5G條件下跨區(qū)域教學(xué)實踐共同體項目價值定位與實踐探索

【摘 要】隨著教育信息化2.0進程的加速推進，教育信息化給傳統(tǒng)教育帶來的沖擊愈加明顯，南京市玄武區(qū)教師發(fā)展中心推動構(gòu)建全新的教學(xué)方式與教學(xué)呈現(xiàn)形式，從教育信息化的兩大領(lǐng)域教學(xué)、教研出發(fā)，探索5G在教學(xué)和教研領(lǐng)域的支撐場景，推動形成新的教育生態(tài)系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)的遠程教學(xué)與教研的各種弊端，讓更多的師生能夠跨越地域的距離，共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，促進教育教學(xué)的均衡發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】教師發(fā)展中心；跨區(qū)域教學(xué)；5G全息課堂；區(qū)域教學(xué)共同體

【中圖分類號】G43 ?【文獻標(biāo)志碼】A ?【文章編號】1005-6009（2023）13-0028-04

【作者簡介】章偉，南京市玄武區(qū)教師發(fā)展中心（南京，210000）副校長，南京市玄武區(qū)信息技術(shù)學(xué)科帶頭人，主要研究方向為課程標(biāo)準(zhǔn)研究、考試評價、課堂教學(xué)、區(qū)域教育信息化治理等。

隨著教育信息化2.0的加速推進，教育信息化給傳統(tǒng)教育帶來的沖擊愈加顯著，南京市玄武區(qū)教師發(fā)展中心牽頭推動構(gòu)建全新的教學(xué)方式與呈現(xiàn)形式，從教育信息化的兩大領(lǐng)域教學(xué)、教研出發(fā)，探索5G在教學(xué)和教研領(lǐng)域的支撐場景，推動形成新的教育生態(tài)系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)的遠程教學(xué)與教研的各種問題。

教育資源尤其是優(yōu)質(zhì)師資的區(qū)域不均衡是國家實行教育改革面臨的重要問題之一，教育信息化一直被視為解決上述問題的有效措施，但是傳統(tǒng)的遠程音視頻教學(xué)面臨帶寬不足、傳輸延時、穩(wěn)定性差、靈活性差等問題，從而影響了課堂教學(xué)的互動效果，大部分地區(qū)也就將遠程教學(xué)課堂“降級”為視頻播放的教學(xué)模式。其后，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)憑借高帶寬、高速率、低延時，根本性地解決了音視頻延遲、卡頓等問題，提升了學(xué)生的課堂參與度。5G改變了遠程教學(xué)的傳輸速度，但是沒有改變信息的呈現(xiàn)形態(tài)。我們依托5G，引入了全息技術(shù)，讓遠程教學(xué)不再是枯燥的文字和固定的圖像，讓傳統(tǒng)死板的教學(xué)轉(zhuǎn)向虛實一體的呈現(xiàn)形式，使得課堂教學(xué)更加生動活潑，學(xué)生的學(xué)習(xí)更加積極主動。

南京市玄武區(qū)教師發(fā)展中心歷經(jīng)八次測試，分別通過全息旋屏、全息紗幕、全息背投膜、全息正投膜等不同場景，不斷探索如何利用全息技術(shù)營造真實“面對面”授課場景。虛實結(jié)合的遠程智慧教育環(huán)境，將優(yōu)秀教育資源大范圍輻射，實現(xiàn)名師課堂、專題課堂的同步直播。至今，玄武區(qū)5G全息課堂的探索實踐工作已進行了兩年，區(qū)域共同體多次開展遠程教學(xué)互動、遠程教研等活動，利用技術(shù)真正營造了更加“智慧”的課堂。本文旨在介紹本項目的價值、探索過程、實踐經(jīng)驗等，希望可以為區(qū)域教師發(fā)展建設(shè)提供一定參考。

一、項目研究價值

（一）推動區(qū)域間互助模式的轉(zhuǎn)變

該項目有助于推動區(qū)域互助模式從傳統(tǒng)的 “單向幫扶”邁向兩地互補的“雙向共進”，由區(qū)級到市級到省際推廣，由點及面可展開復(fù)制，對于目前國家對口幫扶政策的實施是一個有益的參考。雙向輸出、彼此配合的互助模式，把幫扶工作落到實處。

