5G賦能下特殊教育現代化建設的跨行業融合模式探究

周 琪 謝婷婷 陳東帆

（1.深圳市南山區龍苑學校 廣東深圳 518000；2.華東師范大學 上海 200062）

2019年6月，中國工信部正式發放5G商用牌照，中國5G正式進入商用元年，隨著我國首批14項5G核心標準的發布，5G不論是功能、構建要求、測試標準與監控都有明晰標準。隨之而來的是5G在工業互聯網、車聯網、智慧城市、智慧醫療、超高清視頻等領域的示范應用不斷涌現，以5G為平臺的全方位信息生態系統正在逐步融入到社會生活和經濟建設的各個領域。特殊教育作為教育中重要一環，其現代化發展自20世紀末提出以來已取得矚目成就，面對“5G+智慧教育”的發展，特殊教育領域也應把握機會積極參與，建設“5G+智慧特殊教育”，探索特殊教育現代化建設新內容。本文立足于5G所賦能的智能產業發展與特殊教育現代化發展的跨行業協作，從雙向促進中積極探索建設特殊教育現代化之路。

一、“5G+智能”在特殊教育應用前景

（一）5G概念及特征。5G，即第五代移動通信技術（5th-Generation，5G），與4G以通信速率為主要評價指標不同，5G的優越性能體現在傳輸速率、流量密度、時延與移動性四個關鍵性能的提升。IMT-2020白皮書[1]指出5G在傳輸速率上實現了從“M”到“G”的改進；在連接數密度上，達到每平方公里一百萬的連接數密度；在端到端時延上，要求不高于2毫秒的時延；在移動性上，收發雙方間的最大相對移動速度可達每小時500KM以上；這四大關鍵性能的提升帶來的是5G的高速率、低時延、大密度以及強移動性。

（二）5G賦能下的智能技術的產業前景與特殊教育應用前景。隨著工業4.0的提出，物聯網、虛擬現實、人工智能、云計算、高清視頻等技術登上歷史舞臺，并在特殊教育現代建設中展開了積極的嘗試，5G作為底層通信技術的更新，帶來的是智能技術方方面面的革新。技術革新的依據是5G將引領行業投資新一輪熱潮，資金與人才的涌入，同時優質的技術與內容成為競爭的核心,必將推動具有里程碑意義的產品與井噴式的行業發展（見視圖1）。

圖1 5G對智能技術的推進[1-3]

二、“5G+智能”與特殊教育現代化跨行業融合基礎

5G作為新一代基礎通信設施，通過賦能智能技術，探索豐富應用場景，實現跨行業融合是5G發展的主要方向[4]。因此把握特殊教育現代化發展的多方面需求、構建“5G+智能”應用于特殊教育現代化建設的技術方案、明確跨行業協作人員任務是實現跨行業融合的基礎。

（一）跨行業融合需求框架（見圖2）。“5G+智能”背景下特殊教育現代化包括多維度的革新與改進，既包括理論的創新也包括實踐的改革，既立足于特殊教育發展需求也尊重現代化技術的發展水平[5]。在“5G+智能”的技術加持下，特殊教育現代化可以最直觀表現為評估、干預與監控的標準化、個性化和智能化，究其內核則是特殊教育質量的提升，這可以表現為特殊教育的普及化水平與均衡化發展水平的提升，理念與內容的提升，參與者幸福感的提升以及智能化水平與系統化水平的提升。5G賦能下的智能技術產業想要參與特殊教育現代化建設應以當提升特殊教育質量為產品內核，從提升評估、干預與監控的標準化、個性化與智能化開發與設計產品。

圖2 跨行業融合需求框架

（二）跨行業融合技術生態。5G通信技術對智能技術的影響是通過其核心指標的提升促進智能技術的各方面性能的提升，智能技術的改進與提升實現學校、家庭和社區與就業應用場景的構建，進而提升特殊教育質量，促進特殊教育現代化建設，對此進行結構拆解，可分為三層，如圖3所示。

圖3 跨行業融合技術生態

第一層為基礎層，實現數據的自動獲取。智能化的基礎是行為數據化，通過5G賦能的智能傳感器、開放平臺與AI算法實現數據的采集與分析。現階段傳感器發展受制于網絡傳輸和數據存儲與處理的發展水平，難以實現大規模與高精度的應用，但在物聯網的發展與云計算的加持下，智能傳感器在特殊教育中能實現精確、高速的數據采集。同時，開放平臺成為發展趨勢，智能企業的技術發展必然依賴開放平臺，隨著一定量級的模組企業取得行業龍頭地位與智能產業下的商業模式變革，開放平臺帶來的是產業門檻的降低與產業創新的繁榮。搭載AI芯片是實現數據處理的智能算法的基礎，傳統芯片難以承載AI算法的需求，因此AI芯片應運而生。

