5G时代背景下在线教育发展变革浅析

李燕琳 王玉龙 冯晓彤 乔木 李曦冉

[摘           要]  2019年5G正式实行商业化，作为当下新型基建的底层技术，5G开始与各行业融合发展，实现新一轮的信息基础设施革命升级。在5G技术高速率、低时延、低功耗、大规模链接等功能的渗透下，大数据、人工智能、虚拟现实技术与在线教育的应用融合也更加紧密。分析了5G时代背景下智能信息技术与在线教育的融合应用，阐述了5G视域下在线教育在教育模式、学习模式、教学环境、教学评价等方面的变革，审视5G给在线教育带来的发展机遇，为推动智慧教育创新发展提供借鉴意义。

[关    键   词]  5G;在线教育;教育技术

[中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                 [文章编号]  2096-0603（2022）03-0034-03

在线教育以全新教学时空环境和教育理念，从根本上变革教育的系统层次与结构，是智慧教育发展较快的领域。[1]5G通信技术以高速率、低时延、低功耗、大规模链接等特点在破解在线教育应用过程中所遇到的速度、延迟和传输容量限制等技术问题的基础上，与智能信息技术融合升级，共同推动在线教育内部各要素优化升级，促进在线教育应用场景和学与教模式的变革，逐步形成在线教育新格局。

一、教学模式：非线性网络结构下的一体化教学

在线教育弥补了传统教学线形结构的缺陷，呈现出信息表现多形式、信息传递非线性网络结构的特点，尤其是在5G技术的支持下，在线教育可以实现泛在化、多方向、非线性交流，教学系统将发生根本性变革，教育理念、学习空间、教学资源、教学管理、教学实践、学习成果认证等构成要素将彼此联通、互相助力，在线教育逐步实现“以学生为中心”的非线性网络结构下的一体化教学模式，主要体现在以下四个方面。

（一）教学空间一体化

从特殊时期大规模在线教学的发展态势来看，线上教学无缝隙接轨线下教育，线上线下的融合发展能够最大化发挥学习空间对教学效果的促进作用。5G赋能智慧教育的时代下，信息技术在教育中的广泛应用，可以实现多元化教学场景融合，教学根据实践需求打破空间桎梏、打通学校家庭、连接虚拟现实[2]，实现学生线上线下虚实融合的一体化学习。

（二）资源建构一体化

5G移动通信技术可以优化4G网络环境下，在线教育课程资源建设在本地资源采购、本地资源加工、本地工程技术人员技术储备等条件下带来的课程结构维护、课程建设内循环等弊端，实现异地多源异构的一体化课程资源建构模式。[3]利用5G的技术特点，实现高速率课程资源的即用即取;以平台使用者（教师、学生、在线教育机构等）即资源建设者的方式实现多个异地平台的连接，并在一定的准入机制和构建规则下实行资源共建公用共享;在大数据智能分析的基础上，利用5G，精准标记资源标签，实现一键编辑、指向性传送、同类型推荐和智能化纠错等。

（三）理实一体化

理实一体化教学模式即理论实践一体化的教学模式，可以缩短学生从理论认知向实践操作转化的时间，提高学习实效。理实一体化的教学模式在职业教育中具有更多的实用性和广泛性，它可以形成以职业需求为导向、以技能训练为核心的一体化教学设计。基于5G和VR、AR等技术，可以在线构建虚拟实验室，实现线下教育设计与线上教学的智化融合，让学习者参与到教学实践的分析、设计、開发、实施与评价的全流程工作中，同时规避实训中的危险隐患，节省实操成本。

（四）教育治理一体化

5G时代的在线教育信息化环境将进一步提升，同时随着智慧校园的不断推进，学习分析+“大数据”+“云计算”在教学中的不断运用，这种智能化的教育治理场域将实现对教育教学全流程的动态监测，形成一体化的教育治理平台。主要表现在，以身份认证和用户管理进行在线教育学习者的统一身份认证，对用户的信息数据进行抽取采集、存储共享和分析应用;根据教学流程将学生数据进行统一部署和运行;对数据活动实施全天候监测和稽核;保证海量数据日志的叠加分析和在线运营。[4]在实现教育治理一体化的基础上，全方位提高教育教学决策的科学性、管理的专业性、过程的高效性、服务的精准性。[5]

