賈穎

2016年8月，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》把“大力發(fā)展泛在融合、綠色寬帶、安全智能的新一代信息技術(shù)……促進(jìn)信息技術(shù)向各行業(yè)廣泛滲透與深度融合”作為重要的戰(zhàn)略發(fā)展任務(wù)之一。目前，以5G為代表的智能化信息技術(shù)對(duì)教育教學(xué)正產(chǎn)生著深刻的影響。2019年4月29日，中國(guó)移動(dòng)發(fā)布《5G+智慧教育白皮書》。書中提到5G智慧課堂有3大優(yōu)勢(shì)：網(wǎng)絡(luò)承載統(tǒng)一、超高帶寬、速率更快延時(shí)更低。筆者認(rèn)為，5G技術(shù)將推動(dòng)教育與人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等前沿技術(shù)的深度融合，以技術(shù)創(chuàng)新為教育賦能。

一、5G的基本特征

5G就是5th-Generation，是繼2G、3G、4G之后的“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”，其官方命名是IMT-2020。5G并不是獨(dú)立的、全新的無(wú)線接入技術(shù)，而是對(duì)4G技術(shù)的延伸和發(fā)展，具備了更高的頻譜效率和承載量。5G技術(shù)推進(jìn)了其他領(lǐng)域、創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。如果說4G技術(shù)完成了人與人的實(shí)時(shí)連接，那么5G則會(huì)讓萬(wàn)物智能感知和互聯(lián)。5G作為下一代的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，用一個(gè)字來(lái)形容，那就是“快”。5G網(wǎng)絡(luò)的理論下行速度為10Gb/s（相當(dāng)于下載速度1.25GB/s），快到 “實(shí)時(shí)”的感覺沒有“時(shí)延”。5G具有更大的網(wǎng)絡(luò)帶寬、更快的傳輸速度和更友好的設(shè)備兼容性。

二、智慧教育的內(nèi)涵

智慧教育即教育信息化，是指在教育領(lǐng)域全面深入運(yùn)用信息技術(shù)，來(lái)促進(jìn)教育管理、教育教學(xué)、教育科研等方面的教育改革與發(fā)展的過程。智慧教育具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多媒體化的技術(shù)特點(diǎn)，旨在通過開放、共享、交互、協(xié)作的數(shù)字化信息化方式，促進(jìn)教育現(xiàn)代化的發(fā)展。教育信息化是國(guó)家信息化的重要組成部分，是深化教育改革、提高教育質(zhì)效、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的必然選擇。

三、5G技術(shù)在智慧教育領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）“5G +遠(yuǎn)程課堂”趣味交互

5G技術(shù)具有高速率、低時(shí)延、大帶寬等優(yōu)勢(shì)，為AI、VR/AR、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合提供了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持。其通信將不再僅局限于人與人，而是從人與人轉(zhuǎn)向人與物的交流，甚至延伸到機(jī)器與機(jī)器的交互。5G技術(shù)的超高網(wǎng)速帶動(dòng)了人工智能、VR技術(shù)的快速發(fā)展。三者相輔相成，運(yùn)用到智慧教育中，讓學(xué)習(xí)有了更逼真的沉浸式體驗(yàn)感。

1.5G+AR/VR遠(yuǎn)程直播更生動(dòng)

5G+AR/VR，使遠(yuǎn)程教育更有趣、生動(dòng)。教學(xué)內(nèi)容海量共享、教學(xué)素材豐富多樣，學(xué)生與教師相隔萬(wàn)里也能夠充分互動(dòng)，極大地提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。在多維度虛擬教育場(chǎng)景構(gòu)建中，遠(yuǎn)程教學(xué)將5G、全息遠(yuǎn)程技術(shù)、AR/VR和課堂教學(xué)相融合，讓學(xué)習(xí)者可以沉浸其中，有更真實(shí)的體驗(yàn)，提高了學(xué)生的專注度。教室要實(shí)現(xiàn)5G信號(hào)覆蓋，學(xué)生佩戴VR眼鏡，心隨景動(dòng)，仿佛置身真實(shí)場(chǎng)景。5G將以其高速率、大帶寬、低時(shí)延的特性給師生帶來(lái)更加身臨其境的直播效果，仿佛親臨現(xiàn)場(chǎng)來(lái)感知環(huán)境、模擬場(chǎng)景、沉浸體驗(yàn)，大大縮短了知識(shí)與現(xiàn)實(shí)的距離。5G還可以將遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)與遠(yuǎn)程互動(dòng)相融合，在模擬的真實(shí)場(chǎng)景中進(jìn)行教學(xué)，升級(jí)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升教學(xué)質(zhì)效。例如，2019年4月，網(wǎng)龍網(wǎng)絡(luò)公司就為位于武漢和福州兩地的學(xué)生，帶來(lái)一堂別開生面的5G遠(yuǎn)程物理公開課，效果很好。

