教育振翅腾飞 5G智慧引航
来源：
人民邮电报
日期：2021-12-07
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殷绪江
教育乃立国之本，5G网络则是智慧教育的基石。推动新一代信息通信技术与教育行业深度融合，信息通信业频频出“大招”。今年9月，工信部、教育部联合发布《关于组织开展“5G﹢智慧教育”应用试点项目申报工作的通知》，助力教育高质量发展；11月，两部办公厅又发布了《关于提高高等学校网络管理和服务质量的通知》，推动5G技术在校园深入应用，加快部署优化5G网络，鼓励高校将5G等新技术与教育教学深度融合。基础电信运营商发挥信息赋能优势，打造了一大批以远程教育、互动课堂为代表的智慧应用。今天，数字化、网络化、智慧化“三驾马车”，驱动教育行业开启了数智新征程。
自5G全面商用以来，人工智能、大数据、云计算、物联网、虚拟现实等新一代信息通信技术实现了综合运用，给教育带来了极大改变，为课堂插上了“智慧”翅膀。
“我看见了一只monkey！”一名小学生在英语课堂上激动地说。这是发生在广州沙面小学一堂英语课上的一幕。当老师讲到“monkey”时，同学们通过佩戴的MR眼镜看到了一只活灵活现的猴子。这堂英语课还连接着相隔千里的贵州毕节，实现了两地学生同上一堂课。
目前，5G发展已经驶入“快车道”，随着人工智能、虚拟现实等技术走进校园，传统课堂也在不断向智慧课堂转型，越来越多的教学场景融合数字技术成果，通过老师丰富的教学手段呈现给学生，在沉浸式教学过程中，更是充满了趣味性与科技范儿。
在海南博鳌镇的5G全息课堂上，远在文昌中学的物理老师谭老师远程通过5G﹢全息投影讲解航天知识。他如同身处博鳌镇课堂现场，除了面对面式的讲解，他还不时“变”出逼真的模型道具，在空中展开分析……谭老师使用的5G﹢全息投影，正是由中国联通打造的新一代远程互动教学系统。中国联通基于5G特性，融合最新的全息投影技术，丰富视觉呈现效果，让传统远程互动教学更具“真人面对面”的真实感，使得各类演示画面、模型道具更加立体、鲜活，带给师生耳目一新的科技感和沉浸式课堂体验。
作为国家重点基础网络运营商和数字中国建设主力军，中国移动也在积极探索5G﹢智慧教育的应用创新。在杭州时代小学，由中国移动打造的5G﹢VR课堂，可实现科学实验等课程学习，学生可在虚拟现实世界中进行知识游览，享受沉浸式学习体验；依托中国移动5G﹢AI技术，在广州体育东路小学大语文课堂上，学生们对着AI互动学习平台录制视频，提交视频后即可通过AI分析生成点评；由中国移动创新打造的“5G智慧云考场”远程考试产品，通过融合5G网络和云技术能力，利用“线上﹢线下”一体化考试新模式，实现了高效便捷的远程考试。
5G﹢远程直播，打破了地域限制，实现了教育资源共享；5G﹢MR多人协同教学，达到了跨越虚实空间的学习效果……科技范儿十足的智慧课堂衍生出多元化的教育新模式，让教育更加数字化、网络化、智能化和多媒体化。随着智慧课堂形式的不断丰富，不仅打破了传统教学模式的局限，也将教育教学真正下沉，实现了以学生为中心，赋予学生更多自主学习的空间，将课堂变成了一堂集聚可视化、场景化、沉浸式、互动式的“智慧盛宴”。
5G打破山区学子求学壁垒用科技助力教育均衡
疫情期间，远程教育成为不可或缺的授课方式。然而，在偏远的乡村地区，由于当地网络基础设施落后，不具备“高通”条件，学生缺乏高速稳定的网络环境，很难得到优质的远程教学体验，老师缺乏可靠的宽带接入，直接影响教学质量。“信息壁垒”拉大了农村教育和城市教育之间的差距，这一数字鸿沟急需行之有效的解决方案。而5G的使命，就是从根源解决这些问题。
