2050 年的大學/體驗式課堂

介紹

從 K-12 到高等教育，學生在課堂上的體驗與 20 世紀的學習體驗非常相似。2050 年的課堂將融合先進技術、協作空間和基於專案的學習。這將使課堂能夠提供有助於學生保留、生產力和團隊合作技能的學習體驗。在 2023 年到 2050 年之間，將出現許多技術進步；但是，我們對 2050 年的願景將側重於增強現實和虛擬現實技術在課堂環境中的應用。此外，協作空間的設計可能會發生變化；但是，我們的願景將探索親生物設計和適應性課堂傢俱。

增強現實與虛擬現實

在 2050 年的課堂上，增強現實和虛擬現實技術將成為教育體驗的關鍵部分。該技術能夠將使用者帶入可定製的虛擬空間，為教育打開了無限的可能性，使其成為 2050 年課堂上不可或缺的工具。

無數研究表明，視覺解釋可以讓學生更深入地理解概念 (Bobek & Tversky, 2016)。這種教學方法的自然演變涉及利用 AR 和 VR 來製作教育內容。到 2050 年，這些技術將變得更加使用者友好、逼真且經濟實惠，與筆記型電腦和平板電腦一樣，無縫融入學生的生活。虛擬現實已開始融入教育機構，例如弗吉尼亞大學醫學院正在使用它。弗吉尼亞大學醫學院正在利用虛擬現實 (VR) 來增強學生在現場觀察期間的視角。用他們的話來說，“擬議的 VR 教育模式為受訓人員提供了在他們進行第一人稱/第二人稱混合觀察體驗期間更好地瞭解手術本身以及相關診斷螢幕的機會。此外，學習輔助工具，例如通常在現場觀察中不可用的解剖模型和其他視覺指南，可在 VR 培訓空間內使用，從而進一步加深學生對手術的理解”(Moody, 2022)。由於虛擬現實能夠以傳統物理課堂無法實現的方式呈現內容，因此它將成為 2050 年課堂上的寶貴教學工具。

另一個重要的應用在於克服物理空間的限制。到 2050 年，模擬各種課堂環境將減少教育機構對大量物理基礎設施的需求。這一突破將證明非常寶貴，特別是對於需要實驗室裝置或特定設定的專業課程。用虛擬工具替代物理工具將使大學能夠用更少的教室運營，因為每個空間都可以在虛擬環境中靈活地適應各種用途。這種變化將使大學能夠以更低的運營成本提供同樣高質量的教育，並將以更低的學費的形式轉嫁給學生。這種虛擬環境還將使講師能夠更好地透過虛擬介面指導學生，而不是通常的口頭指導。雖然這項技術並不能取代所有課程，因為學生需要有面對面的體驗，但它將提供另一種工具，使高等教育更易獲得和負擔得起。

除了基礎設施的改進之外，AR 和 VR 工具還提供了一種革命性的方式，可以讓來自不同課堂地點的學生和老師聯絡起來，從而增強整體教育體驗。研究表明，儘管遠端學習有其優點，但其主要弊端是學生和老師之間的互動有限，導致學習環境不盡如人意 (Maqableh & Alia, 2021)。AR 和 VR 技術還將使來自世界各地的學生和老師以更個性化的方式進行互動。目前，允許這種全球學習的大學專案僅限於有經濟實力的學生。到 2050 年，AR 和 VR 技術的進步將實現高質量的教育，打破地域障礙，使教育更易於所有人獲得。

協作空間

在 2023 年，協作學習空間在課堂設計中越來越受歡迎，因為課堂設計已經從單排課桌轉變為共享空間桌。康奈爾大學 (2023) 發現，“協作學習的好處包括：培養更高層次的思維、口頭表達、自我管理和領導能力，為現實生活中的社交和就業情況做好準備，以及提高學生的保留率、自尊心和責任感”。為了促進協作學習，課堂設計已成為主要優先事項。史密斯系統是一家傢俱設計公司，專門從事協作學校傢俱的設計。他們開發了一種設計，其中“梯形和弧形桌面可以緊密地以六到八名學生的圓形排列在一起，用於小組作業。或者，課桌可以分開，用於個人學習或測試”(Smith System, 2023)。2018 年，弗吉尼亞大學在其新的專案連結實驗室中融入了協作設計空間。工程院長克雷格·本森表示，“我相信連結實驗室是高等教育的未來，屆時學生和教師將在開放的協作空間中一起工作和學習”(Mather, 2018)。2050 年的課堂將透過借鑑目前正在使用的現有設計來擁抱協作設計，並得到協作學習研究益處的支援。這種模式將應用於高等教育和 K-12 課堂，並將透過增強協作和建立學生關係來改善學生的體驗。

