淺談5G網絡時代的智慧教室建設

齊長春 蔡輝 趙子銳

摘要：隨著5G網絡時代的到來，智慧教室建設將進入一個新階段。在硬件設備日趨成熟，5G網絡速度革命性發展的前提下，開發更適宜個性化學習需要的智能教學平臺，構建一套完美的智慧教室系統勢在必行。智慧教室為個性化學習提供了有力支持，本文在分析當前智慧教室局限性的基礎上，提出了5G網絡時代的智慧教室建設構想，對5G網絡時代的智能教學平臺開發和智慧教室功能完善進行了探討。

關鍵詞：5G網絡?智慧教室?個性化學習

當前智慧教室建設已經比較成熟，教學平臺呈現多樣化、智能化的特點，推動了課前自主學習、課中互動學習和課后拓展學習的一體化課堂的形成，促進了個性化學習的發展。本文探討5G網絡時代，如何建設一個專業穩定的平臺，提供大量優質教育教學資源，讓學生通過智能教學平臺自主獲取知識信息，找到適合自己的學習途徑和學習內容，讓學習充滿自由、快樂。

一、當前智慧教室建設存在的問題

智慧教室融教育與信息技術于一體，改變了傳統課堂教學模式，提高了教學效率和學習效率。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校的“智慧設備”不知道怎么使用，也不知道做什么用。盡管學校和主管部門花費大量經費進行培訓，但老師們的信息技術水平并沒有普遍提高，使用熱情依舊不高。

（二）資源少

智能教學平臺是智慧教室的核心，需要有大量優質的教學資源供師生使用。平臺上實用的教學資源匱乏，不足以吸引老師和學生。

（三）體驗欠佳

以筆者使用的智能教學平臺為例。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、搶答等基本環節，并沒有預期那么流暢，每一步的卡頓都會阻礙課堂進展。盡管學校已經裝了百兆寬帶，但是分配到每一個用戶時，網絡體驗依然不佳。登錄后掉線，教師傳輸素材網速過慢，導致學生端接收延遲等情況很普遍。教師端和學生端使用的硬件配置不高，操作卡頓、書寫困難以及“續航”能力不足是較棘手的問題。相關的軟件開發還在初級階段，如何完善“平臺”功能、增強體驗感是今后智慧教室建設應該考慮的問題。

二、5G網絡時代的智慧教室環境建設構想

在當前智慧教室環境下推行個性化學習，顯得“捉襟見肘”。而5G網絡時代的到來，為智慧教室環境下個性化學習提供了堅實的基礎。

（一）5G網絡時代的智能教學平臺搭建

1.提高硬件配置，實現萬物聯網

要保證系統在5G環境下正常工作，相關硬件配置要全面，功能要足夠強大，對服務器云終端的要求也更高。電腦、屏幕顯示器、VR和AR設備、手機、學生端的Pad、路由器、投影儀、實物展臺甚至可穿戴設備等都要求支持5G網絡連接，實現在同一個5G網絡下全部關聯，每一個電器都可以“云控制”，即萬物聯網。在5G網絡下，學生和老師無須擔心出了校門就“斷網”，打破地域限制是5G網絡最大特點，硬件設備作為教師授課和學生學習的輔助工具，就如同一個“電子管家”，為個性化學習提供便利。在指令控制下，智慧教室系統一鍵開機，在用戶需要時提前開機，不耽誤課堂時間，不需繁雜的開關流程，系統自動登錄平臺，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.開發專業軟件，打通平臺阻礙

開發專業兼容的軟件平臺，才能發揮5G網絡的作用。首先，軟件兼容性要強，做到兼容Windows、Mac、安卓、IOS、電視、可穿戴設備等主流平臺和硬件。做到一人一個賬號，云端存儲，數據互通。其次，軟件要及時優化，深挖用戶需求。軟件操作界面簡潔易懂，應用功能實用方便，獲取廣大教師和學生用戶的認可，是智能教學平臺全面推廣的基本條件。軟件投入市場以后，根據用戶反饋，及時更新內容和改進功能，增強軟件使用的體驗感和數據安全保護。

（二）5G網絡時代的智慧教室功能建設

智慧教室環境有利于實現課前自主學習、課中互動學習和課后拓展學習的個性化學習。5G網絡下的智慧教室功能開發要為實踐課前、課中和課后的一體化課堂做足準備，5G網絡充分保障數據存儲、運行和精準分析。

1.開發個性化學習空間。每位學生每天的學習情況不盡相同，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內容，例如電子書、教學視頻、試卷、習題等。這些推送內容，針對不同人群的個性差異，包括必做題、選做題和拓展內容等，知識結構包括重難點分析、易錯點的解答等。最終形成學生自己的個性化學習資源。為了保護學生隱私，平臺上的用戶可以使用昵稱，只公開學習動態和學習進度，達到相互學習的目的。

2.設置學習梯度。設置新課學習、闖關作業、專題訓練、每日一練、階段測評、期末總評等模塊供學生學習使用。設置“流浪瓶”“世界大戰”等模塊供學生自我提升和相互挑戰。每個作業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，由學生自主選擇適合自己的梯度。

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

4.平臺資源建設。平臺資源有限，所有相關人員包括但不限于教師和學生都可以根據課程標準，結合教材，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貢獻值，既鞏固了自身對知識的理解，又體現了自身的學習價值。軟件的錄制功能要做的簡單易用，功能多樣化，學科化，推動資源積累和交流。

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

6.學生互助批改。模塊的測試批改，客觀題由系統直接批改，主觀題由學生選擇網友互動批改，也可以發給指定同學批改。高積分同學可以批改低積分同學的作業，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習等特權。模塊學習不納入系統排行榜，但系統會對用戶每一項作業進行數據分析，包括但不限于正確率、錯誤率、整體質量以及批改作業量。系統綜合用戶所有的學習情況進行等級提升，獲取更高一級的權力和排名，并且通過痕跡分析智能推送相關資源給學生進行下一步學習，并給出綜合評價。

7.拓展性學習?！傲骼似俊薄笆澜绱髴稹蹦K為學生隨機挑戰全平臺用戶提供機會。從挑戰中獲取獎勵，用來兌換更多的學習資源和特有的學習權限。平臺內容設置的宗旨是，與教材配套的基本內容無門檻開放，提升內容和習題訓練必須獲得“鑰匙”解鎖。

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

在5G環境下運行的虛擬現實技術，有可能引發個性化學習的一次革命。在許多教學場景中，虛擬顯示技術可以讓學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，獲得與現實課堂一樣的感受，增強師生間的情感交流。

在5G網絡時代，智慧課堂的構建必然越來越成熟和多樣化。借助5G的技術手段達到教育資源的合理分配和及時調用，提高學習效率，降低學習成本，減輕師生的學習壓力，為高效教育教學提供更多可能，是5G在教學教育上的最好歸屬。

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