第二層為產品層，實現智能技術的調用組合。通過5G的賦能與連接，實現應用程序接口的開發與組合，進行產品構建，為下一步走進特殊教育做技術準備[6]。在該階段是特殊教育需求與技術開發現實水平的跨領域融合。

第三層是應用層，通過應用程序接口的開發與組合實現終端產品的開發，通過應用級產品參與特殊教育，助力學校、家庭、社區與就業應用場景的建設。在現階段，智能技術發展的水平可以預見應用以下技術內容的實現，即通過智能助手在5G的賦能下快速完成大量運算與信息傳輸，實現資源的個性化調用與組合，助力課堂教學與師資培養、學校管理的自動化；教育機器人在5G的賦能下連接云計算實現終端個性化，搭載多重交互程序接口實現定制化的教學輔助與家庭教養；高清視頻與直播產業在5G的賦能下能流暢參與教育，同時與虛擬現實、智能交互技術的組合構建綜合產品[7]，可革新教學與教師考核方式，意義遠不止現階段視頻教學的作用；虛擬現實技術在5G網絡低時延助力下，克服畫面時延帶來的眩暈提升體驗感[8]，結合云技術的發展，在5G高速率傳輸下提升內容的質量與設備的質量，為教育教學構建豐富場景；智能可穿戴設備在5G的助力下可以實現高精度的行為數據的采集與傳輸，通過作為產品組件可以充分應用到特殊教育領域的各方面[9]。

（三）跨行業融合人員協作。實現5G賦能下智能技術與特殊教育的應用場景構建，除了技術本身的發展，也離不開特殊教育參與者與技術人員的跨行業協作[10]。如圖4所示，在跨行業協作前期，核心是建立指標，這個指標必須符合特殊兒童情況與需求，也必須滿足能夠在現有技術上實現自動化采集形成行為數據，這需要智能技術行業人員與特殊教育參與者多方協作。在協作后期，智能技術行業人員依據指標建立產品，在實踐的基礎上不斷進行調整與升級，而特殊教育參與者則承擔產品實踐者角色，建立產品應用模式與在實踐基礎上找尋產品的不足并提出建議。值得注意的是，現有智能技術產品難以在特殊教育領域大放異彩的原因之一是產品不符合特殊教育的實踐需要與規律，因此智能產業研發團隊必須尊重特殊教育的專業規律，從特殊教育實踐需求出發，與特殊教育從事者展開深度協作。另一方面，特殊教育參與者必須掌握跨行業協作的技能，必須對時代發展下的智能技術有所了解。

圖4 人員的跨行業協作

三、“5G+智能”支持下特殊教育現代化應用場景構建

在解構“5G+智能”與特殊教育現代化跨行業融合基礎上，實現特殊教育學校、家庭與社區就業三大應用場景的構建，完成跨行業融合的最終形態，形成具備實踐意義的“5G+智能”與特殊教育現代化跨行業融合模式。

（一）學校應用場景。

1.課堂教學場景。課堂應用場景主要內容是對評估、干預、監控的建設，傳統課堂環境中，教師需要承擔所有學生的評估、干預與監控，教學負擔重，評估缺乏連續性，干預方式單一，監控流于形式，教學效果無量化。因此，提升評估的弱感與標準化、干預的智能化與個性化和監控結果自動化是課堂應用場景的目標。結合特殊教育課堂需求差異性，智能技術的開發方向應當依據課堂環境需求分解進行，形成各環節獨立產品，以幫助教師在課堂中靈活應用。

實現評估的弱感、標準化與監控的一體化，可通過5G賦能下微型高精度傳感器的智能交互設備幫助教師實現課堂特殊兒童行為數據即時采集，實現弱感知獲取海量低質量、高分散、大容量的行為數據，同時搭載其他智能技術接口，實現數據分析，提供自動化的評估與干預結果，最終實現產品應用程序。

