5G+教育：自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論下的在線教育學(xué)習(xí)空間重塑研究

邵率

摘 ? 要：5G技術(shù)的到來使得在線教育可以取得突破性進展。我國位于5G技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用的第一梯隊，充分、合理利用該技術(shù)加速發(fā)展教育事業(yè)，是當(dāng)前教育技術(shù)研究領(lǐng)域關(guān)注的熱點。它可以在有限的時間內(nèi)給學(xué)習(xí)者更豐富的體驗，同時，學(xué)習(xí)者會得到一個更加高效的、更利于自身發(fā)展的學(xué)習(xí)空間。文章對此進行了詳細分析。

關(guān)鍵詞：第5代通信技術(shù);自適應(yīng)學(xué)習(xí);在線教育學(xué)習(xí)空間

第5代通信技術(shù)（5-Generation）已經(jīng)進入商用元年，我國在5G技術(shù)上已經(jīng)處于第一技術(shù)梯隊。2019年6月6日，工業(yè)和信息化部正式宣布發(fā)放5G運營牌照，我國正式進入5G時代。隨著5G商用牌照的開啟，各行各業(yè)也都將面臨著產(chǎn)業(yè)升級與技術(shù)革新。我國掌握著全世界最好的5G頻率，覆蓋了低頻、中頻、高頻中所有最優(yōu)質(zhì)的頻段，這是我國在綜合國力、技術(shù)創(chuàng)新能力等方面的具體體現(xiàn)，也是為全世界人民貢獻出中國智慧的具體體現(xiàn)。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，我國的教育現(xiàn)代化也會加速發(fā)展，5G技術(shù)與教育的不斷融合，一定會為我國教育教學(xué)創(chuàng)設(shè)出更加科學(xué)、高效的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。

1 ? ?移動在線教育的發(fā)展歷程

移動通信技術(shù)不斷發(fā)展，從“大哥大”的1G時代步入以GSM技術(shù)為代表的2G時代，2000年走進了可以實現(xiàn)多媒體應(yīng)用的3G時代。在3G時代，通過廣播、電視及各大門戶網(wǎng)站訪問、學(xué)習(xí)課程，并利用手機的飛信、QQ等應(yīng)用進行在線討論，這種學(xué)習(xí)模式下，學(xué)習(xí)資源相對匱乏、數(shù)據(jù)吞吐量無法滿足學(xué)生要求、平臺間兼容性不強等問題都成為在線教育的一大壁壘[1]。2010年為4G元年，短視頻爆炸、移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用爆發(fā)、移動在線教育系統(tǒng)如雨后春筍一樣映入眼簾，個性化定制的直播課程變成現(xiàn)實。

從1G到4G技術(shù)，對移動在線教育的變革影響越來越深刻，但人們對教育者或者說對移動在線教育的要求不僅只滿足于得到個性化的課程服務(wù)，更多的學(xué)習(xí)者希望得到更為豐滿、高效的學(xué)習(xí)體驗;更多的家長希望孩子得到除了所學(xué)到的知識技能以外的更加全面的、高素質(zhì)的能力培養(yǎng)。因此，在新的時代背景下，移動在線教育要求教育者在為學(xué)習(xí)者提供個性化服務(wù)的基礎(chǔ)上，能夠提供給學(xué)習(xí)者與其能力相匹配的學(xué)習(xí)環(huán)境，并引導(dǎo)學(xué)習(xí)者正確地選擇學(xué)習(xí)方法，將移動在線教育的課堂重心也回歸到學(xué)生中，將學(xué)生從電腦屏幕、手機屏幕前面解放出來，建立全新的學(xué)習(xí)空間。5G技術(shù)的出現(xiàn)，將為實現(xiàn)上述目標提供了技術(shù)支持條件。第1代移動通信技術(shù)（1G）到第5代移動通信技術(shù)（5G）的各代發(fā)展情況如圖1所示，它們對移動在線教育的支持情況如表1所示。

