劉佳鑫

5G技術(shù)在線上體育教學(xué)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

劉佳鑫

（四川師范大學(xué)體育學(xué)院，四川 成都 610101）

在數(shù)字基建政策下線上教學(xué)成為常規(guī)教學(xué)模式。為了解5G技術(shù)給線上體育教學(xué)帶來的發(fā)展，文章對5G技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，一方面運(yùn)用5G設(shè)備將復(fù)雜困難的教學(xué)動(dòng)作得到更清晰地展示；另一方面體育老師運(yùn)用5G與遠(yuǎn)程教學(xué)結(jié)合的智慧平臺(tái)，在虛擬環(huán)境中與來自各地的體育老師、體育教授交流，提升教學(xué)水平、促進(jìn)自我發(fā)展。同時(shí)也應(yīng)意識到5G技術(shù)應(yīng)用線上體育教學(xué)過程帶來的挑戰(zhàn)。

5G技術(shù)；線上教學(xué)；體育教學(xué)

1 5G技術(shù)的發(fā)展與崛起

線上教學(xué)是以全體學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展為中心，在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的背景下，我國許多地區(qū)與學(xué)校積極探索線上教學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)方法手段，為了讓云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)在教育行業(yè)得到推廣，中國加速了投資未來的速度，啟動(dòng)了34萬億的新基建，5G基站的建設(shè)和大數(shù)據(jù)中心包含在新基建計(jì)劃中，5G基站與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)代表著5G時(shí)代的到來，今年5G基建在中國會(huì)拉動(dòng)巨大的投資規(guī)模，創(chuàng)造更多的就業(yè)崗位。2018年10月，國務(wù)院發(fā)布了《完善促進(jìn)消費(fèi)體制機(jī)制實(shí)施方案（2018-2020年）》，其核心內(nèi)容是中國將進(jìn)一步擴(kuò)大和升級信息消費(fèi)，加快推進(jìn)5G技術(shù)商用，可見三大運(yùn)營商和主設(shè)備研制的廠商都在全力加快5G產(chǎn)品的研發(fā)與測試，加快5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部署進(jìn)度。2019年6月6號，中國電信、中國聯(lián)通、中國廣電三大運(yùn)營商正式得到了工信部發(fā)放的5G商用牌照，預(yù)示著5G元年的正式開啟。

5G是指第五代移動(dòng)通信技術(shù)，相對于以往的2G、3G、4G前幾代移動(dòng)通信技術(shù)來說，實(shí)現(xiàn)了3個(gè)方面的技術(shù)突破：（1）高帶寬。5G的高帶寬帶帶來更快的信息傳輸速率，用戶體驗(yàn)速率達(dá)到100Mbps至1Gbps，相對于4G傳輸速率不高的缺點(diǎn)，可以更加清晰地在網(wǎng)絡(luò)上看到復(fù)雜的體育教學(xué)動(dòng)作，4K、8K的超清體育動(dòng)作分析視頻也能輕松觀看。（2）低時(shí)延。相較于4G網(wǎng)絡(luò)較高的時(shí)延，5G的時(shí)延將低于1ms，兩端之間的毫米時(shí)延，可以實(shí)現(xiàn)對無線信號的連接時(shí)延和穩(wěn)定性要求苛刻的業(yè)務(wù)。如5G時(shí)代可以實(shí)現(xiàn)無人駕駛，保障車、人、路三點(diǎn)互通，消除安全風(fēng)險(xiǎn)，推進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)程。（3）大規(guī)模機(jī)器通信。5G技術(shù)讓物與物之間連接數(shù)量大幅增加，連接密度可達(dá)到100萬個(gè)/km2，且能在更快的移動(dòng)速度下使用，在遠(yuǎn)程終端能及時(shí)做出反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)[1]。

2 體育線上教學(xué)的優(yōu)勢

2.1 5G+虛擬現(xiàn)實(shí)

