5G技術在線上體育教學的發展與挑戰

劉佳鑫

5G技術在線上體育教學的發展與挑戰

劉佳鑫

（四川師范大學體育學院，四川 成都 610101）

在數字基建政策下線上教學成為常規教學模式。為了解5G技術給線上體育教學帶來的發展，文章對5G技術在教學中的應用進行研究，一方面運用5G設備將復雜困難的教學動作得到更清晰地展示；另一方面體育老師運用5G與遠程教學結合的智慧平臺，在虛擬環境中與來自各地的體育老師、體育教授交流，提升教學水平、促進自我發展。同時也應意識到5G技術應用線上體育教學過程帶來的挑戰。

5G技術；線上教學；體育教學

1 5G技術的發展與崛起

線上教學是以全體學生的學習發展為中心，在“互聯網+教育”的背景下，我國許多地區與學校積極探索線上教學的創新教學方法手段，為了讓云計算、移動互聯、大數據在教育行業得到推廣，中國加速了投資未來的速度，啟動了34萬億的新基建，5G基站的建設和大數據中心包含在新基建計劃中，5G基站與工業互聯網代表著5G時代的到來，今年5G基建在中國會拉動巨大的投資規模，創造更多的就業崗位。2018年10月，國務院發布了《完善促進消費體制機制實施方案（2018-2020年）》，其核心內容是中國將進一步擴大和升級信息消費，加快推進5G技術商用，可見三大運營商和主設備研制的廠商都在全力加快5G產品的研發與測試，加快5G網絡建設部署進度。2019年6月6號，中國電信、中國聯通、中國廣電三大運營商正式得到了工信部發放的5G商用牌照，預示著5G元年的正式開啟。

5G是指第五代移動通信技術，相對于以往的2G、3G、4G前幾代移動通信技術來說，實現了3個方面的技術突破：（1）高帶寬。5G的高帶寬帶帶來更快的信息傳輸速率，用戶體驗速率達到100Mbps至1Gbps，相對于4G傳輸速率不高的缺點，可以更加清晰地在網絡上看到復雜的體育教學動作，4K、8K的超清體育動作分析視頻也能輕松觀看。（2）低時延。相較于4G網絡較高的時延，5G的時延將低于1ms，兩端之間的毫米時延，可以實現對無線信號的連接時延和穩定性要求苛刻的業務。如5G時代可以實現無人駕駛，保障車、人、路三點互通，消除安全風險，推進車聯網應用進程。（3）大規模機器通信。5G技術讓物與物之間連接數量大幅增加，連接密度可達到100萬個/km2，且能在更快的移動速度下使用，在遠程終端能及時做出反應，實現萬物互聯[1]。

2 體育線上教學的優勢

2.1 5G+虛擬現實

5G與2G、3G、4G不同，5G擁有相對固定的網絡架構與頻道資源，通過新空口塑造了自身低時延，高帶寬以及連接范圍廣的三大特性，5G網絡的靈活性可以適應不同的場景，VR是指利用計算機技術來產生一個三維空間，學生可以佩戴虛擬設備讓自己如同在現實的物理空間內，提高學生興趣，為師生提供互動化、個性化、沉浸式的課堂教學體驗[2]。通過與VR的融合，構建跨越端管云的新業態，通過身體感覺交互的方式為用戶構建一個虛擬的浸入式、可交互的環境，滿足學生各方面的體育需求[3]。比如，將虛擬現實技術應用到體育課堂教學，通過自然交互的方式，將抽象、復雜的技術動作可視化、形象化，讓學生們通過立體人像的展示，技術動作的易難點介紹，虛擬空間的構建營造來分析信息，為學生們帶來傳統體育課無法實現的學習體驗，實現更高的知識保留度。