2 ? ?5G技術(shù)下自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論的發(fā)展

2.1 ?自適應(yīng)學(xué)習(xí)基本理論

1983年，中國科學(xué)院心理研究所認知心理學(xué)家朱新明教授首次提出“自適應(yīng)學(xué)習(xí)”理論，并在《人的自適應(yīng)學(xué)習(xí)—示例學(xué)習(xí)的理論與實踐》一書中，對人通過實例學(xué)習(xí)獲取知識與技能的信息加工過程作了闡述。自適應(yīng)學(xué)習(xí)就是學(xué)習(xí)者在考察具體實例和解決問題的過程中，通過積極的思考和操作獲得知識和技能的學(xué)習(xí)。自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論將學(xué)生所要學(xué)習(xí)的知識與規(guī)則通過示范、案例等方式結(jié)合具體的情境呈現(xiàn)出來，學(xué)習(xí)者獲取知識的途徑不再是教師的傳述，而是自我的建構(gòu)。目前，自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論與人工智能相結(jié)合，并廣泛用于包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評價、學(xué)習(xí)者分析、學(xué)業(yè)預(yù)警在內(nèi)的教學(xué)與學(xué)習(xí)的全過程[2]。它希望學(xué)生可以在老師與技術(shù)的幫助下，找到適合自己的“學(xué)習(xí)”，逐漸發(fā)展與建構(gòu)出屬于自己的知識體系與方法，將課堂還給學(xué)生。這不僅是傳統(tǒng)教育形式要解決的問題，而且也是在線教育要解決的問題。

2.2 ?5G技術(shù)推動自適應(yīng)學(xué)習(xí)情境化

自適應(yīng)學(xué)習(xí)需要能更加真實地為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，彌補學(xué)習(xí)者在建構(gòu)知識結(jié)構(gòu)時對任務(wù)以及范例理解不具體、不清楚的短板。5G的誕生讓移動通信的價值全面提升，基于5G的研究催生出了3大核心業(yè)務(wù)場景：首先，是eMBB增強型移動寬帶，簡單來說，就是大帶寬。5G的大帶寬讓直播技術(shù)可以更上一層樓，不僅可以為用戶提供4 K，8 K的高清直播，而且讓VR，AR直播成為可能。其次，是uRLLC超可靠和低時延通信。5G提供低時延通信的時延低于1 ms，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個近乎真實的學(xué)習(xí)情境。最后，是mMTC大規(guī)模機器類通信，也就是海量物聯(lián)。如果說1G是數(shù)據(jù)的啟蒙、2G是數(shù)據(jù)萌生、3G是數(shù)據(jù)催化、4G是數(shù)據(jù)的發(fā)展，那么5G就是數(shù)據(jù)的融合[3]。5G利用移動終端作為數(shù)據(jù)節(jié)點接入實驗設(shè)備、VR終端以及教學(xué)管理系統(tǒng)，進行教學(xué)互聯(lián)。

在結(jié)合自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論進行移動在線教育設(shè)計時，要抓住5G的技術(shù)優(yōu)勢，緊緊把握圍繞學(xué)生的認知水平，建構(gòu)出學(xué)生所需要的學(xué)習(xí)情境。首先，針對發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，可以利用AR技術(shù)幫助學(xué)習(xí)者對現(xiàn)有的事例與實驗數(shù)據(jù)進行標記，協(xié)助學(xué)習(xí)者更好地從標記的信息中發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律。其次，在進行解釋學(xué)習(xí)時，借助硬件產(chǎn)品幫助學(xué)生在虛擬的環(huán)境中，將學(xué)習(xí)材料中給出的規(guī)則憑借自己的理解進行還原，并建構(gòu)出學(xué)習(xí)者對其解釋、總結(jié)出的概念，在不斷地修改與完善中建構(gòu)知識體系。在進行案例與操作學(xué)習(xí)時，可能基于在線學(xué)習(xí)的壁壘，無法進行實操，但結(jié)合VR與VR直播，教師可以輔助學(xué)生在固定的環(huán)境下，進行對學(xué)習(xí)內(nèi)容的實際操作或考察，教會學(xué)生認識世界或解決某種生活中的問題。比如2019年的北京世園會便采用了5G+VR的技術(shù)，世園會園區(qū)內(nèi)的無人機通過5G傳輸技術(shù)把世園會的面貌實時傳送到場館內(nèi)，觀眾可以佩戴VR眼鏡直觀地通過視覺聽覺感受到世園會全貌。此項技術(shù)一旦成熟，不僅可以用于遠程教育，而且對特殊人群教育以及解決教育公平問題都有著重大意義。

2.3 ?5G移動在線教育應(yīng)用場景

基于自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論應(yīng)用于移動在線學(xué)習(xí)的新構(gòu)想，可以設(shè)想如下教學(xué)場景：

