淺談5G網(wǎng)絡(luò)時代的智慧教室建設(shè)

齊長春 蔡輝 趙子銳

摘要：隨著5G網(wǎng)絡(luò)時代的到來，智慧教室建設(shè)將進入一個新階段。在硬件設(shè)備日趨成熟，5G網(wǎng)絡(luò)速度革命性發(fā)展的前提下，開發(fā)更適宜個性化學(xué)習需要的智能教學(xué)平臺，構(gòu)建一套完美的智慧教室系統(tǒng)勢在必行。智慧教室為個性化學(xué)習提供了有力支持，本文在分析當前智慧教室局限性的基礎(chǔ)上，提出了5G網(wǎng)絡(luò)時代的智慧教室建設(shè)構(gòu)想，對5G網(wǎng)絡(luò)時代的智能教學(xué)平臺開發(fā)和智慧教室功能完善進行了探討。

關(guān)鍵詞：5G網(wǎng)絡(luò)?智慧教室?個性化學(xué)習

當前智慧教室建設(shè)已經(jīng)比較成熟，教學(xué)平臺呈現(xiàn)多樣化、智能化的特點，推動了課前自主學(xué)習、課中互動學(xué)習和課后拓展學(xué)習的一體化課堂的形成，促進了個性化學(xué)習的發(fā)展。本文探討5G網(wǎng)絡(luò)時代，如何建設(shè)一個專業(yè)穩(wěn)定的平臺，提供大量優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源，讓學(xué)生通過智能教學(xué)平臺自主獲取知識信息，找到適合自己的學(xué)習途徑和學(xué)習內(nèi)容，讓學(xué)習充滿自由、快樂。

一、當前智慧教室建設(shè)存在的問題

智慧教室融教育與信息技術(shù)于一體，改變了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，提高了教學(xué)效率和學(xué)習效率。但是，當前智慧教室也存在著成本高、資源少和體驗欠佳等問題。

（一）成本高

學(xué)校努力從教育主管部門申請到了智慧教室試點的機會，但一線教師對安裝在學(xué)校的“智慧設(shè)備”不知道怎么使用，也不知道做什么用。盡管學(xué)校和主管部門花費大量經(jīng)費進行培訓(xùn)，但老師們的信息技術(shù)水平并沒有普遍提高，使用熱情依舊不高。

（二）資源少

智能教學(xué)平臺是智慧教室的核心，需要有大量優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源供師生使用。平臺上實用的教學(xué)資源匱乏，不足以吸引老師和學(xué)生。

（三）體驗欠佳

以筆者使用的智能教學(xué)平臺為例。筆者課前做好了充分準備，但登錄、打開素材、切換、講解、觸控、書寫、展示、搶答等基本環(huán)節(jié)，并沒有預(yù)期那么流暢，每一步的卡頓都會阻礙課堂進展。盡管學(xué)校已經(jīng)裝了百兆寬帶，但是分配到每一個用戶時，網(wǎng)絡(luò)體驗依然不佳。登錄后掉線，教師傳輸素材網(wǎng)速過慢，導(dǎo)致學(xué)生端接收延遲等情況很普遍。教師端和學(xué)生端使用的硬件配置不高，操作卡頓、書寫困難以及“續(xù)航”能力不足是較棘手的問題。相關(guān)的軟件開發(fā)還在初級階段，如何完善“平臺”功能、增強體驗感是今后智慧教室建設(shè)應(yīng)該考慮的問題。

二、5G網(wǎng)絡(luò)時代的智慧教室環(huán)境建設(shè)構(gòu)想

在當前智慧教室環(huán)境下推行個性化學(xué)習，顯得“捉襟見肘”。而5G網(wǎng)絡(luò)時代的到來，為智慧教室環(huán)境下個性化學(xué)習提供了堅實的基礎(chǔ)。

（一）5G網(wǎng)絡(luò)時代的智能教學(xué)平臺搭建

1.提高硬件配置，實現(xiàn)萬物聯(lián)網(wǎng)

