5G技术在线上体育教学的发展与挑战

刘佳鑫

5G技术在线上体育教学的发展与挑战

刘佳鑫

（四川师范大学体育学院，四川 成都 610101）

在数字基建政策下线上教学成为常规教学模式。为了解5G技术给线上体育教学带来的发展，文章对5G技术在教学中的应用进行研究，一方面运用5G设备将复杂困难的教学动作得到更清晰地展示；另一方面体育老师运用5G与远程教学结合的智慧平台，在虚拟环境中与来自各地的体育老师、体育教授交流，提升教学水平、促进自我发展。同时也应意识到5G技术应用线上体育教学过程带来的挑战。

5G技术；线上教学；体育教学

1 5G技术的发展与崛起

线上教学是以全体学生的学习发展为中心，在“互联网+教育”的背景下，我国许多地区与学校积极探索线上教学的创新教学方法手段，为了让云计算、移动互联、大数据在教育行业得到推广，中国加速了投资未来的速度，启动了34万亿的新基建，5G基站的建设和大数据中心包含在新基建计划中，5G基站与工业互联网代表着5G时代的到来，今年5G基建在中国会拉动巨大的投资规模，创造更多的就业岗位。2018年10月，国务院发布了《完善促进消费体制机制实施方案（2018-2020年）》，其核心内容是中国将进一步扩大和升级信息消费，加快推进5G技术商用，可见三大运营商和主设备研制的厂商都在全力加快5G产品的研发与测试，加快5G网络建设部署进度。2019年6月6号，中国电信、中国联通、中国广电三大运营商正式得到了工信部发放的5G商用牌照，预示着5G元年的正式开启。

5G是指第五代移动通信技术，相对于以往的2G、3G、4G前几代移动通信技术来说，实现了3个方面的技术突破：（1）高带宽。5G的高带宽带带来更快的信息传输速率，用户体验速率达到100Mbps至1Gbps，相对于4G传输速率不高的缺点，可以更加清晰地在网络上看到复杂的体育教学动作，4K、8K的超清体育动作分析视频也能轻松观看。（2）低时延。相较于4G网络较高的时延，5G的时延将低于1ms，两端之间的毫米时延，可以实现对无线信号的连接时延和稳定性要求苛刻的业务。如5G时代可以实现无人驾驶，保障车、人、路三点互通，消除安全风险，推进车联网应用进程。（3）大规模机器通信。5G技术让物与物之间连接数量大幅增加，连接密度可达到100万个/km2，且能在更快的移动速度下使用，在远程终端能及时做出反应，实现万物互联[1]。

2 体育线上教学的优势

2.1 5G+虚拟现实

5G与2G、3G、4G不同，5G拥有相对固定的网络架构与频道资源，通过新空口塑造了自身低时延，高带宽以及连接范围广的三大特性，5G网络的灵活性可以适应不同的场景，VR是指利用计算机技术来产生一个三维空间，学生可以佩戴虚拟设备让自己如同在现实的物理空间内，提高学生兴趣，为师生提供互动化、个性化、沉浸式的课堂教学体验[2]。通过与VR的融合，构建跨越端管云的新业态，通过身体感觉交互的方式为用户构建一个虚拟的浸入式、可交互的环境，满足学生各方面的体育需求[3]。比如，将虚拟现实技术应用到体育课堂教学，通过自然交互的方式，将抽象、复杂的技术动作可视化、形象化，让学生们通过立体人像的展示，技术动作的易难点介绍，虚拟空间的构建营造来分析信息，为学生们带来传统体育课无法实现的学习体验，实现更高的知识保留度。

