浅谈5G网络时代的智慧教室建设
齐长春 蔡辉 赵子锐
摘要：随着5G网络时代的到来，智慧教室建设将进入一个新阶段。在硬件设备日趋成熟，5G网络速度革命性发展的前提下，开发更适宜个性化学习需要的智能教学平台，构建一套完美的智慧教室系统势在必行。智慧教室为个性化学习提供了有力支持，本文在分析当前智慧教室局限性的基础上，提出了5G网络时代的智慧教室建设构想，对5G网络时代的智能教学平台开发和智慧教室功能完善进行了探讨。
关键词：5G网络?智慧教室?个性化学习
当前智慧教室建设已经比较成熟，教学平台呈现多样化、智能化的特点，推动了课前自主学习、课中互动学习和课后拓展学习的一体化课堂的形成，促进了个性化学习的发展。本文探讨5G网络时代，如何建设一个专业稳定的平台，提供大量优质教育教学资源，让学生通过智能教学平台自主获取知识信息，找到适合自己的学习途径和学习内容，让学习充满自由、快乐。
一、当前智慧教室建设存在的问题
智慧教室融教育与信息技术于一体，改变了传统课堂教学模式，提高了教学效率和学习效率。但是，当前智慧教室也存在着成本高、资源少和体验欠佳等问题。
（一）成本高
学校努力从教育主管部门申请到了智慧教室试点的机会，但一线教师对安装在学校的“智慧设备”不知道怎么使用，也不知道做什么用。尽管学校和主管部门花费大量经费进行培训，但老师们的信息技术水平并没有普遍提高，使用热情依旧不高。
（二）资源少
智能教学平台是智慧教室的核心，需要有大量优质的教学资源供师生使用。平台上实用的教学资源匮乏，不足以吸引老师和学生。
（三）体验欠佳
以笔者使用的智能教学平台为例。笔者课前做好了充分准备，但登录、打开素材、切换、讲解、触控、书写、展示、抢答等基本环节，并没有预期那么流畅，每一步的卡顿都会阻碍课堂进展。尽管学校已经装了百兆宽带，但是分配到每一个用户时，网络体验依然不佳。登录后掉线，教师传输素材网速过慢，导致学生端接收延迟等情况很普遍。教师端和学生端使用的硬件配置不高，操作卡顿、书写困难以及“续航”能力不足是较棘手的问题。相关的软件开发还在初级阶段，如何完善“平台”功能、增强体验感是今后智慧教室建设应该考虑的问题。
二、5G网络时代的智慧教室环境建设构想
在当前智慧教室环境下推行个性化学习，显得“捉襟见肘”。而5G网络时代的到来，为智慧教室环境下个性化学习提供了坚实的基础。
（一）5G网络时代的智能教学平台搭建
1.提高硬件配置，实现万物联网
要保证系统在5G环境下正常工作，相关硬件配置要全面，功能要足够强大，对服务器云终端的要求也更高。电脑、屏幕显示器、VR和AR设备、手机、学生端的Pad、路由器、投影仪、实物展台甚至可穿戴设备等都要求支持5G网络连接，实现在同一个5G网络下全部关联，每一个电器都可以“云控制”，即万物联网。在5G网络下，学生和老师无须担心出了校门就“断网”，打破地域限制是5G网络最大特点，硬件设备作为教师授课和学生学习的辅助工具，就如同一个“电子管家”，为个性化学习提供便利。在指令控制下，智慧教室系统一键开机，在用户需要时提前开机，不耽误课堂时间，不需繁杂的开关流程，系统自动登录平台，记忆账号密码，普及专有性密码，例如指纹密码和虹膜扫描，减少用户丢失密码时的登录麻烦。
2.开发专业软件，打通平台阻碍
开发专业兼容的软件平台，才能发挥5G网络的作用。首先，软件兼容性要强，做到兼容Windows、Mac、安卓、IOS、电视、可穿戴设备等主流平台和硬件。做到一人一个账号，云端存储，数据互通。其次，软件要及时优化，深挖用戶需求。软件操作界面简洁易懂，应用功能实用方便，获取广大教师和学生用户的认可，是智能教学平台全面推广的基本条件。软件投入市场以后，根据用户反馈，及时更新内容和改进功能，增强软件使用的体验感和数据安全保护。
（二）5G网络时代的智慧教室功能建设