要保證系統(tǒng)在5G環(huán)境下正常工作，相關(guān)硬件配置要全面，功能要足夠強大，對服務(wù)器云終端的要求也更高。電腦、屏幕顯示器、VR和AR設(shè)備、手機、學(xué)生端的Pad、路由器、投影儀、實物展臺甚至可穿戴設(shè)備等都要求支持5G網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)在同一個5G網(wǎng)絡(luò)下全部關(guān)聯(lián)，每一個電器都可以“云控制”，即萬物聯(lián)網(wǎng)。在5G網(wǎng)絡(luò)下，學(xué)生和老師無須擔心出了校門就“斷網(wǎng)”，打破地域限制是5G網(wǎng)絡(luò)最大特點，硬件設(shè)備作為教師授課和學(xué)生學(xué)習的輔助工具，就如同一個“電子管家”，為個性化學(xué)習提供便利。在指令控制下，智慧教室系統(tǒng)一鍵開機，在用戶需要時提前開機，不耽誤課堂時間，不需繁雜的開關(guān)流程，系統(tǒng)自動登錄平臺，記憶賬號密碼，普及專有性密碼，例如指紋密碼和虹膜掃描，減少用戶丟失密碼時的登錄麻煩。

2.開發(fā)專業(yè)軟件，打通平臺阻礙

開發(fā)專業(yè)兼容的軟件平臺，才能發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)的作用。首先，軟件兼容性要強，做到兼容Windows、Mac、安卓、IOS、電視、可穿戴設(shè)備等主流平臺和硬件。做到一人一個賬號，云端存儲，數(shù)據(jù)互通。其次，軟件要及時優(yōu)化，深挖用戶需求。軟件操作界面簡潔易懂，應(yīng)用功能實用方便，獲取廣大教師和學(xué)生用戶的認可，是智能教學(xué)平臺全面推廣的基本條件。軟件投入市場以后，根據(jù)用戶反饋，及時更新內(nèi)容和改進功能，增強軟件使用的體驗感和數(shù)據(jù)安全保護。

（二）5G網(wǎng)絡(luò)時代的智慧教室功能建設(shè)

智慧教室環(huán)境有利于實現(xiàn)課前自主學(xué)習、課中互動學(xué)習和課后拓展學(xué)習的個性化學(xué)習。5G網(wǎng)絡(luò)下的智慧教室功能開發(fā)要為實踐課前、課中和課后的一體化課堂做足準備，5G網(wǎng)絡(luò)充分保障數(shù)據(jù)存儲、運行和精準分析。

1.開發(fā)個性化學(xué)習空間。每位學(xué)生每天的學(xué)習情況不盡相同，對于同一個知識點，有的掌握，有的還需要鞏固，因此可以推送個性化的教學(xué)內(nèi)容，例如電子書、教學(xué)視頻、試卷、習題等。這些推送內(nèi)容，針對不同人群的個性差異，包括必做題、選做題和拓展內(nèi)容等，知識結(jié)構(gòu)包括重難點分析、易錯點的解答等。最終形成學(xué)生自己的個性化學(xué)習資源。為了保護學(xué)生隱私，平臺上的用戶可以使用昵稱，只公開學(xué)習動態(tài)和學(xué)習進度，達到相互學(xué)習的目的。

2.設(shè)置學(xué)習梯度。設(shè)置新課學(xué)習、闖關(guān)作業(yè)、專題訓(xùn)練、每日一練、階段測評、期末總評等模塊供學(xué)生學(xué)習使用。設(shè)置“流浪瓶”“世界大戰(zhàn)”等模塊供學(xué)生自我提升和相互挑戰(zhàn)。每個作業(yè)模塊的難度分為簡單、一般、困難三個梯度，每個梯度之間相互獨立，由學(xué)生自主選擇適合自己的梯度。

3.開放自主學(xué)習空間。新課配套知識講解，以電子書和微視頻的形式供學(xué)生學(xué)習。微視頻比一般微課還要短，其簡潔明了、短小精悍、生動有趣，學(xué)生可以利用碎片時間學(xué)習。這一模塊的內(nèi)容完全開放，不設(shè)置門檻，學(xué)生隨時可以學(xué)習，學(xué)習進度納入系統(tǒng)排行榜，全平臺相互督促。