5G與2G、3G、4G不同，5G擁有相對固定的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與頻道資源，通過新空口塑造了自身低時(shí)延，高帶寬以及連接范圍廣的三大特性，5G網(wǎng)絡(luò)的靈活性可以適應(yīng)不同的場景，VR是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來產(chǎn)生一個(gè)三維空間，學(xué)生可以佩戴虛擬設(shè)備讓自己如同在現(xiàn)實(shí)的物理空間內(nèi)，提高學(xué)生興趣，為師生提供互動(dòng)化、個(gè)性化、沉浸式的課堂教學(xué)體驗(yàn)[2]。通過與VR的融合，構(gòu)建跨越端管云的新業(yè)態(tài)，通過身體感覺交互的方式為用戶構(gòu)建一個(gè)虛擬的浸入式、可交互的環(huán)境，滿足學(xué)生各方面的體育需求[3]。比如，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到體育課堂教學(xué)，通過自然交互的方式，將抽象、復(fù)雜的技術(shù)動(dòng)作可視化、形象化，讓學(xué)生們通過立體人像的展示，技術(shù)動(dòng)作的易難點(diǎn)介紹，虛擬空間的構(gòu)建營造來分析信息，為學(xué)生們帶來傳統(tǒng)體育課無法實(shí)現(xiàn)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)更高的知識保留度。

2.2 5G+遠(yuǎn)程互助教學(xué)

5G+遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)是5G+智慧教育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，比如，5G網(wǎng)絡(luò)支持?jǐn)?shù)據(jù)與內(nèi)容的多媒體交互，可通過實(shí)時(shí)雙向音視頻來進(jìn)行互動(dòng)教學(xué)；在互助教學(xué)中，在體育場上設(shè)置多個(gè)全景攝像頭，用來捕捉學(xué)生在進(jìn)行體育動(dòng)作時(shí)的速度、力量等數(shù)據(jù)，老師可以通過大屏、VR一體機(jī)對他們展示的動(dòng)作進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果實(shí)時(shí)反饋至運(yùn)動(dòng)場，指導(dǎo)學(xué)生調(diào)整自己的動(dòng)作。例如，健美操、體操、武術(shù)等競技類體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，通過在線監(jiān)測、在線考核的功能對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行調(diào)查評價(jià)，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況并形成圖表，供學(xué)習(xí)者參考[4]。

2.3 5G+人工智能教育

學(xué)校采用線上教育出現(xiàn)了課堂紀(jì)律的保持、學(xué)生的上課狀態(tài)、老師的教學(xué)質(zhì)量等一系列問題，在大數(shù)據(jù)與AI智能背景下，人工智能的技術(shù)不斷成熟，在技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將人臉識別、語音識別、行為分析等相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)用到課堂、學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、教學(xué)質(zhì)量等應(yīng)用層。比如，應(yīng)用人臉識別功能來分析學(xué)生在課堂的情感變化，通過攝像頭收集的高清視頻數(shù)據(jù)，在智能系統(tǒng)后臺(tái)分析學(xué)生情感變化，判斷學(xué)生的情感類型等，將統(tǒng)計(jì)后的數(shù)據(jù)可視化而形象的展示出來，老師便能觀察到學(xué)生在課堂上的情感變化，從而分析自己授課內(nèi)容對學(xué)生的吸引力，并且能關(guān)注到每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和授課方式，提高教學(xué)質(zhì)量和實(shí)踐效果；在課堂互動(dòng)識別與分析中，人工智能智慧教學(xué)系統(tǒng)通過師生交流的過程，收集互動(dòng)的數(shù)據(jù)，以文本的形式來記錄老師的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的反饋，提取關(guān)鍵詞，在不同氛圍的課堂里提取出有助于課堂氛圍的正面詞匯。同時(shí)，也針對不同情感類型的學(xué)生提取對他們學(xué)習(xí)積極性調(diào)動(dòng)的正面詞匯，進(jìn)一步提高教學(xué)互動(dòng)效果，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

