5G環(huán)境下的多模態(tài)智慧課堂實踐

蔡蘇 焦新月 楊陽 蔣林帆 余勝泉

摘要：5G技術(shù)的普及將推動教學(xué)向個性化、精準(zhǔn)化、智能化、融合化方向發(fā)展。然而，目前國內(nèi)對5G技術(shù)與教育融合的研究多為理論探索與理念構(gòu)建，缺乏課堂應(yīng)用實踐案例。因此，探討5G環(huán)境下多模態(tài)融合教學(xué)的智慧課堂教學(xué)方式，有助于將理論與實踐相結(jié)合，為智慧課堂的開發(fā)與應(yīng)用提供參考。北京師范大學(xué)“移動學(xué)習(xí)”教育部—中國移動聯(lián)合實驗室聯(lián)合中國移動開發(fā)了5G環(huán)境下的多模態(tài)智慧課堂實踐案例——“彩虹的秘密”，通過多模態(tài)資源整合、多模態(tài)互動、多模態(tài)評估的多模態(tài)智慧教學(xué)方式，利用5G高帶寬、低時延、大連接的技術(shù)特性，接入VR/AR/MR設(shè)備、全息投影、智能白板、移動終端、智慧學(xué)習(xí)筆等多種形態(tài)的智聯(lián)終端和教育裝備，實現(xiàn)多種軟硬件設(shè)備間的無縫互聯(lián)、協(xié)同工作，為學(xué)習(xí)者提供沉浸式的實時學(xué)習(xí)體驗。總結(jié)實踐經(jīng)驗，實施多模態(tài)智慧課堂，需要“以學(xué)生為本”構(gòu)建多模態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境和多通道融合的多模態(tài)資源，鼓勵學(xué)生通過自主探究，實現(xiàn)新舊概念的交互。此外，多模態(tài)智慧課堂還倡導(dǎo)多元、動態(tài)的學(xué)習(xí)評價體系，以幫助教師進行精準(zhǔn)決策和調(diào)控。

關(guān)鍵詞：5G;多模態(tài);智慧課堂;模型構(gòu)建;實踐案例

中圖分類號：G434 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1009-5195（2021）05-0103-10 ? doi10.3969/j.issn.1009-5195.2021.05.011

基金項目：國家自然科學(xué)基金面上項目“智能增強現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境中多通道信息融合計算及評測研究”（61977007）。

作者簡介：蔡蘇，博士，副教授，北京師范大學(xué)教育學(xué)部“VR/AR+教育”實驗室，“移動學(xué)習(xí)”教育部—中國移動聯(lián)合實驗室，北京師范大學(xué)未來教育高精尖創(chuàng)新中心（北京 100875）;焦新月，碩士研究生，北京師范大學(xué)教育學(xué)部教育技術(shù)學(xué)院（北京 100875）;楊陽，教師，云南大學(xué)附屬中學(xué)大學(xué)城校區(qū)（云南昆明 650000）;蔣林帆，碩士研究生，北京師范大學(xué)教育學(xué)部教育技術(shù)學(xué)院（廣東珠海 519000）;余勝泉，博士，教授，博士生導(dǎo)師，北京師范大學(xué)“移動學(xué)習(xí)”教育部—中國移動聯(lián)合實驗室，北京師范大學(xué)未來教育高精尖創(chuàng)新中心（北京 100875）。

一、5G技術(shù)催生智慧教育新命題

自2012年世界無線電通信（World Radiocomnication Conferences，WRC）會議后，世界各國和組織紛紛開始投入第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)（5th-Generation Mobile Communication Technology，簡稱5G）技術(shù)的開發(fā)建設(shè)（蘭國帥等，2019）。2018年，《教育信息化2.0行動計劃》發(fā)布，提出加快面向下一代網(wǎng)絡(luò)的高校智能學(xué)習(xí)體系建設(shè)要求，要求“適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，服務(wù)全時域、全空域、全受眾的智能學(xué)習(xí)新要求”，“形成泛在化、智能化學(xué)習(xí)體系，推進信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育教學(xué)全過程”（中華人民共和國教育部，2018）。2020年的《政府工作報告》也明確指出要“發(fā)展新一代信息網(wǎng)絡(luò)，拓展5G應(yīng)用”（新華社，2020）。

相對于4G，5G技術(shù)具有更強的關(guān)鍵性能力：傳輸峰值速率達(dá)到20Gbps、用戶體驗數(shù)據(jù)率達(dá)到100Mbps、頻譜效率提升3倍、移動性達(dá)500公里/小時、時延達(dá)到1毫秒、連接密度每平方公里達(dá)到10Tbps、能效比IMT-A提升100倍、流量密度每平方米達(dá)到10Mbps（IMT-2020（5G）推進組，2015）?；?G技術(shù)的三大核心使用情境：增強型移動寬帶、超可靠和低延遲通信、大規(guī)模機器類型通信（ITU-R，2015），云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、傳感器、虛擬/增強現(xiàn)實等技術(shù)將獲得賦能發(fā)展和更好的融合應(yīng)用機會（張坤穎等，2019），進而可以對人們的工作、生活和學(xué)習(xí)領(lǐng)域產(chǎn)生綜合影響（蘭國帥等，2019）。有研究者提出5G應(yīng)該被視為一個平臺（袁磊等，2019），通過它與各類服務(wù)的無線連接，移動通信技術(shù)將實現(xiàn)大規(guī)模的互聯(lián)互通，完成從經(jīng)典的流量服務(wù)模式向全要素生態(tài)鏈模式轉(zhuǎn)變（趙興龍等，2019）。