2050 年的教室也將採用生物友好型設計。生物親和力“表明大多數人類天生熱愛自然”，而生物友好型設計則是“一種應用解決方案，透過將自然元素和過程融入建築環境來滿足這種對自然的渴望”（Gillis，2018）。生物友好型設計可以應用於教室，並且已被發現對學生有很多益處。研究表明，生物友好型教室可以減少焦慮和壓力，從而使“學生更加放鬆，更樂於接受新資訊”（Chelmu，2023）。Chelmu（2023） 還發現，“生物友好型設計元素導致的考試成績提高幅度是無此類增強措施的年份的三倍”。Daly、Burchett 和 Torpy（2010） 進行的一項研究發現，“教室裡的植物始終如一地導致拼寫、數學和科學成績的提高”。這項研究是在澳大利亞布里斯班對 6 年級和 7 年級的學生進行的，共有 13 所學校的 360 名參與者。Daly、Burchett 和 Torpy（2010） 發現，“在兩所學校中，有植物的班級與沒有植物的班級相比，成績有顯著提高，提高幅度在 10% 到 14% 之間”。Mahrous、Dewidar、Refaat 和 Nessim（2023） 進行的一項研究旨在“確定可能有助於提高學生滿意度的生物友好型設計屬性”。這是透過在埃及英國大學設計工作室中使用虛擬現實進行“實驗研究設計”來完成的（Mahrous 等人，2023）。他們發現，“生物友好型設計對埃及大學生的滿意度有很大影響。這可以透過強調或新增本研究得出的這些主要生物友好型屬性來實現：自然光、自然通風、綠植的存在、大型窗戶的可用性（遠景/庇護）、與自然的間接聯絡以及自然飾面”（Mahrous 等人，2023）。2019 年，設計團隊 Demco 建立了一個生物友好型教室，它倡導“在整個學習環境中豐富地融合自然”（ED-Spaces，2019）。教室使用了綠色色調，並“以自然影像背景為補充，配以綠色植物的活牆”（ED-Spaces，2019）。2050 年的教室將像 Demco 一樣，透過包括綠牆、自然植物和類似自然的材料來融入生物友好型設計。這將被納入 K-12 以及高等教育教室。生物友好型設計具有巨大的潛力，可以透過將日常學習與自然聯絡起來，改善學生在教室的體驗，到 2050 年，它將被納入世界各地的教室。 

專案式學習

在 2023 年，教室主要以傳統講座的形式佈置，學生面向前方，這種教室風格通常會導致學生缺乏參與度。到 2050 年，這種教室風格將會改變。

在 2050 年，仍然會有講座，但將發生向專案式學習的大轉變。減少講座時間，增加專案，可以讓學生更深入地自主探索並學習。課堂講座將為學生提供特定主題的基礎知識，之後可以佈置專案，讓學生進行進一步學習。

已經證明，專案式學習可以提高學生的參與度，更符合現實世界，可以提高學生的學習能力，並使學習更加以學生為中心（Jackson，2023）。透過為學生提供需要他們自己解決的專案，他們將更加投入，並以他們自己為中心進行學習。專案式學習的最大收穫是，它更符合現實世界，在現實世界中，不斷出現需要制定不同解決方案的問題。透過專案式學習，可以模擬這種解決問題的方式，而不是讓學生只聽講座中的一種解決方案。建築行業的優秀案例就是如此，該行業存在各種各樣的問題，需要不斷地解決問題。在弗吉尼亞大學，專案式學習已在建築管理專業的許多課程中得到應用。行業中的公司提供了現實世界的問題，讓學生解決並向行業人士進行展示，使學生能夠從行業反饋中學習。在許多行業，特別是在建築行業，解決問題並不總是有“正確”的答案。在這種情況下，專案式學習可以讓學生以自己的方式解決問題，而不是在講座中被教導一種方法。這種經驗幫助學生在長遠和未來在現實世界中成長，透過模擬現實世界中的問題和方法來培養他們的批判性思維和解決問題的能力。

在 2050 年，書面考試將在課堂上減少，取而代之的是透過專案測試學生的知識。學生將不再需要死記硬背，而是將他們的知識批判性地應用於現實世界的場景中。在完成專案後，對學生的提交進行適當的反饋，可以讓學生有機會改進他們的專案，從而學習，而不是僅僅被告知考試中的答案是錯誤的。這種專案式學習的經驗將更好地為學生畢業後的職業生涯做好準備。

此外，隨著專案式學習的普及，不僅課堂結構將發生變化，轉向專案式學習，而且教室佈局和教學方式也將發生變化。如前所述，合作空間將在 2050 年得到高度利用。隨著專案式學習的不斷發展，合作空間的使用也將不斷增加。專案式學習的實施增加將部分推動合作空間的增加，因為學生將分組完成專案。此外，由於大多數課程目前都是以講座為基礎的，因此教學方式必須進行調整，以適應專案式學習。2050 年的教授將更多地採取引導式教學方法，讓學生完成專案，但隨時可以回答問題/提供建議。透過這種方式，教師將根據學生在專案中對講座內容的批判性思維和應用進行評估，而不是評估學生在考試中的頻繁記憶。總而言之，在 2050 年，教室將變得更加以學生為中心，特別是隨著專案式學習的興起。

結論

2050 年的教室將包括當今教室環境中無法實現的學生體驗。AR 和 VR 技術的整合、專案式學習課程和協作學習空間將改變教室，以積極的學生體驗為主要優先事項。 對於進一步的工作，我們將探索不包含 AR 和 VR 的技術，並將這些技術融入我們對 2050 年的願景。隨著未來 27 年技術不斷發展，將會有大量機會將它們應用於課堂。技術在課堂上很有用，應該在出現所有新的機會時進行調查，以確保以最佳方式促進學習。