2.2 5G+远程互助教学

5G+远程互动教学是5G+智慧教育的关键环节，比如，5G网络支持数据与内容的多媒体交互，可通过实时双向音视频来进行互动教学；在互助教学中，在体育场上设置多个全景摄像头，用来捕捉学生在进行体育动作时的速度、力量等数据，老师可以通过大屏、VR一体机对他们展示的动作进行分析，并将分析结果实时反馈至运动场，指导学生调整自己的动作。例如，健美操、体操、武术等竞技类体育运动项目，通过在线监测、在线考核的功能对学生的学习情况进行调查评价，借助计算机技术统计学习者的学习情况并形成图表，供学习者参考[4]。

2.3 5G+人工智能教育

学校采用线上教育出现了课堂纪律的保持、学生的上课状态、老师的教学质量等一系列问题，在大数据与AI智能背景下，人工智能的技术不断成熟，在技术应用的基础上，将人脸识别、语音识别、行为分析等相关数据应用到课堂、学生学习态度、教学质量等应用层。比如，应用人脸识别功能来分析学生在课堂的情感变化，通过摄像头收集的高清视频数据，在智能系统后台分析学生情感变化，判断学生的情感类型等，将统计后的数据可视化而形象的展示出来，老师便能观察到学生在课堂上的情感变化，从而分析自己授课内容对学生的吸引力，并且能关注到每个学生的学习状态，从而调整教学进度和授课方式，提高教学质量和实践效果；在课堂互动识别与分析中，人工智能智慧教学系统通过师生交流的过程，收集互动的数据，以文本的形式来记录老师的教学内容和学生的反馈，提取关键词，在不同氛围的课堂里提取出有助于课堂氛围的正面词汇。同时，也针对不同情感类型的学生提取对他们学习积极性调动的正面词汇，进一步提高教学互动效果，提升学生学习效率。

3 5G技术应用线上体育教学的必要性

3.1 体育教师专业发展的提升

5G技术的到来加快了网络线上教育的开展，也为教师的专业素养和信息素养提出了更高的要求。体育老师的专业能力也需要由弱到强不断精进，社会进步对学校体育要求的提高，对体育教师专业能力的要求也相应增加，体育教师的专业成长已不再局限于教授动作、传授运动技能等单个专业要素的提高，还包括技术素养的提升[5]。其中包括体育教师会灵活使用大数据、云计算、虚拟现实等新技术，推进教育信息化的应用。比如，5G+体育教师智慧学习平台，让体育教师能够学习到更多培训之外的知识，能够提升自己的专业能力。引入“平台+教育”教育模式，加快师生信息素养全面提升，拓展技术应用的能力，让体育教师具备良好的信息思维，适应信息社会发展的要求。

3.2 落实国家法律与政策的需要

美国无线通信和互联网协会报告中，中国在全球5G整体发展进度排名第一，这与国家的战略竞争是分不开的，中国提升了5G投入和资本支出同时，凭借中国的人口数量和广大应用场景的优势，让5G产业发展的潜力巨大，这也为5G+教育奠定了坚实基础。2019年四川省印发了《新一代网络技术产业培育方案》，部署了发展新一代网络技术产业的重点任务，其中包括培育与教育、医疗、交通等各行业实体经济深度融合发展的新模式、新形态、新产业。

4 5G技术应用线上体育教学的挑战

4.1 体育教师自我意识和发展不足

在建立体育强国的道路上，习近平总书记指明我们建设体育强国的切实路径，认为实现体育强国梦要从青少年抓起，引领青少年健康茁壮成长，培养后备人才[6]。但在我国的体育师资队伍重要性都没有体现出来，体育教师的专业水平的不足和应试教育的压力下学生没有足够的自由时间去参与体育活动。随着各学校开始引进5G设备，体育教师的学习教学方式也在不断更新，如何使用5G设备收集学生资料数据进行教学也成了新的问题。所以，专业素养和信息素养的双向提升是体育教师未来自我发展的方向，应用5G技术，不断加深5G+教育的融合应用[7]。