5G技術(shù)對于教育領(lǐng)域的影響也將體現(xiàn)在對整個教育生態(tài)體系的深刻改變和重塑（張坤穎等，2019）。5G技術(shù)將促成其他技術(shù)在學(xué)習(xí)環(huán)境中的“超快獲取”“超多連接”和“超強可靠”（趙興龍等，2019），讓師生的技術(shù)使用體驗得到優(yōu)化。當(dāng)前虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）和增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）技術(shù)大多限于桌面式的應(yīng)用，5G技術(shù)憑借傳輸速度的提升將實現(xiàn)資源應(yīng)用客戶端模式向云端模式的轉(zhuǎn)變（趙興龍等，2019），使分布式和沉浸式的VR/AR應(yīng)用得到較好的應(yīng)用和普及（張坤穎等，2019），實現(xiàn)真實場景的實時和流暢再現(xiàn)。5G低時延的特征也將改善當(dāng)前多媒體傳輸?shù)难舆t、卡頓、低清晰度現(xiàn)象，支撐超高清視頻和全息影像的實時流暢呈現(xiàn)，讓多個空間的師生可以實現(xiàn)實時互動交流，達(dá)成與課堂外實景的全方位、立體化互動（趙興龍等，2019）。5G技術(shù)還將通過助力大數(shù)據(jù)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對學(xué)習(xí)環(huán)境中的數(shù)據(jù)進行更好地測量、收集、分析和報告（趙興龍等，2019），使信息收集更多元、更全面?？偟膩碚f，5G技術(shù)將促使學(xué)習(xí)環(huán)境向更加個性化、精準(zhǔn)化、智能化、融合化的方向發(fā)展，助力師生實時獲取豐富的多模態(tài)學(xué)習(xí)資源，從而推動教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式發(fā)生重大轉(zhuǎn)變。

二、5G技術(shù)促進多模態(tài)教與學(xué)模式重構(gòu)

模態(tài)是交流的渠道和媒介，包括語言、文字、技術(shù)、圖像、顏色、音樂等符號（夏穎，2016）。事件中模態(tài)的使用實現(xiàn)了人類感官與外界環(huán)境的交互（Kress et al.，2001）。當(dāng)多個感官參與到與環(huán)境的互動中，實現(xiàn)的互動就是多模態(tài)的，人們?nèi)粘５幕佣际嵌嗄B(tài)的（顧曰國，2007）。課堂環(huán)境中可以包含豐富的模態(tài)，如PPT課件、視頻等相關(guān)文字和音頻、視頻材料，支持學(xué)生通過視覺、聽覺、觸覺等，與教師及課程內(nèi)容之間建立起多模態(tài)互動（戴志敏等，2013）。

5G技術(shù)催生的教育應(yīng)用所引發(fā)的教育變革，促進了全息技術(shù)、高清晰視頻、VR/AR、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)+教育等教學(xué)形態(tài)的涌現(xiàn)，使得意義表征和信息交流更加多模態(tài)化，為多模態(tài)融合的智慧課堂創(chuàng)造了機會（田陽等，2019）。在此背景下，教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式的重構(gòu)成為促進5G課堂環(huán)境下多模態(tài)交互的關(guān)鍵。多模態(tài)融合的智慧課堂需要我們改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，實施多模態(tài)教學(xué)，以促進課堂教學(xué)最優(yōu)化（王慧君等，2015）。多模態(tài)教學(xué)是在多模態(tài)理論指導(dǎo)下，將語言、圖像、聲音、動作等的多模態(tài)要素整合成為最有效的意義表達(dá)和交流方式，并指導(dǎo)學(xué)生借助多模態(tài)手段構(gòu)建意義。多模態(tài)教學(xué)法強調(diào)身體和大腦調(diào)動多個感官通過多種媒體協(xié)同參與教學(xué)過程（沈洪等，2015）。在多模態(tài)教學(xué)中，教師運用多模態(tài)系統(tǒng)對課堂教學(xué)進行設(shè)計，借助VR、AR、全息等技術(shù)，建設(shè)多模態(tài)課程資源，充分調(diào)動學(xué)生感官潛能，為學(xué)習(xí)者提供多模態(tài)的交互學(xué)習(xí)環(huán)境，促進學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容的多模態(tài)理解和意義建構(gòu)。師生在這種多模態(tài)的交互過程中，將會促進有效學(xué)習(xí)的發(fā)生（田陽等，2019）。

由此可見，在5G技術(shù)的支持下，多模態(tài)融合的智慧課堂將會對傳統(tǒng)的教育方式產(chǎn)生巨大的沖擊。因此，探討5G環(huán)境下多模態(tài)融合的智慧課堂教學(xué)方式具有重要的理論價值與實踐意義。然而，目前國內(nèi)對5G技術(shù)與教育融合的研究多為理論探索與理念構(gòu)建，由于技術(shù)的限制，鮮有將5G技術(shù)應(yīng)用于課堂的實踐案例。因此，本研究擬通過5G環(huán)境下的多模態(tài)智慧課堂實踐，探討5G環(huán)境下多模態(tài)融合教學(xué)的智慧課堂教學(xué)方式。2019年7月26日，中國移動在深圳發(fā)布“5G+智能教育”行業(yè)應(yīng)用首發(fā)暨“5G智慧課堂”開課儀式。北京師范大學(xué)“移動學(xué)習(xí)”教育部—中國移動聯(lián)合實驗室、“VR/AR+教育”實驗室聯(lián)合中國移動開發(fā)了一節(jié)5G多模態(tài)智慧課堂實踐案例——“彩虹的秘密”?，F(xiàn)場通過5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了全息信號傳輸，并利用全息投影、AR、智慧學(xué)習(xí)筆等新技術(shù)進行了一堂跨越深圳、北京、貴陽三地的小學(xué)科學(xué)示范課。本文將以這一節(jié)5G課堂為案例，展現(xiàn)5G環(huán)境中的技術(shù)應(yīng)用和多模態(tài)交互過程，分析多個技術(shù)在5G環(huán)境下的教學(xué)作用，結(jié)合實踐經(jīng)驗給出5G環(huán)境下多模態(tài)智慧課堂的實施建議，以期為后續(xù)5G與教育的深入融合提供案例參考。