實現干預的個性化與智能化，可通過機器學習等智能算法依據評估與監控結果匹配個性化的課程內容與教學方式，通過虛擬現實、高清視頻、云平臺與智能交互等技術實現教學方式的個性化。具體來說，通過虛擬環境應用于特殊教育，為特殊兒童創造舒適、安全的教育環境，彌補多通道感官問題，豐富技能遷移方式；通過直播與VR的結合能夠實現遠程高沉浸感課堂，助力特殊教育資源不均與師資缺乏等問題的解決；通過傳感器將特殊兒童行為數據化再與各個端口連接教室、家庭與社區等場所的智能設備，實現與環境、人、技術連接；通過高清視頻與AI、VR的結合，實現特殊兒童個性化組合高清資源，構建沉浸感教育環境，為無法進行學校教育的特殊兒童提供教育新形式；通過教育機器人搭載語音交互、動作捕捉等技術與教師、學生進行互動，成為課堂參與者；通過特殊教育資源的云端化，特殊兒童數據收集與處理的云端化，通過微服務等模式，充分利用無服務結構靈活構建特殊教育領域的終端應用。

由此整體上實現特殊教育評估、干預、監控科學體系，促進教育環境建設標準化與智能化。進而提升教學效率與減輕教師負擔，提升特殊教育教師職業幸福感與增加特殊教育機會，實現更高質量的特殊教育普及化，改進特殊教育資源區域、城鄉布局，促進高質量的特殊教育公平。

2.學校管理場景。學校作為特殊教育現代化的載體，實現管理的智能化與標準化是實現特殊教育現代化的重要內容。正如趙興龍指出，在5G時代，師生行為數據獲取的改進，使得師生畫像趨向細致，學校管理將面對新的挑戰[6]。因此在構建學校管理應用場景時，可利用5G背景下人工智能、物聯網等智能技術的特性，在尊重特殊教育管理的規律與需求的基礎上，通過資產升級、部署上云、智聯學校建設實現資產輕量化數字化[10,11]的特殊教育學校智能管理體系，由此建設成智慧校園園區，形成完整的校園應用模式，促進特殊教育學校管理的智能化與標準化。

3.師資培養場景。面對特殊教育師資培養存在教育資源獲取困難、實踐示范的困難、課程缺乏智能技術內容等問題，借助5G賦能下的虛擬現實、高清直播等技術設計豐富場景助力特殊教育教師技能訓練，同時課程體系納入智能技術的理解與應用，幫助特殊教育教師在智能時代理解與動態的適應時代變化所帶來的教育上的改變，探索智能技術下的教學模式，通過教學的輔助，減輕教學壓力，提升特殊教育教師職業吸引力與職業幸福感。另一方面，面對智能技術帶來的大數據時代，教師的考核方式與評價體系同樣得到發展，充分利用數據客觀屬性，結合特殊教育對人的強調與尊重，實現考核與評價的客觀公正，從而促進特殊教育教師專業成長。

4.課程建設應用場景。課程應用場景的構建主要包括課程內容與開發方式。傳統特殊教育內容缺少應對現代化技術的內容，面對智能技術的發展，社會將發生巨大變化，特殊兒童將主動或被動地參與其中，因此必須將其納入教學內容中，從長遠來看，國內特殊教育的職業教育是處于起步階段，探索智能技術下特殊兒童職業教育新方向不失為發展新思路。除了職業教育，在生活教育上，要加入技術的使用等內容，幫助兒童將來能適應智能時代，實現更高質量的生活，幫助特殊兒童成為現代化的人，更好參與社會。

在課程開發上，特殊教育需求的多樣性是其區別于普通教育非常重要的一個特點，這讓全國特殊教育課程在發展過程中各自獨立，缺乏統一，這有利于特殊教育課程百花齊放，但是特殊教育區域發展的叁差不齊，標準化與系統化難以進行也阻礙特殊教育質量提升。因此在“5G+智能”的背景下，通過構建全國特殊教育課程體系的云平臺，地區特殊教育學校將自己開發的課程體系共享云端，通過實踐進行課程改善與鑒別，從而構建起全國認可的課程體系，促進特殊教育標準化與均衡化的發展。

（二）家庭應用場景。在特殊兒童家庭應用場景中，現階段家庭教育的低質與需求的迫切，讓特殊教育家庭教育難以開展與參差不齊并舉，對家長要求過高的同時缺乏專業的指導，家庭教育的活動難以開展。因此在家庭應用場景的設計中，不同于課堂環境中各種產品分工明確，家庭應用場景應當是綜合性的應用類型，產品走進家庭必定是帶著課程內容，融評估、干預、監控為一體的應用，不要求家長是家庭里的教師，強調家長輔助者身份，從而幫助特殊兒童家庭教育減負，提升特殊兒童家庭生活質量。