2.“5G+AR/VR教育”扶貧成本低

5G遠(yuǎn)程教育成本不斷下降。5G遠(yuǎn)程直播，可以實(shí)現(xiàn)異地同步。5G應(yīng)用于教育扶貧，對(duì)于解決邊遠(yuǎn)山區(qū)、貧困地區(qū)教育資源配置失衡、教育薄弱等問題，緩解教育資源貧乏，促進(jìn)教育平等具有重要價(jià)值。5G遠(yuǎn)程教育可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程直播、在線點(diǎn)播、異地教學(xué)，可點(diǎn)開全學(xué)科的海量精品教育課程資源，并與名師進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)，提升學(xué)生的參與度和主動(dòng)性，促進(jìn)跨區(qū)域、智能化的教學(xué)交流。

3.“5G+AI教學(xué)”過程更懂你

5G+AI使教學(xué)過程更懂你，也就是更貼心、更智能。智能化的教學(xué)過程體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

①豐富的教育內(nèi)容。5G+AI技術(shù)依托豐富的教學(xué)資源，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、程度、愛好、特長(zhǎng)等個(gè)人信息，制定出個(gè)性化的方案;豐富教學(xué)內(nèi)容，延伸教學(xué)深度和廣度，通過大數(shù)據(jù)分析，制定出適合學(xué)生的“學(xué)習(xí)計(jì)劃、成才方案”。

②個(gè)性化的教學(xué)實(shí)施。5G推動(dòng)優(yōu)質(zhì)教育資源的共建共享。教學(xué)過程中，教師利用攝像機(jī)、閘機(jī)等終端，采集視頻、圖像數(shù)據(jù)，通過5G的AI功能計(jì)算分析，可實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的無(wú)感知服務(wù)和教學(xué)的精細(xì)化管理。例如，5G有望提供沉浸式的4K游戲般的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提供諸如AI閱卷、AI學(xué)習(xí)興趣分析、AI學(xué)習(xí)重難點(diǎn)突破、AI教學(xué)互動(dòng)等功能，5G和AI技術(shù)結(jié)合，可以根據(jù)學(xué)生的喜好、學(xué)習(xí)習(xí)慣、薄弱環(huán)節(jié)等，推送個(gè)性化的學(xué)習(xí)幫助。借助全方位大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)全智能化的教學(xué)過程，使網(wǎng)絡(luò)成為“最懂你的人”，增加教學(xué)過程的趣味性、智能性。

③更智能的學(xué)習(xí)陪伴。智能學(xué)習(xí)機(jī)器人是智能學(xué)習(xí)終端的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，能提供更智能的學(xué)習(xí)陪伴，步步高學(xué)習(xí)機(jī)、小米智能音箱等都是很好的探索。利用5G網(wǎng)絡(luò)和語(yǔ)音交互技術(shù)，智能學(xué)習(xí)機(jī)器人可以跟學(xué)習(xí)者主動(dòng)打招呼，提供知識(shí)講解、疑難解答、聊天、心理輔助等服務(wù)，并能根據(jù)人臉識(shí)別結(jié)果，迅速做出服務(wù)響應(yīng)。

（二）“5G+ 智慧課堂”創(chuàng)造場(chǎng)景教學(xué)