三、5G多模態(tài)智慧課堂模型構(gòu)建

在5G 技術(shù)的支持下，各種多模態(tài)資源之間的交互會變得更加便捷，這為教與學(xué)模式的創(chuàng)新、諸多教育要素的整合重組提供了契機。教師、學(xué)生、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)環(huán)境是5G支持下教育場景的四大基本要素，他們之間相互作用，相互影響（袁磊等，2019）。多模態(tài)的智慧課堂需要充分發(fā)揮各要素的優(yōu)勢，利用5G環(huán)境下多模態(tài)的信息技術(shù)，使學(xué)生與教師、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)環(huán)境之間的交互更加多樣化、個性化，發(fā)掘各模態(tài)的潛能，使各要素之間相輔相成（王慧君等，2015）。

基于上述設(shè)計思路，我們結(jié)合實踐構(gòu)建了5G環(huán)境下多模態(tài)智慧課堂模型，如圖 1所示。5G網(wǎng)絡(luò)下的多模態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)充分利用5G高帶寬、低時延、大連接的技術(shù)特性，通過接入多種形態(tài)的智聯(lián)終端和教育裝備（如VR/AR/MR設(shè)備、全息投影、智能白板、移動終端、智慧學(xué)習(xí)筆等），實現(xiàn)多種軟硬件設(shè)備間的無縫互聯(lián)、協(xié)同工作，為學(xué)習(xí)者提供真正沉浸式的實時學(xué)習(xí)體驗。

5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬和低時延的特性，使全息投影技術(shù)能支持學(xué)生與異地的學(xué)科專家進行實時的交流，全息立體地顯示教學(xué)過程，實現(xiàn)跨時空教學(xué)資源的多屏投射（張坤穎等， 2019），讓師生交互脫離時空的限制;5G 的低時延讓沉浸式/交互式的AR環(huán)境更具個性化與情景化，學(xué)生可以在真實課堂中觀察到現(xiàn)實生活中難以觀測或操縱的虛擬物體，具有與世界零距離接觸的真實感知體驗;智慧學(xué)習(xí)筆的筆跡識別引擎、機器學(xué)習(xí)批改引擎、個性化推薦引擎能夠以多種方式連接到網(wǎng)絡(luò)，教師和異地專家能實時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況;5G超100Mbps的用戶體驗數(shù)據(jù)速率，可以大大增強AI的數(shù)據(jù)分析能力，使不同模態(tài)的數(shù)據(jù)實現(xiàn)跨媒體的學(xué)習(xí)和推理，進而實現(xiàn)智能管控、智能測評以及個性化推薦（蘭國帥等， 2019）。5G技術(shù)高帶寬、低時延、大連接的特性為多模態(tài)學(xué)習(xí)資源和信息交互以及多終端互通互聯(lián)提供了傳輸條件，有助于實現(xiàn)更加智能化的多模態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建。

我們將5G多模態(tài)智慧課堂教學(xué)過程總結(jié)概括為多模態(tài)資源整合、多模態(tài)互動和多模態(tài)評估三個階段。

1.多模態(tài)資源整合——情境導(dǎo)入

5G環(huán)境下的多模態(tài)課堂需要教師在課程設(shè)計階段整合多模態(tài)的資源，幫助學(xué)生從多個感官通道進行信息獲取。在情境導(dǎo)入階段，教師利用多種信息化手段，制定優(yōu)質(zhì)的多模態(tài)學(xué)習(xí)資源，如VR/AR課程資源、音視頻資源、含多種媒體（圖片、文本、動畫等）的PPT等，使多種模態(tài)結(jié)合以實現(xiàn)對學(xué)生多種感官的刺激，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和注意力。

2.多模態(tài)互動——知識建構(gòu)

5G環(huán)境下的多模態(tài)互動除了包括教學(xué)中的師生、生生等交互外，還包括教師、學(xué)生和環(huán)境中的設(shè)備三者之間的交互。學(xué)生可以通過移動終端設(shè)備（如手機、平板等）與多模態(tài)資源（VR/AR、全息、視音頻等）或教師進行交互，實現(xiàn)視覺、聽覺、觸覺等多通道的輸入和輸出，調(diào)動學(xué)生多種感官協(xié)同參與，與教師和同學(xué)展開深入的交流和討論，從而獲得深層次的知識建構(gòu)（王慧君等，2015），促進知識內(nèi)化。多模態(tài)互動能有效提升學(xué)生的問題解決和協(xié)作溝通等高階思維能力，這也是當(dāng)今中國創(chuàng)新發(fā)展和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的一個重要著力點。

3.多模態(tài)評估——應(yīng)用檢測與反饋

在5G網(wǎng)絡(luò)的支持下，各種移動終端的跨時空性和便捷性使得教師使用多種模態(tài)方法對學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果或過程進行持續(xù)監(jiān)測和跟蹤成為可能。多模態(tài)評估強調(diào)從多種信息渠道收集學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和結(jié)果數(shù)據(jù)。5G的高帶寬、低時延等特性允許教師從不同的信息通道，收集學(xué)生多方面的學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)。如AI驅(qū)動評估，基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)，可為教師、學(xué)生和家長提供學(xué)生學(xué)習(xí)進展的持續(xù)反饋;智慧筆的自動筆跡識別，可將所有學(xué)生的過程性或總結(jié)性結(jié)果傳至終端，生成學(xué)情分析報告，從而對學(xué)生進行個性化推薦。此外，多模態(tài)評估還體現(xiàn)在評價方式的多模態(tài)、評價手段的多模態(tài)、評價維度的多模態(tài)等方面（王慧君等，2015）。因此，多方法、多渠道、全方位的多模態(tài)評估將使學(xué)習(xí)變得更加數(shù)字化、智能化，最終實現(xiàn)優(yōu)化教學(xué)模態(tài)、提高智慧教學(xué)成效的目標(biāo)。

總之，5G支持下的多模態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)生、教師、學(xué)校搭建了一個更為暢通互聯(lián)的大場域，其中所蘊含的多模態(tài)資源整合、多模態(tài)互動和多模態(tài)評估，構(gòu)成了未來5G多模態(tài)智慧課堂的新生態(tài)。