場景一，在小學(xué)二年級學(xué)生在線學(xué)習(xí)認識圖形有關(guān)知識時，在線課程由于其課程的自由性與成本的問題，無法為學(xué)生提供相應(yīng)的教具。因此，可以借助VR技術(shù)，通過VR眼鏡或其他智能設(shè)備，將學(xué)生置于有虛擬教具的虛擬設(shè)備中，加入教師的指導(dǎo)，可以幫助學(xué)生彌補空間想象能力不足的問題，循序漸進，加以訓(xùn)練。

場景二，實驗操作訓(xùn)練一直是移動在線教育的短板，如學(xué)生在進行化學(xué)實驗訓(xùn)練時，由于傳統(tǒng)在線教育無法為學(xué)生提供適當(dāng)?shù)膶嶒灢牧隙鴥H依靠著視頻+講解的方式，這不利于學(xué)生熟練掌握實驗技巧，也不利于學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展。同樣，借助VR的虛擬實驗臺，學(xué)習(xí)者可以真實地感受到實驗場景，可以自由感受化學(xué)的魅力，可以進行在現(xiàn)實生活中不可能親自體驗到的實驗項目（如三硝基甲苯的合成），實現(xiàn)高效、高質(zhì)量的學(xué)習(xí)。

場景三，學(xué)生在認識自然的過程中，可以借助VR+AR的方式。AR技術(shù)可以為學(xué)生看到的現(xiàn)實世界提供合理的解釋，當(dāng)學(xué)生想要深入學(xué)習(xí)時，選擇進入VR課堂，這種方式突破電腦、手機屏幕的限制，打破物理空間的壁壘，將學(xué)生帶到大自然中，給學(xué)生近乎真實的體驗。在沉浸式的體驗過程中，在線授課教師要給予學(xué)生引導(dǎo)，鳥語花香中不僅能學(xué)習(xí)科學(xué)知識，也能創(chuàng)設(shè)意境，感受文化經(jīng)典，而且是促進學(xué)科融合的新嘗試。

3 ? ?5G技術(shù)條件下的學(xué)習(xí)空間重塑

自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論的持續(xù)需求促進了5G技術(shù)與教育的深度融合，同時，為移動在線教育提供了新思路，這也意味著移動在線教育與傳統(tǒng)教育的雙向互聯(lián)也必將打破傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)空間界限。特定的時代賦予了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)空間的特殊意義，但隨著學(xué)習(xí)者期望的不斷提升與學(xué)習(xí)能力的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)空間在空間利用率與學(xué)習(xí)模式上都出現(xiàn)了諸如不夠靈活、不便交流、過分依靠教師傳授知識、科技元素較少、效率較低等問題，學(xué)習(xí)空間亟需經(jīng)歷一場重塑與變革。

虛擬的學(xué)習(xí)空間為學(xué)習(xí)者建構(gòu)自己的知識體系提供更多的可能。學(xué)習(xí)空間不應(yīng)該只是學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的場所，還應(yīng)包含教學(xué)資源、學(xué)習(xí)伙伴、教師或指導(dǎo)者等諸多因素，良好的學(xué)習(xí)空間不僅要提高學(xué)習(xí)效率與學(xué)習(xí)質(zhì)量，還要關(guān)注師生交互、同伴關(guān)系等對學(xué)生發(fā)展的影響，而5G的出現(xiàn)解決了這一大問題。

3.1 ?5G加速智慧校園建設(shè)

校園學(xué)習(xí)空間由正式與非正式學(xué)習(xí)空間共同組成，學(xué)習(xí)行為無處不在。隨著智慧校園建設(shè)的不斷深入，校園也慢慢地關(guān)注教師和學(xué)生這兩大主體。在教學(xué)上，新時期的智慧校園會更加關(guān)注校園內(nèi)的學(xué)生行為與學(xué)生成效，對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進行分析，并給家長、老師及時反饋，幫助家長了解學(xué)生情況，幫助老師更加個性化地設(shè)置教學(xué)目標與學(xué)習(xí)任務(wù)。

在雙師課堂的基礎(chǔ)上，VR技術(shù)可以幫助學(xué)生打破傳統(tǒng)教室的限制，大山的孩子可以走入城市，感受城市的喧囂;城市的孩子可以進入大山，感受山村的靜謐。除此之外，智慧校園的建設(shè)不應(yīng)回避在線學(xué)習(xí)的問題，學(xué)校有義務(wù)將學(xué)生的學(xué)習(xí)情況如實反饋至家長端，家長也有權(quán)利將學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)自行處理。本研究做到線上線下的內(nèi)容有機結(jié)合，在課堂內(nèi)外無縫切換，運用不同的教學(xué)方法來提升學(xué)習(xí)體驗，打造混合學(xué)習(xí)空間。