①5G +AR/VR創(chuàng)新智慧課堂。2019年5月，江西師大附中創(chuàng)建“5G智慧校園”，將5G和課堂教學(xué)相融合，應(yīng)用于5G+4K在線同步課堂。2019臺(tái)州市“智慧校園”活動(dòng)啟動(dòng)“智慧教育”，旨在依托5G技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能，構(gòu)筑校園安全。5G技術(shù)保證了安全和速度，為智能教育提供了有效的技術(shù)支持。

②模擬高難度的、難以實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景教學(xué)。例如，用VR開飛機(jī)會(huì)怎么樣？用VR模擬地震現(xiàn)場(chǎng)、消防場(chǎng)景會(huì)怎樣？這些以前難以實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景教學(xué)、模擬應(yīng)急演習(xí)，都可以通過5G +AR/VR技術(shù)成功運(yùn)用于實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域，在身臨其境中有效提升實(shí)訓(xùn)的真實(shí)感。

③助力高精尖的專業(yè)培訓(xùn)。例如，如何給“真”人做手術(shù)？如何把一輛“真”車拆裝一遍？如何在較逼真的環(huán)境下練習(xí)飛機(jī)駕駛的技術(shù)？想試著做一些高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的模擬操作、高精尖的專業(yè)培訓(xùn)，都可以通過5G +AR/VR來(lái)實(shí)現(xiàn)。

④還原歷史畫面，再現(xiàn)特殊場(chǎng)景。通過軟件建立三維模型，可以還原歷史面貌、再現(xiàn)科普教學(xué)情境，比如模擬博物館展覽、史前時(shí)代、深海、太空等場(chǎng)景的科普教學(xué)。此外，還可以再現(xiàn)地震、消防等災(zāi)害場(chǎng)景。利用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)零部件的精準(zhǔn)定位，可以對(duì)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)采集。

⑤模擬真人實(shí)訓(xùn)。借助5G+AR/VR技術(shù)，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)同步互動(dòng)的教學(xué)，模擬真實(shí)的語(yǔ)言學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生站在塞納河邊與法國(guó)人聊天。學(xué)生與模擬真人進(jìn)行對(duì)話，專家可以“親臨”現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。因?yàn)闆]有時(shí)延，素材展現(xiàn)、授課、答疑、交流可以實(shí)時(shí)進(jìn)行，極大地優(yōu)化了教育體驗(yàn)、豐富了教學(xué)呈現(xiàn)，提高了學(xué)習(xí)質(zhì)效。

（三）“5G+智慧校園” 人性化服務(wù)

通過校園5G+IOT無(wú)縫隙網(wǎng)絡(luò)覆蓋，實(shí)現(xiàn)校園物聯(lián)網(wǎng)位置信息、活動(dòng)軌跡、學(xué)習(xí)和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)應(yīng)用，使校園管理變得更加智慧。在智慧校園可以實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)支付、人臉識(shí)別消費(fèi)，通過大數(shù)據(jù)分析生成學(xué)生學(xué)習(xí)情況、身體狀況等。借助科技發(fā)展，可以打造一個(gè)高效、科學(xué)、智能的智慧校園生態(tài)體系。

5G被譽(yù)為全球新一輪科技革命產(chǎn)業(yè)變革的代表核心技術(shù)之一，也是實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)、人機(jī)交互的戰(zhàn)略性信息基礎(chǔ)設(shè)施。5G網(wǎng)絡(luò)下的智慧教育可以提高教學(xué)效率，節(jié)約時(shí)間，擴(kuò)展空間，方便隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，通過人工智能還可以實(shí)現(xiàn)教育自動(dòng)化。我們要順應(yīng)5G發(fā)展趨勢(shì)，緊抓5G發(fā)展機(jī)遇，以推動(dòng)5G與智慧教育的發(fā)展為目標(biāo)，促進(jìn)教育體系的不斷優(yōu)化和教育模式的全面提升。

（本文系2019年度河南省社科聯(lián)專項(xiàng)調(diào)研課題“‘互聯(lián)網(wǎng)+背景下河南省智慧養(yǎng)老模式探究”階段性成果，項(xiàng)目編號(hào)：SKL-2019-484）

（責(zé)編? ?王鵬飛）