四、5G多模態(tài)課堂之實踐案例：彩虹的秘密

1.課程概況

基于5G多模態(tài)智慧課堂的模型，我們以小學(xué)科學(xué)五年級上冊科教版第二單元《光》和蘇教版第二單元《光與色彩》為基礎(chǔ)設(shè)計了綜合拓展課——“彩虹的秘密”，并在深圳、北京、貴陽三地進行了實時同步教學(xué)，教學(xué)時間為40分鐘。在本節(jié)課中，學(xué)生需要結(jié)合單元所學(xué)知識解釋彩虹的成因和顏色特征，總結(jié)出形成彩虹的條件、時間和方位，簡單敘述彩虹是拱形的原因。

彩虹是一種生活中不常見且難以人為操控的自然現(xiàn)象，學(xué)生難以在真實環(huán)境中進行仔細(xì)的觀察和探究。在5G環(huán)境下，使用AR眼鏡和基于平板的AR應(yīng)用重現(xiàn)彩虹，可以豐富學(xué)生的直接經(jīng)驗，促進學(xué)生與環(huán)境進行交互，啟發(fā)學(xué)生主動探究關(guān)于彩虹的自然規(guī)律。在教學(xué)過程中，每一位學(xué)生的智慧學(xué)習(xí)筆與教師終端互聯(lián)，通過筆跡識別和自動批改，教師可以實時得到學(xué)情分析報告，實現(xiàn)對學(xué)生的精準(zhǔn)教學(xué)。同時，基于5G傳輸?shù)娜⒓夹g(shù)實現(xiàn)了異地學(xué)科專家進課堂與師生對話，促進優(yōu)質(zhì)資源的互通共享，拓展了課堂的信息面，幫助師生從更深層次認(rèn)識自然。

本課程主要分為四個環(huán)節(jié)。教師在課程中通過對不同技術(shù)的運用，促進師生、生生、學(xué)生與學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)生與學(xué)習(xí)內(nèi)容之間進行多模態(tài)交互，基于彩虹這一生活中具體的現(xiàn)象促進學(xué)生對于光學(xué)知識的綜合運用和深入理解。

2.環(huán)節(jié)一：多模態(tài)資源整合——AR情境導(dǎo)入

本環(huán)節(jié)通過AR眼鏡為師生提供沉浸式的彩虹觀測體驗作為課程的情境導(dǎo)入環(huán)節(jié)。教師引導(dǎo)學(xué)生在虛實結(jié)合的AR環(huán)境下觀察彩虹形成的過程和現(xiàn)象，形成感性認(rèn)識，獲取彩虹現(xiàn)象中的關(guān)鍵事物及其特征。在彩虹的形成這一AR場景中，學(xué)生可以觀察到烏云聚集、大雨滂沱、雨過天晴這一彩虹形成的氣象過程，并在彩虹出現(xiàn)的情境下，觀察到雨后云層和太陽與彩虹的相對位置，通過刺激學(xué)生視覺、聽覺等多種感官，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了身臨其境的學(xué)習(xí)體驗。圖 2為師生通過AR眼鏡觀察彩虹現(xiàn)象。教師在學(xué)生觀察的過程中，將推進觀察的進程，并且通過提問引導(dǎo)學(xué)生表達(dá)觀察到的現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗和AR環(huán)境中觀察到現(xiàn)象提出科學(xué)問題，并基于色散、反射和折射等光學(xué)知識，對彩虹的顏色數(shù)量、顏色排列、形成原因等問題進行解答。

本環(huán)節(jié)在課件之外主要使用了基于AR眼鏡的學(xué)習(xí)資源，旨在以虛實結(jié)合的方式在真實空間中呈現(xiàn)彩虹的形成，創(chuàng)設(shè)體驗環(huán)境，豐富學(xué)生的感性認(rèn)識，為學(xué)生觀察彩虹的形成提供理想條件，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心。整個教學(xué)環(huán)節(jié)通過整合AR資源調(diào)動了學(xué)生的視覺、聽覺、觸覺等多種感官，實現(xiàn)了多模態(tài)的交互，從而使學(xué)生全身心地投入到多模態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境中來。

3.環(huán)節(jié)二：多模態(tài)互動——師生全息交流

本環(huán)節(jié)中教師根據(jù)上一環(huán)節(jié)學(xué)生的解答，提出更深入的問題：“彩虹為什么是拱形的？”我們基于5G傳輸?shù)娜⑼队?，將北京的學(xué)科專家的影像、聲音、課件和板書實時呈現(xiàn)在課堂中（如圖 3所示），深圳師生們的影像和聲音等信息也通過5G實時傳輸?shù)奖本┖唾F陽。北京的專家和深圳的現(xiàn)場師生進行實時的問答和交流。專家通過課件為師生們介紹了不同顏色光線的彩虹角，揭示彩虹是拱形的原理，并啟發(fā)學(xué)生根據(jù)彩虹的形成推斷霓的形成光路。學(xué)生通過智慧學(xué)習(xí)筆進行繪圖，每位學(xué)生所畫的圖案通過智慧學(xué)習(xí)筆捕捉呈現(xiàn)在教師端，實現(xiàn)教師對學(xué)生作答的實時監(jiān)控。

本環(huán)節(jié)主要使用基于5G傳輸?shù)娜⒓夹g(shù)，讓異地專家以生動形式走進課堂，帶來專業(yè)化的深層信息，促進學(xué)生對知識的理解。為實現(xiàn)專家、教師對學(xué)生的精準(zhǔn)指導(dǎo)，課題組使用智慧學(xué)習(xí)筆捕捉學(xué)生的作答圖像，并將圖像實時傳輸?shù)浇處煻?，輔助教師實時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實現(xiàn)學(xué)生與教師、異地專家的多模態(tài)互動，從而調(diào)動學(xué)生多種感官的協(xié)同參與，使學(xué)生獲得深層次的知識建構(gòu)。