（二）與時俱進，推動課后服務(wù)質(zhì)量的提高

在“雙減”的大背景下，共同體應(yīng)用場景順應(yīng)了形勢發(fā)展，變課后作業(yè)輔導(dǎo)為開展體育、勞動教育、藝術(shù)教育等特色課后服務(wù)。一些課程落實有困難的學(xué)校，可以借助遠程全息技術(shù)，把教育資源豐富地區(qū)的教師教學(xué)視頻傳輸過來，帶領(lǐng)學(xué)生進行創(chuàng)新型學(xué)習(xí)，解決了師資不發(fā)達地區(qū)的五育并舉的課程落實問題。

（三）項目動態(tài)發(fā)展，有助于形成良好的教育生態(tài)

共同體項目，并非一個靜止的完成項目，而是一個在不斷變化中尋求技術(shù)創(chuàng)新與突破，解決時下教育問題的項目體。共同體項目的成員始終以發(fā)展的眼光看待教育革新，不斷豐富和完善共同體的應(yīng)用場景，通過教研活動、教學(xué)活動，讓雙方的教師在多維度互動交流的同時，實現(xiàn)區(qū)域交流的常態(tài)化，推動本地教師教學(xué)能力的提升。

（四）項目可提升社會經(jīng)濟效益

若5G支撐下的全息課堂人工智能教室在全市、全省、全國復(fù)制的話，將產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟效益。這種教育的體量可以培育一個高新技術(shù)企業(yè)，帶動千人就業(yè)，同時也能提升教育教學(xué)的質(zhì)量。

（五）實現(xiàn)資源共享，促進教育公平

共同體項目各應(yīng)用場景的落地和實施，具有極高的社會服務(wù)價值。它促進教育部門和學(xué)校加強教育基礎(chǔ)工程建設(shè)，優(yōu)化智慧教育環(huán)境，豐富教育模式，實行教育創(chuàng)新，推進區(qū)域教育治理現(xiàn)代化，構(gòu)建泛在智慧環(huán)境，提升區(qū)域教育服務(wù)供給體驗。它解決了5G賦能數(shù)字時代給教育公平帶來的問題，提升了教育資源共享效率，促進了教育公平。它彰顯了社會主義制度下，科技對人文的關(guān)懷，5G對教育的重塑。

二、項目探索過程

南京市玄武區(qū)在構(gòu)建5G教育應(yīng)用實踐跨區(qū)域共同體協(xié)同實踐模式的探索中，分階段分層次從理念改變、技術(shù)學(xué)習(xí)、課堂打磨、資源集合等方面著手，打造區(qū)域教師發(fā)展閉環(huán)鏈，具體內(nèi)容如下。

（一）教學(xué)資源的重組：實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的廣域覆蓋

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代跨區(qū)域教學(xué)共同體建設(shè)讓教學(xué)走出固定學(xué)校、跨越固定地點和時間，形成“東部與（中）西部”“城市與鄉(xiāng)村”“名校與一般校（薄弱校）”“名師與一般教師”之間跨區(qū)域教學(xué)合作，推進教學(xué)資源的重組，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源廣域覆蓋。一方面，它借助信息技術(shù)系統(tǒng)與設(shè)備打破教育資源開發(fā)和利用壁壘，在教育發(fā)達地區(qū)選擇名師（名校）團隊幫扶教育欠發(fā)達地區(qū)。另一方面，它主張以教學(xué)改革帶動課堂建設(shè)，運用信息技術(shù)革除傳統(tǒng)教學(xué)弊端，構(gòu)建“技術(shù)+終端+網(wǎng)絡(luò)+平臺+資源”的“五位一體”的課堂范例，促進教育資源均衡。