3.2 ?5G助力家庭教育體驗

現(xiàn)階段，孩子大部分的家庭學(xué)習(xí)來自于父母、家教、輔導(dǎo)班與在線教育。基于5G技術(shù)，學(xué)校以及教育機構(gòu)可以針對學(xué)生作業(yè)進行一對一的輔導(dǎo)，學(xué)生的問題可以第一時間得到解答，學(xué)習(xí)趨于自主化。

3.3 ?5G帶動全人教育發(fā)展

全人教育是“以社會為本”與“以人為本”兩種教育觀點的融合，注重社會價值的同時，尊重個人發(fā)展，是理想的教育理念。5G讓萬物互聯(lián)成為可能，受益于通信、計算以及垂直行業(yè)相互融合帶來的乘法效應(yīng)。大數(shù)據(jù)的充分應(yīng)用，使社區(qū)可以與學(xué)校、家庭深度融合，學(xué)習(xí)者擁有自己的ID，關(guān)注世界上的一切事物。萬事萬物又可以通過5G網(wǎng)絡(luò)向終端進行反饋并記錄用戶的關(guān)注方向，基于此對學(xué)生進行個性化分析，輔助學(xué)習(xí)者做學(xué)業(yè)規(guī)劃。

總而言之，自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論推動下的5G與教育融合發(fā)展為家庭學(xué)習(xí)空間提供了更好的教學(xué)體驗與互動體驗，為學(xué)校提供了數(shù)據(jù)的強連接與分析，更便于學(xué)校因材施教地進行部署;為全人教育提供了更加有效的路徑。

5G教育學(xué)習(xí)共同體是一個多元、高效、優(yōu)質(zhì)的教學(xué)共同體（見圖2），但也有很多的問題亟待解決：首先，技術(shù)的過分運用一定會降低部分支持傳統(tǒng)教學(xué)模式教師的成就感與職業(yè)熱情，要在新技術(shù)與舊觀念之間找到平衡與突破。其次，雖然5G的數(shù)據(jù)更為安全，但大量的數(shù)據(jù)上傳到云端且與社會各個接口共享，必然會為云端治安帶來挑戰(zhàn)，也會帶來一系列科技倫理的問題，需要運營商、企業(yè)、政府與社會的通力合作，綠化云端環(huán)境。最后，學(xué)習(xí)環(huán)境的過分開放會導(dǎo)致學(xué)習(xí)者的認知負荷加重，需要教育者為新階段的教學(xué)工作制定新的標準與新的目標，在保證教學(xué)資源充分開發(fā)利用的基礎(chǔ)上，降低學(xué)生的認知負荷，提高認知速度。

4 ? ?結(jié)語

5G技術(shù)為在線教育提供了新方向，注入了新生命。在線教育的空前崛起必將為學(xué)習(xí)空間與學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)帶來新的改變。我國5G技術(shù)雖然處于全球領(lǐng)先水平，但在其他方面仍受到技術(shù)的制約，科研強國之路還有一段距離要走。要把握5G技術(shù)應(yīng)用的先機，大力發(fā)展5G與教育深度融合，推進教育教學(xué)改革，促進全人教育的發(fā)展。

[參考文獻]

[1]佚名.4G元年在線教育迎來爆發(fā)期[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2014（1）：5.

[2]李家樂.淺談人工智能與電子信息技術(shù)在教育中的應(yīng)用[J].教育現(xiàn)代化，2019（38）：243-244.

[3]蘭國帥，郭倩，魏家財，等.5G+智能技術(shù)：構(gòu)筑“智能+”時代的智能教育新生態(tài)系統(tǒng)[J].遠程教育雜志，2019（3）：3-16.

Abstract：The arrival of 5G technology can make breakthrough progress in online education. China has been located in the first team of 5G technology research and development and application. Accelerate the development of education use this technology fully and rationally is a hot topic in the field of educational technology research. It can give learners more experience in a limited time. Learners will get a learning space that is more efficient and more conducive to their own development. This paper makes a detailed analysis.?

Key words：5G; adaptive learning; E-learning space