有了5G后，优质的教育资源可以直达偏远地区学校，流畅的5G传输速度让师生实现即时互动，增强教学效果，5G远程课堂也在一定程度上缓解了教师资源不足的压力。通过对乡村教师进行远程培训，借助5G技术赋能乡村教师队伍建设，用科技助力教育均衡，让大山里的孩子也能享受现代化教育。
为了缩小数字鸿沟，加快农村网络建设步伐，近日，工信部下发的《“十四五”信息通信行业发展规划》提出，实施新一轮电信普遍服务工程，加大对农村及革命老区、民族地区、边疆地区、脱贫地区特别是国家乡村振兴重点帮扶县宽带网络升级改造的支持力度，到2025年实现行政村5G通达率达到80%。随着网络覆盖率持续提高，如何利用5G优势推动城乡教育均衡，提升乡村教育信息化水平？已经有不少大学通过自主创新摸索出了一套可复制、可推广的解决方案。
大学生一直以来都是开展支教科普的重要力量，但受限于地域遥远、学业等，往往只能进行短期教学，无法实现常态化、高频次的科普教育，效果大打折扣。针对这一痛点，西北工业大学开设“5G﹢远程支教”教育精准扶贫实践活动，通过互联网远程授课对学校定点扶贫地区、支教地区进行多次不同主题的远程科普，将教学内容与远在偏远山区的孩子个性化需求有效结合，让学校的知识、智力资源与贫困山区更高效对接。同时，利用5G通信技术特性，将优质的教学资源在全国范围内共享，为更多山里的孩子送去知识。
东南大学“云上科学桥”支教活动旨在为中西部地区学子拓宽科学视野、培养科学兴趣、提高科学素养，通过线上线下相结合的教学模式开设互动科学课堂，并开设“云上科技大讲堂”，定期邀请各学院教授、老师为学生作线上科普讲座。在主题讲座和科学课堂之外，学校还打造了一个云端平行空间，通过5G场景中VR高清视频交互技术让支教地的学生从第一人称视角360度沉浸式体验云游东大，用“科学桥”连接起大山与梦想。
5G技术互联既打破了乡村教育的空间壁垒，又让优质教育资源得以共享，辐射到更广的区域，让教育均衡的梦想进一步照进现实。5G﹢AI、5G﹢VR、5G全息投影等多种技术与课程相结合，寓教于乐的教学体验不仅拉近了与乡村学子之间的距离，同时也有助于提升课堂融入度，激发他们的求学热情，让大山不再阻隔求学梦，这正是5G赋能乡村教育的意义所在。
5G筑牢校园安全防线用科技守护师生平安
5G走进校园，信息化应用极大丰富了教学手段，让学习变得轻松有趣；远程教育促进了教育资源的平均分配，让山区孩子也能置身名师课堂。在校园安全方面，长期困扰学校师生、广大家长的安全难题，也因5G的到来迎刃而解。
琳琅满目的校园安全应用当中，5G与AI的表现最值得期待。借助5G﹢MEC（边缘计算）﹢AI的安防架构，在边缘云进行基本处理后，来自校园内各个区域的视频和数据，将帮助AI进行深度学习，使分析能力更智能、更准确。聚合后的安防数据，还能进一步帮助学校确定校园的人流模式和危险高发区域，制定更科学的安全防御计划。AI技术的运用，可以在很大程度上缓解校园内巡防的压力，将更多人力投入事件处置、日常管理。
目前，AI技术可以实现的预警行为包括：追逐打闹、闯入、围栏检测、离开岗位、可疑停留、聚众、画面遮挡。针对办公室、财务室、楼顶天台、机房/弱电井、食堂厨房、围墙、湖/河护栏、走廊楼道、楼宇外围、偏僻角落等安全事故多发区域，5G﹢AI可全天候、全时段进行异常行为的自动识别和预警。
例如，中国移动与山东威尔数据打造的5G﹢智慧校园进出解决方案就实现了与公安对接联动，智能人脸识别终端针对校门口徘徊的陌生人员进行实时监控，通过比对公安系统的危险人员、在逃人员信息库，将监测结果实时推送到学校和教委的安全管理办公室，同时发送预警至公安系统平台，为校园安全管理提供多重保障。
