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教育振翅騰飛 5G智慧引航

放大字體  縮小字體 發布日期:2021-12-07  來源:人民郵電報  瀏覽次數:478
       教育乃立國之本,5G網絡則是智慧教育的基石。推動新一代信息通信技術與教育行業深度融合,信息通信業頻頻出“大招”。今年9月,工信部、教育部聯合發布《關于組織開展“5G﹢智慧教育”應用試點項目申報工作的通知》,助力教育高質量發展;11月,兩部辦公廳又發布了《關于提高高等學校網絡管理和服務質量的通知》,推動5G技術在校園深入應用,加快部署優化5G網絡,鼓勵高校將5G等新技術與教育教學深度融合;A電信運營商發揮信息賦能優勢,打造了一大批以遠程教育、互動課堂為代表的智慧應用。今天,數字化、網絡化、智慧化“三駕馬車”,驅動教育行業開啟了數智新征程。

智慧教育

       5G突破傳統教學局限為課堂插上智慧翅膀

       自5G全面商用以來,人工智能、大數據、云計算、物聯網、虛擬現實等新一代信息通信技術實現了綜合運用,給教育帶來了極大改變,為課堂插上了“智慧”翅膀。

       “我看見了一只monkey!”一名小學生在英語課堂上激動地說。這是發生在廣州沙面小學一堂英語課上的一幕。當老師講到“monkey”時,同學們通過佩戴的MR眼鏡看到了一只活靈活現的猴子。這堂英語課還連接著相隔千里的貴州畢節,實現了兩地學生同上一堂課。

       目前,5G發展已經駛入“快車道”,隨著人工智能、虛擬現實等技術走進校園,傳統課堂也在不斷向智慧課堂轉型,越來越多的教學場景融合數字技術成果,通過老師豐富的教學手段呈現給學生,在沉浸式教學過程中,更是充滿了趣味性與科技范兒。

       在海南博鰲鎮的5G全息課堂上,遠在文昌中學的物理老師譚老師遠程通過5G﹢全息投影講解航天知識。他如同身處博鰲鎮課堂現場,除了面對面式的講解,他還不時“變”出逼真的模型道具,在空中展開分析……譚老師使用的5G﹢全息投影,正是由中國聯通打造的新一代遠程互動教學系統。中國聯通基于5G特性,融合最新的全息投影技術,豐富視覺呈現效果,讓傳統遠程互動教學更具“真人面對面”的真實感,使得各類演示畫面、模型道具更加立體、鮮活,帶給師生耳目一新的科技感和沉浸式課堂體驗。

       作為國家重點基礎網絡運營商和數字中國建設主力軍,中國移動也在積極探索5G﹢智慧教育的應用創新。在杭州時代小學,由中國移動打造的5G﹢VR課堂,可實現科學實驗等課程學習,學生可在虛擬現實世界中進行知識游覽,享受沉浸式學習體驗;依托中國移動5G﹢AI技術,在廣州體育東路小學大語文課堂上,學生們對著AI互動學習平臺錄制視頻,提交視頻后即可通過AI分析生成點評;由中國移動創新打造的“5G智慧云考場”遠程考試產品,通過融合5G網絡和云技術能力,利用“線上﹢線下”一體化考試新模式,實現了高效便捷的遠程考試。

       5G﹢遠程直播,打破了地域限制,實現了教育資源共享;5G﹢MR多人協同教學,達到了跨越虛實空間的學習效果……科技范兒十足的智慧課堂衍生出多元化的教育新模式,讓教育更加數字化、網絡化、智能化和多媒體化。隨著智慧課堂形式的不斷豐富,不僅打破了傳統教學模式的局限,也將教育教學真正下沉,實現了以學生為中心,賦予學生更多自主學習的空間,將課堂變成了一堂集聚可視化、場景化、沉浸式、互動式的“智慧盛宴”。

       5G打破山區學子求學壁壘用科技助力教育均衡


       疫情期間,遠程教育成為不可或缺的授課方式。然而,在偏遠的鄉村地區,由于當地網絡基礎設施落后,不具備“高通”條件,學生缺乏高速穩定的網絡環境,很難得到優質的遠程教學體驗,老師缺乏可靠的寬帶接入,直接影響教學質量。“信息壁壘”拉大了農村教育和城市教育之間的差距,這一數字鴻溝急需行之有效的解決方案。而5G的使命,就是從根源解決這些問題。

