2050 年的大学/体验式课堂

介绍

从 K-12 到高等教育，学生在课堂上的体验与 20 世纪的学习体验非常相似。2050 年的课堂将融合先进技术、协作空间和基于项目的学习。这将使课堂能够提供有助于学生保留、生产力和团队合作技能的学习体验。在 2023 年到 2050 年之间，将出现许多技术进步；但是，我们对 2050 年的愿景将侧重于增强现实和虚拟现实技术在课堂环境中的应用。此外，协作空间的设计可能会发生变化；但是，我们的愿景将探索亲生物设计和适应性课堂家具。

增强现实与虚拟现实

在 2050 年的课堂上，增强现实和虚拟现实技术将成为教育体验的关键部分。该技术能够将用户带入可定制的虚拟空间，为教育打开了无限的可能性，使其成为 2050 年课堂上不可或缺的工具。

无数研究表明，视觉解释可以让学生更深入地理解概念 (Bobek & Tversky, 2016)。这种教学方法的自然演变涉及利用 AR 和 VR 来制作教育内容。到 2050 年，这些技术将变得更加用户友好、逼真且经济实惠，与笔记本电脑和平板电脑一样，无缝融入学生的生活。虚拟现实已开始融入教育机构，例如弗吉尼亚大学医学院正在使用它。弗吉尼亚大学医学院正在利用虚拟现实 (VR) 来增强学生在现场观察期间的视角。用他们的话来说，“拟议的 VR 教育模式为受训人员提供了在他们进行第一人称/第二人称混合观察体验期间更好地了解手术本身以及相关诊断屏幕的机会。此外，学习辅助工具，例如通常在现场观察中不可用的解剖模型和其他视觉指南，可在 VR 培训空间内使用，从而进一步加深学生对手术的理解”(Moody, 2022)。由于虚拟现实能够以传统物理课堂无法实现的方式呈现内容，因此它将成为 2050 年课堂上的宝贵教学工具。

另一个重要的应用在于克服物理空间的限制。到 2050 年，模拟各种课堂环境将减少教育机构对大量物理基础设施的需求。这一突破将证明非常宝贵，特别是对于需要实验室设备或特定设置的专业课程。用虚拟工具替代物理工具将使大学能够用更少的教室运营，因为每个空间都可以在虚拟环境中灵活地适应各种用途。这种变化将使大学能够以更低的运营成本提供同样高质量的教育，并将以更低的学费的形式转嫁给学生。这种虚拟环境还将使讲师能够更好地通过虚拟界面指导学生，而不是通常的口头指导。虽然这项技术并不能取代所有课程，因为学生需要有面对面的体验，但它将提供另一种工具，使高等教育更易获得和负担得起。

除了基础设施的改进之外，AR 和 VR 工具还提供了一种革命性的方式，可以让来自不同课堂地点的学生和老师联系起来，从而增强整体教育体验。研究表明，尽管远程学习有其优点，但其主要弊端是学生和老师之间的互动有限，导致学习环境不尽如人意 (Maqableh & Alia, 2021)。AR 和 VR 技术还将使来自世界各地的学生和老师以更个性化的方式进行互动。目前，允许这种全球学习的大学项目仅限于有经济实力的学生。到 2050 年，AR 和 VR 技术的进步将实现高质量的教育，打破地域障碍，使教育更易于所有人获得。

协作空间

在 2023 年，协作学习空间在课堂设计中越来越受欢迎，因为课堂设计已经从单排课桌转变为共享空间桌。康奈尔大学 (2023) 发现，“协作学习的好处包括：培养更高层次的思维、口头表达、自我管理和领导能力，为现实生活中的社交和就业情况做好准备，以及提高学生的保留率、自尊心和责任感”。为了促进协作学习，课堂设计已成为主要优先事项。史密斯系统是一家家具设计公司，专门从事协作学校家具的设计。他们开发了一种设计，其中“梯形和弧形桌面可以紧密地以六到八名学生的圆形排列在一起，用于小组作业。或者，课桌可以分开，用于个人学习或测试”(Smith System, 2023)。2018 年，弗吉尼亚大学在其新的项目链接实验室中融入了协作设计空间。工程院长克雷格·本森表示，“我相信链接实验室是高等教育的未来，届时学生和教师将在开放的协作空间中一起工作和学习”(Mather, 2018)。2050 年的课堂将通过借鉴目前正在使用的现有设计来拥抱协作设计，并得到协作学习研究益处的支持。这种模式将应用于高等教育和 K-12 课堂，并将通过增强协作和建立学生关系来改善学生的体验。

