基于5G+智能技術(shù)構(gòu)建智慧教育“新”生態(tài)

周建軍 任 路

（武漢理工大學(xué) 現(xiàn)代教育技術(shù)與服務(wù)中心，湖北 武漢430070）

0 引言

移動(dòng)通信已經(jīng)歷1G到4G的發(fā)展，每一次技術(shù)進(jìn)步都帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。在流量保障、移動(dòng)通信速度高需求下，5G通信應(yīng)運(yùn)而生。社會(huì)企業(yè)及教育研究者們也敏銳意識(shí)到5G將會(huì)給教育帶來新的沖擊：中國(guó)移動(dòng)、華為等一批在移動(dòng)通信建設(shè)及應(yīng)用實(shí)力雄厚的公司紛紛踏足教育界，為眾多學(xué)校或組織機(jī)構(gòu)提供5G+智慧校園解決方案，并且中國(guó)移動(dòng)還發(fā)布了5G+智慧教育白皮書[1]；在中國(guó)知網(wǎng)中輸入5G和教育關(guān)鍵詞，通過對(duì)搜索出的核心期刊進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，從2018年開始至今論文數(shù)量不斷增長(zhǎng)，研究方向主要是5G+某智能技術(shù)在教學(xué)某些場(chǎng)景中的應(yīng)用、5G對(duì)教育改革的研究，對(duì)于從宏觀層面分析基于5G在教育生態(tài)的研究數(shù)量雖少，但呈現(xiàn)逐年增多趨勢(shì)，例如，蘭國(guó)帥教授對(duì)5G與智能教育生態(tài)的研究[2]、蔣成飛對(duì)5G與生態(tài)振興的研究[3]。從政策導(dǎo)引、具體實(shí)踐及研究方向來看，5G對(duì)教育的參與及影響不再局限在一個(gè)小生態(tài)中，5G來臨教育新生態(tài)中的組成結(jié)構(gòu)體系必將壯大及重構(gòu)。對(duì)于5G與教育生態(tài)的研究可以從宏觀層面指導(dǎo)智慧教育生態(tài)的建立，即先搭框架，再一項(xiàng)項(xiàng)進(jìn)行具體填充。

1 智慧教育生態(tài)定義

什么是智慧教育生態(tài)，首先明晰什么是智慧教育。通過分析比較教育技術(shù)領(lǐng)域各專家學(xué)者對(duì)智慧教育的定義，主要分為宏觀和微觀兩大方面。宏觀層面關(guān)注人才培養(yǎng)及社會(huì)多群體的影響，黃榮懷教授在2020全球智慧教育大會(huì)上的解讀就很全面。他認(rèn)為智慧教育（系統(tǒng)）是一種由學(xué)校、區(qū)域或國(guó)家提供的高學(xué)習(xí)體驗(yàn)、高內(nèi)容適配性和高效率的教學(xué)行為（系統(tǒng)）。能利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為學(xué)生、教師和家長(zhǎng)等提供一系列差異化的支持和按需服務(wù)，能全面采集并利用參與者群體的狀態(tài)數(shù)據(jù)和教育教學(xué)過程來促進(jìn)公平、持續(xù)改進(jìn)績(jī)效并孕育教育的卓越[4]。微觀層面關(guān)注技術(shù)構(gòu)成及具體實(shí)踐，例如，鐘曉流指出智慧教育是依托新一代信息技術(shù)所打造的泛在化、感知化、一體化、智能化的新型教育生態(tài)系統(tǒng)。通過將教育環(huán)境、教育資源、教育管理三大方面實(shí)現(xiàn)智慧化，最終為涉及其中的相關(guān)主體（學(xué)生、教師、管理者、家長(zhǎng)、社會(huì)公眾等）提供智慧化的教育服務(wù)[5]。

不論何種層面的解讀，可以發(fā)現(xiàn)智慧教育的受眾主體及影響層面不再局限于師生及校園，終身學(xué)習(xí)理念、MOOC方式已深入社會(huì)大眾，教育發(fā)展結(jié)構(gòu)及影響層面從平面走向三維立體。

生態(tài)是研究生物的生存狀態(tài)，它們內(nèi)部之間及與環(huán)境之間的關(guān)系。生態(tài)學(xué)指出生物多樣性越豐富，則生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定，也就越“生態(tài)”[6]。社會(huì)推動(dòng)著教育發(fā)展的同時(shí)，教育也至關(guān)重要的推動(dòng)社會(huì)發(fā)展，教育作為社會(huì)生態(tài)中的一部分，搭建持續(xù)穩(wěn)固的教育生態(tài)才能持續(xù)為社會(huì)做貢獻(xiàn)。因此，對(duì)智慧教育生態(tài)的研究應(yīng)運(yùn)而生，即從系統(tǒng)層面研究智慧教育的組成結(jié)構(gòu)體系、各組成之間的關(guān)系及其與外部社會(huì)環(huán)境之間的關(guān)系等的研究。