（二）課堂教學(xué)的重建：滿足教學(xué)改革需求側(cè)的需求

時刻秉承“數(shù)據(jù)讓教學(xué)更高效”的理念，從教學(xué)測量的本質(zhì)出發(fā)，引入大數(shù)據(jù)和教育測量技術(shù)，全面、精準(zhǔn)、量化、動態(tài)掌握教學(xué)情況，將信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合。通過縮小城鄉(xiāng)之間的教育發(fā)展差距，強化教育信息化硬件配置，從學(xué)習(xí)水平結(jié)構(gòu)、教學(xué)目標(biāo)達成度、教學(xué)有效性等多個維度對教學(xué)質(zhì)量進行診斷分析，重建課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，使其不再受地域限制。將“名師課堂” “專遞課堂”等引入教育欠發(fā)達地區(qū)，使其教育參與主體超越區(qū)域限制，“近距離”感受和接受前沿教學(xué)改革理念，打造與本地區(qū)教育教學(xué)發(fā)展相契合的優(yōu)質(zhì)課堂。

（三）教育生態(tài)的重構(gòu)：構(gòu)建適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的育人情境

跨區(qū)域教學(xué)共同體建設(shè)讓來自不同地區(qū)、不同學(xué)校、不同教師的教學(xué)資源在共同體內(nèi)部交流、完善、共建、共享。共同體的參與者皆可在參與活動中享受優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，實現(xiàn)教學(xué)資源由“本地供給”轉(zhuǎn)向“多元輸入”。共同體改變了既往“書院式”的班級授課方式，轉(zhuǎn)為“線上教學(xué)”與“線下教學(xué)（實踐）”融合的方式，進行統(tǒng)一教學(xué)質(zhì)量評價，在進度把握、教學(xué)過程管理、教學(xué)資源共享、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測等方面進行深度合作，實現(xiàn)資源共同享用、問題共同分析、措施共同研討、質(zhì)量共同提高，最終將教學(xué)實踐由“依賴外力”轉(zhuǎn)向“自主創(chuàng)生”。

三、共同體協(xié)同探索成果

自項目實施至2021年年底，共有 10 所中小學(xué)、6家企業(yè)以及2所大學(xué)（南京師范大學(xué)、南京郵電大學(xué)）參與本項目。共同體社區(qū)秉持共商、共建、共享的理念，以牽頭單位為示范，積極組織成員相互交流學(xué)習(xí)，定期邀請相關(guān)專家學(xué)者指導(dǎo)教學(xué)，一起梳理了整個項目實施以來的所有資料，匯聚成冊，也形成了后期共同體開展教研的一系列標(biāo)準(zhǔn)流程。在項目實施過程中采購的各種配套設(shè)備和資源，升級成為“遠程互動頭腦風(fēng)暴研訓(xùn)室” “遠程互動教研室”，為后期常態(tài)化的共同體活動配備了專業(yè)的功能室。共同體在為期兩年的建設(shè)過程中，跟陜西商洛也形成了很好的合作機制，雙方共同建設(shè)了線上名師工作室，形成了定期交流的常態(tài)化教研模式。

（一）打造5G全息名師課堂環(huán)境

本項目歷經(jīng)7次現(xiàn)場環(huán)境測試，最終營造出真實“面對面”授課，虛實結(jié)合的遠程智慧教育環(huán)境，實現(xiàn)名師課堂、專題課堂的同步直播，將優(yōu)秀教育資源大范圍輻射，為跨區(qū)域的學(xué)生提供同等的教育平臺。

充分利用5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低時延、高可靠性的特點，通過全息投影的呈現(xiàn)方式，將采集端的全息三維畫面異地同步到接收端課堂中，實現(xiàn)異地同步直播。

（二）形成三類典型案例

1.課程案例

南京市玄武區(qū)教師發(fā)展中心通過創(chuàng)設(shè)名師課堂周，為共同體成員單位即陜西省商洛市成員單位教師及學(xué)生呈現(xiàn)資源豐富、內(nèi)容精彩的全息名師課堂。兩地教師共享課程資源，共建遠程名師課堂。該共同體建設(shè)不僅提升了雙方教師的專業(yè)能力，也為兩地的學(xué)生呈現(xiàn)了一節(jié)節(jié)精彩的課堂，雙方參與的老師和學(xué)生都用震撼一詞來形容課堂的效果。當(dāng)學(xué)生感受到千里之外的老師突然“現(xiàn)身”本地教學(xué)，上課的積極性就提升起來，信息化助推教育的現(xiàn)代化有了進一步的實踐應(yīng)用。

