基于5G技術的中學智慧校園建設與應用

熊劍

摘? ?要：智慧校園的建設是教育信息化的重要內容，5G技術是當前建設智慧校園的關鍵技術，能推動傳統數學化校園建設向智慧化校園建設邁進。本文以江西師范大學附屬中學“5G+智慧校園”為例，介紹了5G技術在智慧校園建設中的創新應用。“5G+IoT”能實現物聯網、無線網全覆蓋和智慧校園平臺統一管理，因此，學校要整合人工智能、物聯網、云計算等技術，推進智慧教育創新發展，建立新型智慧教育體系，打造全新的智慧校園。

關鍵詞：5G技術? ?智慧校園? ?融合創新

黨的十九大報告特別強調，要以教育信息化全面推動教育現代化，全面提升教育品質，構建新時代教育的新生態，明確了信息技術驅動教育綜合改革的重要作用。在此背景下，學校要利用數字化平臺，激發教育數字化轉型發展的內生動力，推動教育方式革新、教育內容創新，實現教育的深層次變革，從而為學校可持續發展賦能，為社會培養高水平的創新型人才，形成全新的育人模式。2019年，江西省人民政府印發《江西省5G發展規劃（2019-2023年）》，為5G技術的發展提供了政策支持，打開了5G技術發展與體系建設的新局面。將5G技術運用到智慧校園的建設中，符合教育信息化的發展趨勢，能為教育的可持續發展提供持續的動力。本文以江西師范大學附屬中學智慧校園建設為切入點，探究了5G技術在智慧校園建設過程中的實際應用，具有重要的示范作用。

一、5G技術概述

第五代移動通信技術（簡稱“5G技術”）是最新一代蜂窩移動通信技術，具有鏈接速率高、信號延時小、場景連接能力強的特點，是實現人、機、物互聯互通的生態網絡基礎設施。與第四代移動通信技術相比，第五代移動通信技術的安全性、可靠性、時效性、傳輸質量和網絡覆蓋能力等，都表現出更大的優勢。截至2023年6月，我國已經建成5G基站超過270萬個，占全球60%以上，是目前全球規模最大、技術最先進的5G獨立組網網絡。

2020年突發的新冠疫情，讓教育教學被迫轉到線上，開始了一次史無前例的大規模在線教育實戰演練，大部分學校都采用了線上教學的方式。5G技術憑借自身的優勢，給用戶提供了更豐富的使用體驗。5G技術的發展與應用，使信息技術與教育教學不斷深入融合，對推動教育數字化轉型、發展智慧教育、推進教育教學方式改革具有重大意義。

二、“5G+校園智能化管理”

智慧校園的建設，要求學校緊扣5G發展規劃要求，規劃建設有線網絡、無線網絡、“5G+IoT物聯網”全覆蓋的融合網絡系統，整合人工智能、物聯網、大數據等技術，實現5G技術在基礎教育領域的創新應用，建立新型智慧教育體系。

（一）“有線+Wi-Fi”全覆蓋

“5G+校園智能化管理”對學校的硬件設施要求較高。學校要部署千兆有線網絡，實現無線網絡校園全覆蓋，滿足全校教師辦公、教學網絡寬帶需要，實現無線泛在網絡高速連接。同時，學校還要組織教師進行信息化應用培訓，提升全校教師信息技術應用水平，推動信息技術與學科教學的深度融合。

（二）“5G+AI智慧食堂”

學校智慧食堂借助AI人臉識別技術，可以快速完成就餐刷臉支付，解決了傳統刷卡消費容易出現的忘卡、丟卡、盜刷以及長時間排隊等問題。家長也可以通過手機實時了解孩子在校的就餐消費情況，大數據分析還能為每個學生定期輸出營養報告。

（三）“5G+物聯網”

“5G+物聯網”技術，能實現師生考勤、定位的記錄，優化校園訪客管理，實現人員出入智能化記錄，對校園停車場進行智能管理、對周邊環境進行實時監測，方便學校以更加精細和動態的方式實現校園環境管理。