二、学习模式：基于协同知识建构体系的合作式学习

协同知识建构+在线教育是当下数字化教学的新模式，也是被教学实践所证明的一种行之有效的新型学习方式。[6]5G时代，万物互联的学习方式为在线协同知识构建奠定了基础。[7]协同知识建构也称作协作知识建构，在线教育构建的学习空间把参与学习过程的目标群体联系在一起，参与者在共同目标激励和协作规则的保障下，利用信息技术工具，通过分享、论证、探究、协商、创作、反思等个体或群体学习活动，不断修改公共知识，协同构建知识体系的建设与完善。[8，9]这种利用在线教育环境进行协同合作的学习模式可以归纳为“在线W-T-P-S”“在线圆桌会议”“在线协同编辑”。

（一）在线W-T-P-S

“在线W-T-P-S”即在线“思考（think），写作（write），结对（pair），分享（share）”。在线W-T-P-S是支架式教学模式对应下的学习模式，主要通过为学习者构建对知识的理解提供一种概念框架[10]，在线W-T-P-S学习模式就是在这种概念框架下进行的独立思考—写下想法—小组结对讨论—在线分享讨论结果。5G+智能信息技术使在线W-T-P-S更加具象化和延展性，成员的讨论会以在线知识图谱、逻辑思维导图等形式进行可视化表达。

（二）在线圆桌会议

以圆桌会议的流程，让学生评估所学的知识—回顾信息—轮流发言—练习沟通。在这个环节中，老师是一个中立的行动学习过程设计者和研讨引导者，协助团队完成课程目标。学生是角色对等的参与者，要在回顾信息和接受信息的过程中，形成自己的观点并轮流发表。不同于线下圆桌会议，5G技术支持下的在线圆桌会议会自动生成数字会议日志和概念图，及时联动、互通共享，促进学生对多元信息的理解、融合与沟通能力的培养。

（三）在线协同编辑

在线协同编辑，就是让学生共同创建一个知识内容，经过质疑概念、澄清关系，然后协商以形成具有共同认知的制品。5G时代，结合物联网、XR等智能技术，在线教育能够为学习者提供更便捷的众创空间，学生可以参与公共知识的建构和发展，但是公共知识的建构需要一定的准入机制，如百度词条和维基百科，在由AI智能检测和后台管理者内容把关的基础上才可以实现知识共建。

三、教学环境：建构主义学习框架下的智能化教学

建构主义学习理论作为互联网时代的核心教育理论，强调通过构建有利于协作、交流和意义建构的理想教学环境，来帮助学习者主动建构知识意义。[11]这里所说的教学环境是影响教学活动的物理环境，包括教学场景、教学媒介、教师群体等，在线教育教学条件可以很好地满足建构主义对教学环境提出的较高要求，而5G的应用场景为构建更加丰富、更趋于现实、更便于交流、更加智能的教学环境提供了强有力的技术支持。

（一）教学场景智能化

最有效的学习场景要能够发挥学生多感官的认知与协调能力，5G时代的教育智能技术深度融合5G技术的三大应用场景，为学生搭建一个集自洽、自主、体验、探索、交流、实践于一体的虚拟学习场景。VR可以实现学习内容仿真化，4G的网络速率不能满足VR内容以在线的方式观看和体验，而基于5G的边缘云技术可以打破VR在线观看的技术壁垒，满足VR对数据的传输要求。5G+VR可以创设在线虚拟教室，开展高成本、抽象化、危险系数高的教学实验和科研项目。同样，AR设备利用5G大宽带、低延时的技术特点，让在线虚实交互更为流畅，同时，5G时代云计算优势凸显，AR设备可以借助手机、平板等学习载体实现更加便捷的移动式学习。

（二）教师梯队智能化

智能信息时代下，教师会面临教学如何在内容与形式上区别在线教育与线下教育、如何与学生建立良性互动机制、如何让学生之间协同交流、如何管理教学成绩等问题，同时教师在智慧教育时期也面临着知识调取与储存能力不足、外部信息识别滞缓、交互性扁平等问题，所以教师群体面对教育线上化显得较为被动。5G+大数据、云计算、自然语言处理等人工智能技术为在线教育时代下教师梯队智能化发展提供了契机，主要表现为：首先，能够利用感知智能来识别复杂多变的教学信息，如同线下教育，线上教育的教学任务包括教学设计、知识传递、课堂互动、作业批改等教学工作，在这个过程中，教师将面临着复杂多变的教学信息，而5G时代的AI代理能够嵌入重构教学任务的分配比重，利用计算智能对冗杂的教学信息进行“认知外包”，处理低层次、重复性和机械化的教学数据，如作业批改、同类提问归纳、考试信息管理等;其次，能够利用认知智能来分析学生的认知和行为模式，通过对学生语言、表情等特征数据的采集、识别与分析，生成“学生可行行为反馈报告”“学习障碍诊断报告”等基础数据，为教师展开更全面、更合理、更具有针对性的教学活动提供基础信息;最后，能够利用社会智能来实现多主体的自由交互，AI人工智能能够与师生共同形成“学习共同体”的多元交互结构，“学习共同体”包括学习者和助学者，在这个环境下，助学者不仅包括传统意义上的教师群体，还有家长、网络达人、在线专家学者和人工智能，利用强大的智能计算技术，识别复杂多变的教育信息，实现学习者和助学者的精准对接，学习需求和学习供给的精准匹配。