2.項目案例

圍繞“5G跨區(qū)域教學(xué)實踐共同體”主題，形成典型案例5個，詳見下頁表1。

3.實踐樣態(tài)案例

以區(qū)教師發(fā)展中心、南理工實驗小學(xué)、商洛

商南中心小學(xué)為實踐樣態(tài)案例集，成為典型示范校，詳見表2。

[案例名稱 單位 5G條件下“城市小農(nóng)夫”田園課程項目實踐與研究 南京理工大學(xué)實驗小學(xué) 5G條件下虛擬仿真實驗課程資源系統(tǒng)建設(shè)項目 南京師范大學(xué)附屬實驗小學(xué) 5G條件下“雙師課堂”項目實踐與研究 南京市玄武區(qū)教師發(fā)展中心 5G技術(shù)支持下“未來教室”實踐與研究 南京市玄武區(qū)教師發(fā)展中心 智慧教育 “智”造精彩 陜西省商洛市電教館 ][表1]

[案例名稱 單位，作者 基于5G全息技術(shù)支持下小學(xué)數(shù)學(xué)遠程課堂教學(xué)的實踐探索 南京師范大學(xué)附屬小學(xué)，賁友林 基于5G條件全息技術(shù)開展跨區(qū)域名師教研 南京市玄武區(qū)教師發(fā)展中心，張齊華 5G全息：構(gòu)建小學(xué)科學(xué)“雙師課堂”新樣態(tài) 南京市北京東路小學(xué)，蔡菁 ][表2]

四、未來工作要點

本項目的實施還面臨一些難題，需要在下一階段的工作中加以解決。

（一）區(qū)域?qū)W校信息化建設(shè)程度不一、硬件支撐不足

教育應(yīng)用實踐共同體建設(shè)涉及多個區(qū)域中的不同學(xué)校，因為成員校所處區(qū)域不同，信息化建設(shè)完成程度不一，同時5G支撐下的全息課堂對網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)設(shè)備要求較高，所以在共同體教學(xué)和教研的時候，需要與專業(yè)的公司合作以保證5G信號的全覆蓋，確保低延時、高帶寬以支持教學(xué)應(yīng)用。另外，全息課堂傳輸?shù)脑O(shè)備目前造價較高，對于共同體資金投入的要求也高，要想常態(tài)化開展全息課堂，需要一定的經(jīng)費投入。

（二）區(qū)域?qū)W校遠程教學(xué)軟件使用能力不足

此次教育應(yīng)用實踐共同體建設(shè)主要圍繞教師成長體系進行構(gòu)建、依靠教師教學(xué)評估機制的名師課堂而開展，在名師課堂的開展中包括了跨區(qū)域教師集體備課交流，共同體課程共建，以及遠程教研過程中的實時互動、分組研討、課程錄制等。但目前學(xué)校自有的軟件平臺無法支持項目相關(guān)內(nèi)容的實施，需要進一步升級。

（三）共同體教師長效發(fā)展培養(yǎng)機制不夠健全

如何在共同體信息化背景下，設(shè)計配套的教師專業(yè)發(fā)展機制，使雙方的教研和教學(xué)保持同步？目前全國教材不統(tǒng)一，在遠程教研教學(xué)過程中需要尋找雙方一致的點展開研討。在共同體建設(shè)的過程中，應(yīng)考慮區(qū)域教材的一致性。

（四）缺少專業(yè)的技術(shù)公司的支撐

此次共同體以教育體制內(nèi)單位為主，缺少技術(shù)行業(yè)頂尖的企業(yè)參與。在實踐過程中，如果有專業(yè)的技術(shù)公司的支撐，及時跟進調(diào)整，把發(fā)展過程中的瓶頸問題解決掉，對項目研究的開展大有裨益，但是目前全息技術(shù)以及相關(guān)的配套硬件在行業(yè)內(nèi)屬于小眾產(chǎn)品，制作公司少，短期內(nèi)能有突破性研究進展的公司更少。因此在整個項目過程中，全息投影存在的問題較多，需要進一步解決專業(yè)的技術(shù)問題。