基于“5G+无人机”的社区教育平台研究

高云婕 龙滔滔 李程

摘 要：为寻求社区教育平台建设思路，构建终身学习型社会，笔者以调查问卷的形式调研了扬州社区教育的基本状况，分析了当前社区教育存在的共性问题，并指明社区教育的改革方向。借助“5G+无人机”，社区教育的应用场景包括了抽象的教学内容具象化的教学场景、跨学科融合的STEAM教学场景和虚实融合的项目式教学场景，社区教育平台的建立应当具有创客思维，并基于大数据体系的支持。本文的研究为社区教育数字化平台建设提供了方向。

关键词：无人机；5G；社区教育；教学场景；创客思维

中图分类号：G779.2

社区教育是我国居民在物质文明水平提升之后，追求精神文明的产物。进入21世纪，国家大力支持和发展社区教育，倡导全民终身学习的理念。2004年，教育部出台了《关于推进社区教育工作的若干意见》，指出“要逐步建立起适应社区建设和居民学习需求的社区教育管理体制、运行机制和教育培训模式，促进社区居民整体素质和生活质量的提高。”因此，积极发展社区教育，构建学习型社会是必然趋势。

通过对扬州两个社区的调查问卷，发现当前社区教育的共性问题，包括了社区居民参与社区教育的积极度不高；社区教育师资匮乏，供给侧矛盾突出；数字化平台及课程资源不足等问题，为了解决以上问题，提出了社区教育的改革方向。

一、社区教育改革方向

（一）教学目标与教学内容匹配原则

社区教育对象具有个性化、多层次的特点，依据教育对象的特点，具体可将教学内容分为科技发展类﹑休闲娱乐类、健康类、创业知识类等教学板块。教育教学的目标是满足社区学员的学习需求，为终身学习打造学习环境，所以，社区教育教学内容首先必须要与教学目标的需求相适应。社区教育目标的年龄层次跨度非常大，是从幼儿的低龄至退休老人的高龄形成的全年龄段的学习教育链，授课目标的学习需求不同、学历层次不同、学习认知力不同，而且没有强制约束性，因此教学大纲的制定及教学内容的选择必须满足学习群体的需求。

（二）社区教学的趣悦性原则

趣悦教育又称游戏化学习，该种学习方式将教育性和娱乐性相结合，逐渐成为国内外教育研究的重点方向。由于社区教育对象的特殊性，每一年龄层次的学习群体在社区学习过程中都有寓教于乐的实践需求，这既要求教育教学计划的制订者在教学目标与教学内容相适应原则的基础上，充分将趣悦元素融入教学内容中﹐又要求教学实施者在授课环节中充分考虑社区学员的兴趣点，将教学过程娱乐化，并使教育对象一直在课堂中，从而完成教学任务，达到教学目的。

（三）组织教学数字化原则

社区教育教学一般有三种学习交流的形式：线下面授、网络课堂和实践活动［2］。针对社区教育教学中不同的授课群体﹑授课需求、教学内容，应该在教育教学中采用灵活性﹑多变性的教学组织形式，并加入数字化教学元素，创造性地将5G及无人机运用到各种教学方法中，根据教学需求设计课程内容、合理使用教学方法，才能有效地保障教学方向﹐从而完成教学目标。

二、“5G+无人机”的教学应用场景

无人机逐渐运用到各类教育教学环节中，但由于无人机的单机性，导致无人机与各类教学平台之间缺乏有效的对接，无人机的远程交互能力弱，无法及时将教学数据回传至教学平台。5G技术的发展可以为无人机与教学平台之间的數据互通提供技术支持，实时空中图像与建模数据的回传，实现远程控制指令的发送与接收。

5G的高速传输与无人机的多方位视角相结合，能够为社区教育提供更加丰富的数字化的教学场景，建立更加多元化的数字化教学平台，为社区教育的数字化建设提供新的思路［3］。

（一）抽象的教学内容具象化的教学场景

提高社区学员的学习关注度，注重社区学员已有学习经验与过往学习经历是社区教育数字化改革的内在要求，也是社区教育教学场景构建的现实需要。抽象教学内容的具象化过程，即将抽象的学科知识转化为社区学员能够理解的形象化知识，是社区教育能够持续进行的基础和前提，不仅有利于提高社区学员的学习兴趣，也有利于社区学员对其所学学科的认知和其核心素养的提升。抽象的教学内容具象化的关键是教学内容的生活化，构建“5G+无人机”生活化的教学场景，有利于社区教育的高质量发展。