       有了5G后,優質的教育資源可以直達偏遠地區學校,流暢的5G傳輸速度讓師生實現即時互動,增強教學效果,5G遠程課堂也在一定程度上緩解了教師資源不足的壓力。通過對鄉村教師進行遠程培訓,借助5G技術賦能鄉村教師隊伍建設,用科技助力教育均衡,讓大山里的孩子也能享受現代化教育。

       為了縮小數字鴻溝,加快農村網絡建設步伐,近日,工信部下發的《“十四五”信息通信行業發展規劃》提出,實施新一輪電信普遍服務工程,加大對農村及革命老區、民族地區、邊疆地區、脫貧地區特別是國家鄉村振興重點幫扶縣寬帶網絡升級改造的支持力度,到2025年實現行政村5G通達率達到80%。隨著網絡覆蓋率持續提高,如何利用5G優勢推動城鄉教育均衡,提升鄉村教育信息化水平?已經有不少大學通過自主創新摸索出了一套可復制、可推廣的解決方案。

       大學生一直以來都是開展支教科普的重要力量,但受限于地域遙遠、學業等,往往只能進行短期教學,無法實現常態化、高頻次的科普教育,效果大打折扣。針對這一痛點,西北工業大學開設“5G﹢遠程支教”教育精準扶貧實踐活動,通過互聯網遠程授課對學校定點扶貧地區、支教地區進行多次不同主題的遠程科普,將教學內容與遠在偏遠山區的孩子個性化需求有效結合,讓學校的知識、智力資源與貧困山區更高效對接。同時,利用5G通信技術特性,將優質的教學資源在全國范圍內共享,為更多山里的孩子送去知識。

       東南大學“云上科學橋”支教活動旨在為中西部地區學子拓寬科學視野、培養科學興趣、提高科學素養,通過線上線下相結合的教學模式開設互動科學課堂,并開設“云上科技大講堂”,定期邀請各學院教授、老師為學生作線上科普講座。在主題講座和科學課堂之外,學校還打造了一個云端平行空間,通過5G場景中VR高清視頻交互技術讓支教地的學生從第一人稱視角360度沉浸式體驗云游東大,用“科學橋”連接起大山與夢想。

       5G技術互聯既打破了鄉村教育的空間壁壘,又讓優質教育資源得以共享,輻射到更廣的區域,讓教育均衡的夢想進一步照進現實。5G﹢AI、5G﹢VR、5G全息投影等多種技術與課程相結合,寓教于樂的教學體驗不僅拉近了與鄉村學子之間的距離,同時也有助于提升課堂融入度,激發他們的求學熱情,讓大山不再阻隔求學夢,這正是5G賦能鄉村教育的意義所在。

       5G筑牢校園安全防線用科技守護師生平安

       5G走進校園,信息化應用極大豐富了教學手段,讓學習變得輕松有趣;遠程教育促進了教育資源的平均分配,讓山區孩子也能置身名師課堂。在校園安全方面,長期困擾學校師生、廣大家長的安全難題,也因5G的到來迎刃而解。

       琳瑯滿目的校園安全應用當中,5G與AI的表現最值得期待。借助5G﹢MEC(邊緣計算)﹢AI的安防架構,在邊緣云進行基本處理后,來自校園內各個區域的視頻和數據,將幫助AI進行深度學習,使分析能力更智能、更準確。聚合后的安防數據,還能進一步幫助學校確定校園的人流模式和危險高發區域,制定更科學的安全防御計劃。AI技術的運用,可以在很大程度上緩解校園內巡防的壓力,將更多人力投入事件處置、日常管理。

       目前,AI技術可以實現的預警行為包括:追逐打鬧、闖入、圍欄檢測、離開崗位、可疑停留、聚眾、畫面遮擋。針對辦公室、財務室、樓頂天臺、機房/弱電井、食堂廚房、圍墻、湖/河護欄、走廊樓道、樓宇外圍、偏僻角落等安全事故多發區域,5G﹢AI可全天候、全時段進行異常行為的自動識別和預警。

       例如,中國移動與山東威爾數據打造的5G﹢智慧校園進出解決方案就實現了與公安對接聯動,智能人臉識別終端針對校門口徘徊的陌生人員進行實時監控,通過比對公安系統的危險人員、在逃人員信息庫,將監測結果實時推送到學校和教委的安全管理辦公室,同時發送預警至公安系統平臺,為校園安全管理提供多重保障。