4.環(huán)節(jié)三：多模態(tài)互動——生生協(xié)作探究

本環(huán)節(jié)是上一環(huán)節(jié)的延伸和拓展。在學(xué)生深入理解彩虹的形成過程和形成條件后，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)彩虹出現(xiàn)的時間段和方位，以及降雨方位對彩虹出現(xiàn)的影響。學(xué)生使用平板上的AR課件以小組為單位進行交互式探究，分別通過控制時間滑塊改變太陽的位置，旋轉(zhuǎn)識別卡片以全局視角觀察彩虹出現(xiàn)的場景，旋轉(zhuǎn)虛擬人物的朝向以人物視角觀察彩虹變化的場景，如圖 4所示。學(xué)生在交互和觀察現(xiàn)象的時候進行交流討論，并用智慧學(xué)習(xí)筆記錄探究發(fā)現(xiàn)。同時教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生從太陽的位置和空氣中水珠的位置解釋觀察到的現(xiàn)象，并啟發(fā)學(xué)生運用AR技術(shù)組織探究結(jié)論，進行分享交流。

本環(huán)節(jié)主要采用了基于平板交互的AR學(xué)習(xí)資源，以小組探究的形式促進學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)規(guī)律、建構(gòu)知識。通過AR技術(shù)呈現(xiàn)虛實結(jié)合的城市彩虹沙盤場景，支持學(xué)生控制實際不可操作的事物，觀察現(xiàn)象的變化，自主發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律，實現(xiàn)生生之間的協(xié)作探究以及學(xué)生與AR學(xué)習(xí)資源之間的多模態(tài)互動。

5.環(huán)節(jié)四：多模態(tài)評估——實時反饋，提升學(xué)生情感價值觀

本環(huán)節(jié)是課程的總結(jié)和評價環(huán)節(jié)。教師通過課件呈現(xiàn)情境問題，學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識進行判斷，并使用智慧學(xué)習(xí)筆作出選擇，教師實時得到學(xué)生作答結(jié)果的統(tǒng)計，判斷學(xué)生的知識掌握情況，如圖 5所示。在判斷題之后，學(xué)生填寫一份邀請卡，生成一個彩虹形成的虛擬情境，并邀請伙伴在合適的時間一起去觀察彩虹。在課堂的最后，師生們一起再次通過沉浸式的AR觀察彩虹，帶著對知識的理解再次感受虛實結(jié)合的彩虹，深化對彩虹的理解和感受，促進學(xué)生情感價值觀的提升。

本環(huán)節(jié)使用智慧學(xué)習(xí)筆作為多模態(tài)評價的工具。智慧學(xué)習(xí)筆實時捕捉和統(tǒng)計學(xué)生的答案，使教師可以得到實時的學(xué)情統(tǒng)計，幫助教師精準(zhǔn)獲取學(xué)生的理解難點，進行有針對性的講解，從而實現(xiàn)評價方式（小組評價、教師評價）、評價手段（智慧學(xué)習(xí)筆過程檢測）、評價維度（認(rèn)知、情感等）的多模態(tài)應(yīng)用。

五、5G多模態(tài)智慧課堂實踐案例中技術(shù)對教育的影響分析

基于5G的三大使用情境，“彩虹的秘密”這一堂課實現(xiàn)了異地實時全息投影、沉浸式和交互式AR技術(shù)和智慧學(xué)習(xí)筆的使用，并構(gòu)成了師生平板、智慧學(xué)習(xí)筆、AR眼鏡、教室白板和云端的互聯(lián)互通。在課堂中，多元技術(shù)的運用拓充了媒體的形式，設(shè)備間的互聯(lián)使得教學(xué)過程中使用的資源和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以在多個終端傳遞、呈現(xiàn)，充分調(diào)動學(xué)生多個感官對學(xué)習(xí)環(huán)境的感知和加工，形成多模態(tài)的交互。

5G技術(shù)、全息投影技術(shù)、AR技術(shù)和智慧學(xué)習(xí)筆是本課程中主要使用的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，每一種技術(shù)和設(shè)備都在課堂中為實現(xiàn)多模態(tài)的互動教學(xué)起到了重要的作用。

1. 5G對教學(xué)的支撐作用

本課程中，5G技術(shù)支撐了其他技術(shù)的運用。首先，5G技術(shù)保證了全息影像的實時傳輸，使北京、深圳、貴陽三地的圖像和聲音信號可以幾乎零時延地傳送到另一個場地，實現(xiàn)了不同空間師生的實時交流。由于5G傳輸?shù)母呷萘刻匦?，異地的教師可以靈活使用課件和板書輔助講解，學(xué)生可以清晰看到教師、課件和板書的動態(tài)影像。其次，5G技術(shù)保證了AR技術(shù)的沉浸性和交互實時性?；?G技術(shù)提供的增強型寬帶，AR應(yīng)用中可以采用云端復(fù)雜模型和多音頻營造更為逼真的情境，在使用過程中也不會出現(xiàn)因視角轉(zhuǎn)換和交互引起的卡頓和延時現(xiàn)象。第三，5G技術(shù)保證了教學(xué)過程中數(shù)據(jù)的實時獲取、統(tǒng)計和報告。多名學(xué)生的智慧學(xué)習(xí)筆實現(xiàn)了與教師終端的互聯(lián)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的選擇、畫圖和書寫結(jié)果都可以被記錄和分析，并以報告的形式呈現(xiàn)在教師的終端上，輔助教師監(jiān)控學(xué)情，作出決策。最后，5G技術(shù)保證了多設(shè)備的互聯(lián)互通，教師可以通過課堂中的大屏幕展示AR情境、課件、學(xué)生答題情況。教師的平板和學(xué)生的學(xué)習(xí)筆均能以無線形式與大屏幕進行連接，增加了教學(xué)過程的互動性。

總之，5G技術(shù)可以成為課堂教學(xué)環(huán)境構(gòu)建的底層核心技術(shù)，為課堂引入更豐富的學(xué)習(xí)資源和信息交互提供傳輸條件，使教學(xué)環(huán)境更加智能、融合、個性、精準(zhǔn)。除了本次課堂中的技術(shù)應(yīng)用，5G技術(shù)還可以用于實現(xiàn)其他自然環(huán)境在教室中的呈現(xiàn)、大型虛擬仿真實驗的開展、分布式AR探究的進行以及更多類型數(shù)據(jù)的記錄、處理和報告?？偟膩碚f，5G技術(shù)環(huán)境下，更多真實、虛擬的空間可以被無縫接入課堂，各教學(xué)元素之間將具備更強的聯(lián)通性和互動性，教學(xué)過程的數(shù)據(jù)將會得到更全面的記錄和更實時的處理。

