5G將如何改變教育，42個5G智慧教育應(yīng)用場景一覽究竟

導(dǎo)讀：隨著5G的到來，教育形態(tài)也將會發(fā)生巨大變化，而智慧教育作為5G的一個重要應(yīng)用，到底有哪些細(xì)分場景呢?

圖片來自“東方IC”

隨著5G的到來，教育形態(tài)也將會發(fā)生巨大變化，而智慧教育作為5G的一個重要應(yīng)用，到底有哪些細(xì)分場景呢?

5G+虛擬現(xiàn)實教育

作為5G+智慧教育的主戰(zhàn)場，VR/AR 與教育結(jié)合呈現(xiàn)的全新的教學(xué)體驗，可極大地提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及對知識的快速吸收，為師生提供互動化、個性化、沉浸式課堂教學(xué)體驗。

1、虛擬現(xiàn)實+課堂教學(xué)

在教育場景，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可通過自然的交互方式，將抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容可視化、形象化，為學(xué)生提供傳統(tǒng)教材無法實現(xiàn)的沉浸式學(xué)習(xí)體驗，提升學(xué)生獲取知識主動性，實現(xiàn)更高的知識保留度。

根據(jù)不同的學(xué)科，虛擬現(xiàn)實發(fā)揮著不同的作用，主要有立體物體的展示，立體空間的展示，展品的介紹，虛擬空間的營造與構(gòu)建，虛擬場景的構(gòu)造等方面的應(yīng)用。

2、虛擬現(xiàn)實+科學(xué)實驗

一般學(xué)?，F(xiàn)有的條件下，有許多實驗是根本不可能做的，如核反應(yīng)實驗，還有些實驗是不能讓學(xué)生做的，如涉及到放射性物質(zhì)或有毒物質(zhì)的部分。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以有效地解決實驗條件與實驗效果之間的矛盾。

在教學(xué)中，許多昂貴的實驗、培訓(xùn)器材，由于受價格的限制而無法普及。如果利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在多媒體計算機上建立虛擬實驗室，學(xué)習(xí)者便可以走進(jìn)這個虛擬實驗室，身臨其境般的操作虛擬儀器，操作結(jié)果可以通過儀表顯示身體的感受反饋給學(xué)生，來判斷操作是否正確。

這種實驗既不消耗器材，也不受場地等外界條件限制，可重復(fù)操作，直至得出滿意結(jié)果。VR 實驗室的一大優(yōu)點還在于其絕對的安全性，不會因操作失誤而造成人身事故。

3、虛擬現(xiàn)實+遠(yuǎn)程教學(xué)

在遠(yuǎn)程教學(xué)中，往往會因為實驗設(shè)備、實驗場地、教學(xué)經(jīng)費等方面的原因，而使一些應(yīng)該開設(shè)的教學(xué)實驗和課程無法進(jìn)行。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以彌補這些方面的不足，學(xué)生足不出戶便可以做各種各樣的實驗，獲得與真實實驗一樣的體會，從而豐富感性認(rèn)識，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解。

4、虛擬現(xiàn)實+科技研究

科技研究與實驗觀測注重讓用戶觀察到更多更精確的有效數(shù)據(jù)以供后續(xù)分析或使用。

因此，這種應(yīng)用重在以高度擬真的方式，將一些難以觀測的現(xiàn)象放到虛擬世界中，讓用戶以更為舒適便捷的視角或時間測度進(jìn)行觀測，相應(yīng)地也要由系統(tǒng)給出真實實驗中應(yīng)當(dāng)觀測到的數(shù)據(jù)。

利用 VR 系統(tǒng)重建某次天體碰撞的場面及數(shù)據(jù)分析，這種應(yīng)用對硬件設(shè)備的要求不高，主要還是對計算機系統(tǒng)的運算能力有較高要求。

5、虛擬現(xiàn)實+仿真校園

教育部在一系列相關(guān)的文件中,多次涉及到了虛擬校園，閘明了虛擬校園的地位和作用。

虛擬校園也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育培訓(xùn)中最早的具體應(yīng)用，己由淺至深有三個應(yīng)用層面，分別適應(yīng)學(xué)校不同程度的需求:

①簡單的虛擬我們的校園環(huán)境供游客瀏覽。

②基于教學(xué)、教務(wù)、校園生活，功能相對完整的三維可視化虛擬校園。

③以學(xué)員為中心,加入一系列人性化的功能，以虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為遠(yuǎn)程教育基礎(chǔ)平臺。

5G+遠(yuǎn)程互動教學(xué)

作為 5G+智慧教育的“最后一公里”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以學(xué)生為中心的多種形式的互動教學(xué)，能更好地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)有質(zhì)量的教育目標(biāo)實現(xiàn)。

6、互動課堂

實時雙向音視頻互動教學(xué)，支持?jǐn)?shù)據(jù)與內(nèi)容的多媒體交互。

7、名師講堂

通過互動課堂與錄播系統(tǒng)的結(jié)合，支持大并發(fā)的在線互動學(xué)習(xí)。

8、在線學(xué)習(xí)

通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，包括微課、MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂等多種創(chuàng)新的學(xué)習(xí)模式。

9、全景課堂

互動教學(xué)引入全景視頻，全景攝像頭可架設(shè)在主講教室，通過 5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋。可通過大屏、VR一體機觀看全景直播，VR 一體機視角投屏到大電視。

10、AR/VR虛擬實驗

應(yīng)用 3D、AR、VR、全息等現(xiàn)代化計算機圖形圖像技術(shù)，建設(shè)虛擬交互體驗實驗室。

11、遠(yuǎn)程教師評測

對教師進(jìn)行評測可通過 5G+遠(yuǎn)程互動的方式進(jìn)行，評測教師通過 5G 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程觀看老師授課。

