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5G技术催生教育新生态,带来新挑战-庄榕霞

发布时间:2021-12-29作者来源:金航标浏览:167

本文来源自“滤波器”, 如有侵权等问题请联系我们删除支持保护知识产权,转载请注明原出处及作者。近日,北京师范大学教育学部副教授、智慧学习研究院开放教育资源实验室联席主任庄榕霞副教授在《两会教育谈》栏目专访中,围绕“现代信息技术推动教育优质均衡发展”进行了分享与交流。

《2021政府工作报告》中提到,2021年要发展更加公平更高质量的教育;推动义务教育优质均衡发展。您觉得教育信息化对于提高教育质量、实现教育公平都发挥了哪些作用?


庄榕霞副教授:《中国教育现代化2035》提出,要“加快信息化时代教育变革,利用现代技术加快推动人才培养模式改革,实现规模化教育与个性化培养的有机结合”。规模化教育和个性化培养,表现出“教育公平”和“教育质量”两个关键词。


随着5G、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术的发展,我们有必要将这些信息技术,特别是智能技术与教育教学进行深度融合。这种融合有助于缩小我国部分区域之间、城乡之间以及校际之间的差距,缓解教育数字鸿沟问题以及不同地区优质教育资源、优质师资资源配备不均衡的问题。同时,能够为学生群体提供个性化的、精准的、高质量的学习指导,在解决公平的基础之上保证教育的高质量。


今年政府工作报告中提出,“加大5G网络和千兆光网建设力度,丰富应用场景”。近两年,我国5G发展迅速,5G具有超高数据速率、大规模连接、低时延、高可靠性等特征,这些特征在教育中的应用较为丰富。下面,以5G作为一个小切入口,来看一看5G有没有可能帮我们解决教育公平和质量的问题。


从公平的角度来说,可以利用5G及其他技术来促进教育均衡,解决教育数字鸿沟问题。去年抗击新冠肺炎疫情期间,我国开展了大规模在线教育教学。依托5G网络,各地做了很多尝试,比如5G在线课堂、5G远程教研、5G+4K视频传输等。5G网络可以保障教育资源平台的稳定运行,5G与全息技术、AR/VR技术等相结合,使得一些名师课程、数字资源变得非常生动,有助于促进优质教育资源共享,服务于教育信息化发展,服务于教育公平和质量提高。


另外,从5G具体的教育应用来说,5G的高带宽、低时延、高可靠性和支持海量连接等基本特征已经被很多学校、企业所应用,在教育当中探索一些应用场景,比如5G+智慧校园、5G+智慧教室、5G+直播教学、5G+VR教学等。


前期,我们团队在课题研究中尝试结合以前的研究成果,从另外一个角度对5G的应用场景进行描述。5G在教育中的应用场景主要体现在以学校为中心的五个核心场域,即学校、家庭、社区、公共场所和工作场所,以及延伸出的四个拓展场域,即教室、学区、场馆和农村。这样就构成了九大场域,5G可以在这九大场域中找到一些比较特殊的应用场景。


一、学校场域

学校是最重要的场域,在学校场域中,5G智慧校园、5G增强互动教室、超高清互动教学、远程与虚拟仿真实验等是比较有特点的应用场景。这也是5G和其他智能技术结合的情况。下面简单介绍这4个应用场景。


一是5G智慧校园。一方面,5G智慧校园综合运用了5G技术、大数据、人工智能、物联网等技术。我们重点从环境的角度来说,要通过5G等技术充分感知学校里的物理环境,帮助学生识别学习情境;在学校中,要根据情境的识别,利用各种技术和各种数据支持教学、教研和各种智能决策。另一方面,可以利用学校之间、校企之间的一些资源共享,为学生提供一个开放的、线上线下融合的学习环境。


二是5G增强互动教室。在这个教室中,整合全息投影、AR/VR/MR/XR等呈现技术,结合5G网络,打破现有教室围墙,将线上线下、真实虚拟相结合,带给学生强烈的沉浸感,方便师生互动。在这个过程中,学生之间协同知识建构更为多样。从教师的角度来说,在教学过程中可以使用各种感知设备采集学生、教师的教与学的数据,教师可以开展基于这些数据的精准教学,使学生在教室中的学习更加智慧。


三是超高清互动教学。利用5G开展超高清互动教学,有互动直播教学、混合同步教学等形式。这种互动教学还可以应一些学科的要求,如音乐、舞蹈等对时间要求非常精准的学科,在5G技术支持下开展双师教学,实现很好的体验,实现优质资源共享。