3 5G技術(shù)應(yīng)用線上體育教學(xué)的必要性

3.1 體育教師專業(yè)發(fā)展的提升

5G技術(shù)的到來加快了網(wǎng)絡(luò)線上教育的開展，也為教師的專業(yè)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)提出了更高的要求。體育老師的專業(yè)能力也需要由弱到強(qiáng)不斷精進(jìn)，社會(huì)進(jìn)步對學(xué)校體育要求的提高，對體育教師專業(yè)能力的要求也相應(yīng)增加，體育教師的專業(yè)成長已不再局限于教授動(dòng)作、傳授運(yùn)動(dòng)技能等單個(gè)專業(yè)要素的提高，還包括技術(shù)素養(yǎng)的提升[5]。其中包括體育教師會(huì)靈活使用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)，推進(jìn)教育信息化的應(yīng)用。比如，5G+體育教師智慧學(xué)習(xí)平臺(tái)，讓體育教師能夠?qū)W習(xí)到更多培訓(xùn)之外的知識，能夠提升自己的專業(yè)能力。引入“平臺(tái)+教育”教育模式，加快師生信息素養(yǎng)全面提升，拓展技術(shù)應(yīng)用的能力，讓體育教師具備良好的信息思維，適應(yīng)信息社會(huì)發(fā)展的要求。

3.2 落實(shí)國家法律與政策的需要

美國無線通信和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)報(bào)告中，中國在全球5G整體發(fā)展進(jìn)度排名第一，這與國家的戰(zhàn)略競爭是分不開的，中國提升了5G投入和資本支出同時(shí)，憑借中國的人口數(shù)量和廣大應(yīng)用場景的優(yōu)勢，讓5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潛力巨大，這也為5G+教育奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2019年四川省印發(fā)了《新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)業(yè)培育方案》，部署了發(fā)展新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)任務(wù)，其中包括培育與教育、醫(yī)療、交通等各行業(yè)實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合發(fā)展的新模式、新形態(tài)、新產(chǎn)業(yè)。

4 5G技術(shù)應(yīng)用線上體育教學(xué)的挑戰(zhàn)

4.1 體育教師自我意識和發(fā)展不足

在建立體育強(qiáng)國的道路上，習(xí)近平總書記指明我們建設(shè)體育強(qiáng)國的切實(shí)路徑，認(rèn)為實(shí)現(xiàn)體育強(qiáng)國夢要從青少年抓起，引領(lǐng)青少年健康茁壯成長，培養(yǎng)后備人才[6]。但在我國的體育師資隊(duì)伍重要性都沒有體現(xiàn)出來，體育教師的專業(yè)水平的不足和應(yīng)試教育的壓力下學(xué)生沒有足夠的自由時(shí)間去參與體育活動(dòng)。隨著各學(xué)校開始引進(jìn)5G設(shè)備，體育教師的學(xué)習(xí)教學(xué)方式也在不斷更新，如何使用5G設(shè)備收集學(xué)生資料數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)也成了新的問題。所以，專業(yè)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)的雙向提升是體育教師未來自我發(fā)展的方向，應(yīng)用5G技術(shù)，不斷加深5G+教育的融合應(yīng)用[7]。

4.2 5G+體育教學(xué)雙線形式開展困難

為了拓展5G+教育的雙線形式，體育課加入了線上指導(dǎo)，線下練習(xí)的過程中來。雖然線上體育教學(xué)是一個(gè)全新的教學(xué)模式，但也伴隨著許多問題，線上體育教育的教學(xué)內(nèi)容過于簡單，比如跳繩、跑步、下蹲等，器材少，專業(yè)要求也不高，不需要教師過多指導(dǎo)，使學(xué)生的積極性不夠強(qiáng)烈，再加上體育教師也沒有充分利用網(wǎng)絡(luò)資源做好充分準(zhǔn)備，使常規(guī)的內(nèi)容不夠新穎，難以激發(fā)學(xué)生的興趣，教學(xué)質(zhì)量低下；線上體育教學(xué)的課堂組織形式、課程目標(biāo)的安排、師生互動(dòng)等環(huán)節(jié)與線下的差別很大，許多教師的教學(xué)思維方式?jīng)]有改變，線上指導(dǎo)學(xué)生體育學(xué)習(xí)缺乏線上組織教學(xué)經(jīng)驗(yàn)；學(xué)生參與感不強(qiáng)，教師在認(rèn)真地上課，學(xué)生偷偷玩樂，沒有真正參與體育鍛煉[8]。