（三）社區與就業應用場景。特殊兒童社區生活與就業亟待解決的是無障礙設備與職業輔助設備的稀缺、低質，以及就業選擇的固化與低層次。在社區與就業應用場景的設計中必須在包括產品設計的同時納入促進特殊兒童就業結構的升級與改進。智能產業作為主流的時代產業，在將來將會在就業結構中占據重要地位，特殊兒童應當與典型發展兒童享有同樣職業選擇的機會，并且事實上智能產業對于部分特殊兒童來說是適于就業的。智能產業應當具備這樣的社會責任感，通過為特殊兒童開發智能產業就業的輔助設備，幫助特殊兒童參與智能產業的發展，實現人生價值。除此以外，智能產業可以與特殊教育結合，一方面為特殊兒童開展智能技術的職業教育，另一方面為特殊兒童提供就業機會，通過產品訂購、勞動力購買等形式為特殊兒童提供就業機會，幫助特殊兒童成為現代化的人，更好參與社會。

四、跨行業融合模式實踐策略

（一）政府政策與資源支持，引導建立良好發展環境。從政府層面來說，5G背景下智能技術的發展與特殊教育的結合依賴政策的支持，政策的支持是實現產業化的重要支柱。隨著智能技術的進駐，加大對特殊教育領域技術引入的政策支持與建立預算規劃是第一步。在政策、資源與需求的多重刺激下，實現特殊教育實現技術升級。這不止于特殊教育學校，也應包括加大對家庭教育的支持，不止于兒童在機構康復與教育的支持，還包括家庭中智能產品與技術服務的資助。

另一方面，重視資本引入特殊教育行業，發揮非政府資本力量，開放與積極的心態納入資本與技術是實現特殊教育發展的必要手段。積極促進特殊教育領域出現龍頭企業，出現具有領導意義的企業是保障行業能夠有創新、有活力的重要支柱。

（二）特殊兒童家庭開放姿態迎接智能技術。對于特殊兒童家庭來說，智能技術的發展帶來的是家庭教育資源的豐富，家庭應以積極心態擁抱技術，開放姿態迎接智能走進家庭，尋找與嘗試提升家庭教育質量的方式，也可以更積極的姿態參與到產品的組織與開發過程中去。此外，家長也應當充分利用家庭的自然環境幫助特殊兒童融入智能社會，甚至發揮社會角色力量為兒童尋找更優質的就業機會。

（三）行業從事者積極跨界，探索教學新模式。對于行業從事者，現代化特殊教育教師應以積極的心態參與5G背景下的行業創新，爭做行業創新的實踐者與開闊者。特殊教育教師任務有三，一是以兼收并蓄、積極協作，跨界協作為理念積極尋求行業發展空間與實現人生價值。對于特殊教育教師，面對特殊教育智能產業的巨大藍海，應當轉變心態，在技術背景下實現更大的人生價值，要讓鐵飯碗要變成金飯碗；二是必須掌握應用智能技術的教學技能，探索智能背景下的新教學模式；三是充分發揮特殊教育主要實行者角色，承擔跨行業融合產業實驗責任，舉例來說，人工智能中，教育機器人由于缺乏參與特殊教育的課程模式，課堂中處于尷尬地位，解決此困境的角色是技術發展賦予特教教師的新責任。教師掌握特殊兒童與家庭需求的第一手資料，應當充分利用資源，積極跨行業協作，從特殊教育教育本身出發去思考發現與檢驗技術的發展。

（四）創業與風險投資把握風口，構建新商業模式。創業與投資者是實現特殊教育智能產業升級換代的核心力量之一。創業與投資者任務有三，一是對于發展風口的把握，正確的風口應當是滿足特殊兒童需要且能大規模推廣的，才可得到政府與家庭的支持，把握真正的熱點。二是應當充分考慮特殊教育行業的行業特殊性，這種特殊性不僅體現在消費對象的特殊性，也體現在行業發展與政府之間的關系，商業與服務之間的關系。三是商業模式的新探索，特殊教育行業政府主導地位在相當長的時間內不會發生本質的變化，家庭需求的個性化與差異化，不僅是技術上的特別要求還有商業模式上的。新的技術熱點出現，新的技術方案落地，這種變化帶來的商業模式的改變也是創業者與投資者必須探索的內容。