基于5G技术的中学智慧校园建设与应用

熊剑

摘   要：智慧校園的建设是教育信息化的重要内容，5G技术是当前建设智慧校园的关键技术，能推动传统数学化校园建设向智慧化校园建设迈进。本文以江西师范大学附属中学“5G+智慧校园”为例，介绍了5G技术在智慧校园建设中的创新应用。“5G+IoT”能实现物联网、无线网全覆盖和智慧校园平台统一管理，因此，学校要整合人工智能、物联网、云计算等技术，推进智慧教育创新发展，建立新型智慧教育体系，打造全新的智慧校园。

关键词：5G技术   智慧校园   融合创新

党的十九大报告特别强调，要以教育信息化全面推动教育现代化，全面提升教育品质，构建新时代教育的新生态，明确了信息技术驱动教育综合改革的重要作用。在此背景下，学校要利用数字化平台，激发教育数字化转型发展的内生动力，推动教育方式革新、教育内容创新，实现教育的深层次变革，从而为学校可持续发展赋能，为社会培养高水平的创新型人才，形成全新的育人模式。2019年，江西省人民政府印发《江西省5G发展规划（2019-2023年）》，为5G技术的发展提供了政策支持，打开了5G技术发展与体系建设的新局面。将5G技术运用到智慧校园的建设中，符合教育信息化的发展趋势，能为教育的可持续发展提供持续的动力。本文以江西师范大学附属中学智慧校园建设为切入点，探究了5G技术在智慧校园建设过程中的实际应用，具有重要的示范作用。

一、5G技术概述

第五代移动通信技术（简称“5G技术”）是最新一代蜂窝移动通信技术，具有链接速率高、信号延时小、场景连接能力强的特点，是实现人、机、物互联互通的生态网络基础设施。与第四代移动通信技术相比，第五代移动通信技术的安全性、可靠性、时效性、传输质量和网络覆盖能力等，都表现出更大的优势。截至2023年6月，我国已经建成5G基站超过270万个，占全球60%以上，是目前全球规模最大、技术最先进的5G独立组网网络。

2020年突发的新冠疫情，让教育教学被迫转到线上，开始了一次史无前例的大规模在线教育实战演练，大部分学校都采用了线上教学的方式。5G技术凭借自身的优势，给用户提供了更丰富的使用体验。5G技术的发展与应用，使信息技术与教育教学不断深入融合，对推动教育数字化转型、发展智慧教育、推进教育教学方式改革具有重大意义。

二、“5G+校园智能化管理”

智慧校园的建设，要求学校紧扣5G发展规划要求，规划建设有线网络、无线网络、“5G+IoT物联网”全覆盖的融合网络系统，整合人工智能、物联网、大数据等技术，实现5G技术在基础教育领域的创新应用，建立新型智慧教育体系。

（一）“有线+Wi-Fi”全覆盖

“5G+校园智能化管理”对学校的硬件设施要求较高。学校要部署千兆有线网络，实现无线网络校园全覆盖，满足全校教师办公、教学网络宽带需要，实现无线泛在网络高速连接。同时，学校还要组织教师进行信息化应用培训，提升全校教师信息技术应用水平，推动信息技术与学科教学的深度融合。

（二）“5G+AI智慧食堂”

学校智慧食堂借助AI人脸识别技术，可以快速完成就餐刷脸支付，解决了传统刷卡消费容易出现的忘卡、丢卡、盗刷以及长时间排队等问题。家长也可以通过手机实时了解孩子在校的就餐消费情况，大数据分析还能为每个学生定期输出营养报告。

（三）“5G+物联网”

“5G+物联网”技术，能实现师生考勤、定位的记录，优化校园访客管理，实现人员出入智能化记录，对校园停车场进行智能管理、对周边环境进行实时监测，方便学校以更加精细和动态的方式实现校园环境管理。