2 智慧教育“新”生態(tài)內(nèi)涵解讀

智慧教育生態(tài)不是空降而來，它是社會(huì)及教育發(fā)展至一定時(shí)期的必然狀態(tài)。從實(shí)踐角度出發(fā)，目前各學(xué)校及區(qū)域建設(shè)的所謂智慧教育生態(tài)，筆者更認(rèn)為是智能教育生態(tài)?；?G+智能技術(shù)構(gòu)建的智慧教育新生態(tài)中“新”主要在現(xiàn)有實(shí)踐中建設(shè)的智慧教育生態(tài)基礎(chǔ)上進(jìn)行的研究，將從社會(huì)發(fā)展、技術(shù)發(fā)展及疫情發(fā)展三個(gè)方面分析智慧教育“新”生態(tài)發(fā)展的必然性。圖1為智慧教育新生態(tài)發(fā)展歷程圖，是以時(shí)間發(fā)展為橫軸，同一時(shí)間段內(nèi)對(duì)應(yīng)的社會(huì)文明、工業(yè)革命、信息技術(shù)革命、教育、教育信息化發(fā)展歷程。

2.1 智慧教育生態(tài)“新”內(nèi)涵——社會(huì)發(fā)展所趨

工業(yè)文明極大的推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展，但同時(shí)也暴露出環(huán)境污染、資源不均衡和社會(huì)公平等問題，極大的影響社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。習(xí)近平總書記在黨的十八大以來，在多個(gè)重要場(chǎng)合提及要加快生態(tài)文明建設(shè)。社會(huì)生態(tài)文明不單指人們最熟悉的生態(tài)環(huán)境，身處社會(huì)中的經(jīng)濟(jì)、教育等的都是社會(huì)生態(tài)中的子生態(tài)。

從圖1可以看到教育形態(tài)（特別是學(xué)校形態(tài)）與社會(huì)文明進(jìn)程的演變總體保持一致[7]，制度化教育暴露出教育資源失衡、社會(huì)公平等問題，其中最突出的是忽略教育本質(zhì)，追求外顯一致標(biāo)準(zhǔn)。教育的本質(zhì)是以學(xué)習(xí)者為中心，促進(jìn)人的全面發(fā)展，并促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。根據(jù)智慧教育的定義可以發(fā)現(xiàn)其也是在追溯教育本質(zhì)，所以智慧教育生態(tài)“新”內(nèi)涵是工業(yè)文明走向社會(huì)文明、制度化教育走向生態(tài)化教育，回歸教育本質(zhì)?，F(xiàn)階段所處的智能教育是生態(tài)化教育發(fā)展的初始階段，智慧教育才是生態(tài)化教育的最高形態(tài)。

圖1 智慧教育新生態(tài)發(fā)展歷程圖

2.2 智慧教育生態(tài)“新”內(nèi)涵——技術(shù)發(fā)展所趨

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，是社會(huì)各層面發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力。從圖1看到以電子計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)為典型代表的第三次工業(yè)革命同時(shí)帶動(dòng)以互聯(lián)網(wǎng)為代表的第六次信息技術(shù)革命，教育信息化發(fā)展至數(shù)字教育。以人工智能為典型代表的第四次工業(yè)革命同時(shí)帶動(dòng)以智能互聯(lián)網(wǎng)為代表的第七次信息技術(shù)革命，教育信息化發(fā)展的最高形態(tài)是智慧教育生態(tài)。

2008年，IBM推出智慧地球的概念。2012年之前我國(guó)教育研究發(fā)展至“教育智慧”，著重在教師教學(xué)法的智慧帶動(dòng)學(xué)生學(xué)的智慧，核心是教師豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。2012年，我國(guó)專業(yè)學(xué)者始興研究“智慧教育”，著重利用智能化技術(shù)增強(qiáng)教師教和學(xué)生學(xué)的智慧方面的探索，核心開始關(guān)注學(xué)習(xí)者。但應(yīng)用于實(shí)踐偏重智能技術(shù)的“智”增強(qiáng)教師的“智”。智慧教育的理念構(gòu)想其實(shí)已很明晰，但從實(shí)踐發(fā)現(xiàn)目前所處智能教育生態(tài)，智慧教育的生態(tài)還未真正到來。

在中文語境中智慧是能迅速、靈活、正確的理解事物和解決問題的能力。結(jié)合布魯姆認(rèn)知目標(biāo)分類，智慧就是最高階認(rèn)知。對(duì)于引入智能技術(shù)的教育，已有實(shí)踐表明智能技術(shù)確實(shí)能提高學(xué)習(xí)者認(rèn)知、理解及應(yīng)用低中認(rèn)知目標(biāo)效率，但受信息孤島、帶寬速率等的限制，學(xué)習(xí)者無法迅速實(shí)時(shí)、靈活、客觀、完整的獲取信息，從而影響中高認(rèn)知層級(jí)直至達(dá)到智慧最高階認(rèn)知的升級(jí)。智能技術(shù)帶來的效果像一顆顆散落的珍珠，但缺少一根神奇高速的“線”將這些珍珠完整快速的串聯(lián)起來。

