变革传统学习方式和教学方式，培养学生21世纪技能是各国教育教学的诉求。然而，依赖传统学习方式和教学方式所形成的固有思维成为制约教学改革的重要阻力。各国经验表明，新技术、新型资源和虚拟环境是推进学习方式和教学方式变革，形成新的课堂形态的重要推动力量。本节介绍了最近三年在技术、资源和虚拟环境方面的新变化，通过对有关案例的分析，有助于对我国教学创新提出建议与启示。
一、新技术支持学习方式的持续创新
新技术在教育中的应用实现了学习方式的创新。首先，随着人工智能和通信技术的发展，使机器人成为可通过构建互动交往、远程操控的学习伙伴成为可能，从而改变了学生的学习方式，减少了学生对教师的依赖，为引导学生自主学习提供了新的手段。其次，3D打印技术为学习实践活动开辟了新的空间，学习者可以从设计、制作、展示、参与角度融入学习过程中，学习者的动手能力、设计能力和思维能力等得到全面发展和提高。再次，随着游戏理论、学习理论以及信息技术的发展，游戏的教育性与娱乐性的融合度不断提升，教育游戏对促进学生重要知识概念的理解、多方面能力发展的重要作用逐渐获得家长、教师等教育者的认同，教育游戏正在悄然改变着人们对于学习方式、学习方法的认知。最后，随着传统的基于BBS论坛、专题网站逐步被Facebook、eTwinning等社会性虚拟社区所取代，大规模合作学习和跨地区项目合作学习成为合作学习的新方式，学习者在更开放、灵活的环境中，通过构建网络学习共同体开展更大规模的、交互性更强的合作学习活动。
二、新型资源支撑教学方式的深层变革
新型资源逐渐渗透到教育领域，改变了传统的资源观念，拓展了教与学的时空，丰富了教与学的内容，改变了教与学的方式。微课程资源在教学中的广泛应用，打开了信息化教学的新视野，告别了以教师为中心的资源观，开启了以学生自主学习资源为中心的全新资源观，翻转课堂颠倒了教学的基本环节，实现了学生的个性化学习，教师能够对持有困惑的学生进行个别化指导，实现知识传授与知识内化的颠倒，凸显了大数据对信息化环境下教学形式变革的重要作用。席卷全球的MOOCs具有大规模性、开放性、自由性等特点，学习内容的呈现方式灵活多样，学习方式更符合数字化时代的碎片化学习特点，师生选择自由、课程选择自由、学习时间和地点选择自由，超越时空的界限将课程、课堂教学、学生的学习体验和师生的互动过程完整而系统地在线实现，优质教育资源能够得以广泛地共享，师生在教学中的地位发生了重要的改变。树莓派作为开源硬件中的一种，其应用使得编程在教育中重新得到重视，这一计算机领域的基本技能若能得到充分的训练，将激发学生的创新潜力。针对学生计算机编程教育，将编程平民化，改变学生与计算机的交互方式，以树莓派为代表的开源硬件将开启课堂教学的新篇章。在教育领域探索大数据进行科学的学习分析，基于网络软件和跟踪工具帮助教师们更加深入地观察学生的学习活动，学习分析将数据变为规划、设计和评估学习体验的一部分，有效地改善了教与学。
三、虚拟环境拓展课堂教学的新空间
随着三维建模技术、人机交互技术、数字化控制技术以及虚拟现实技术等技术的发展与普及，虚拟环境逐步成为传统课堂教学之外进行教学的重要场所。云计算环境、虚拟实验室、SecondLife虚拟软件和“移动卫星车”等虚拟环境成为教学课堂活动的重要补充，在科学和工程教育等领域，这些虚拟环境已经成为必不可少的重要环节，对于加深学生对知识的理解、提升其实践能力具有重要意义。相对传统教学环境，虚拟环境的可重构性强、可共享性强、灵活、安全等特点，可为师生提供更加丰富的资源、更加灵活的教学方式和学习方式。无论是经济发达地区还是经济欠发达地区，虚拟环境都可以带来师生教学和学习的新体验，支持教学活动的顺利开展。