2.全息技術(shù)在智慧課堂的應(yīng)用

全息即完全信息，全息技術(shù)即利用光的干涉原理，將整個物體發(fā)射的特定光波以干涉條紋的形式把物體的全部信息記錄下來，并在一定條件下形成與物體本身具有極高相似度的三維圖像（李佩佩等，2017）。在本課程中，不同顏色光線的彩虹角是理解彩虹顏色排列和拱形的重點，講解該知識點需要分析多種光路情況，這對普通教師來說有一定難度。通過全息技術(shù)讓專家參與課堂，學(xué)生可以通過與專家教師的交流形成對這一知識更清晰的認(rèn)識，從而更好地理解彩虹的形成。通過全息技術(shù)，北京專家講課的影像被呈現(xiàn)在深圳的課堂上，學(xué)生可以看到異地教師的動作和表情，與其進行實時的交流。相比于電話、視頻等形式的連接方式，全息技術(shù)可以保留更多的信息，并使兩個分離的空間連接、融合起來，讓學(xué)生和異地教師及資源的交互擺脫時空分離的限制。

全息技術(shù)的使用可以更生動地將其他空間的事物呈現(xiàn)在課堂中，除了像本節(jié)課中這樣引入其他專家教師為學(xué)生進行知識講解外，全息技術(shù)也可以用于引入一個具體的事物到課堂中進行全方位的展現(xiàn)，如一個文物、動物或者器械。隨著光學(xué)設(shè)備的發(fā)展，未來全息技術(shù)還可以用于將另一場景疊加到教室空間中，讓學(xué)生在教室中體驗置身于任何地方的感覺。

3. AR在智慧課堂的應(yīng)用

AR是一項支持將虛擬對象和真實世界融合并協(xié)同顯示在真實環(huán)境中的技術(shù)。一個基于AR的系統(tǒng)具有以下三個特征：虛實結(jié)合、實時交互和三維注冊（蔡蘇等，2016;Azuma，1997;Azuma et al.，2001）。本課程在第一環(huán)節(jié)和第三環(huán)節(jié)中分別使用了基于Realmax的AR眼鏡和基于平板的AR技術(shù)。在第一個環(huán)節(jié)，基于AR眼鏡的沉浸式環(huán)境在學(xué)生所處的真實課堂中疊加虛擬對象，支持師生之間、同伴之間進行多模態(tài)的交流。通過AR眼鏡，學(xué)生可以在教室中直接觀察彩虹形成的過程和現(xiàn)象，通過直接體驗深化學(xué)生對于彩虹的感性認(rèn)識，支持學(xué)生對過程性的自然現(xiàn)象進行完整細(xì)致地觀察。在第三個環(huán)節(jié)，基于平板的AR技術(shù)支持學(xué)生通過與卡片和平板呈現(xiàn)的模型之間的交互控制現(xiàn)實生活中不可能操控的物體，從空中和地面的視角同步觀察彩虹，總結(jié)彩虹出現(xiàn)的時間和方位。通過AR技術(shù)，學(xué)生可以得到更多的觀察和探究機會。他們可以觀察需要一定條件才能在現(xiàn)實生活中看到的現(xiàn)象，也可以控制現(xiàn)實條件下不能操控的現(xiàn)象，通過虛擬仿真獲得探究體驗，并通過主動學(xué)習(xí)的方式完成知識建構(gòu)。

已有研究證明AR在有助于提升學(xué)習(xí)滿意度和效果（Akcayir et al.，2017）之余，還能幫助學(xué)習(xí)者形成對抽象概念的理解（陳穎博等，2020;Cai et al.，2017;Strzys et al.，2018;Cai et al.，2019），以及有選擇性地進行學(xué)習(xí)（Ruiz-Ariza et al.，2018）。在本節(jié)課所用的眼鏡沉浸式AR技術(shù)和平板交互式AR技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以進一步使用分布式的AR技術(shù)，實現(xiàn)多人協(xié)同作業(yè)，促進教學(xué)過程中學(xué)生之間的協(xié)作與交流。

4.智慧學(xué)習(xí)筆的作用

智慧學(xué)習(xí)筆通過自動筆跡識別、大數(shù)據(jù)分析、機器學(xué)習(xí)個性化推薦，有助于實現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)輔導(dǎo)并減輕教師負(fù)擔(dān)。智慧學(xué)習(xí)筆裝載了筆跡識別引擎、機器學(xué)習(xí)批改引擎、個性化推薦引擎和泛在連接裝置。它能夠以多種方式連接到網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)客觀題的自動批改和主觀題的自適應(yīng)批改，形成學(xué)情分析報告。在本節(jié)課中，每位學(xué)生都擁有一支與教師終端連接的智慧學(xué)習(xí)筆。第二個環(huán)節(jié)中學(xué)生使用智慧學(xué)習(xí)筆進行畫圖分析，答案實時呈現(xiàn)給教師和異地專家，使教師和專家能夠更為及時、精準(zhǔn)地攻克教學(xué)難點。第三和第四個環(huán)節(jié)中，學(xué)生使用智慧學(xué)習(xí)筆進行選擇和記錄，教師通過學(xué)情分析報告實時掌握學(xué)生的作答情況，對教學(xué)進程進行更好的安排。

智慧學(xué)習(xí)筆的運用促進了教育領(lǐng)域大數(shù)據(jù)的收集和學(xué)習(xí)分析技術(shù)的應(yīng)用。在獲得更多作業(yè)數(shù)據(jù)的情況下，結(jié)合推薦算法，智慧學(xué)習(xí)筆可以定位學(xué)生的薄弱知識點，推送強化練習(xí)，實現(xiàn)個性化、精準(zhǔn)化的教學(xué)。對于教師來說，批改系統(tǒng)可以大幅提升作業(yè)批改效率，學(xué)情分析報告能夠輔助教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行更深入細(xì)致的挖掘，幫助教師從數(shù)據(jù)的層面對教學(xué)過程和學(xué)生學(xué)習(xí)過程形成更精確的認(rèn)識。

