5G+智慧教育：基于智能技術(shù)的教育變革

楊俊鋒 施高俊 莊榕霞 王運(yùn)武 黃榮懷

關(guān)鍵詞：5G;智慧教育;教育智能技術(shù);教育變革

一、5G時(shí)代智慧教育新格局

教育的發(fā)展受科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)力水平、社會(huì)形態(tài)的制約和影響，科技和生產(chǎn)力的發(fā)展推動(dòng)教育形態(tài)的演變并與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)[1]。隨著科技與社會(huì)的發(fā)展，當(dāng)前我國教育的主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長的優(yōu)質(zhì)教育需要與教育發(fā)展不充分不均衡之間的矛盾。

為進(jìn)一步解決教育難題，提升教育質(zhì)量，促進(jìn)教育公平，利用物聯(lián)網(wǎng)、教育大數(shù)據(jù)等智能技術(shù)構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，面向數(shù)字一代學(xué)習(xí)者進(jìn)行學(xué)與教的變革，優(yōu)化智慧教育的供給方式成為重要的改革議題。5G憑借超高速率、高可靠性、低時(shí)延、低功耗、大規(guī)模連接等特點(diǎn)，通過增強(qiáng)移動(dòng)寬帶的使用體驗(yàn)，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)為理念，與智慧教育共同助力，為破解教育教學(xué)的問題提供了基礎(chǔ)條件。

智慧教育依托5G通信等智能技術(shù)，在教育信息化與第四次工業(yè)革命的助推下快速發(fā)展，促使內(nèi)部各要素的優(yōu)化升級(jí)，逐步形成了智慧教育新格局[2]。2019年4月，中國移動(dòng)發(fā)布的《5G+智慧教育白皮書》[3]，剖析了5G對智慧教育的基礎(chǔ)設(shè)施、教育場景、教學(xué)模式等方面創(chuàng)新升級(jí)的需求。5G的應(yīng)用推動(dòng)教育智能技術(shù)的融合發(fā)展，并與教育教學(xué)過程深度融合，推進(jìn)教育的數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型，帶來了教育智能技術(shù)的迭代升級(jí)，促進(jìn)教育應(yīng)用情景和學(xué)與教模式的變革。

5G的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)智能技術(shù)的融合與升級(jí)，如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈等，促進(jìn)教育智能技術(shù)的研發(fā)與迭代，從環(huán)境感知、智能計(jì)算、高清呈現(xiàn)等方面為智慧教育的升級(jí)提供了條件。5G的應(yīng)用促進(jìn)技術(shù)與教學(xué)的深度融合，優(yōu)化典型的教育應(yīng)用場景，促進(jìn)虛實(shí)學(xué)習(xí)空間的融合，豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，提升教育服務(wù)的質(zhì)量，為學(xué)習(xí)者提供靈活有效的個(gè)性化學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)個(gè)體、小組以及班級(jí)群體學(xué)習(xí)的優(yōu)化。下文將從教育智能技術(shù)、典型的應(yīng)用情景、學(xué)與教的變革三方面詳細(xì)分析5G時(shí)代的智慧教育新格局。

二、5G時(shí)代的教育智能技術(shù)

（一）5G特點(diǎn)及應(yīng)用場景

5G有高速率、低延遲、移動(dòng)性、低功耗和廣覆蓋等特點(diǎn)[4]，國際電信聯(lián)盟ITU在2015年召開的I T U - R W P5D第22次會(huì)議上，確定了5G的三大主要的應(yīng)用場景[ 5 ]（如圖1所示）：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶eMBB（Enhanced Mobile Broadband）、高可靠低時(shí)延連接uRLLC（Ultra Reliable Low LatencyC o m m u n i c a t i o n ）以及海量物聯(lián)mMT C （ M a s s i v eMachine-type Communications）[6]。

eMBB場景建立在現(xiàn)有的移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)場景之上，追求人與人之間極致的通信效果，以提升用戶體驗(yàn)等性能。mMTC及uRLLC則是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景，但各有側(cè)重點(diǎn)：mMTC主要是人與對象的信息交互，uRLLC主要體現(xiàn)對象之間的通信需求[7]。