四是远程与虚拟仿真实验。5G可以与扩展现实及其他智能技术相结合,为学生提供高仿真、可视化的教学内容,为学生创设具有临场感、沉浸感和交互性的实验实训教学情境。特别是在这种实验情境下,与物联网技术相结合,可以实现远程利用互联网控制一些设施设备,实现一些远程仿真实验。


二、家庭场域

在家庭场域中,尽管现在多是用WiFi,但随着5G技术的发展,也有可能在未来的某一天,家里也会以5G为主。这时,5G技术加上人工智能技术等,有可能在家里就会有很多各种类型的机器学伴,比如各种各样的小机器人等,这些都是具备可能性的。


三、公共场域

在公共场域中,比如公交车站、书店、咖啡厅等,有时人们在这些地方也会看些东西进行学习,因此它也是一个学习的场所。在这些公共场所中,5G帮助人们形成了一个无缝的学习环境,人们只要有一个便捷的5G设备,就可以随时随地学习,可以接受学校的课程学习或者其他的兴趣学习等。


四、场馆场域

在场馆场域中,我们常听到“智慧场馆”“智慧博物馆”等。比如科技馆等都在向智慧场馆这个方向转型,那么5G技术就可以在这当中支持学生的沉浸式体验,推动他们的场馆学习。场馆也是一种很重要的学习的场域。


五、社区或乡村场域

在社区或乡村场域中,特别是在一些乡村地区或者偏远地区,我们要把5G技术送过去。不仅是技术,更重要的是一种学习方式。因此,我们构想了一个场景,叫做“5G移动式智慧教室”。“5G移动式智慧教室”就像移动车一样,不仅把5G网络送过去,还把一些合作、探究、体验学习等学习方式也送过去,让学生做一些体验,从而在教学或学习方式上拉近数字鸿沟距离。


六、工作场域

在工作场域中,会有很多培训在这里进行,这也是一个很重要的学习环境。在5G等技术支持下,随着触觉互联网或技能互联网研究的发展,像弹钢琴这种与触觉有关的动作技能的学习就会非常丰富,非常生动。学生也可以借助触觉互联网提供的增强的触觉交互体验开展远程维修和工业实训等技能学习。

 



在学校、家庭、公共场所、场馆、社区、农村或者工作场所中,5G都有一些特别的应用场景。总的来说,5G技术并不是单一地发展,它会支持人工智能、大数据、云计算、边缘计算等的发展,使这些技术更智能。利用智能技术来解决现在的教育教学问题,这已逐渐成为一个共识。


当今,5G与人工智能等技术逐渐被应用到教育教学场景中。想请您谈谈,在教育场景应用中,师生互动将面临哪些挑战?


庄榕霞副教授:在教学中,现在更多会关注学生的视角,强调学生的学习体验,教学要以学生为中心。5G、人工智能等智能技术的应用,为学生创设了一种学习环境,这种环境有别于以往以师生互动为主的教室环境。


在新环境中,除了老师、学生外,还有一些技术支持。在这个情况下,对于师生互动来说有很大的挑战。我们经常听到有一个词,叫做“三元空间”。比如我们面对面的方式就是社会空间,通过网上进行沟通是信息空间,现在采访时我们所处的屋子就是物理空间。师生之间在教与学的过程中,需要在一个物理空间、一个信息空间,还有面对面的社会空间中,需要在三元空间中去理解互动的问题。


这些技术的应用,使得很多教学模式有个特征:“线上线下融合”或者说是“OMO”。这使得我们所处的空间更为复杂。但是,无论空间怎么变,最重要的还是互动。我们很强调学生的学习体验和互动。在互动中,一方面会有话语的表达,也就是行为互动;另一方面在交流中感到愉快,这就是情感的互动。尽管教学模式是多样的,但是始终需要有一些行为交互、情感交互。


第一,互动的关系发生变化。由原来的面对面师生互动关系,扩展到生生之间、师生之间、学生与线上其他人之间、教师与线上其他教学同事之间的互动关系,变成多方互动。这就是技术带来的关系上的挑战,关系不再单一,变得较综合、复杂。


第二,互动的形式发生变化。以往是能看得见的面对面互动。在去年抗击疫情期间,教师们上课最大的挑战就是上直播课。教师们只能看到屏幕,看不到远方的学生,不知道讲课的效果如何。这就给教师们带来互动上的一个挑战。对此,教师们可以采用让学生在线发信息、点赞等方式进行互动。这是对互动采用的补偿方式,这种补偿能带来一种行为上的互动,更重要的是给师生带来一种情感上的互动。


以上提到的关系上的挑战和形式上的挑战,是老师们遇到的一个较大的问题。


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