四、教学评价：智能化教育下的综合评价体系

教育评价事关教育发展方向，其评价结果推动教育教学多方面发展，合理、科学的教育评价体系是促进教育生态健康发展的关键一步。

（一）综合发展的教育评价体系建立

5G技术的出现促使在线教育向智能化纵深发展，我国教育评价体系经历测量、描述、判断、建构四阶段发展，在5G时代下呈现综合发展态势。评价主体不再局限于教者与学者，而是面向学生评价、教师评价、教育管理者评价、教育环境评价、教育系统评价等多元主体。评价方式结合快速更新的传播通讯技术如大数据、云计算等，更为强调多元化评定方式，以促进个性化成长。评价标准方面，关注要素的圈层范围不断向外、向下扩展。评价功能不止于反馈、问责、鉴定，而转向动态演变的教育生态系统测评。

（二）智能化教育评价新生态

5G通信传播技术拓宽了教育信息的传播路径、提升了传播容量与速度、重塑了教育传播行为，硬件与软件的结合升级，个性化、情境化、大数据化的教育行为催生智能化新生态。首先是智能化的学习环境，在大数据技术与虚拟现实技术的结合互动中，打造学习社群与教学社群，自动识别学习情境，记录学习过程，分析学习結果，提供大量数据支撑。其次是智慧化评价方式，5G技术低延时、高速率的特点使数据分析走向多元化细分化。关注点不在于收集学习样本数据，而是进行内在规律和表示层次的挖掘，通过数据建模分析教学过程中的文字、图像、音视频等数据，识别教学成果实时反馈以服务于体系更新。最能直观感受的是学生评价环节，在“5G+大数据”的支持下，教育评价将综合学生在院校教育、线上教育的数据信息，通过边缘服务器的功能生成一个更加多元、立体和全面的评价结果。这个评价结果涵盖了学习者所有的学习过程，通过线下教学和线上学习的综合观察，采集学生全方位的信息，获取学生更加复杂的成绩评分、素质评分、体质评分，这种学分打破传统的二维表格和数据的形式，是一个动态的、网络化的、互联的评分机制。

加强5G时代在线教育应用的思考，探究在线教育教学应用范式，研究5G赋能下在线教育“教”与“学”的模式变革，是促进5G时代智慧教育新生态的重要表征之一。5G时代，加速智能信息技术与在线教育的融合速率，提升在线教育智能化发展的延伸范畴，推动在线教育教学模式、学习模式、教学环境和教学评价新形态的形成，实现在线教育的整体革新和内部优化。未来，5G将加速推动智慧教育新格局的构建，以教育信息化全面推动教育现代化发展，为进一步实现建设教育强国的伟大目标提供坚实的技术基建。

参考文献：

[1][2][9]胡钦太，刘丽清，郑凯.工业革命4.0背景下的智慧教育新格局[J].中国电化教育，2019（3）：1-8.

[3]李小平，孙清亮.基于第五代移动通信技术的网络教育应用研究[J].电化教育研究，2019，40（1）：52-58.

[4]李远，王旭，周晋.商学院教育管理信息系统一体化建设实践[J].中国教育信息化，2021（7）：4.

[5]中国教育网络.雷朝滋：后疫情时代教育信息化的“六大引擎”[EB/OL].（2020-07-14）.http：//xxh.resource.edu.cn/news/1978.html.

[6]熊剑.在线学习环境下的协同知识建构：师生关系解构及教师角色研究[J].中国教育信息化，2019（15）：13-23.

[7]杨俊锋，施高俊，庄榕霞，等.5G+智慧教育：基于智能技术的教育变革[J].中国电化教育，2021（4）：7.

[8]熊剑.在线学习环境下的协同知识建构：涵义、特征与促进策略[J].中国教育信息化，2019（2）：1-5，10.

[10]刘邦奇.为学习服务：“互联网+”时代的教育观念、模式及实现途径[J].中国电化教育，2017（8）.

[11]刘邦奇.为学习服务：“互联网+”时代的教育观念、模式及实现途径[J].中国电化教育，2017（8）.

◎编辑 张 慧