5G技術(shù)的三個(gè)應(yīng)用場景，與教育技術(shù)的最新發(fā)展相結(jié)合，能從移動(dòng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)、交互溝通方式、沉浸互動(dòng)環(huán)境等方面提升教育教學(xué)效果。5G技術(shù)的教育應(yīng)用有助于構(gòu)建三維立體、游戲化、虛擬現(xiàn)實(shí)、高密度高熱點(diǎn)、大規(guī)模低時(shí)延、可靠物聯(lián)等特征的學(xué)習(xí)環(huán)境[8]。5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、云計(jì)算、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)融合服務(wù)教育領(lǐng)域，推動(dòng)智慧教育的發(fā)展。

（二）5G教育智能技術(shù)

5G時(shí)代支持智慧教育的智能技術(shù)主要有基礎(chǔ)支撐技術(shù)（如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等）、計(jì)算分析技術(shù)（如云計(jì)算、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等）、教學(xué)呈現(xiàn)技術(shù)（如擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)、全息投影等）。

基礎(chǔ)支撐技術(shù)是智慧教育的基石，解決數(shù)據(jù)的全方位獲取和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的安全問題。5G憑借其高速率、低延時(shí)的特性賦能智慧教育，結(jié)合信息傳感器、射頻識(shí)別等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地萬物接入的功能，對教與學(xué)過程進(jìn)行智能化感知，解決線下數(shù)據(jù)難以獲取的問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)憑借大量、高速、多樣的特性捕捉感知智能技術(shù)獲取的大量線上數(shù)據(jù)，使萬物互聯(lián)采集的大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)其中，并通過高效管理與運(yùn)算，以支持評價(jià)學(xué)生綜合素質(zhì)、教師教學(xué)效果與教育管理成效等[9]。但是智慧教育中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，存在教育數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)模糊、數(shù)據(jù)安全隱患、師生隱私泄露等風(fēng)險(xiǎn)[10]。區(qū)塊鏈憑借去中心化、共識(shí)機(jī)制、可追溯性、數(shù)據(jù)不可篡改等特性[11]，與5G技術(shù)共同作用于教育資源供給方的數(shù)據(jù)安全與知識(shí)產(chǎn)權(quán)，進(jìn)一步提升教育資源質(zhì)量，擴(kuò)大共享范圍[12]。

計(jì)算分析技術(shù)是智慧教育的引擎，根據(jù)教育的特點(diǎn)和教學(xué)的規(guī)律，推動(dòng)教育數(shù)據(jù)變成教育智慧。5G憑借其高速率、低功耗等優(yōu)勢，與云計(jì)算相結(jié)合，使教學(xué)資源按需供給[13]，為師生提供多層次、全方面、個(gè)性化的教學(xué)支持與服務(wù)[14]。人工智能為核心的技術(shù)從語音識(shí)別、語義識(shí)別、圖像識(shí)別、認(rèn)知計(jì)算、情感計(jì)算傳感器等方面推動(dòng)教育計(jì)算的發(fā)展。機(jī)器學(xué)習(xí)能自動(dòng)從大量數(shù)據(jù)中提取隱含的、未知的、潛在有用的信息和知識(shí)[15]，結(jié)合5G技術(shù)高容量、高維度等特點(diǎn)，分析師生的知識(shí)、行為和情緒等顯性數(shù)據(jù)，支持教師開展智慧教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的思維和創(chuàng)造力。