       眼下,疫情防控形勢依舊嚴峻,5G智慧應用在學子與病毒間編織起一張無形的防護網。在上海市城市科技學校,中國聯通人臉門禁測溫系統對學生宿舍進行疫情防控測溫,學生每日進出兩次自動測溫統計留痕。在江西師大附中,中國聯通部署了“5G﹢AI紅外測溫﹢口罩識別”智慧門禁系統,即使佩戴著口罩和護目鏡,也能在短短一秒鐘內快速準確識別人員身份,高峰期也不會排隊擁擠。

       普及安全知識,提高學生的安全意識,是構建平安校園的重要一環。在四川,中國電信發揮“魔鏡慧眼”能力優勢,為四川省教育廳校園安防應急指揮全方位服務,接入視頻源2.7萬路,覆蓋21個市州,服務2750所學校,受眾130萬學生。今年5月12日,汶川縣第一小學上演了一場防震減災應急演練。通過真實模擬汶川縣威州鎮附近突發地震之后,汶川縣第一小學在風險研判、預警發布、應急處置和點評方面的應對,提高師生抵御和應對緊急突發事件的能力。在此次防震減災應急演練中,魔鏡平臺發揮了指揮疏散的功能。

       廣連接、低時延、大帶寬的5G網絡讓教育行業的信息基礎設施水平得到大幅提升,校園安全管理實現了由人防到技防的跨越,以5G、AI、大數據為代表的新一代信息通信技術,正在走進越來越多的校園,讓老師更省心、家長更放心、學生更安心。

       百年樹人5G教育任重道遠


       雖然5G帶來的好處頗多,但要充分享受這些好處仍需一段時間。

       5G將改變今后十年的教育方式。關鍵在于教育行業的從業人員要認識到5G并非一種“放之四海而皆準”的解決方案。在選擇把5G用于適當用途方面,教育行業應當慎重考慮并謹慎行事。

       應用場景和使用目的必須是首要考慮的問題,以便學生能夠最大限度受益于5G技術。既要了解5G技術如何在特定環境下發揮作用,也要在契合學生需要的前提下利用這一技術。

       舉例來講,學生在播放事先錄制好且不需要高清視頻的演講視頻過程中,可能不必使用5G。而5G 最好被用于模擬分散在各地的學生相互協作的沉浸式學習環境。此外,講授觸覺類和技能類課程的教育者也可利用5G背景下廣泛可及的虛擬現實(VR)和增強現實(AR)功能。對于一些教育者而言,此類功能的重要性可能低于把成百上千名學生實時連通的必要性。在這種情形下,5G可被用于把這種虛擬邂逅變得簡化和無縫。

       更重要的是,要努力確保學生具備數字技能,以便其能夠使用并受益于5G賦能的教育服務。而在此之前,通信工具種類和數量的增加打開了數據泄露之門:隨著更多工具接入5G通信網絡,這些工具被黑客入侵的概率會增大。安全性永遠是被放在第一位而應該慎重考慮的事情。

       此外,根據2019年中國聯通發布的《5G﹢智慧教育典型應用場景白皮書》,當下5G﹢智慧教育的四大典型應用場景分別是:5G﹢虛擬現實教育、5G﹢遠程互動教學、5G﹢人工智能教育和5G﹢校園智能管理。必須認識到以上應用場景尚處于實踐探索階段,尚不能充分發揮5G的技術優勢,滿足師生的多樣化應用場景需求。

       在線教學由于脫離了空間的聯系,因此產生的師生情感交流障礙也會影響教學質量。在傳統教室里上課,站在講臺上的老師對于教室的把控是全面的,與學生的交流也是實時與直接的。但當課堂搬到線上之后,會切斷原有的直接聯系。課堂變成了干巴巴的知識分享,而人與人的情感聯系卻實實在在減弱了。

       將5G技術融于教學的專業人才相當缺乏。當前,全國加快推進5G戰略,5G產業蓄勢待發,5G應用加速推進,更凸顯了5G專業人才的短缺。而這當中尤以中小學教師的技能培訓最為突出。中小學作為實施義務教育的主要場所,不僅數量大,遍布范圍廣,而且覆蓋的學生人數最多。中小學階段對于新技術的接受度直接影響未來高中及大學階段的效果。而教師在其中的影響最為關鍵,對于教師的培訓也極為重要。 
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