變革傳統學習方式和教學方式，培養學生21世紀技能是各國教育教學的訴求。然而，依賴傳統學習方式和教學方式所形成的固有思維成為製約教學改革的重要阻力。各國經驗表明，新技術、新型資源和虛擬環境是推進學習方式和教學方式變革，形成新的課堂形態的重要推動力量。本節介紹了最近三年在技術、資源和虛擬環境方麵的新變化，通過對有關案例的分析，有助於對我國教學創新提出建議與啟示。
一、新技術支持學習方式的持續創新
新技術在教育中的應用實現了學習方式的創新。首先，隨著人工智能和通信技術的發展，使機器人成為可通過構建互動交往、遠程操控的學習夥伴成為可能，從而改變了學生的學習方式，減少了學生對教師的依賴，為引導學生自主學習提供了新的手段。其次，3D打印技術為學習實踐活動開辟了新的空間，學習者可以從設計、製作、展示、參與角度融入學習過程中，學習者的動手能力、設計能力和思維能力等得到全麵發展和提高。再次，隨著遊戲理論、學習理論以及信息技術的發展，遊戲的教育性與娛樂性的融合度不斷提升，教育遊戲對促進學生重要知識概念的理解、多方麵能力發展的重要作用逐漸獲得家長、教師等教育者的認同，教育遊戲正在悄然改變著人們對於學習方式、學習方法的認知。最後，隨著傳統的基於BBS論壇、專題網站逐步被Facebook、eTwinning等社會性虛擬社區所取代，大規模合作學習和跨地區項目合作學習成為合作學習的新方式，學習者在更開放、靈活的環境中，通過構建網絡學習共同體開展更大規模的、交互性更強的合作學習活動。
二、新型資源支撐教學方式的深層變革
新型資源逐漸滲透到教育領域，改變了傳統的資源觀念，拓展了教與學的時空，豐富了教與學的內容，改變了教與學的方式。微課程資源在教學中的廣泛應用，打開了信息化教學的新視野，告別了以教師為中心的資源觀，開啟了以學生自主學習資源為中心的全新資源觀，翻轉課堂顛倒了教學的基本環節，實現了學生的個性化學習，教師能夠對持有困惑的學生進行個別化指導，實現知識傳授與知識內化的顛倒，凸顯了大數據對信息化環境下教學形式變革的重要作用。席卷全球的MOOCs具有大規模性、開放性、自由性等特點，學習內容的呈現方式靈活多樣，學習方式更符合數字化時代的碎片化學習特點，師生選擇自由、課程選擇自由、學習時間和地點選擇自由，超越時空的界限將課程、課堂教學、學生的學習體驗和師生的互動過程完整而係統地在線實現，優質教育資源能夠得以廣泛地共享，師生在教學中的地位發生了重要的改變。樹莓派作為開源硬件中的一種，其應用使得編程在教育中重新得到重視，這一計算機領域的基本技能若能得到充分的訓練，將激發學生的創新潛力。針對學生計算機編程教育，將編程平民化，改變學生與計算機的交互方式，以樹莓派為代表的開源硬件將開啟課堂教學的新篇章。在教育領域探索大數據進行科學的學習分析，基於網絡軟件和跟蹤工具幫助教師們更加深入地觀察學生的學習活動，學習分析將數據變為規劃、設計和評估學習體驗的一部分，有效地改善了教與學。