教學(xué)呈現(xiàn)技術(shù)讓教育內(nèi)容的表征更加靈活、準(zhǔn)確、形象，從視覺和聽覺上促進(jìn)知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)。擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，XR）涵蓋虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)等多種形式，與全息投影結(jié)合能夠創(chuàng)設(shè)完全沉浸式的虛擬空間。5G與全息、XR等技術(shù)的融合，進(jìn)一步突破了虛實(shí)世界的界限，實(shí)現(xiàn)了映射空間的全息化、全息空間的數(shù)據(jù)化，數(shù)據(jù)空間的智能化[16]。在高品質(zhì)的無縫沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境中，通過共享優(yōu)質(zhì)教育資源，來推動(dòng)教育的高品質(zhì)均衡發(fā)展。

5G時(shí)代的教育智能技術(shù)（如下頁圖2所示），從環(huán)境感知、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)安全等方面為智慧教育提供基礎(chǔ)支撐，依托云計(jì)算、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)教育智慧的產(chǎn)生，利用虛擬現(xiàn)實(shí)、全息投影等技術(shù)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)，創(chuàng)設(shè)虛實(shí)融合的學(xué)習(xí)空間，助力智慧教育的發(fā)展。

三、5G時(shí)代教育智能技術(shù)的典型應(yīng)用

智慧教育利用無縫感知技術(shù)能全面感知學(xué)習(xí)情景中的信息（如環(huán)境、裝備、用戶等），對學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析與挖掘，以識(shí)別學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知方式和學(xué)習(xí)偏好，為其匹配合適的學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)和幫助學(xué)習(xí)者做出正確決策，促進(jìn)智慧能力的發(fā)展和智慧學(xué)習(xí)行為的發(fā)生[17]。

5G時(shí)代的教育智能技術(shù)，深度融合5G技術(shù)的三大應(yīng)用場景（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶、高可靠低延遲連接、海量物聯(lián)），推動(dòng)智慧教育場景的優(yōu)化，促進(jìn)環(huán)境服務(wù)化、教學(xué)智能化、學(xué)習(xí)自主化、資源多元化的發(fā)展[18]。典型的應(yīng)用包括融合學(xué)習(xí)空間、智慧平安校園、同步網(wǎng)絡(luò)課堂、移動(dòng)泛在學(xué)習(xí)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、智慧電子教材、教師專業(yè)發(fā)展、機(jī)器人學(xué)伴等，如圖3所示，涵蓋了從融合學(xué)習(xí)空間到智慧平安校園等典型學(xué)習(xí)場域，以及5G技術(shù)賦能學(xué)生、教師和內(nèi)容等教學(xué)三要素的典型應(yīng)用。

（一）融合學(xué)習(xí)空間

學(xué)習(xí)空間是開展學(xué)習(xí)活動(dòng)的主要場所。為了促進(jìn)線上線下融合教育的發(fā)展，學(xué)習(xí)空間呈現(xiàn)出融合的趨勢，既包括物理學(xué)習(xí)空間之間的融合，也包括物理學(xué)習(xí)空間與虛擬學(xué)習(xí)空間的融合，以及虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)之間的融合等。5G技術(shù)的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶和海量物聯(lián)為學(xué)習(xí)空間的融合提供了基礎(chǔ)支撐，有利于破解學(xué)習(xí)空間融合過程中存在的障礙。5G等教育智能技術(shù)賦能的融合學(xué)習(xí)空間，以智慧（Intelligence）、互聯(lián)（Internet）為理念，基于智聯(lián)網(wǎng)等智能技術(shù)重塑師生、技術(shù)、環(huán)境等關(guān)系，打通了空間、時(shí)間、知識(shí)之間的壁壘，為學(xué)生的正式和非正式學(xué)習(xí)融合提供條件，有助于學(xué)習(xí)全過程數(shù)據(jù)的記錄（含線上和線下學(xué)習(xí)），為學(xué)生提供精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)者畫像。學(xué)習(xí)空間的融合，促進(jìn)了學(xué)習(xí)者在正式、非正式情景中進(jìn)行小組協(xié)作與討論，實(shí)現(xiàn)無縫感知，體現(xiàn)強(qiáng)交互性，使個(gè)體學(xué)習(xí)、小組協(xié)作學(xué)習(xí)、集體學(xué)習(xí)在虛實(shí)空間中隨時(shí)隨地發(fā)生。