4.3 5G網(wǎng)絡(luò)安全有待提升

大量的體育教育數(shù)據(jù)是體育教師與學(xué)生隱私的寶貴教育資產(chǎn)，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩詫?G+教育而言是一大挑戰(zhàn)。5G+物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的教學(xué)平臺(tái)融合大數(shù)據(jù)可以幫助學(xué)生獲取大量有價(jià)值的信息，并通過大數(shù)據(jù)的處理滿足學(xué)生不同的需求，因此，5G為了考慮基本的數(shù)據(jù)和語音通信服務(wù)的安全性，5G需要建立更全面、高效、節(jié)能的網(wǎng)絡(luò)和通信服務(wù)模型，來全方位的保護(hù)師生的大量隱私信息。比如線上體育課，需要通過5G接入設(shè)備來收集學(xué)生的健康數(shù)據(jù)、運(yùn)動(dòng)愛好、飲食安全等信息，這些信息需要在5G系統(tǒng)里被第三服務(wù)商處理后給學(xué)生帶來相對應(yīng)的建議與需求，但5G安全問題的關(guān)鍵技術(shù)還在研究探討中[9]。

5 小結(jié)

5G技術(shù)在線上教學(xué)的引進(jìn)為整個(gè)信息化教學(xué)帶來了革命性的升級，在此背景下，師生需更早地適應(yīng)線上教學(xué)。5G+體育的教學(xué)模式，將有效打破時(shí)域限制，改變傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教學(xué)模式，為師生帶來身臨其境的互動(dòng)體驗(yàn)。5G時(shí)代改變了體育教師專業(yè)發(fā)展的思路和模式，為體育教師專業(yè)發(fā)展提供了全新地道路。體育教師也需要在大數(shù)據(jù)時(shí)代下找到出路，努力提升信息素養(yǎng)，借助5G設(shè)備建設(shè)體育教師智慧專業(yè)學(xué)習(xí)共同體，以便于更熟練地開展線上教學(xué)，基于此，以5G+體育教學(xué)為突破口，明晰當(dāng)前存在地問題和挑戰(zhàn)，讓學(xué)校、體育教師扛起“健康學(xué)習(xí)”責(zé)任，并通過不同角度來順應(yīng)教育模式發(fā)展趨勢，在未來實(shí)現(xiàn)成功轉(zhuǎn)向。

[1]黃河,劉琳琳,李政.5G時(shí)代體育賽事移動(dòng)傳播的技術(shù)變革與內(nèi)容創(chuàng)新：兼論對北京2022年冬奧會(huì)的啟示[J].上海體育學(xué)院學(xué)報(bào),2020,44(5):16-23.

[2]林華.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合警務(wù)技能教學(xué)探討性研究[J].體育科學(xué)研究,2019,23(2):82-85.

[3]吳煌,熊歡.基于VR技術(shù)在信息化教育中的應(yīng)用[J].信息記錄材料,2020,21(6):99-100.

[4]楊雪紅,鄭磊石.“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下健美操在線教學(xué)課程設(shè)計(jì)[J].體育科學(xué)研究,2020,24(3):89-92.

[5]黃江林,陳棟,張軍獻(xiàn).體育教師專業(yè)成長力研究[J].體育科學(xué)研究,2019,23(3):88-92.

[6]肖堅(jiān),汪焱.習(xí)近平體育強(qiáng)國思想引領(lǐng)下的體育強(qiáng)國建設(shè)[J].體育科學(xué)研究,2019,23(1):1-5.

[7]黃曉麗,彭煒,于易.5G賦能時(shí)代體育教師智慧專業(yè)學(xué)習(xí)共同體構(gòu)建[J].湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2020,25(2):101-107.

[8]趙利,賈雪楓,王廷相,等. “新冠疫情下線上教學(xué)的問題與對策”(筆談)[C].揚(yáng)州大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院.當(dāng)代教育評論（第10輯）.揚(yáng)州大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院:揚(yáng)州大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院,2020:18-30.

[9]陳冬梅.基于5G+VR技術(shù)的智慧體育教學(xué)方案研究[J].產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究,2020(14):171-172.

The Development and Challenges of 5G Technology in Online Physical Education

LIU Jiaxin

(Sichuan Normal University, Chengdu 610101, Sichuan, China)

劉佳鑫（1996—），碩士生，研究方向：體育教學(xué)。