智慧教室环境有利于实现课前自主学习、课中互动学习和课后拓展学习的个性化学习。5G网络下的智慧教室功能开发要为实践课前、课中和课后的一体化课堂做足准备，5G网络充分保障数据存储、运行和精准分析。
1.开发个性化学习空间。每位学生每天的学习情况不尽相同，对于同一个知识点，有的掌握，有的还需要巩固，因此可以推送个性化的教学内容，例如电子书、教学视频、试卷、习题等。这些推送内容，针对不同人群的个性差异，包括必做题、选做题和拓展内容等，知识结构包括重难点分析、易错点的解答等。最终形成学生自己的个性化学习资源。为了保护学生隐私，平台上的用户可以使用昵称，只公开学习动态和学习进度，达到相互学习的目的。
2.设置学习梯度。设置新课学习、闯关作业、专题训练、每日一练、阶段测评、期末总评等模块供学生学习使用。设置“流浪瓶”“世界大战”等模块供学生自我提升和相互挑战。每个作业模块的难度分为简单、一般、困难三个梯度，每个梯度之间相互独立，由学生自主选择适合自己的梯度。
3.开放自主学习空间。新课配套知识讲解，以电子书和微视频的形式供学生学习。微视频比一般微课还要短，其简洁明了、短小精悍、生动有趣，学生可以利用碎片时间学习。这一模块的内容完全开放，不设置门槛，学生随时可以学习，学习进度纳入系统排行榜，全平台相互督促。
4.平台资源建设。平台资源有限，所有相关人员包括但不限于教师和学生都可以根据课程标准，结合教材，录制“知识点微视频”并上传到平台，在帮助别人的同时通过获得点击量来得到相应贡献值，既巩固了自身对知识的理解，又体现了自身的学习价值。软件的录制功能要做的简单易用，功能多样化，学科化，推动资源积累和交流。
5.趣味闯关。“闯关作业”和教材课程内容配套，题量合理，但是只有第一关自由进入，从第二关开始，进入的条件是在上一关获得三颗星（由系统评估），或者再次学习相关内容，用学习时间获取打开关卡的“钥匙”，学习过程要防作弊，避免用户刷时长换“钥匙”。为验证学生是否认真观看学习内容，在观看结束后，会随机出现与观看内容相关的问题让学生作答，作答正确方可累计学习时间，闯关进度同样纳入系统排行榜。
6.学生互助批改。模块的测试批改，客观题由系统直接批改，主观题由学生选择网友互动批改，也可以发给指定同学批改。高积分同学可以批改低积分同学的作业，批改要有批改痕迹，指出错误点和错误原因，供被批改者订正使用，审核通过后获取积分奖励，可以换取平台其他资源的学习等特权。模块学习不纳入系统排行榜，但系统会对用户每一项作业进行数据分析，包括但不限于正确率、错误率、整体质量以及批改作业量。系统综合用户所有的学习情况进行等级提升，获取更高一级的权力和排名，并且通过痕迹分析智能推送相关资源给学生进行下一步学习，并给出综合评价。
7.拓展性学习。“流浪瓶”“世界大战”模块为学生随机挑战全平台用户提供机会。从挑战中获取奖励，用来兑换更多的学习资源和特有的学习权限。平台内容设置的宗旨是，与教材配套的基本内容无门槛开放，提升内容和习题训练必须获得“钥匙”解锁。
目前网络的速度慢和稳定性差是智慧教室运行的最大障碍。5G的网速大约是4G的10倍以上，网络延迟可以减少到10毫秒以下，远远低于人眨眼所需的300毫秒，能有效解决头戴设备导致的眩晕问题。
在5G环境下运行的虚拟现实技术，有可能引发个性化学习的一次革命。在许多教学场景中，虚拟显示技术可以让学生获取感官刺激体验，加深对知识的理解。可以模拟真实课堂，投影师生影像，在云端建立一个独特的可视化的虚拟课堂，获得与现实课堂一样的感受，增强师生间的情感交流。
在5G网络时代，智慧课堂的构建必然越来越成熟和多样化。借助5G的技术手段达到教育资源的合理分配和及时调用，提高学习效率，降低学习成本，减轻师生的学习压力，为高效教育教学提供更多可能，是5G在教学教育上的最好归属。
参考文献：
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