（二）智慧平安校園

基于師生個(gè)性化服務(wù)的理念，智慧校園提供了無縫互通的網(wǎng)絡(luò)通信，能充分感知校園的物理環(huán)境，識(shí)別學(xué)習(xí)情境，并有效支持教學(xué)、教研和智能決策等，利用校際間、校企間的資源共享，提供開放的學(xué)習(xí)環(huán)境[19]。5G時(shí)代在教育智能技術(shù)加持下打造的智慧平安校園，利用萬物互聯(lián)，集智慧安防與教學(xué)為一體，圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)生活軌跡，為學(xué)生的安全提供高清視頻安防及預(yù)警服務(wù)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)、校內(nèi)外生活進(jìn)行智能分析，提供360度全方位、全過程的安全保障服務(wù)，以打造安全的學(xué)習(xí)環(huán)境[20]。在此基礎(chǔ)上，智慧平安校園營造泛在互聯(lián)型的智能教育環(huán)境，構(gòu)建智能教育資源和決策服務(wù)平臺(tái)[21]，使校內(nèi)外信息融通，為師生的教與學(xué)提供了強(qiáng)有力的環(huán)境支撐服務(wù)。

（三）同步網(wǎng)絡(luò)課堂

同步網(wǎng)絡(luò)課堂是在師生物理空間分離的條件下，利用網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)等工具，以遠(yuǎn)程教育的理論為指導(dǎo)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中開展實(shí)時(shí)同步授課的一種教學(xué)形態(tài)，具有網(wǎng)絡(luò)面對面的典型特征。同步網(wǎng)絡(luò)課堂在疫情期間有力地支持了停課不停學(xué)，也凸顯了很多問題，如視音頻延遲、內(nèi)容呈現(xiàn)方式單一、教學(xué)互動(dòng)薄弱等。利用5G等教育智能技術(shù)構(gòu)建高清同步網(wǎng)絡(luò)課堂，能打破視音頻高延時(shí)的壁壘，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，增強(qiáng)視頻交互的體驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)學(xué)生喜聞樂見的學(xué)習(xí)環(huán)境，模擬或超越傳統(tǒng)課堂的教學(xué)效果。同步網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體驗(yàn)的進(jìn)一步優(yōu)化，能有力促進(jìn)教學(xué)資源的共享，提高教育質(zhì)量，促進(jìn)教育的高質(zhì)量均衡發(fā)展。

（四）移動(dòng)泛在學(xué)習(xí)

泛在學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者利用移動(dòng)終端等數(shù)字工具在不同的時(shí)間、地點(diǎn)、環(huán)境中，來獲取或創(chuàng)建學(xué)習(xí)內(nèi)容，并與師生進(jìn)行交流協(xié)作以增長知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的一種學(xué)習(xí)方式[22][23]。5G的增強(qiáng)帶寬和高可靠低延遲為移動(dòng)學(xué)習(xí)的高清視頻學(xué)習(xí)資源的可靠傳輸提供條件，給學(xué)習(xí)者提供沉浸式的泛在學(xué)習(xí)體驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)任意地點(diǎn)、任意時(shí)間、以個(gè)性化的方式學(xué)習(xí)任何知識(shí)。移動(dòng)學(xué)習(xí)力的建設(shè)是促進(jìn)移動(dòng)泛在學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，從學(xué)習(xí)者個(gè)體而言，移動(dòng)學(xué)習(xí)力包括移動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力、能力和毅力，把零碎的時(shí)間整合起來，促進(jìn)個(gè)體的知識(shí)和能力的發(fā)展。