5G以其高速率、低功耗、低時(shí)延、萬物互聯(lián)等的特點(diǎn)給智能教育向智慧教育跨步帶來前進(jìn)曙光。楊現(xiàn)民教授提到5G是第四次工業(yè)革命和第七次信息技術(shù)革命的基石，5G為人工智能重新賦能，構(gòu)建一個(gè)5G信息生態(tài)系統(tǒng)。5G+智能技術(shù)時(shí)實(shí)現(xiàn)教育新生態(tài)的必要前提[8]，不僅能夠重新賦能智能技術(shù)，例如，VR、AR、高清直播等重?zé)ㄐ聶C(jī)，同時(shí)也將這些智能技術(shù)互聯(lián)，助力智慧教育生態(tài)中大數(shù)據(jù)平臺(tái)的構(gòu)建及運(yùn)行。國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)頭企業(yè)中國(guó)移動(dòng)、華為等公司已經(jīng)致力利用5G融合教育多場(chǎng)景應(yīng)用開發(fā)，把教育信息化推到一個(gè)新高度。2020年國(guó)家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部聯(lián)合組織實(shí)施2020年新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程（寬帶網(wǎng)絡(luò)和5G領(lǐng)域），從政策層面指向5G在智慧教育應(yīng)用示范作為支持重點(diǎn)[9]。因此，得到圖1推導(dǎo)的借助5G+智能技術(shù)內(nèi)驅(qū)力，助推智能教育生態(tài)向智慧教育新生態(tài)升級(jí)。

2.3 智慧教育生態(tài)“新”內(nèi)涵——新冠肺炎疫情發(fā)展所趨

突如其來的新冠肺炎疫情打亂了整個(gè)教育界的陣腳，停課不停學(xué)顯著提高了教師信息技術(shù)能力，同時(shí)教師在探索實(shí)踐中開闊了信息技術(shù)與教育教學(xué)相融合的視角和思路。著名的喬布斯之問長(zhǎng)期困擾教育工作者，教師一面想借助信息技術(shù)從繁重的教學(xué)壓力中解脫出來，但另一面還是采用固化的教學(xué)方式，這直接導(dǎo)致教育生態(tài)發(fā)展轉(zhuǎn)變很慢。一場(chǎng)疫情給這個(gè)僵局帶來轉(zhuǎn)機(jī)，全國(guó)師生用行動(dòng)展示了信息技術(shù)強(qiáng)有力的保障在線上教學(xué)大范圍的順利開展。同時(shí)在線上教學(xué)中參與的不僅只有學(xué)校和政府，也有眾多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，特殊時(shí)期特殊任務(wù)，為師生提供各類技術(shù)軟件及網(wǎng)絡(luò)保障。在這個(gè)過程中深刻意識(shí)到教育生態(tài)中不僅只有政府和學(xué)校，企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等都是其中的重要部分。

新冠肺炎疫情還將持續(xù)，常態(tài)化的疫情防控要求下，伴隨學(xué)校及社會(huì)對(duì)教學(xué)環(huán)境的升級(jí)及重構(gòu)，師生信息素養(yǎng)及教育理念也在不斷提升，強(qiáng)有力的現(xiàn)實(shí)因素，加速智慧教育新生態(tài)的形成[8]。

3 總結(jié)與展望

從2013年4月國(guó)家相關(guān)部門支持成立IMT-2020（5G）推進(jìn)組，到2021年4月19日工業(yè)和信息化部相關(guān)負(fù)責(zé)人表示我國(guó)已初步建成了全球最大規(guī)模的5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，5G的發(fā)展及應(yīng)用非常迅速。5G未來已來，對(duì)教育的沖擊勢(shì)不可擋，作為教育生態(tài)中重要組成之一的信息化建設(shè)部門，在5G真正落地使用之前做好提前建設(shè)規(guī)劃，針對(duì)已有現(xiàn)狀問題進(jìn)行智能化改造或更新，例如，教室改造+直播+教學(xué)平臺(tái)、VR/AR硬件環(huán)境建設(shè)+資源云平臺(tái)、一體化運(yùn)維或教學(xué)管理大數(shù)據(jù)平臺(tái)等，在滿足現(xiàn)有教學(xué)需求基礎(chǔ)上，5G來臨時(shí)還能重新賦能，發(fā)揮其更大功效，加快智慧教育生態(tài)形成步伐。要實(shí)現(xiàn)智慧教育新生態(tài)，還有很長(zhǎng)的路要走，并不是只有5G+智能技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)，還需要該生態(tài)中的其他重要組成共同推進(jìn)，因此，下一步的研究方向是厘清智慧教育新生態(tài)中的重要組成結(jié)構(gòu)體系及其相互關(guān)系。