无人机在抽象教学内容具象化应用场景上可以发挥极其重要的作用，如在地理学科中可以用于地形的3D建模；在编程学科中可以直接将程序下载进无人机，控制无人机的飞行姿态、飞行时间、飞行路径等；在数学学科中可以研究无人机的各种飞行算法等。无人机技术还可以用于构建基于元宇宙的沉浸式互动学习模式，社区学员通过佩戴元宇宙终端设备进行全景直播观看或者虚拟课程学习。利用云技术完成无人机控制命令的计算以及虚拟场景的渲染，通过5G高速传输网络将无人机拍摄影像传送到终端，帮助社区学员在沉浸式的过程中完成学习，为社区学员带来生活化、具象化的学习体验。基于“5G+无人机”技术的新教学场景的构建，能够将抽象的教学内容具象化，能够开发更加优质并且具有生活化的教学资源，能够实现教学内容的快速下载和实时交互，能够使社区的教育教学过程更加生动有趣。

（二）跨学科融合的STEAM教学场景

跨学科融合是将本学科的知识与其他学科的知识、本学科的知识与其他学科的技能交叉融合，将原本松散、独立的学科整合。社区学员的学习时间碎片化，基本无法系统地学习每个学科，因此跨学科融合的STEAM教学场景符合社区教育的发展方向。STEAM教育是跨学科项目式教学的重要途径，无人机以教育工具的形式融入STEAM教学场景中，将传统理工类学科与信息技术、传统文科等学科进行融合［4］。基于“5G+无人机”的跨学科融合的STEAM教学场景通过融合多门学科于一体，进而提升学习者的创造力、好奇心，节约学员的学习时间，提高学习效率。

社区学员如果学习一个项目，可以学习多门学科的知识点，并能解决实际问题，这是最理想的教学场景。如在地理测绘这门课程中，传统的教学场景是在教室讲解地理知识和测绘知识，而基于“5G+无人机”跨学科融合的STEAM教学场景则是利用分布控制的多台无人机，携带多传感器数据采集测绘设备，在空中进行多点全方位的拍摄，利用5G高速传输系统回传至智慧教室，再利用多源数据融合处理技术对回传数据进行分析与整合，从而完成自然地理的测绘。该教学场景的学习目标是完成地理测绘项目，但为了完成该项目，需要社区学习者掌握包括传感器的基础知识、无人机飞行及航拍技术、软件数据处理知识以及传统的地理测绘知识。这样的跨学科的STEAM教学场景更加贴近实际生活，能够提升社区学员的主观学习能动性。

（三）虚实融合的项目式教学场景

项目式教学起源于18世纪欧洲的工读教育与19世纪美国的合作教育，是一种“以项目为载体、以工作任务为核心、教师为引导、学生为主体”的注重理论与实践相融合教学新模式。利用“5G+无人机”技术，开发虚实融合的教学项目，构建新型项目式教学场景，能够为社区开发教育平台提供新的研究方向，符合社区教育信息化改革的趋势。

虚实融合的项目式教学场景是通过“5G+无人机”技术，开发虚拟和现实相融合的教学项目，虚拟教学项目利用虚拟三维仿真技术将教学环境、教学设备、教学流程虚拟化，教师与学员之间采用虚拟交互仿真技术进行虚拟交互，让学员身临其境，在虚拟环境中完成理论教学与实验虚拟交互［5］；现实教学项目则利用智慧教室等传统教学场景，完成教学任务。虚实融合的项目式教学场景能够丰富教学内容，克服现实实验教学对设备和环境的依赖，能够构建与现实相同的理论与实践教学的虚拟环境，让社区学员从传统的教学环境进入新型的教学环境，甚至是虚拟的生产作业环境，大大提高了学员的学习积极性。采用虚拟场景能够延长社区学员操作、训练等学习时间，克服传统教学对时间和场地的局限性，能够让学员充分利用其碎片时间学习，提高了学习效率。

通过以上“5G+无人机”社区教育教学场景的研究表明，基于“5G+无人机”的趣悦社区教育平台的建设应该具有创客思维，将创新链与教学链深度耦合，将高等教育、职业教育与终身教育、社区教育协调统一，重新构建具有“5G+无人机”元素的趣悦社区教育平台。

三、“5G+无人机”的社区教育平台建设思路

（一）基于创客思维的教育平台建设

建设社区教育平台，目标是培养创新人才，其建设路径必然需要具有创客思维，以教育平台的建设需求为主线，将创新意识、创新思维、创新能力和协作能力贯穿于平台建设和使用的整个过程中。