（五）虛擬仿真實(shí)訓(xùn)

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)提供高仿真、可視化的教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)具有臨場感、沉浸感和交互性的實(shí)訓(xùn)教學(xué)情境[24]，具有多感知性、互動(dòng)性和構(gòu)想性等特點(diǎn)。在5G與擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)等智能技術(shù)的助力下，虛擬仿真的教學(xué)平臺(tái)或?qū)嶒?yàn)實(shí)訓(xùn)等深度應(yīng)用于工藝程序、工程技術(shù)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，有效激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)力，提升了操作能力，提高了學(xué)習(xí)效果，使學(xué)習(xí)者在實(shí)訓(xùn)過程中真切體驗(yàn)到可能突發(fā)的事件，快速實(shí)現(xiàn)工作“零適應(yīng)期”的目標(biāo)。

（六）智慧電子教材

電子教材是一類遵循學(xué)生閱讀規(guī)律，利于組織學(xué)習(xí)活動(dòng)，符合課程目標(biāo)要求，按圖書風(fēng)格編排，具備交互性、可管理性、可分析性、智能化等功能的多模態(tài)電子讀物[25]。知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的瓶頸是阻礙電子教材發(fā)展的一個(gè)重要原因[26]，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用為電子教材的版權(quán)問題提供了解決方案。在此基礎(chǔ)上，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等智能技術(shù)支持的智慧電子教材，根據(jù)教師提供的教學(xué)大綱，自動(dòng)生成融合富媒體信息的電子教材，根據(jù)關(guān)鍵詞向師生提供關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，融合學(xué)習(xí)筆記生成個(gè)性化復(fù)習(xí)材料，電子墨水技術(shù)讓電子閱讀更安全，交互性和體驗(yàn)感更優(yōu)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)化。

（七）教師專業(yè)發(fā)展

作為智能技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的關(guān)鍵與核心，教師在5G時(shí)代的智慧教育系統(tǒng)中，面臨多元化的挑戰(zhàn)，陷入角色沖突之中，職業(yè)發(fā)展路徑向多樣化方向發(fā)展[27]。這要求教師要注重面向未來的教學(xué)能力培訓(xùn)，提升數(shù)據(jù)素養(yǎng)。教師通過5G智慧平臺(tái)或借助AI教師進(jìn)行教、學(xué)、研的綜合培訓(xùn)，使其個(gè)人專業(yè)能力的發(fā)展與智能技術(shù)時(shí)代的發(fā)展相匹配。5G時(shí)代下的教師以滿足學(xué)生各種個(gè)性化需求為目的，使教育教學(xué)完整、高效地實(shí)施，并充分發(fā)揮教師和人工智能各自的優(yōu)勢，讓教師與AI各司其職又協(xié)同合作，以達(dá)成“完人”和“智慧”的教育[28]。

（八）機(jī)器人學(xué)伴

當(dāng)今的學(xué)生是數(shù)字一代學(xué)習(xí)者，他們從出生開始就被網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字設(shè)備包圍，他們喜歡使用技術(shù)來解決問題。機(jī)器人學(xué)伴是信息化與學(xué)科教育相互融合的產(chǎn)物[29]，它通過大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)測評、輔助學(xué)習(xí)，從而匹配相適應(yīng)的教學(xué)模式，有針對性地推薦學(xué)習(xí)資源，以此來輔助學(xué)科教學(xué)與興趣拓展學(xué)習(xí)。5G時(shí)代的機(jī)器人學(xué)伴，在萬物互聯(lián)與數(shù)據(jù)支持的場景下，通過對學(xué)習(xí)者測評分析的數(shù)據(jù)運(yùn)算，精選適配于學(xué)習(xí)者的教學(xué)模式，以激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與興趣。5G推動(dòng)機(jī)器人學(xué)伴的智能升級(jí)，記錄學(xué)習(xí)者各個(gè)學(xué)科的學(xué)習(xí)過程，分析個(gè)性化知識(shí)體系，進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)[30]，有效地提高學(xué)習(xí)效率。

