基于5G+智能技術構建智慧教育“新”生態

周建軍 任 路

（武漢理工大學 現代教育技術與服務中心，湖北 武漢430070）

0 引言

移動通信已經歷1G到4G的發展，每一次技術進步都帶動產業升級和經濟社會發展。在流量保障、移動通信速度高需求下，5G通信應運而生。社會企業及教育研究者們也敏銳意識到5G將會給教育帶來新的沖擊：中國移動、華為等一批在移動通信建設及應用實力雄厚的公司紛紛踏足教育界，為眾多學校或組織機構提供5G+智慧校園解決方案，并且中國移動還發布了5G+智慧教育白皮書[1]；在中國知網中輸入5G和教育關鍵詞，通過對搜索出的核心期刊進行分析發現，從2018年開始至今論文數量不斷增長，研究方向主要是5G+某智能技術在教學某些場景中的應用、5G對教育改革的研究，對于從宏觀層面分析基于5G在教育生態的研究數量雖少，但呈現逐年增多趨勢，例如，蘭國帥教授對5G與智能教育生態的研究[2]、蔣成飛對5G與生態振興的研究[3]。從政策導引、具體實踐及研究方向來看，5G對教育的參與及影響不再局限在一個小生態中，5G來臨教育新生態中的組成結構體系必將壯大及重構。對于5G與教育生態的研究可以從宏觀層面指導智慧教育生態的建立，即先搭框架，再一項項進行具體填充。

1 智慧教育生態定義

什么是智慧教育生態，首先明晰什么是智慧教育。通過分析比較教育技術領域各專家學者對智慧教育的定義，主要分為宏觀和微觀兩大方面。宏觀層面關注人才培養及社會多群體的影響，黃榮懷教授在2020全球智慧教育大會上的解讀就很全面。他認為智慧教育（系統）是一種由學校、區域或國家提供的高學習體驗、高內容適配性和高效率的教學行為（系統）。能利用現代科學技術為學生、教師和家長等提供一系列差異化的支持和按需服務，能全面采集并利用參與者群體的狀態數據和教育教學過程來促進公平、持續改進績效并孕育教育的卓越[4]。微觀層面關注技術構成及具體實踐，例如，鐘曉流指出智慧教育是依托新一代信息技術所打造的泛在化、感知化、一體化、智能化的新型教育生態系統。通過將教育環境、教育資源、教育管理三大方面實現智慧化，最終為涉及其中的相關主體（學生、教師、管理者、家長、社會公眾等）提供智慧化的教育服務[5]。

不論何種層面的解讀，可以發現智慧教育的受眾主體及影響層面不再局限于師生及校園，終身學習理念、MOOC方式已深入社會大眾，教育發展結構及影響層面從平面走向三維立體。

生態是研究生物的生存狀態，它們內部之間及與環境之間的關系。生態學指出生物多樣性越豐富，則生態系統越穩定，也就越“生態”[6]。社會推動著教育發展的同時，教育也至關重要的推動社會發展，教育作為社會生態中的一部分，搭建持續穩固的教育生態才能持續為社會做貢獻。因此，對智慧教育生態的研究應運而生，即從系統層面研究智慧教育的組成結構體系、各組成之間的關系及其與外部社會環境之間的關系等的研究。

2 智慧教育“新”生態內涵解讀

智慧教育生態不是空降而來，它是社會及教育發展至一定時期的必然狀態。從實踐角度出發，目前各學校及區域建設的所謂智慧教育生態，筆者更認為是智能教育生態。基于5G+智能技術構建的智慧教育新生態中“新”主要在現有實踐中建設的智慧教育生態基礎上進行的研究，將從社會發展、技術發展及疫情發展三個方面分析智慧教育“新”生態發展的必然性。圖1為智慧教育新生態發展歷程圖，是以時間發展為橫軸，同一時間段內對應的社會文明、工業革命、信息技術革命、教育、教育信息化發展歷程。

2.1 智慧教育生態“新”內涵——社會發展所趨

工業文明極大的推動生產力發展，但同時也暴露出環境污染、資源不均衡和社會公平等問題，極大的影響社會可持續發展。習近平總書記在黨的十八大以來，在多個重要場合提及要加快生態文明建設。社會生態文明不單指人們最熟悉的生態環境，身處社會中的經濟、教育等的都是社會生態中的子生態。

從圖1可以看到教育形態（特別是學校形態）與社會文明進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、社會公平等問題，其中最突出的是忽略教育本質，追求外顯一致標準。教育的本質是以學習者為中心，促進人的全面發展，并促進社會的發展。根據智慧教育的定義可以發現其也是在追溯教育本質，所以智慧教育生態“新”內涵是工業文明走向社會文明、制度化教育走向生態化教育，回歸教育本質。現階段所處的智能教育是生態化教育發展的初始階段，智慧教育才是生態化教育的最高形態。