眼下，疫情防控形势依旧严峻，5G智慧应用在学子与病毒间编织起一张无形的防护网。在上海市城市科技学校，中国联通人脸门禁测温系统对学生宿舍进行疫情防控测温，学生每日进出两次自动测温统计留痕。在江西师大附中，中国联通部署了“5G﹢AI红外测温﹢口罩识别”智慧门禁系统，即使佩戴着口罩和护目镜，也能在短短一秒钟内快速准确识别人员身份，高峰期也不会排队拥挤。
普及安全知识，提高学生的安全意识，是构建平安校园的重要一环。在四川，中国电信发挥“魔镜慧眼”能力优势，为四川省教育厅校园安防应急指挥全方位服务，接入视频源2.7万路，覆盖21个市州，服务2750所学校，受众130万学生。今年5月12日，汶川县第一小学上演了一场防震减灾应急演练。通过真实模拟汶川县威州镇附近突发地震之后，汶川县第一小学在风险研判、预警发布、应急处置和点评方面的应对，提高师生抵御和应对紧急突发事件的能力。在此次防震减灾应急演练中，魔镜平台发挥了指挥疏散的功能。
广连接、低时延、大带宽的5G网络让教育行业的信息基础设施水平得到大幅提升，校园安全管理实现了由人防到技防的跨越，以5G、AI、大数据为代表的新一代信息通信技术，正在走进越来越多的校园，让老师更省心、家长更放心、学生更安心。
百年树人5G教育任重道远
虽然5G带来的好处颇多，但要充分享受这些好处仍需一段时间。5G将改变今后十年的教育方式。关键在于教育行业的从业人员要认识到5G并非一种“放之四海而皆准”的解决方案。在选择把5G用于适当用途方面，教育行业应当慎重考虑并谨慎行事。
应用场景和使用目的必须是首要考虑的问题，以便学生能够最大限度受益于5G技术。既要了解5G技术如何在特定环境下发挥作用，也要在契合学生需要的前提下利用这一技术。
举例来讲，学生在播放事先录制好且不需要高清视频的演讲视频过程中，可能不必使用5G。而5G 最好被用于模拟分散在各地的学生相互协作的沉浸式学习环境。此外，讲授触觉类和技能类课程的教育者也可利用5G背景下广泛可及的虚拟现实（VR）和增强现实（AR）功能。对于一些教育者而言，此类功能的重要性可能低于把成百上千名学生实时连通的必要性。在这种情形下，5G可被用于把这种虚拟邂逅变得简化和无缝。
更重要的是，要努力确保学生具备数字技能，以便其能够使用并受益于5G赋能的教育服务。而在此之前，通信工具种类和数量的增加打开了数据泄露之门：随着更多工具接入5G通信网络，这些工具被黑客入侵的概率会增大。安全性永远是被放在第一位而应该慎重考虑的事情。此外，根据2019年中国联通发布的《5G﹢智慧教育典型应用场景白皮书》，当下5G﹢智慧教育的四大典型应用场景分别是：5G﹢虚拟现实教育、5G﹢远程互动教学、5G﹢人工智能教育和5G﹢校园智能管理。必须认识到以上应用场景尚处于实践探索阶段，尚不能充分发挥5G的技术优势，满足师生的多样化应用场景需求。
在线教学由于脱离了空间的联系，因此产生的师生情感交流障碍也会影响教学质量。在传统教室里上课，站在讲台上的老师对于教室的把控是全面的，与学生的交流也是实时与直接的。但当课堂搬到线上之后，会切断原有的直接联系。课堂变成了干巴巴的知识分享，而人与人的情感联系却实实在在减弱了。
将5G技术融于教学的专业人才相当缺乏。当前，全国加快推进5G战略，5G产业蓄势待发，5G应用加速推进，更凸显了5G专业人才的短缺。而这当中尤以中小学教师的技能培训最为突出。中小学作为实施义务教育的主要场所，不仅数量大，遍布范围广，而且覆盖的学生人数最多。中小学阶段对于新技术的接受度直接影响未来高中及大学阶段的效果。而教师在其中的影响最为关键，对于教师的培训也极为重要。（刘亚廷 李玥 方正梁 张鸣）