5G時(shí)代教育智能技術(shù)的典型應(yīng)用，進(jìn)一步賦能教師、學(xué)生和教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造更加智慧的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)的融合，推動(dòng)線上學(xué)習(xí)和線下教學(xué)的融合，促進(jìn)教育的高質(zhì)量均衡發(fā)展，構(gòu)筑智慧教育的新格局。

四、5G時(shí)代學(xué)與教的變革

學(xué)習(xí)是有機(jī)體適應(yīng)環(huán)境的手段，有機(jī)體為了生存與適應(yīng)，必須不斷地改變自己的行為[31]。5G時(shí)代教育智能技術(shù)的深入應(yīng)用，為創(chuàng)設(shè)融合的學(xué)習(xí)空間和智慧安全的學(xué)習(xí)環(huán)境提供了基礎(chǔ)，為線上線下無縫融合的學(xué)習(xí)和教學(xué)準(zhǔn)備了條件，協(xié)同助力培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)變革。下文從個(gè)人獲得知識(shí)與技能的個(gè)體學(xué)習(xí)、基于共同目標(biāo)的小組協(xié)作學(xué)習(xí)、群體建構(gòu)知識(shí)的班集體教學(xué)三個(gè)維度來分析5G時(shí)代的學(xué)與教變革（如圖4所示）。

（一）5G時(shí)代個(gè)體學(xué)習(xí)

1.個(gè)性化學(xué)習(xí)

未來的國際競爭中，學(xué)生的5C核心素養(yǎng)至關(guān)重要，包括文化理解與傳承（Culture Awareness）、批判性思維（Critical Thinking）、協(xié)作能力（Collaboration）、溝通能力（Communication）、創(chuàng)新能力（Creativity）。個(gè)性化學(xué)習(xí)作為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要手段，尊重學(xué)生個(gè)體之間的差異，強(qiáng)調(diào)教學(xué)策略、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評價(jià)等要素與學(xué)生的個(gè)人學(xué)習(xí)特征相匹配，從而進(jìn)一步培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的個(gè)性[32]。5G與大數(shù)據(jù)等智能技術(shù)能為學(xué)習(xí)者建立學(xué)習(xí)畫像模型，利用數(shù)據(jù)支持與智慧測評，進(jìn)行學(xué)習(xí)分析與認(rèn)知診斷，向?qū)W習(xí)者推送適配學(xué)習(xí)資源、推薦個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑、匹配合適的學(xué)習(xí)群組，助力學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

2.彈性教學(xué)

新冠疫情的爆發(fā)后，學(xué)生在線居家學(xué)習(xí)，大規(guī)模的在線教與學(xué)在特定的時(shí)期成為常態(tài)。后疫情時(shí)代，為了凸顯以學(xué)習(xí)者為中心的線上和線下融合學(xué)習(xí)模式，推動(dòng)靈活的個(gè)體化學(xué)習(xí)，彈性教學(xué)的研究和探索至關(guān)重要。彈性教學(xué)可以在學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)地點(diǎn)、教學(xué)資源、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)支持等方面為學(xué)習(xí)者提供多樣化的、以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)方式，為學(xué)習(xí)者提供便利和個(gè)性化的教學(xué)方式[33]。在多樣化的學(xué)習(xí)場景中，利用5G等智能技術(shù)，根據(jù)學(xué)習(xí)者的需求，制定學(xué)習(xí)任務(wù)計(jì)劃，使學(xué)習(xí)者從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)學(xué)習(xí)，從而進(jìn)行目標(biāo)導(dǎo)向的真實(shí)學(xué)習(xí)。彈性教學(xué)與5G等智能技術(shù)的協(xié)同作用，突破傳統(tǒng)教學(xué)時(shí)空等方面的桎梏，使學(xué)習(xí)者能有效地進(jìn)行直接、間接經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。