2.2 5G+遠程互助教學

5G+遠程互動教學是5G+智慧教育的關鍵環節，比如，5G網絡支持數據與內容的多媒體交互，可通過實時雙向音視頻來進行互動教學；在互助教學中，在體育場上設置多個全景攝像頭，用來捕捉學生在進行體育動作時的速度、力量等數據，老師可以通過大屏、VR一體機對他們展示的動作進行分析，并將分析結果實時反饋至運動場，指導學生調整自己的動作。例如，健美操、體操、武術等競技類體育運動項目，通過在線監測、在線考核的功能對學生的學習情況進行調查評價，借助計算機技術統計學習者的學習情況并形成圖表，供學習者參考[4]。

2.3 5G+人工智能教育

學校采用線上教育出現了課堂紀律的保持、學生的上課狀態、老師的教學質量等一系列問題，在大數據與AI智能背景下，人工智能的技術不斷成熟，在技術應用的基礎上，將人臉識別、語音識別、行為分析等相關數據應用到課堂、學生學習態度、教學質量等應用層。比如，應用人臉識別功能來分析學生在課堂的情感變化，通過攝像頭收集的高清視頻數據，在智能系統后臺分析學生情感變化，判斷學生的情感類型等，將統計后的數據可視化而形象的展示出來，老師便能觀察到學生在課堂上的情感變化，從而分析自己授課內容對學生的吸引力，并且能關注到每個學生的學習狀態，從而調整教學進度和授課方式，提高教學質量和實踐效果；在課堂互動識別與分析中，人工智能智慧教學系統通過師生交流的過程，收集互動的數據，以文本的形式來記錄老師的教學內容和學生的反饋，提取關鍵詞，在不同氛圍的課堂里提取出有助于課堂氛圍的正面詞匯。同時，也針對不同情感類型的學生提取對他們學習積極性調動的正面詞匯，進一步提高教學互動效果，提升學生學習效率。

3 5G技術應用線上體育教學的必要性

3.1 體育教師專業發展的提升

5G技術的到來加快了網絡線上教育的開展，也為教師的專業素養和信息素養提出了更高的要求。體育老師的專業能力也需要由弱到強不斷精進，社會進步對學校體育要求的提高，對體育教師專業能力的要求也相應增加，體育教師的專業成長已不再局限于教授動作、傳授運動技能等單個專業要素的提高，還包括技術素養的提升[5]。其中包括體育教師會靈活使用大數據、云計算、虛擬現實等新技術，推進教育信息化的應用。比如，5G+體育教師智慧學習平臺，讓體育教師能夠學習到更多培訓之外的知識，能夠提升自己的專業能力。引入“平臺+教育”教育模式，加快師生信息素養全面提升，拓展技術應用的能力，讓體育教師具備良好的信息思維，適應信息社會發展的要求。

3.2 落實國家法律與政策的需要

美國無線通信和互聯網協會報告中，中國在全球5G整體發展進度排名第一，這與國家的戰略競爭是分不開的，中國提升了5G投入和資本支出同時，憑借中國的人口數量和廣大應用場景的優勢，讓5G產業發展的潛力巨大，這也為5G+教育奠定了堅實基礎。2019年四川省印發了《新一代網絡技術產業培育方案》，部署了發展新一代網絡技術產業的重點任務，其中包括培育與教育、醫療、交通等各行業實體經濟深度融合發展的新模式、新形態、新產業。

4 5G技術應用線上體育教學的挑戰

4.1 體育教師自我意識和發展不足

在建立體育強國的道路上，習近平總書記指明我們建設體育強國的切實路徑，認為實現體育強國夢要從青少年抓起，引領青少年健康茁壯成長，培養后備人才[6]。但在我國的體育師資隊伍重要性都沒有體現出來，體育教師的專業水平的不足和應試教育的壓力下學生沒有足夠的自由時間去參與體育活動。隨著各學校開始引進5G設備，體育教師的學習教學方式也在不斷更新，如何使用5G設備收集學生資料數據進行教學也成了新的問題。所以，專業素養和信息素養的雙向提升是體育教師未來自我發展的方向，應用5G技術，不斷加深5G+教育的融合應用[7]。

