莊榮霞：5G技術打造全新教育生態系統，同時也帶來全新挑戰－莊榮霞

本文出自「過濾器如有任何侵權或其他問題，請聯絡我們刪除。支持智慧財產權保護，轉載請註明原出處及作者。近日，北京師範大學教育系副教授、智慧學習研究院開放教育資源實驗室聯合主任莊榮霞副教授在「兩會教育談」專欄專訪中，就「現代資訊科技促進教育高品質均衡發展」這一主題分享和交流了看法。

《2021年政府工作報告》提到，2021年要發展更公平、更高品質的教育；要促進義務教育的高品質、均衡發展。您認為教育資訊化在提升教育品質和實現教育公平方面發揮著怎樣的作用？

莊榮霞副教授：《中國教育現代化2035》提出「加速資訊時代教育改革，運用現代科技加速人才培育模式改革，實現規模化教育與個人化培養有機結合」。規模化教育和個人化培養體現了「教育公平」和「教育品質」這兩個關鍵字。

隨著5G、大數據、物聯網、人工智慧等新一代資訊技術的發展，我們必須將這些資訊技術，特別是智慧技術，與教育教學深度融合。這種融合有助於縮小我國部分地區、城鄉之間以及學校之間的差距，緩解教育領域的數位落差和優質教育資源、優質師資資源在不同地區分佈不均的問題。同時，它也能為學生群體提供個人化、精準、高品質的學習指導，在保障教育公平的基礎上，確保教育品質。

今年的政府工作報告提出「加大5G網路和千兆光網路建設力度，豐富應用場景」。近兩年來，我國5G發展迅速。 5G具有超高資料速率、大規模連線、低延遲、高可靠性等特點，這些特點在教育領域有著豐富的應用前景。接下來，我們以5G為切入點，看看5G能否幫助我們解決教育公平和品質問題。

從公平的角度來看，5G 和其他技術可以用來促進教育平衡，解決教育中的數位落差問題。去年對抗新冠肺炎疫情期間，我國啟動了大規模線上教育教學。依托5G網絡，在5G線上課堂、5G遠距教學科研、5G+4K視訊傳輸等多個領域進行了嘗試。 5G網路能夠保障教育資源平台的穩定運作。 5G與全息技術、AR/VR技術等的結合，使一些知名教師的課程和數位資源更加生動逼真，有助於促進優質教育資源的共享，服務於教育資訊化發展，服務於教育公平性和品質提升。

此外，就5G在教育領域的具體應用而言，5G高頻寬、低延遲、高可靠性以及支援海量連線等。5G 的基本功能已被許多學校和企業用於探索教育領域的一些應用場景，例如 5G+智慧校園、5G+智慧教室、5G+直播教學、5G+VR教學等。

在研究初期，我們的團隊嘗試將過去的研究成果與新的視角結合，以描述5G在教育領域的應用場景。 5G在教育領域的應用場景主要體現在以學校為中心的五大核心領域（學校、家庭、社區、公共場所和工作場所）以及四個擴展領域（教室、學區、活動場地和農村地區）。這九大領域涵蓋了5G的各種應用場景，而5G在這些領域中也存在一些獨特的應用場景。

1. 學校操場

學校是最重要的領域。在學校領域，5G智慧校園、5G增強互動教室、超高清互動教學、遠端虛擬模擬實驗等都是相對獨特的應用場景。當5G與其他智慧技術結合使用時，情況也是如此。以下簡要介紹這四個應用場景。

第一個是5G智慧校園。一方面，5G智慧校園綜合運用5G技術、大數據、人工智慧、物聯網等技術。從環境角度來看，我們著重運用5G等技術全面感知校園物理環境，幫助學生辨識學習情境；在校內，我們必須運用多種技術與資料支援教學、科研，並以情境辨識進行各種智慧決策。另一方面，學校之間以及學校與企業之間可以進行資源共享，為學生提供開放的線上和線下融合學習環境。

第二點是5G增強互動教室。在這個教室裡，全息投影、AR/VR/MR/XR等多種演示技術與5G網絡相結合，打破了傳統教室的壁壘，融合了線上線下、現實與虛擬，為學生帶來強烈的沉浸感，並促進了師生互動。在過程中，學生之間的協作知識建構也更加多元化。從教師的角度來看，各種感測設備可以收集教學過程中師生的學習數據，教師可以根據這些數據進行精準教學，使學生的課堂學習更加智慧化。

第三種是超高清互動教學。5G技術用於進行超高清互動教學，包括互動直播教學、混合同步教學等多種形式。這種互動教學方式也能滿足音樂、舞蹈等對時間要求非常嚴格的學科的需求。借助5G技術，可以實現雙教師教學，從而獲得良好的教學體驗並共享優質資源。