2050 年的教室也将采用生物友好型设计。生物亲和力“表明大多数人类天生热爱自然”，而生物友好型设计则是“一种应用解决方案，通过将自然元素和过程融入建筑环境来满足这种对自然的渴望”（Gillis，2018）。生物友好型设计可以应用于教室，并且已被发现对学生有很多益处。研究表明，生物友好型教室可以减少焦虑和压力，从而使“学生更加放松，更乐于接受新信息”（Chelmu，2023）。Chelmu（2023） 还发现，“生物友好型设计元素导致的考试成绩提高幅度是无此类增强措施的年份的三倍”。Daly、Burchett 和 Torpy（2010） 进行的一项研究发现，“教室里的植物始终如一地导致拼写、数学和科学成绩的提高”。这项研究是在澳大利亚布里斯班对 6 年级和 7 年级的学生进行的，共有 13 所学校的 360 名参与者。Daly、Burchett 和 Torpy（2010） 发现，“在两所学校中，有植物的班级与没有植物的班级相比，成绩有显著提高，提高幅度在 10% 到 14% 之间”。Mahrous、Dewidar、Refaat 和 Nessim（2023） 进行的一项研究旨在“确定可能有助于提高学生满意度的生物友好型设计属性”。这是通过在埃及英国大学设计工作室中使用虚拟现实进行“实验研究设计”来完成的（Mahrous 等人，2023）。他们发现，“生物友好型设计对埃及大学生的满意度有很大影响。这可以通过强调或添加本研究得出的这些主要生物友好型属性来实现：自然光、自然通风、绿植的存在、大型窗户的可用性（远景/庇护）、与自然的间接联系以及自然饰面”（Mahrous 等人，2023）。2019 年，设计团队 Demco 创建了一个生物友好型教室，它倡导“在整个学习环境中丰富地融合自然”（ED-Spaces，2019）。教室使用了绿色色调，并“以自然图像背景为补充，配以绿色植物的活墙”（ED-Spaces，2019）。2050 年的教室将像 Demco 一样，通过包括绿墙、自然植物和类似自然的材料来融入生物友好型设计。这将被纳入 K-12 以及高等教育教室。生物友好型设计具有巨大的潜力，可以通过将日常学习与自然联系起来，改善学生在教室的体验，到 2050 年，它将被纳入世界各地的教室。 

项目式学习

在 2023 年，教室主要以传统讲座的形式布置，学生面向前方，这种教室风格通常会导致学生缺乏参与度。到 2050 年，这种教室风格将会改变。

在 2050 年，仍然会有讲座，但将发生向项目式学习的大转变。减少讲座时间，增加项目，可以让学生更深入地自主探索并学习。课堂讲座将为学生提供特定主题的基础知识，之后可以布置项目，让学生进行进一步学习。

已经证明，项目式学习可以提高学生的参与度，更符合现实世界，可以提高学生的学习能力，并使学习更加以学生为中心（Jackson，2023）。通过为学生提供需要他们自己解决的项目，他们将更加投入，并以他们自己为中心进行学习。项目式学习的最大收获是，它更符合现实世界，在现实世界中，不断出现需要制定不同解决方案的问题。通过项目式学习，可以模拟这种解决问题的方式，而不是让学生只听讲座中的一种解决方案。建筑行业的优秀案例就是如此，该行业存在各种各样的问题，需要不断地解决问题。在弗吉尼亚大学，项目式学习已在建筑管理专业的许多课程中得到应用。行业中的公司提供了现实世界的问题，让学生解决并向行业人士进行展示，使学生能够从行业反馈中学习。在许多行业，特别是在建筑行业，解决问题并不总是有“正确”的答案。在这种情况下，项目式学习可以让学生以自己的方式解决问题，而不是在讲座中被教导一种方法。这种经验帮助学生在长远和未来在现实世界中成长，通过模拟现实世界中的问题和方法来培养他们的批判性思维和解决问题的能力。

在 2050 年，书面考试将在课堂上减少，取而代之的是通过项目测试学生的知识。学生将不再需要死记硬背，而是将他们的知识批判性地应用于现实世界的场景中。在完成项目后，对学生的提交进行适当的反馈，可以让学生有机会改进他们的项目，从而学习，而不是仅仅被告知考试中的答案是错误的。这种项目式学习的经验将更好地为学生毕业后的职业生涯做好准备。

此外，随着项目式学习的普及，不仅课堂结构将发生变化，转向项目式学习，而且教室布局和教学方式也将发生变化。如前所述，合作空间将在 2050 年得到高度利用。随着项目式学习的不断发展，合作空间的使用也将不断增加。项目式学习的实施增加将部分推动合作空间的增加，因为学生将分组完成项目。此外，由于大多数课程目前都是以讲座为基础的，因此教学方式必须进行调整，以适应项目式学习。2050 年的教授将更多地采取引导式教学方法，让学生完成项目，但随时可以回答问题/提供建议。通过这种方式，教师将根据学生在项目中对讲座内容的批判性思维和应用进行评估，而不是评估学生在考试中的频繁记忆。总而言之，在 2050 年，教室将变得更加以学生为中心，特别是随着项目式学习的兴起。

结论

2050 年的教室将包括当今教室环境中无法实现的学生体验。AR 和 VR 技术的整合、项目式学习课程和协作学习空间将改变教室，以积极的学生体验为主要优先事项。 对于进一步的工作，我们将探索不包含 AR 和 VR 的技术，并将这些技术融入我们对 2050 年的愿景。随着未来 27 年技术不断发展，将会有大量机会将它们应用于课堂。技术在课堂上很有用，应该在出现所有新的机会时进行调查，以确保以最佳方式促进学习。