4.2 5G+體育教學雙線形式開展困難

為了拓展5G+教育的雙線形式，體育課加入了線上指導，線下練習的過程中來。雖然線上體育教學是一個全新的教學模式，但也伴隨著許多問題，線上體育教育的教學內容過于簡單，比如跳繩、跑步、下蹲等，器材少，專業要求也不高，不需要教師過多指導，使學生的積極性不夠強烈，再加上體育教師也沒有充分利用網絡資源做好充分準備，使常規的內容不夠新穎，難以激發學生的興趣，教學質量低下；線上體育教學的課堂組織形式、課程目標的安排、師生互動等環節與線下的差別很大，許多教師的教學思維方式沒有改變，線上指導學生體育學習缺乏線上組織教學經驗；學生參與感不強，教師在認真地上課，學生偷偷玩樂，沒有真正參與體育鍛煉[8]。

4.3 5G網絡安全有待提升

大量的體育教育數據是體育教師與學生隱私的寶貴教育資產，其數據傳輸的安全性對5G+教育而言是一大挑戰。5G+物聯網構建的教學平臺融合大數據可以幫助學生獲取大量有價值的信息，并通過大數據的處理滿足學生不同的需求，因此，5G為了考慮基本的數據和語音通信服務的安全性，5G需要建立更全面、高效、節能的網絡和通信服務模型，來全方位的保護師生的大量隱私信息。比如線上體育課，需要通過5G接入設備來收集學生的健康數據、運動愛好、飲食安全等信息，這些信息需要在5G系統里被第三服務商處理后給學生帶來相對應的建議與需求，但5G安全問題的關鍵技術還在研究探討中[9]。

5 小結

5G技術在線上教學的引進為整個信息化教學帶來了革命性的升級，在此背景下，師生需更早地適應線上教學。5G+體育的教學模式，將有效打破時域限制，改變傳統的遠程教學模式，為師生帶來身臨其境的互動體驗。5G時代改變了體育教師專業發展的思路和模式，為體育教師專業發展提供了全新地道路。體育教師也需要在大數據時代下找到出路，努力提升信息素養，借助5G設備建設體育教師智慧專業學習共同體，以便于更熟練地開展線上教學，基于此，以5G+體育教學為突破口，明晰當前存在地問題和挑戰，讓學校、體育教師扛起“健康學習”責任，并通過不同角度來順應教育模式發展趨勢，在未來實現成功轉向。

[1]黃河,劉琳琳,李政.5G時代體育賽事移動傳播的技術變革與內容創新：兼論對北京2022年冬奧會的啟示[J].上海體育學院學報,2020,44(5):16-23.

[2]林華.虛擬現實技術融合警務技能教學探討性研究[J].體育科學研究,2019,23(2):82-85.

[3]吳煌,熊歡.基于VR技術在信息化教育中的應用[J].信息記錄材料,2020,21(6):99-100.

[4]楊雪紅,鄭磊石.“互聯網+教育”背景下健美操在線教學課程設計[J].體育科學研究,2020,24(3):89-92.

[5]黃江林,陳棟,張軍獻.體育教師專業成長力研究[J].體育科學研究,2019,23(3):88-92.

[6]肖堅,汪焱.習近平體育強國思想引領下的體育強國建設[J].體育科學研究,2019,23(1):1-5.

[7]黃曉麗,彭煒,于易.5G賦能時代體育教師智慧專業學習共同體構建[J].湖南工業大學學報(社會科學版),2020,25(2):101-107.

[8]趙利,賈雪楓,王廷相,等. “新冠疫情下線上教學的問題與對策”(筆談)[C].揚州大學教育科學學院.當代教育評論（第10輯）.揚州大學教育科學學院:揚州大學教育科學學院,2020:18-30.

[9]陳冬梅.基于5G+VR技術的智慧體育教學方案研究[J].產業創新研究,2020(14):171-172.

The Development and Challenges of 5G Technology in Online Physical Education

LIU Jiaxin

(Sichuan Normal University, Chengdu 610101, Sichuan, China)

劉佳鑫（1996—），碩士生，研究方向：體育教學。