在“21世纪能力”框架和核心素养的指导下，未来信息技术不再仅仅是信息化学习环境创设的重要载体，更重要的是通过信息技术的融入，来促进学生计算思维、批判性思维、创造思维、设计思维等创新能力的发展。未来教育信息化的目标，也不应该仅仅停留在强调教育工作者对信息技术的使用层面，而需要着重考虑将信息技术融入到学习者创新能力发展的培养体系中，以满足21世纪信息化时代对人才综合素质的需求，使学习者成为数字化时代的创造者和未来信息化发展的引领者。

（二）以信息技术创设未来学习空间

学习空间是有意义学习发生和实践的场所，会对学习者的学习行为和学习效果产生潜移默化的影响。未来学习空间的设计应以人本主义理念为指导，学习空间的创设也更加强调以学习者为中心，通过信息技术的融入增强学习体验，不断提升学习者的学习持续力。在本次AERA大会中，我们也欣喜地看到学者们对未来学习空间的探索，各类信息技术在学习空间中的应用，使得传统课堂的面貌焕然一新——创客学习空间、STEAM多学科学习空间、游戏化学习空间，以及融入虚拟现实和增强现实技术创设的增强学习者感官体验的学习空间等等。信息技术在未来学习空间创设过程中的核心作用愈加突出，不仅仅体现在外在物理层面的学习环境创设上，也将促进学习者在学习空间内的积极互动过程，并且进一步提升学习者的身心体验。与此同时，未来学习空间在信息技术的选择上，也将更为多元化。

（三）以信息技术实现精准化、适应性教育

在信息技术日益丰富的教育教学过程中，未来针对学习者的教育，将走向精准化、适应性教学模式。从本次AERA大会学者们的探讨和分享中，我们可以预测：未来教育大数据、可视化学习分析、量化自我、自适应学习等技术，在教育教学过程中的渗透进程将得以加快；学习者在学习空间内的行为，都将被技术所感知，学习空间内的学习活动，都将以数据的形式被自动记录下来。总之，借助数据挖掘和学习分析技术，针对学习者的学习评价，将更加全面、细致、科学，并依据学习者特征、学习情境与知识技能水平，为学习者提供与之匹配的学习资源。并且未来随着学习数据的不断涌入和迭代，学习者的学习路径也将不断被优化，这为每一位学习者提供自适应的学习路径，最终实现对学习者的个性化、精准化和适应性的教育，提供了无限的可能。

四、结语

时至今日，AERA年会已经走过第85个年头，年会主题也从关注教育领域内的教育理论、教育实践、教育方法研究等问题，逐步过渡到涉及全人类、全世界发展的教育民主、教育公平、教育梦想等。世界各国的教育研究者也怀着共同的教育理想，汇聚于此，共同分享和聆听了这场教育盛会，并致力于开拓未来教育发展和创新之路。

在日新月异的信息技术面前，我们得以窥探教育信息化发展的创新之路。在教学层面的创新应用上，游戏化学习给学习者带来了全新丰富的学习体验；智能设备的课堂融入，为人性化的学习环境创设带来活力；机器人教育实践的丰富，让跨学科的STEM学习得以更好的推广；而倡导开放共享的MOOCs，则汇聚了全世界最优质的公共教育资源，这些创新教学应用，使得人本主义教育得以实现。与此同时，公共教育希望传达给学习者的，也不再局限于知识与技能的传输，而更加注重培养学习者计算思维、批判性思维、协作思维等综合创新能力的培养，以满足21世纪对人才素质的需求，助力学习者更好引领21世纪的发展。

总之，新技术的发展将带领教育走向新未来，VR和AR的融入让教育不再受课本和教室等因素的限制，教育工作者可以为学习者编织真实的教育情境，给学习者沉浸式的学习体验；情感分析技术在信息技术支持下的学习中的应用，则让教育更加关注学习者的内在体验，激发学习者积极情感的融入；教育大数据的应用，则使得数据驱动的精准教育模式得以发挥作用，教育终将走向科学化和精准化。