（四）智慧校园云平台

学校应打造统一的校园管理平台，通过统一身份认证，将采集的信息数据进行整合，全面助推校园智能化管理。同时，建设基于5G技术的4K高清低时延教学直播系统，充分利用5G网络的增强移动宽带特性（eMBB）、大规模机器类通信服务（mMTC）和超可靠低时延传输能力（uRLLC）等特性，为师生提供优质、便捷、实时的互动学习体验，利用视频会议系统进行远程研讨，构建网络教研新模式。

三、“5G+教育教学”

学校要以素养为导向、以理论为先导、以技术为支撑、以能力提升为保障，做好顶层设计，分步组织实施，有序推进5G智慧校园的建设，培养“知行合一，具有责任担当、家国情怀的新时代中学生”。

（一）“5G+三新”教育改革

新课程、新教材和新高考，吹响了江西省高中教育改革的冲锋号。从2021年秋季开始，全省高一年级全面实施新课程、使用新教材，各项顶层设计自上而下展开。例如，江西师范大学附属中学以“落实立德树人、彰显附中特色、形成示范引领”为建设理念，以“一核六翼一体”为目标，基于5G、人工智能等技术，通过多样化数据采集终端，跟踪和监测教与学的全过程，推动“5G+综合评价”。

（二）“5G+红色教育”

“加强红色教育，传承红色基因”是学校教育的重要内容。“5G+红色教育”，学校应关注学生的多彩生活，贴近学生的视角，发散学生的思维，激发学生的求知欲，引导学生主动思考、积极动手，在探究、解决问题的过程中获得新的知识。基于5G技术的红色教育，教师可以将课堂迁移到红色景点现场，利用“5G+4K”高清同步课堂直播的方式，开展移动直播式的现场体验教学。例如，江西师范大学附属中学利用5G技术，为新疆克州第二中学、井冈山东上学校等省内外共同体学校师生上了“八一南昌起义”“小平小道”等红色文化课，师生反响很好。

（三）“5G+智慧教学”

5G信息技术环境下的智慧教学，硬件与软件设施都发生了巨大的变革，智慧黑板、常态化录播教室、电子班牌、教师和学生的5G终端设备等已经成为标配。“智慧教学”是以5G技术为基础、以企业微信平台为载体、以人工智能为辅助、以云计算辅助分析技术为支撑的教学模式。这种教学模式深度融合和创新应用教学资源，通过数字化载体，能充分发挥教师教学的主观能动性，将单向的知识传授转变为双向讨论、多向互动，提供了个性化教学、情境化教学和混合式教学等教学方式，能促进学生全面发展。同时，在教学中，教师可以根据学生的实时学习数据，及时调整教学方式与教学侧重点，让学生可以开展高质量、个性化的自主学习，从而实现数字化的“教”与智慧化的“学”。

以化学学科教学为例，《义务教育化学课程标准（2022年版）》提出，聚焦学科育人方式的转变，深化化学课堂教学改革；倡导“做中学、用中学、创中学”，开展项目式学习和跨学科综合实践活动，促进学生核心素养的全面发展。基于此，学校教研组应以信息技术为基础，积极探索指向深度学习的学习模式，通过还原真实的生活情境，培养学生识别现象、提出假设、思考与解决化学问题的能力，培育学生的化学学科核心素养。

例如，在学生学习了如何制备氧气，掌握了质量守恒定律和化学方程式的计算后，教师可以以“制作简易制氧机”为任务，开展项目式教学，启发学生主动思考、分析探索，研究制氧机的制作过程，培养学生运用化学专业知识解决生活问题的能力，帮助学生建构初中化学核心知识体系。同时，教师可以利用“5G+4K”高清同步课堂直播的方式，为省内外共同体学校师生同步上课，并与云课堂中的学生进行互动交流，提升教育效果。

在“5G+智慧教学”的环境下，学校应定期或不定期组织各学科教研组开展智慧课堂名师示范课、智慧课堂优秀教学资源展示等活动，推进智慧课堂教学经验的分享和优化，让智慧课堂、数字化课堂成为信息化教学的新常态。例如，2020年，江西师范大学附属中学动员全体师生，充分利用智慧课堂平台、腾讯会议平台、企业微信平台，开设直播课，进行课后答疑，实现“停课不停教，停课不停学”。