4.2 5G+体育教学双线形式开展困难

为了拓展5G+教育的双线形式，体育课加入了线上指导，线下练习的过程中来。虽然线上体育教学是一个全新的教学模式，但也伴随着许多问题，线上体育教育的教学内容过于简单，比如跳绳、跑步、下蹲等，器材少，专业要求也不高，不需要教师过多指导，使学生的积极性不够强烈，再加上体育教师也没有充分利用网络资源做好充分准备，使常规的内容不够新颖，难以激发学生的兴趣，教学质量低下；线上体育教学的课堂组织形式、课程目标的安排、师生互动等环节与线下的差别很大，许多教师的教学思维方式没有改变，线上指导学生体育学习缺乏线上组织教学经验；学生参与感不强，教师在认真地上课，学生偷偷玩乐，没有真正参与体育锻炼[8]。

4.3 5G网络安全有待提升

大量的体育教育数据是体育教师与学生隐私的宝贵教育资产，其数据传输的安全性对5G+教育而言是一大挑战。5G+物联网构建的教学平台融合大数据可以帮助学生获取大量有价值的信息，并通过大数据的处理满足学生不同的需求，因此，5G为了考虑基本的数据和语音通信服务的安全性，5G需要建立更全面、高效、节能的网络和通信服务模型，来全方位的保护师生的大量隐私信息。比如线上体育课，需要通过5G接入设备来收集学生的健康数据、运动爱好、饮食安全等信息，这些信息需要在5G系统里被第三服务商处理后给学生带来相对应的建议与需求，但5G安全问题的关键技术还在研究探讨中[9]。

5 小结

5G技术在线上教学的引进为整个信息化教学带来了革命性的升级，在此背景下，师生需更早地适应线上教学。5G+体育的教学模式，将有效打破时域限制，改变传统的远程教学模式，为师生带来身临其境的互动体验。5G时代改变了体育教师专业发展的思路和模式，为体育教师专业发展提供了全新地道路。体育教师也需要在大数据时代下找到出路，努力提升信息素养，借助5G设备建设体育教师智慧专业学习共同体，以便于更熟练地开展线上教学，基于此，以5G+体育教学为突破口，明晰当前存在地问题和挑战，让学校、体育教师扛起“健康学习”责任，并通过不同角度来顺应教育模式发展趋势，在未来实现成功转向。

[1]黄河,刘琳琳,李政.5G时代体育赛事移动传播的技术变革与内容创新：兼论对北京2022年冬奥会的启示[J].上海体育学院学报,2020,44(5):16-23.

[2]林华.虚拟现实技术融合警务技能教学探讨性研究[J].体育科学研究,2019,23(2):82-85.

[3]吴煌,熊欢.基于VR技术在信息化教育中的应用[J].信息记录材料,2020,21(6):99-100.

[4]杨雪红,郑磊石.“互联网+教育”背景下健美操在线教学课程设计[J].体育科学研究,2020,24(3):89-92.

[5]黄江林,陈栋,张军献.体育教师专业成长力研究[J].体育科学研究,2019,23(3):88-92.

[6]肖坚,汪焱.习近平体育强国思想引领下的体育强国建设[J].体育科学研究,2019,23(1):1-5.

[7]黄晓丽,彭炜,于易.5G赋能时代体育教师智慧专业学习共同体构建[J].湖南工业大学学报(社会科学版),2020,25(2):101-107.

[8]赵利,贾雪枫,王廷相,等. “新冠疫情下线上教学的问题与对策”(笔谈)[C].扬州大学教育科学学院.当代教育评论（第10辑）.扬州大学教育科学学院:扬州大学教育科学学院,2020:18-30.

[9]陈冬梅.基于5G+VR技术的智慧体育教学方案研究[J].产业创新研究,2020(14):171-172.

The Development and Challenges of 5G Technology in Online Physical Education

LIU Jiaxin

(Sichuan Normal University, Chengdu 610101, Sichuan, China)

刘佳鑫（1996—），硕士生，研究方向：体育教学。