六、面向5G的多模態(tài)智慧課堂的反思及實施建議

本次教學(xué)實踐在5G網(wǎng)絡(luò)的支持下，綜合創(chuàng)設(shè)了具有AR、全息、智慧學(xué)習(xí)筆、交互白板等技術(shù)且可以和云端互通的多模態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境，在教學(xué)過程中實現(xiàn)了多模態(tài)資源整合、多模態(tài)互動和多模態(tài)評估，是從理論到實踐的一次嘗試，可為今后開展5G網(wǎng)絡(luò)下的多模態(tài)智慧課堂教學(xué)提供借鑒。盡管此次聯(lián)合示范課堂取得圓滿成功，從教學(xué)及技術(shù)角度來說仍然存在一些問題?？偨Y(jié)和反思此次實踐經(jīng)驗，本文提出以下5G多模態(tài)智慧課堂的實施建議。

1. 5G多模態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)——以學(xué)生為本

“彩虹的秘密”這堂課基于5G的三大使用情境，實現(xiàn)了異地實時全息投影、沉浸式和交互式AR技術(shù)和智慧學(xué)習(xí)筆的使用，構(gòu)成了師生平板、智慧學(xué)習(xí)筆、AR眼鏡、教室白板和云端的互聯(lián)互通。在課堂中，多技術(shù)的運用拓充了媒體的形式，設(shè)備間的互聯(lián)使得教學(xué)過程中使用的資源和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以在多個終端傳遞、呈現(xiàn)，充分調(diào)動學(xué)生多個感官對學(xué)習(xí)環(huán)境的感知和加工，形成了多模態(tài)的交互。但在教學(xué)過程中研究者也發(fā)現(xiàn)：多種技術(shù)的綜合使用給學(xué)生帶來了一些困擾，如AR眼鏡等專用設(shè)備對小學(xué)生來說質(zhì)量過重，容易讓學(xué)生產(chǎn)生疲勞;教師的教學(xué)活動需要在多種技術(shù)之間進行交替操作，容易分散學(xué)生的注意力等。

5G技術(shù)促進了全息技術(shù)、VR/AR、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，營造了更為智能化、融合化的教學(xué)環(huán)境。當(dāng)多個技術(shù)被運用到教學(xué)中時，恰當(dāng)?shù)匕l(fā)揮每個技術(shù)的作用，促進技術(shù)之間的互相加成是實現(xiàn)技術(shù)賦能教育的重要議題，也是實現(xiàn)融創(chuàng)式智慧教學(xué)的重要方面（陳琳等，2016）。因此如何促進技術(shù)之間相互協(xié)同，激發(fā)學(xué)生發(fā)揮更大的潛能是當(dāng)前教育信息化的主要目標(biāo)。然而大多數(shù)教育工作者寄望技術(shù)會對教育教學(xué)帶來革命性變革，但卻以為加大設(shè)備的投入和使用即可達(dá)到。事實上，智慧課堂構(gòu)建成功與否，最主要的標(biāo)志是看課堂教學(xué)中信息化的作用是否由提供便利和提高效率升級為支撐教學(xué)創(chuàng)新（鐘紹春等，2020）。因此學(xué)科教師應(yīng)與時俱進，根據(jù)學(xué)科特點、學(xué)習(xí)者特征和智慧課堂理念進行多模態(tài)教學(xué)活動的再設(shè)計，立足于讓學(xué)生提高問題解決能力、創(chuàng)新能力等高階思維能力來應(yīng)用AR/VR等技術(shù)創(chuàng)建的多模態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境。同時，推進5G技術(shù)與教育新技術(shù)的融合，提供能方便師生課堂應(yīng)用的輕量級設(shè)備，也是保障多模態(tài)智慧課堂能夠落地實施的重要舉措。

2. 5G多模態(tài)資源整合——注重多通道融合

“彩虹的秘密”課程中主要使用了AR軟件讓學(xué)生身臨其境地感受雨過天晴等場景，動畫、聲音、圖片等調(diào)動了學(xué)生的視聽等多通道，實現(xiàn)了多模態(tài)的感官刺激。多模態(tài)資源是學(xué)生獲取知識的主要來源，不同的學(xué)生有著不同的感官傾向，多模態(tài)的刺激有利于學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的關(guān)注和記憶，因此要盡可能多地設(shè)計和構(gòu)建多種模態(tài)的課程資源。教師在教學(xué)過程中，可以通過合理使用全息、VR/AR等技術(shù)，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的空間，豐富學(xué)生可以獲取的信息類型，為學(xué)生進行自主探究提供支持。此外，在進行多模態(tài)學(xué)習(xí)資源的創(chuàng)設(shè)過程中，同樣應(yīng)以學(xué)生為本，使課堂能夠幫助學(xué)生提高自身的多元互動能力和各種器官協(xié)同工作的能力，使學(xué)習(xí)者輕松快樂地學(xué)習(xí)，而且使師生、生生相互協(xié)作，相互促進，形成學(xué)習(xí)共同體，激發(fā)出更大潛能。

3. 5G多模態(tài)互動——重視自主探究、概念交互

本次5G多模態(tài)課堂的教學(xué)嘗試中使用了全息技術(shù)、AR技術(shù)、智慧學(xué)習(xí)筆等技術(shù)讓學(xué)生與同伴、教師、學(xué)習(xí)環(huán)境之間進行了多模態(tài)的交互。學(xué)生在本節(jié)課堂中達(dá)到了較好的學(xué)習(xí)效果，這得益于課程設(shè)計階段教師注重學(xué)生的自主探究以及概念交互。