圖1 智慧教育新生態發展歷程圖

2.2 智慧教育生態“新”內涵——技術發展所趨

科學技術是第一生產力，是社會各層面發展的內驅力。從圖1看到以電子計算機、信息技術為典型代表的第三次工業革命同時帶動以互聯網為代表的第六次信息技術革命，教育信息化發展至數字教育。以人工智能為典型代表的第四次工業革命同時帶動以智能互聯網為代表的第七次信息技術革命，教育信息化發展的最高形態是智慧教育生態。

2008年，IBM推出智慧地球的概念。2012年之前我國教育研究發展至“教育智慧”，著重在教師教學法的智慧帶動學生學的智慧，核心是教師豐富的教學經驗。2012年，我國專業學者始興研究“智慧教育”，著重利用智能化技術增強教師教和學生學的智慧方面的探索，核心開始關注學習者。但應用于實踐偏重智能技術的“智”增強教師的“智”。智慧教育的理念構想其實已很明晰，但從實踐發現目前所處智能教育生態，智慧教育的生態還未真正到來。

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。結合布魯姆認知目標分類，智慧就是最高階認知。對于引入智能技術的教育，已有實踐表明智能技術確實能提高學習者認知、理解及應用低中認知目標效率，但受信息孤島、帶寬速率等的限制，學習者無法迅速實時、靈活、客觀、完整的獲取信息，從而影響中高認知層級直至達到智慧最高階認知的升級。智能技術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起來。

5G以其高速率、低功耗、低時延、萬物互聯等的特點給智能教育向智慧教育跨步帶來前進曙光。楊現民教授提到5G是第四次工業革命和第七次信息技術革命的基石，5G為人工智能重新賦能，構建一個5G信息生態系統。5G+智能技術時實現教育新生態的必要前提[8]，不僅能夠重新賦能智能技術，例如，VR、AR、高清直播等重煥新機，同時也將這些智能技術互聯，助力智慧教育生態中大數據平臺的構建及運行。國內網絡領頭企業中國移動、華為等公司已經致力利用5G融合教育多場景應用開發，把教育信息化推到一個新高度。2020年國家發改委、工業和信息化部聯合組織實施2020年新型基礎設施建設工程（寬帶網絡和5G領域），從政策層面指向5G在智慧教育應用示范作為支持重點[9]。因此，得到圖1推導的借助5G+智能技術內驅力，助推智能教育生態向智慧教育新生態升級。

2.3 智慧教育生態“新”內涵——新冠肺炎疫情發展所趨

突如其來的新冠肺炎疫情打亂了整個教育界的陣腳，停課不停學顯著提高了教師信息技術能力，同時教師在探索實踐中開闊了信息技術與教育教學相融合的視角和思路。著名的喬布斯之問長期困擾教育工作者，教師一面想借助信息技術從繁重的教學壓力中解脫出來，但另一面還是采用固化的教學方式，這直接導致教育生態發展轉變很慢。一場疫情給這個僵局帶來轉機，全國師生用行動展示了信息技術強有力的保障在線上教學大范圍的順利開展。同時在線上教學中參與的不僅只有學校和政府，也有眾多企業和研究機構，特殊時期特殊任務，為師生提供各類技術軟件及網絡保障。在這個過程中深刻意識到教育生態中不僅只有政府和學校，企業、研究機構等都是其中的重要部分。

新冠肺炎疫情還將持續，常態化的疫情防控要求下，伴隨學校及社會對教學環境的升級及重構，師生信息素養及教育理念也在不斷提升，強有力的現實因素，加速智慧教育新生態的形成[8]。

3 總結與展望

從2013年4月國家相關部門支持成立IMT-2020（5G）推進組，到2021年4月19日工業和信息化部相關負責人表示我國已初步建成了全球最大規模的5G移動網絡，5G的發展及應用非常迅速。5G未來已來，對教育的沖擊勢不可擋，作為教育生態中重要組成之一的信息化建設部門，在5G真正落地使用之前做好提前建設規劃，針對已有現狀問題進行智能化改造或更新，例如，教室改造+直播+教學平臺、VR/AR硬件環境建設+資源云平臺、一體化運維或教學管理大數據平臺等，在滿足現有教學需求基礎上，5G來臨時還能重新賦能，發揮其更大功效，加快智慧教育生態形成步伐。要實現智慧教育新生態，還有很長的路要走，并不是只有5G+智能技術就能實現，還需要該生態中的其他重要組成共同推進，因此，下一步的研究方向是厘清智慧教育新生態中的重要組成結構體系及其相互關系。