（二）5G時(shí)代小組協(xié)作學(xué)習(xí)

小組協(xié)作學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者基于共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，以小組的形式、在一定的機(jī)制下將個(gè)人及他人成果最大化而合作互助的學(xué)習(xí)方式[34]。具有高速率、低延時(shí)和廣覆蓋特征的5G通信與智能技術(shù)共同助力創(chuàng)設(shè)小組協(xié)作學(xué)習(xí)新模式，通過5G加持虛擬仿真環(huán)境提供智能化場域，為學(xué)習(xí)者開發(fā)和提供海量教學(xué)資源[35]，以進(jìn)行沉浸式、跨時(shí)域的互動(dòng)探究協(xié)作。

1.協(xié)同知識(shí)建構(gòu)

5G時(shí)代，人與人、人與物、物與物之間的通信更加便捷，為基于小組的協(xié)同知識(shí)建構(gòu)提供了條件。聯(lián)通主義認(rèn)為學(xué)習(xí)的目標(biāo)不是記住知識(shí)，而是形成連接，既包括知識(shí)與知識(shí)的連接，也包括人和人之間的連接?；诼?lián)通主義的協(xié)同知識(shí)建構(gòu)，是面向不同利益相關(guān)者，共同破解理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作鴻溝的有效模式。共享、論證、協(xié)商、創(chuàng)作、反思和情感交流是實(shí)現(xiàn)協(xié)同知識(shí)建構(gòu)的基礎(chǔ)[36]。5G時(shí)代的知識(shí)呈指數(shù)增長，個(gè)體認(rèn)知向社會(huì)認(rèn)知轉(zhuǎn)變，這需要依靠5G技術(shù)支持的萬物聯(lián)動(dòng)、知識(shí)共創(chuàng)，通過實(shí)踐和主動(dòng)交互以形成新的理解[37]，促進(jìn)學(xué)生溝通（Communication）和協(xié)作（Collaboration）能力的培養(yǎng)。

2.基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力（Creativity）是當(dāng)今教育工作中亟需解決的難點(diǎn)問題。設(shè)計(jì)思維是一種面向現(xiàn)實(shí)復(fù)雜問題、基于場景和用戶理解的產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新方法，通常包括靈感（Inspiration）、創(chuàng)意（Ideation）和實(shí)施（Implementation）三個(gè)環(huán)環(huán)相扣的步驟?；谠O(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，以培養(yǎng)設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向，通常以小組協(xié)作的方式開展，通過創(chuàng)新過程促進(jìn)學(xué)習(xí)者心智的轉(zhuǎn)變，提升學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新自信力[38][39]。5G時(shí)代，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、XR等智能技術(shù)，把設(shè)計(jì)思維融合創(chuàng)客、STEM以及拓展課程等教學(xué)活動(dòng)中，為靈感激發(fā)、創(chuàng)意誕生、設(shè)計(jì)實(shí)施等過程提供可感知可視化的腳手架，促進(jìn)學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力培養(yǎng)。

（三）5G時(shí)代班級(jí)集體教學(xué)

1.差異化教學(xué)

班級(jí)授課制是工業(yè)時(shí)代為了大批培養(yǎng)熟練的技術(shù)工人而誕生的一種教學(xué)模式，某種程度上具有模具制造和批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。班集體中學(xué)生存在個(gè)體差異，在某些學(xué)科和學(xué)習(xí)內(nèi)容，這種差異表現(xiàn)得更加突出。當(dāng)前教育教學(xué)改革需要基于差異、關(guān)照差異、發(fā)展差異來推進(jìn)素質(zhì)教育，滿足學(xué)生多樣性、差異化發(fā)展[40]。5G時(shí)代，機(jī)器人學(xué)伴、智慧電子教材等教育智能技術(shù)的應(yīng)用，輔助教師關(guān)注學(xué)生差異，采用分層和差異化教學(xué)，匹配學(xué)生的個(gè)體需求，促進(jìn)每一個(gè)學(xué)生的最大限度地發(fā)展。