（四）“5G+VR”

VR全称是Virtual Reality，中文翻译是虚拟现实技术，是虚拟和现实的结合，可以为人们创建基于数字的虚拟现实环境。VR是一种视觉呈现技术，需要高速宽带作为支持。5G技术在网络信息传输中的独特优势，可以很好地弥补过去信息技术的缺失。“5G+VR”技术，能让学生不受时空的限制，在数字化世界里体验现实生活中难以到达的场景，参与难以面对面参加的活动，通过低延时数字化通信技术和数字化硬件设备实现沉浸式教学。例如，江西师范大学附属中学持续深入推进“‘传承赣文化’地域文化与科学探究”特色学校建设，致力于打造“5G+VR”研学基地，创新打造“融研学”模式，促使学生实现全面而有个性的发展。

四、基于5G技术的智慧校园建设任务

5G技术引领下的智慧校园建设，要以“互联网+”理念为引领，以实施5G智慧校园建设和高清同步课堂直播工程为抓手，不断优化信息化生态环境，积极推进教育改革。

（一）构建科学的教师梯队建设体系

学校可以开设交流分享活动，提高教师对数字化工具、数字化平台的认识，增强教师学习数字化工具的信心，营造良好的教研氛围，帮助教师树立开放的学习心态，进一步完善教师教育创新机制。第一，学校要建立“名师库”，健全教师成长档案袋，鼓励教师制定个人年度计划和五年发展计划，确定持续努力的目标和任务。第二，学校要重视教师之间的团队合作、共进共学，促进教师之间互相分享、共同学习，互相交流、共同进步。对团队与个体来说，这样的分享式学习、启发式互动，是双赢的选择。第三，学校要搭建交流平台，让教师尽显风采。可以组建名师工作室，将教师卓有成效的教育教学经验在校内进行大力宣传与推广，形成“墙内开花园中香”的良好教研氛围，同时支持与鼓励名师参加省内外教育教学交流研讨活动，实现“百花齐放春满园”。

（二）形成全学科智慧课堂教学案例资源库

学校要坚持以形式创新的深度融合问题为导向，以校园智慧化管理为主线，构建基于5G技术的校园管理和在线教学教研实践，形成全学科智慧课堂教学案例资源库，为教师教学与研究提供经验借鉴。例如，江西师范大学附属中学利用南昌、赣州、井冈山等不同地域的独特民俗风情和丰富的红色资源，借助5G技术的优势，实现不同地域文化的交融与互动，让学生更好地传承中華民族的优良传统。

（三）建立协作共同体，共享优质教育教学资源

信息共享是信息技术时代教育发展的必然趋势。5G技术引领下的智慧校园建设，学校要积极与其他学校交流，建立协作共同体，共享优质教育教学资源。例如，江西师范大学附属中学牵头江西省11个地级市的优秀中学组建优质高中教研共同体，构建5G智慧数字校园融合教学应用实践共同体，充分利用不同地域的优质教育教学资源，借助5G技术可移动性优势，推动协作共同体与学校特色发展相结合，并实现可持续的发展和推广。

总之，目前我国5G技术领域已经取得了许多重要的科研成果。围绕“5G+建设智慧校园”，学校应提升5G技术在智慧课堂、全息教学、校园安防、教育管理等各环节中的应用，促进“5G+智慧校园”建设与应用从“小范围探索”走向“大规模落地”，提高智慧校园建设实效性。

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[5]郭素雅.5G在教育信息化中的应用方案与实践探索[J].中国现代教育装备，2020，（20）：14-16，19.

[6]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）：1-7.◆（作者单位：江西师范大学附属中学）

本文系江西省教育科学“十四五”规划2021年度研究课题“基于新一代宽带无线移动通信网的中学智慧校园创新探索与示范应用”（课题编号：21ZXYB001）的研究成果之一。