4.平臺資源建設(shè)。平臺資源有限，所有相關(guān)人員包括但不限于教師和學(xué)生都可以根據(jù)課程標準，結(jié)合教材，錄制“知識點微視頻”并上傳到平臺，在幫助別人的同時通過獲得點擊量來得到相應(yīng)貢獻值，既鞏固了自身對知識的理解，又體現(xiàn)了自身的學(xué)習價值。軟件的錄制功能要做的簡單易用，功能多樣化，學(xué)科化，推動資源積累和交流。

5.趣味闖關(guān)?！瓣J關(guān)作業(yè)”和教材課程內(nèi)容配套，題量合理，但是只有第一關(guān)自由進入，從第二關(guān)開始，進入的條件是在上一關(guān)獲得三顆星（由系統(tǒng)評估），或者再次學(xué)習相關(guān)內(nèi)容，用學(xué)習時間獲取打開關(guān)卡的“鑰匙”，學(xué)習過程要防作弊，避免用戶刷時長換“鑰匙”。為驗證學(xué)生是否認真觀看學(xué)習內(nèi)容，在觀看結(jié)束后，會隨機出現(xiàn)與觀看內(nèi)容相關(guān)的問題讓學(xué)生作答，作答正確方可累計學(xué)習時間，闖關(guān)進度同樣納入系統(tǒng)排行榜。

6.學(xué)生互助批改。模塊的測試批改，客觀題由系統(tǒng)直接批改，主觀題由學(xué)生選擇網(wǎng)友互動批改，也可以發(fā)給指定同學(xué)批改。高積分同學(xué)可以批改低積分同學(xué)的作業(yè)，批改要有批改痕跡，指出錯誤點和錯誤原因，供被批改者訂正使用，審核通過后獲取積分獎勵，可以換取平臺其他資源的學(xué)習等特權(quán)。模塊學(xué)習不納入系統(tǒng)排行榜，但系統(tǒng)會對用戶每一項作業(yè)進行數(shù)據(jù)分析，包括但不限于正確率、錯誤率、整體質(zhì)量以及批改作業(yè)量。系統(tǒng)綜合用戶所有的學(xué)習情況進行等級提升，獲取更高一級的權(quán)力和排名，并且通過痕跡分析智能推送相關(guān)資源給學(xué)生進行下一步學(xué)習，并給出綜合評價。

7.拓展性學(xué)習。“流浪瓶”“世界大戰(zhàn)”模塊為學(xué)生隨機挑戰(zhàn)全平臺用戶提供機會。從挑戰(zhàn)中獲取獎勵，用來兌換更多的學(xué)習資源和特有的學(xué)習權(quán)限。平臺內(nèi)容設(shè)置的宗旨是，與教材配套的基本內(nèi)容無門檻開放，提升內(nèi)容和習題訓(xùn)練必須獲得“鑰匙”解鎖。

目前網(wǎng)絡(luò)的速度慢和穩(wěn)定性差是智慧教室運行的最大障礙。5G的網(wǎng)速大約是4G的10倍以上，網(wǎng)絡(luò)延遲可以減少到10毫秒以下，遠遠低于人眨眼所需的300毫秒，能有效解決頭戴設(shè)備導(dǎo)致的眩暈問題。

在5G環(huán)境下運行的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，有可能引發(fā)個性化學(xué)習的一次革命。在許多教學(xué)場景中，虛擬顯示技術(shù)可以讓學(xué)生獲取感官刺激體驗，加深對知識的理解?？梢阅M真實課堂，投影師生影像，在云端建立一個獨特的可視化的虛擬課堂，獲得與現(xiàn)實課堂一樣的感受，增強師生間的情感交流。

在5G網(wǎng)絡(luò)時代，智慧課堂的構(gòu)建必然越來越成熟和多樣化。借助5G的技術(shù)手段達到教育資源的合理分配和及時調(diào)用，提高學(xué)習效率，降低學(xué)習成本，減輕師生的學(xué)習壓力，為高效教育教學(xué)提供更多可能，是5G在教學(xué)教育上的最好歸屬。

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