当今的时代是一个变革的时代，变革不仅发生在科技、经济和社会等领域，教育领域也在发生一场广泛而深刻的变革。随着信息技术对教育的影响不断深入，慕课、微课、翻转课堂、云教育等新的教学形式不断涌现。在新的时代和新的技术条件下，教育理念、目标、形式和内容都在发生转变，培养学生的21世纪技能，已成为世界各国教育共同关注的话题。为了实现新的培养目标，客观上需要学校发生相应地变革英国《经济学人》杂志曾断言，第三次工业革命对中国这样的制造业大国来说有着相当大的负面影响。有人甚至预言，“中国崛起”有可能被第三次工业革命所终结。我们如何才能不被第三次工业革命所终结呢？除了需要不断地在政治、社会与经济各层面上的改革，从制度上保证参与新工业革命所需的宽松发展环境之外，教育变革至关重要。新的工业革命需要大批创新型人才，而我国当前的教育方式并不能很好地适应这样的需求，必须进行以下三大方面的变革

一是要变革教育组织形式。如今，世界教育出现了开放化、远程化、网络化、在线化等特点，注重个性化、游戏化学习，打破了现有的班级授课制的批量生产的组织形式。我们的教育组织形式要尽快向个性化、分散化、远程化的教育组织形式转变 

二是要变革教育方法与手段。第三次工业革命需要的是“以学生为中心”的教育，教育的目的不是单纯传授知识，而更应该注重能力和素质的培养，特别是创新能力的培养。因此，我们要从“以学科为中心”向“以学习者为中心”转变，大力推行如互动式教学、混合式教学、探讨式教学、小组合作学习等以学生为主体的课堂，充分运用现代的多媒体技术、网络技术、云教育、大数据、大资源包等，让教学方法与手段适应第三次工业革命的需要。

三是要变革教育评价体系。在第三次工业革命的新形势下，我们必须改变单一的考试评价方式，转向网络学习评价、鼓励性评价、过程性评价等多元化评价，注重人的能力发展，注重人与自然的和谐相处，注重人的社会情绪力的引领，让每个人都带着个性成长，让每个学习者都拥有幸福一生的能力。未来学校实验室的产生和发展是以第三次工业革命为条件和目的，是新的教育组织形式、新的教育方法与手段、新的教育评价方式的综合体。因此，未来学校实验室是应对第三次工业革命挑战的教育选择。

“21 世纪技能”的主要思想是：21世纪的学校需要整合3个“R”（即核心课程）和4 个“C”，即批判性思维与问题解决（criticalthinking and problem solving）；交流合作（communication，collaboration）；创造与创新（creativityand innovation），使教室环境接近真实世界的环境。如下图所示，“21世纪技能”包含两个部分：一部分是图中“彩虹”部分的学生学习结果方面的内容，另一部分是图中“底座”部分的支持系统。其中，核心科目和21世纪主题是“21世纪技能”的课程载体，学习与创新技能是精神内核，信息、媒介与技术技能是技术基础，生活与职业技能是实践环境，而支持系统是实施保证。培养学生的21世纪技能，需要通过跨学科的、整合的和基于项目的课程学习获得，需要在21世纪学校的整体学习环境获得。