（四）智慧校園云平臺

學校應打造統一的校園管理平臺，通過統一身份認證，將采集的信息數據進行整合，全面助推校園智能化管理。同時，建設基于5G技術的4K高清低時延教學直播系統，充分利用5G網絡的增強移動寬帶特性（eMBB）、大規模機器類通信服務（mMTC）和超可靠低時延傳輸能力（uRLLC）等特性，為師生提供優質、便捷、實時的互動學習體驗，利用視頻會議系統進行遠程研討，構建網絡教研新模式。

三、“5G+教育教學”

學校要以素養為導向、以理論為先導、以技術為支撐、以能力提升為保障，做好頂層設計，分步組織實施，有序推進5G智慧校園的建設，培養“知行合一，具有責任擔當、家國情懷的新時代中學生”。

（一）“5G+三新”教育改革

新課程、新教材和新高考，吹響了江西省高中教育改革的沖鋒號。從2021年秋季開始，全省高一年級全面實施新課程、使用新教材，各項頂層設計自上而下展開。例如，江西師范大學附屬中學以“落實立德樹人、彰顯附中特色、形成示范引領”為建設理念，以“一核六翼一體”為目標，基于5G、人工智能等技術，通過多樣化數據采集終端，跟蹤和監測教與學的全過程，推動“5G+綜合評價”。

（二）“5G+紅色教育”

“加強紅色教育，傳承紅色基因”是學校教育的重要內容。“5G+紅色教育”，學校應關注學生的多彩生活，貼近學生的視角，發散學生的思維，激發學生的求知欲，引導學生主動思考、積極動手，在探究、解決問題的過程中獲得新的知識。基于5G技術的紅色教育，教師可以將課堂遷移到紅色景點現場，利用“5G+4K”高清同步課堂直播的方式，開展移動直播式的現場體驗教學。例如，江西師范大學附屬中學利用5G技術，為新疆克州第二中學、井岡山東上學校等省內外共同體學校師生上了“八一南昌起義”“小平小道”等紅色文化課，師生反響很好。

（三）“5G+智慧教學”

5G信息技術環境下的智慧教學，硬件與軟件設施都發生了巨大的變革，智慧黑板、常態化錄播教室、電子班牌、教師和學生的5G終端設備等已經成為標配。“智慧教學”是以5G技術為基礎、以企業微信平臺為載體、以人工智能為輔助、以云計算輔助分析技術為支撐的教學模式。這種教學模式深度融合和創新應用教學資源，通過數字化載體，能充分發揮教師教學的主觀能動性，將單向的知識傳授轉變為雙向討論、多向互動，提供了個性化教學、情境化教學和混合式教學等教學方式，能促進學生全面發展。同時，在教學中，教師可以根據學生的實時學習數據，及時調整教學方式與教學側重點，讓學生可以開展高質量、個性化的自主學習，從而實現數字化的“教”與智慧化的“學”。

以化學學科教學為例，《義務教育化學課程標準（2022年版）》提出，聚焦學科育人方式的轉變，深化化學課堂教學改革；倡導“做中學、用中學、創中學”，開展項目式學習和跨學科綜合實踐活動，促進學生核心素養的全面發展。基于此，學校教研組應以信息技術為基礎，積極探索指向深度學習的學習模式，通過還原真實的生活情境，培養學生識別現象、提出假設、思考與解決化學問題的能力，培育學生的化學學科核心素養。

例如，在學生學習了如何制備氧氣，掌握了質量守恒定律和化學方程式的計算后，教師可以以“制作簡易制氧機”為任務，開展項目式教學，啟發學生主動思考、分析探索，研究制氧機的制作過程，培養學生運用化學專業知識解決生活問題的能力，幫助學生建構初中化學核心知識體系。同時，教師可以利用“5G+4K”高清同步課堂直播的方式，為省內外共同體學校師生同步上課，并與云課堂中的學生進行互動交流，提升教育效果。

在“5G+智慧教學”的環境下，學校應定期或不定期組織各學科教研組開展智慧課堂名師示范課、智慧課堂優秀教學資源展示等活動，推進智慧課堂教學經驗的分享和優化，讓智慧課堂、數字化課堂成為信息化教學的新常態。例如，2020年，江西師范大學附屬中學動員全體師生，充分利用智慧課堂平臺、騰訊會議平臺、企業微信平臺，開設直播課，進行課后答疑，實現“停課不停教，停課不停學”。