2.翻轉(zhuǎn)教學(xué)

翻轉(zhuǎn)教學(xué)有效地提高了教師的教學(xué)能力和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力[41]，5G與智能技術(shù)促進(jìn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)資源質(zhì)量的提升，創(chuàng)新其應(yīng)用方式。在虛實(shí)融合的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生利用輔助工具主動(dòng)獲取教師提供的多模態(tài)學(xué)習(xí)資源，在上課前完成對教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，師生在課堂上便可以進(jìn)行協(xié)作探究和互動(dòng)交流等教學(xué)活動(dòng)[42]。課堂上的引導(dǎo)式探究學(xué)習(xí)，注重通過引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生認(rèn)知的內(nèi)驅(qū)力，激活其思維的問題情境，讓學(xué)生體驗(yàn)、理解和應(yīng)用探究的方法，培養(yǎng)其探究的思維習(xí)慣與創(chuàng)新精神。

五、結(jié)語

5G時(shí)代，教育智能技術(shù)的升級(jí)和應(yīng)用，為相關(guān)的學(xué)習(xí)場景優(yōu)化提供了條件，為學(xué)習(xí)和教學(xué)模式的變革提供了基礎(chǔ)，協(xié)同構(gòu)建智慧教育的新生態(tài)，如圖5所示。5G技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)教育智能技術(shù)的融合升級(jí)，從數(shù)據(jù)連接和數(shù)據(jù)安全、教育計(jì)算與智能推薦、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化呈現(xiàn)等方面支持智慧學(xué)習(xí)和智慧教學(xué);教育智能技術(shù)的應(yīng)用，從學(xué)習(xí)空間和智慧校園等學(xué)習(xí)環(huán)境的重構(gòu)，到技術(shù)賦能學(xué)生、教師和學(xué)習(xí)內(nèi)容的創(chuàng)新，充分發(fā)揮5G增強(qiáng)移動(dòng)寬帶、高可靠低延遲連接、海量物聯(lián)等特性，挖掘和拓展典型的應(yīng)用場景;在技術(shù)賦能的環(huán)境、學(xué)生、教師和內(nèi)容的基礎(chǔ)上，從個(gè)體學(xué)習(xí)、小組學(xué)習(xí)、集體學(xué)習(xí)等不同的學(xué)習(xí)情景出發(fā)，深入探索面向5C核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)模式和教學(xué)方式，提高后疫情時(shí)代教育的韌性。

加強(qiáng)5G教育應(yīng)用的探索，加大教育智能技術(shù)的研發(fā)，探索5G教育應(yīng)用的典型場景，研究5G時(shí)代的學(xué)習(xí)和教學(xué)模式變革，是促進(jìn)5G時(shí)代智慧教育新生態(tài)的基礎(chǔ)。5G時(shí)代的智慧教育新生態(tài)，教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境四個(gè)要素本身的變革是基本出發(fā)點(diǎn)，從教師本身的知識(shí)發(fā)展、數(shù)字一代學(xué)習(xí)者的特征、教學(xué)內(nèi)容的供給形態(tài)、學(xué)習(xí)環(huán)境的沉浸和投入體驗(yàn)等入手，深度探究四個(gè)要素在新時(shí)代的關(guān)系及帶來的教學(xué)結(jié)構(gòu)的變革，在融合的學(xué)習(xí)空間中探索學(xué)習(xí)與教學(xué)的新模式，在個(gè)體學(xué)習(xí)、小組學(xué)習(xí)和集體學(xué)習(xí)三種情景中探索智慧教學(xué)的新形態(tài)，是促進(jìn)學(xué)生5C核心素養(yǎng)的發(fā)展的重要保障。