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5G+AI点亮智慧教育,科技赋能未来校园发布时间:2020-10-20   点击率:3415

过去数月,一场史上规模最大、效率最高的线上教育迁移行动,改变了学校教学为主的教学形态,也点燃了教育界对技术创新的热忱,5G与AI首当其冲。2020年,伴随着5G技术的成熟和商用爆发,智慧教育进入可落地、可复制的规模化应用阶段。在 5G、云、AI等技术的加持下,智慧教育正经历翻牌后的重启。


政策助推5G智慧教育发展
早在2017年8月,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,指出要“推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用”。2018年4月,教育部印发 《教育信息化2.0行动计划》,要求“以人工智能等新兴技术为基础,依托各类智能设备及网络,积极开展智慧教育创新研究和示范,推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构”。


今年3月,会议强调,要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。同月,国家发展改革委办公厅工业和信息化部办公厅印发《关于组织实施 2020 年新型基础设施建设工程(宽带网络和 5G 领域)的通知》,将重点支持“5G教育应用示范”在内的七大领域。政策频出,背后是国家对于教育信息化的大力扶植。随着我国5G、AI、云计算产业的日趋成熟,5G+AI赋能智慧教育已进入快速发展阶段。

5G最先落地的教育场景 
如今,以大数据&区块链、5G专用专网、AI视频&语音分析技术为基础,从教学资源、校园服务、校园管理和校园环境等四个方面入手,可以形成一个完整的“智慧教育”总体框架。根据5G影响教育的主要方面及教育领域的迫切需求,5G最先落地的教育场景有:

升级校园安防系统
目前绝大多数学校的校园监控是一个被动且滞后的防御系统,而5G网络为改变传统的校园安防提供了契机。将AI算力注入边缘,通过在学校的摄像头上添加人工智能芯片,使每一路摄像头采集到的视频在最接近捕获数据的位置进行初始分析,减少视频分析的延迟。这就好比是用计算机将替代人工,实时分析多路监控画面,当监测到校园里发生危险行为时,会自动向保安发出警示。


这种升级得益于AI视频分析技术对视频流的实时监控和智能识别,以及5G+边缘计算(MEC)在网络和存储上提供的基础支持。

重构课堂教学管理
课堂教学是教育的核心,技术带来的重大结构性变革必先从课堂开始。全国每天大约产生一亿小时的课时,但是这些教学数据并没有得到有效利用。一是教学数据以视频等非结构化数据为主,采集难度大、成本高;二是数据采集不到或者不全面,无法准确地描述课堂教学过程。


5G网络与AI技术可以助力学校对教学课堂进行高效、智能管理。老师可以通过更多有价值的数据辅助教学,比如,课堂上学生的专注力变化、情绪变化、课堂行为、坐姿视力疲劳和活跃程度等。同时,学校可以积累更多课堂教学资源,比如,梳理和提炼知识点、留存课堂板书、课堂视频的剪辑与分享。
AI技术解决了课堂教学分析和资源积累的问题。而5G网络提供多样化的数据入口、打通了课堂教学数据传输的通路,帮助学校或者地区建立数据资源,这是一场大数据驱动学校管理、决策和教学的革命。

打造家校共育信息基础
家校共育面临的最大问题是——信息不对称。充分分享家庭与学校之间的信息是家校共育的前提。但在实际操作中,家校之间的信息分享存在隔阂。由于精力有限,绝大多数老师通过周报或月报向家长反馈孩子的在校表现,这一方面增加了老师的工作负担,另一方面反馈的内容以老师的主观评价和教学经验为出发点,没有客观的数据记录。


5G网络与AI技术的应用,打通了家校共育的信息隔阂。AI技术可对每一位学生进行个性化分析,帮助家长了解孩子的课堂专注力、学科兴趣及近视风险;5G网络则能为数据传输提供入口和通道。

5G时代的教育变革
大数据、云计算、人工智能等为代表的新兴技术的融合,必将引发教师、学生、学习资源、学习环境等教育场景要素的深刻变革。
4G技术已经令人感受到互联网技术对教育的变革力量;未来5G 的应用,更将不断丰富教育场景的维度,促进教育场景的变革,推动教育改革与教育信息化的进程。

教师教学走向智能化
5G 时代的到来,将极大地扩展教师在课堂上的教学能力与组织能力,为教师带来诸多便利。借助于“5G+AI+大数据+学习分析”,可辅助教师从传统的一般教师升级为“超级教师”,这种“超级教师”会进行学习分析、会与智能机器人协同工作。

5G 时代带来的不仅仅是优质的信息化环境、网络“超级高速公路”,更多是一种全新教与学方式。这对教师(包括学校管理者)提出了许多新的课题,其中,教师教育理念的转变,是有效利用包括5G 在内的信息化技术的前提。所以,教师需要不断更新自己的教育理念以适应5G 时代教与学的新需求。这种变革需要一个过程,需要国家进行顶层设计,需要与现有的教师信息化能力提升工程等配套。

学生学习趋向自主化
5G 时代的来临,会使学生的学习由繁化简。大规模机器智能+5G 通信应用场景,为未来学校与课堂创设了更多有趣的虚拟学习情境。学生可根据自身能力以及当前需求,在教师的辅导下,聚焦感兴趣的问题,设计与提出解决问题的方案,在与学习同伴的交互中,一边学习思考、 一边动手实践,从而给学生自我动手、实践能力等的提升,提供更多发展空间。


学习环境日益丰富化
5G 的三大应用场景、八大特性,为构建更丰富、更具有实操性、更接近真实世界、多感官参与的学习,提供强有力的技术支持,有助于全方位地了解学生的注意力类型、媒体偏好、学习兴趣、心理状态变化、学习风格等基本特征,可为学生创设一个自恰、自主、体验、探究、合作与交流的学习环境。

学习资源更加多元化
学习资源是教育场景中必不可缺的要素之一,学习资源在课前、课中、课后三个阶段都要为教师与学生提供有力的支持。随着网络技术发展,如今学生对多模态学习资源的需求逐渐增多。5G 时代的到来,将助推学习资源的进一步发展,以满足学生对新兴学习资源的需求。


随着5G加速来临,智慧教育势必会迎来新的发展机遇,改变传统的教育教学模式,将不可能实现的教学场景得以实现。5G不仅可与智慧教育中的各种智能技术相结合,增强技术本身的作用和价值;还能参与到教学及校园管理环节,加速教育创新,全面促进教育信息化建设,5G时代的智慧教育必将迈上一个新的发展阶段。