教育平台的建设可以利用一切科技创新手段，如引入大数据体系分析社区学员的学习需求与学习偏好；利用创客思维，建立新型项目化教学体系；引入“5G”系统进行社区教育信息化改革，完成课堂革命；引入“无人机”航拍及建模技术，配合人工智能及VR技术，完成现实世界的虚拟化；利用元宇宙技术建设虚拟社区，让社区学员可以在虚拟社区中完成其教学任务。

教育平台的使用和管理者是拥有创客思维的社区教师，称为创客教师，包括“创客”和“教师”双重含义，创客教师不仅要具备丰富的理论知识和扎实的专业技能，还应该要具备较强的综合素养和良好的创新实践能力。具体来说，创客教师知识体系上应具备创客思维、创客教育、跨学科能力、虚实结合的设计能力、设计思维、计算思维、工程思维和媒介素养等多方面能力。创客教师业务能力方面还应包括创客教育能力、创客规划能力、专业发展能力、空间建设能力和竞赛指导能力等。显然，创客思维对教师的综合素质要求是高阶的，而目前社区教师绝大多数还是高等教育或者职业教育的教师兼职，因此，社区教育的师资队伍的培养既要提升其专业课素养和能力，也要培养其创新创业的能力，形成结构化的创客师资团队。建设教育平台应重视创客师资团队的培育，建立健全有效的激励保障机制。

（二）基于大数据体系的教育平台建设

社区教育提供的教学内容，需要具有广泛性和针对性，以便满足不同社区学员的学习特点和兴趣需求。基于“5G+无人机”的趣悦社区教育平台需要构建大数据体系，全面储存和收集社区用户学习数据和学习行为，能够根据学员的学习日志对学习需求和倾向进行分析，社区教师也需要利用教学过程中产生的学员数据为教学内容的精准分析与教学质量的精准评估提供依据，从而达到社区教师精准教，社区学员精准学的目标。

基于“5G+无人机”的趣悦社区教育平台的大数据体系主要包括大数据采集模块、大数据存储与分析模块、大数据服务模块和大数据管理模块。大数据采集模块的功能主要是根据社区学员的使用习惯，采集其日常学习活动信息、学业档案基本信息等，也采集教师的操作日志、教学资料信息等。大数据存储与分析模块主要是采用分布式的结构对采集到的教育大数据进行存储与管理，并进行深度的模式挖掘。通过数据分析，系统可以获得社区学员学习和生活的个人行为信息，并能根据这些数据描绘出社区学员学习行为的画像，系统在该时间段不断推送社区学员目前感兴趣的学习内容，从而达到精准学的目标。通过数据分析，系统可以获得社区教师的教学行为和教学反馈的数据，并能根据这些数据描绘出社区教师教学行为的画像，系統可以推送与其匹配的社区学员到其模块下学习，从而达到精准教的目标。大数据服务模块的作用是充分利用大数据中蕴含的各类信息来改善教学全过程，主要包括两方面的服务，一是充分展示对教育数据分析结果、教学质量反馈、学生学习行为画像等；二是一些建议信息，服务的对象包括教师和学生，主要包括教学反馈建议和学员学习建议。大数据管理模块主要包括三个部分：基础数据库系统主要负责更新实时数据并进行初步的整理；数据管理系统主要负责文件存储位置的确定、文件记录保存、历史数据的存放与修改等；安全防卫系统则主要为教育数据的安全，特别是社区学员隐私信息提供保护。

“5G+无人机”的社区教育平台建设思路能够促进社区教育在信息化背景下的教育理念、教学模式、管理机制、课程建设等方面的探索和改革，以达到完善终身教育体制的目的，也为未来开展更多类型的社区教育平台的建设提供参考依据。

参考文献：

［1］张岩.新阶段社区教育实施现状问题与策略［J］.吉林省教育学院学报，2022，38（03）：3336.

［2］李晓庆.整合社区资源 打造学习型社区教育平台［J］.天津职业院校联合学报，2019，21（07）：6165.

［3］李青，闫宇.新技术视域下的教学创新：从趣悦学习到机器人陪伴学习——英国开放大学《创新教学报告》（2019版）解读［J］.远程教育杂志，2019，37（02）：1524.

［4］宋磊.STEAM教育理念下新时代美育跨学科教学策略探索［J］.课程.教材.教法，2022，42（11）：140145.

［5］梁婷.虚拟仿真技术在无人机相关专业教学中的应用研究［J］.科技风，2022（14）：100104.

基金项目：2021年度江苏省社会教育规划课题基金项目“基于5G+无人机的趣悦社区教育平台研究”（JSSB2021008）

作者简介：高云婕（1982— ），女，江苏姜堰人，硕士，讲师，研究方向：光电技术与职业教育；龙滔滔（1982— ），男，江苏扬州人，硕士，副教授，研究方向：电子与通信技术。