第四部分是遠端和虛擬模擬實驗。5G可以與擴展現實和其他智慧技術結合，為學生提供高度模擬和視覺化的教學內容，並創造具有臨場感、沉浸感和互動性的實驗性和實踐性教學情境。尤其是在這種實驗情境下，結合物聯網技術，可以透過網路遠端控制部分設施和設備，實現一些遠端模擬實驗。

2. 家庭領域

在家庭領域，雖然目前WiFi應用最為廣泛，但隨著5G技術的發展，未來某一天，5G也可能主導家庭網路。屆時，5G技術與人工智慧技術的結合，可能會催生出許多類型的機器學習伴侶，例如各種小型機器人等等。這些都是有可能實現的。

3. 公共區域

在公車站、書店、咖啡館等公共場所，人們有時會瀏覽一些學習資料，因此這些地方也成為了學習場所。在這些公共場所，5G 可以幫助人們建立無縫的學習環境。只要人們擁有便利的 5G 設備，就可以隨時隨地學習，無論是學習學校課程還是其他有興趣的內容。

4. 場地和場所

在場館領域，我們常聽到「智慧場館」和「智慧博物館」之類的術語。例如，科技博物館正在轉型為智慧場館，5G技術可以支持學生的沉浸式體驗，促進他們在場館內的學習。場館本身也是一個非常重要的學習場所。

5. 社區或鄉村田地

在社區或農村地區，尤其是在一些偏遠農村地區，我們需要將5G技術推廣到那裡。這不僅是一項技術，更重要的是一種學習方式。因此，我們構思了「5G移動智慧教室」的場景。 「5G行動智慧教室」就像一輛行動汽車，它不僅提供5G網絡，還提供合作學習、探究式學習和體驗式學習等多種學習方法，讓學生獲得豐富的體驗，從而彌合教學方法上的數位鴻溝。

6. 工作場所

工作場所是進行大量培訓的重要場所，也是一個非常重要的學習環境。借助5G等技術，以及觸覺互聯網或技能互聯網研究的發展，學習鋼琴等觸覺相關運動技能將變得非常豐富生動。學生還可以利用觸覺互聯網提供的增強觸覺互動體驗，學習遠端維護和工業培訓等技能。

在學校、家庭、公共場所、活動場地、社區、農村地區或工作場所，5G都有一些特殊的應用場景。總的來說，5G技術並非孤立發展，它將支援人工智慧、大數據、雲端運算、邊緣運算等技術的發展，使這些技術更加智慧化。利用智慧科技解決當前教育教學問題已逐漸成為共識。

如今，5G和人工智慧等技術正逐步應用於教育教學場景。我想請您談談在這些教育場景應用中，師生互動將面臨哪些挑戰？

莊榮霞副教授：現今的教學更重視學生的視角，強調學生的學習經驗，教學應以學生為中心。 5G、人工智慧等智慧科技的應用，為學生創造了一個不同於以往以師生互動為主要教學內容的課堂學習環境。

在新環境下，除了教師和學生之外，還有一些技術支援。在這種情況下，師生互動面臨巨大的挑戰。我們常聽到一個詞，叫做…“三維空間”例如，我們面對面交流的方式是社交空間，我們在線上溝通的方式是資訊空間，而我們現在面試所在的房間則是實體空間。在師生互動過程中，他們需要理解物理空間、資訊空間和麵對面社交空間這三個三維空間的互動問題。

這些技術的應用賦予了許多教學模式一個共同的特徵：「線上線下融合」（OMO）。這使得我們所處的空間更加複雜。然而，無論空間如何變化，最重要的始終是互動。我們高度重視學生的學習經驗和互動。互動一方麵包含語言表達，即行為互動；另一方面，在溝通中感受到愉悅，即情感互動。儘管教學模式多種多樣，但行為互動和情感互動始終不可或缺。

首先，互動關係發生了變化。最初師生間的面對面互動已擴展到學生之間、師生之間、學生與其他線上使用者之間以及教師與其他線上教學同事之間的互動，演變為多方互動。這就是科技帶來的關係挑戰。人際關係不再是單一的，而是變得更全面和複雜。

其次，互動形式發生了變化。過去，人們能夠看到面對面的互動。去年對抗疫情期間，教師面臨的最大挑戰是開展直播課程。教師只能看到螢幕，看不到遠處的學生，因此無法了解授課效果如何。這給教師的互動帶來了挑戰。為此，教師可以透過允許學生在線上發送訊息和按讚來彌補互動不足。這是一種互動方式的補償。這種補償方式可以促進師生之間的行為互動，更重要的是，可以促進師生之間的情感互動。

上述關係挑戰和形式挑戰是教師面臨的更大問題。

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