（四）“5G+VR”

VR全稱是Virtual Reality，中文翻譯是虛擬現實技術，是虛擬和現實的結合，可以為人們創建基于數字的虛擬現實環境。VR是一種視覺呈現技術，需要高速寬帶作為支持。5G技術在網絡信息傳輸中的獨特優勢，可以很好地彌補過去信息技術的缺失。“5G+VR”技術，能讓學生不受時空的限制，在數字化世界里體驗現實生活中難以到達的場景，參與難以面對面參加的活動，通過低延時數字化通信技術和數字化硬件設備實現沉浸式教學。例如，江西師范大學附屬中學持續深入推進“‘傳承贛文化’地域文化與科學探究”特色學校建設，致力于打造“5G+VR”研學基地，創新打造“融研學”模式，促使學生實現全面而有個性的發展。

四、基于5G技術的智慧校園建設任務

5G技術引領下的智慧校園建設，要以“互聯網+”理念為引領，以實施5G智慧校園建設和高清同步課堂直播工程為抓手，不斷優化信息化生態環境，積極推進教育改革。

（一）構建科學的教師梯隊建設體系

學校可以開設交流分享活動，提高教師對數字化工具、數字化平臺的認識，增強教師學習數字化工具的信心，營造良好的教研氛圍，幫助教師樹立開放的學習心態，進一步完善教師教育創新機制。第一，學校要建立“名師庫”，健全教師成長檔案袋，鼓勵教師制定個人年度計劃和五年發展計劃，確定持續努力的目標和任務。第二，學校要重視教師之間的團隊合作、共進共學，促進教師之間互相分享、共同學習，互相交流、共同進步。對團隊與個體來說，這樣的分享式學習、啟發式互動，是雙贏的選擇。第三，學校要搭建交流平臺，讓教師盡顯風采。可以組建名師工作室，將教師卓有成效的教育教學經驗在校內進行大力宣傳與推廣，形成“墻內開花園中香”的良好教研氛圍，同時支持與鼓勵名師參加省內外教育教學交流研討活動，實現“百花齊放春滿園”。

（二）形成全學科智慧課堂教學案例資源庫

學校要堅持以形式創新的深度融合問題為導向，以校園智慧化管理為主線，構建基于5G技術的校園管理和在線教學教研實踐，形成全學科智慧課堂教學案例資源庫，為教師教學與研究提供經驗借鑒。例如，江西師范大學附屬中學利用南昌、贛州、井岡山等不同地域的獨特民俗風情和豐富的紅色資源，借助5G技術的優勢，實現不同地域文化的交融與互動，讓學生更好地傳承中華民族的優良傳統。

（三）建立協作共同體，共享優質教育教學資源

信息共享是信息技術時代教育發展的必然趨勢。5G技術引領下的智慧校園建設，學校要積極與其他學校交流，建立協作共同體，共享優質教育教學資源。例如，江西師范大學附屬中學牽頭江西省11個地級市的優秀中學組建優質高中教研共同體，構建5G智慧數字校園融合教學應用實踐共同體，充分利用不同地域的優質教育教學資源，借助5G技術可移動性優勢，推動協作共同體與學校特色發展相結合，并實現可持續的發展和推廣。

總之，目前我國5G技術領域已經取得了許多重要的科研成果。圍繞“5G+建設智慧校園”，學校應提升5G技術在智慧課堂、全息教學、校園安防、教育管理等各環節中的應用，促進“5G+智慧校園”建設與應用從“小范圍探索”走向“大規模落地”，提高智慧校園建設實效性。

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[6]楊俊鋒，施高俊，莊榕霞，等.5G+智慧教育：基于智能技術的教育變革[J].中國電化教育，2021，（4）：1-7.◆（作者單位：江西師范大學附屬中學）

本文系江西省教育科學“十四五”規劃2021年度研究課題“基于新一代寬帶無線移動通信網的中學智慧校園創新探索與示范應用”（課題編號：21ZXYB001）的研究成果之一。