多模態(tài)互動的過程中應(yīng)以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，重視學(xué)生的自主探究。教師不僅要關(guān)注學(xué)生的知識獲得，也要關(guān)注學(xué)生的能力培養(yǎng)，重視學(xué)生已有概念和新概念的交互。在本案例中，彩虹的形成條件等知識都是在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生通過自主與多模態(tài)資源進行交互探究所得。陳麗（2004）指出學(xué)生與媒體的交互旨在促進學(xué)生與學(xué)習(xí)資源、同伴和教師的交互，從而實現(xiàn)學(xué)生自身已有概念和新概念的交互。教師應(yīng)將實現(xiàn)學(xué)生的概念交互作為技術(shù)媒體引入的衡量標(biāo)準(zhǔn)。教師需要在技術(shù)進入課堂時形成清晰的作用路徑，即技術(shù)將如何促進學(xué)生與教學(xué)要素的信息交互，從而如何推動哪些新舊概念的交互。在技術(shù)使用的過程中，教師要時刻關(guān)注路徑中要素交互的觸發(fā)，實時推動學(xué)生概念交互的發(fā)生，幫助學(xué)生實現(xiàn)深層次的學(xué)習(xí)（王志軍等，2017）。

此外，在多模態(tài)互動的過程中還應(yīng)注意通過多模態(tài)信息和支架降低技術(shù)帶來的認(rèn)知負(fù)荷。綜合使用多種技術(shù)必然會給學(xué)生帶來較高的認(rèn)知負(fù)荷，但已有研究證明教學(xué)中多模態(tài)的信息在一定程度上能夠降低學(xué)生對于知識學(xué)習(xí)的認(rèn)知負(fù)荷（郇怡斌，2013）。新技術(shù)進入課堂，教師需要給予學(xué)生一定的時間熟悉操作。在初始階段，教師需要進行一定的示范操作，通過投屏演示與解說相結(jié)合的方式介紹技術(shù)產(chǎn)品使用方式，幫助學(xué)生盡快熟悉產(chǎn)品。在課堂過程中，教師需清晰地發(fā)布技術(shù)應(yīng)用的任務(wù)，避免學(xué)生過度探索。結(jié)構(gòu)清晰的任務(wù)單等支架工具也可以起到引導(dǎo)學(xué)生合理使用技術(shù)的作用。

4. 5G多模態(tài)評估——多元、動態(tài)評估

多模態(tài)智慧課堂倡導(dǎo)多元化的學(xué)習(xí)評價體系（周曉春，2020）。本次多模態(tài)課堂中使用了智慧學(xué)習(xí)筆對學(xué)生進行多模態(tài)評估，但由于技術(shù)的限制，在多元、動態(tài)評估方面仍有欠缺，還未能全面、動態(tài)地對學(xué)生的表現(xiàn)進行評估。

隨著5G技術(shù)的發(fā)展，多元化、動態(tài)的評估方式可以對學(xué)習(xí)主體在某一特定階段的學(xué)業(yè)表現(xiàn)作出準(zhǔn)確、全面、合理的評價與反饋。如使用學(xué)習(xí)分析技術(shù)，捕捉、處理活動過程中的學(xué)生數(shù)據(jù)，對學(xué)生使用其他技術(shù)的學(xué)習(xí)結(jié)果進行實時監(jiān)測;智能設(shè)備實時捕捉學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的多模態(tài)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析和報告呈現(xiàn)。隨著筆跡識別技術(shù)的發(fā)展，教師可以根據(jù)課程內(nèi)容啟發(fā)學(xué)生利用圖像、文字等多種方式進行記錄，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的類型。此外，數(shù)據(jù)的分析可以幫助教師對學(xué)生的課堂表現(xiàn)進行動態(tài)評估，也可以用于檢測學(xué)生應(yīng)用其他技術(shù)進行學(xué)習(xí)的成果。具體來說，通過對學(xué)生探究過程數(shù)據(jù)的分析，教師可以了解不同小組的探究過程和結(jié)果，對學(xué)生進行精準(zhǔn)指導(dǎo);通過統(tǒng)一問答測試，教師可以掌握全體同學(xué)的學(xué)習(xí)情況，抓住教學(xué)難點，進行有針對性的講解。

未來5G多模態(tài)智慧課堂的建設(shè)將建立5G環(huán)境下的學(xué)習(xí)分析、情感識別、情境感知等智能感知環(huán)境，形成教與學(xué)實時數(shù)據(jù)采集規(guī)范，動態(tài)采集教與學(xué)數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)多模態(tài)的教學(xué)創(chuàng)新提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，幫助教師進行精準(zhǔn)決策和調(diào)控。

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收稿日期 2020-12-20責(zé)任編輯 汪燕

Practice of Multimodality Smart Classroom Under 5G Environment

CAI Su， JIAO Xinyue， YANG Yang， JIANG Linfan， YU Shengquan

Abstract： The popularization of 5G technology will promote the teaching to be more personalized， precise， intelligent， and integrated. However， the current domestic research on the integration of 5G technology and education is mostly theoretical exploration and concept construction， and there is a lack of practical cases in real classrooms. Therefore， exploring the smart classroom teaching method of multimodality teaching in the 5G environment will help to combine theory with practice， and provide a reference for the development and application of smart classrooms. Joint Lab for Mobile Learning of MOE-CMCC in Beijing Normal University and China Mobile Communications Corporation （CMCC） have developed a case of multimodality smart classroom under the 5G environment： “The Secret of Rainbow”. This smart classroom adopted a multimodality smart teaching method which consists of the integration of multimodality resources， multimodality interaction and multimodality evaluation， and connected to a variety of intelligent terminals and educational equipment including VR/AR/MR equipment， holographic projection， smart whiteboard， mobile terminal， smart learning pen， taking advantages of the technical characteristics of 5G-wide bandwidth， low latency， and large connection. It realized the seamless interconnection and collaborative work between a variety of hardware and software devices， providing learners with an immersive real-time learning experience. This study summarized that when implementing multimodality smart classrooms， it is necessary to take the “student-oriented” as a principle to construct a multimodality learning environment and multimodality resources integration of multi-channel， and encourage students to realize the interaction between new and old concepts through independent exploration. In addition， the multimodality smart classroom also advocates a diversified and dynamic learning evaluation system to help teachers make precise decisions and adjustments.

Keywords： 5G; Multimodality; Smart Classroom; Model Construction; Practical Case