功能：多點遠(yuǎn)程互動教學(xué)，教學(xué)場景自動跟蹤，識別和切換。主講教室畫面能夠自動在教室全景、教師特寫、板書特寫、學(xué)生特別、學(xué)生全景、電腦課件之間切換。

5G+人工智能教育

作為智慧教育的大腦，基于大數(shù)據(jù)和人工智能，對課堂、學(xué)習(xí)、運動和教學(xué)等行為進(jìn)行智能分析和可視管理，更好地指導(dǎo)和促進(jìn)智慧教學(xué)。

AI教育教學(xué)評測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

12、課堂情感識別與分析

人工智能智慧教學(xué)系統(tǒng)通過攝像頭收集的視頻數(shù)據(jù)，通過人工智能技術(shù)統(tǒng)計課堂情感占比，識別情感典型學(xué)生，分析學(xué)生情感變化，將統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)通過可視化的形勢形象的展示出來，課堂中學(xué)生的情感變化一目了然，老師可以看出自己授課內(nèi)容對學(xué)生的吸引力，并且關(guān)注到每個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和授課方式，提高教學(xué)實效。

13、課堂行為識別與分析

人體行為識別技術(shù)可以通過教室中布有的攝像頭收集上來的視頻檢測教學(xué)視頻中頭、頸、肩、肘、手、臀、膝、腳等多處人體骨骼關(guān)鍵點的組合和移動，識別學(xué)生上課舉手、站立、側(cè)身、趴桌、端正等多種課堂行為。

根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)對課堂中學(xué)生的學(xué)習(xí)專注度和活躍度進(jìn)行分析，最終幫助老師了解課堂的關(guān)鍵活躍環(huán)節(jié)、學(xué)生的活躍區(qū)域分布等信息，統(tǒng)計課堂行為占比、分析課堂行為趨勢，通過行為分析學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，幫助學(xué)校進(jìn)行更細(xì)致的教學(xué)評估和更合理的教學(xué)管理工作。

14、課堂互動識別與分析

人工智能智慧教學(xué)系統(tǒng)通過語音識別，收集課堂中師生互動的數(shù)據(jù)，將學(xué)生的發(fā)言及老師的授課內(nèi)容通過文本的形式記錄下來，并通過文本技術(shù)，將非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，提取互動的關(guān)鍵詞語，通過課堂氣氛的改變自動為這些詞語進(jìn)行標(biāo)記，提取出有助于課堂氛圍的正面詞匯。

同時，也可針對每個不同學(xué)生的互動情況提取對學(xué)生學(xué)習(xí)積極性調(diào)動正面詞匯，幫助教師及家長，提高教學(xué)互動效果，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

15、課堂活躍度

通過教室中的攝像頭收集上課數(shù)據(jù)，同時后臺人工智能智慧教學(xué)系統(tǒng)在后臺分析上課的情況，當(dāng)后臺程序發(fā)現(xiàn)課堂上氣氛較為活躍，或者氣氛較為沉悶，就會將此間段的視頻提取出來，當(dāng)老師下課回到辦公室時，可觀看這些視頻，分析原因。

16、課堂專注度

通過教室中的攝像頭收集上課數(shù)據(jù)，同時后臺人工智能智慧教學(xué)系統(tǒng)在后臺分析上課的情況，當(dāng)后臺程序發(fā)現(xiàn)課堂上學(xué)生專注度較高，學(xué)生上課效果較好，或者此時學(xué)生專注度較差，就會這些時間內(nèi)的視頻提取出來，當(dāng)老師下課回到辦公室時，可觀看這些視頻，分析自己教學(xué)的得失。

17、課堂考勤

目前高等教育，課堂的出勤率一直是老師的心病，老師往往通過點名的方式對課堂學(xué)生進(jìn)行考勤，但是，當(dāng)點名遇到如公共科目這種大班課時候，課堂學(xué)生眾多，往往一次點名就會耗費半節(jié)課的時間，耽誤教學(xué)工作，同時，也會出現(xiàn)學(xué)生代替別人答到的情況，這種情況下，通過人工智能技術(shù)，對出席課堂的學(xué)生進(jìn)行面部識別，統(tǒng)計課堂的出勤率、識別出勤的學(xué)生，有效的代替了傳統(tǒng)的點名方式進(jìn)行考勤，節(jié)省老師上課的時間，同時，提高了學(xué)生的出勤率。

18、學(xué)業(yè)診斷

依托人工智能技術(shù)，基于伴隨式數(shù)據(jù)的采集與動態(tài)評價分析，通過線上線下相結(jié)合的測試手段，針對每一位同學(xué)輸出評測結(jié)果、學(xué)業(yè)報告和個性化的智能提升計劃。針對每一位同學(xué)的不同需求，精準(zhǔn)化推送學(xué)習(xí)資源和知識點拆解。最終實現(xiàn)因材施教，幫助管理者全面督導(dǎo)和輔助決策。

19、多維度教學(xué)報告和個人成長檔案

針對不同用戶群體(例如主管、校長、教師、家長、學(xué)生等)輸出多維度、多層次的報告，并為適應(yīng)不同區(qū)域要求，提供高覆蓋、貨架式靈活可定制的數(shù)據(jù)分析維度，從而滿足國內(nèi)各區(qū)域、各類型、各用戶的分析需求。同時通過分析歷史數(shù)據(jù)，針對每一位學(xué)生，形成其個性化的個人成長檔案。

20、新高考下智能排課

通過人工智能技術(shù)找出全局最優(yōu)的排課組合，實現(xiàn)傳統(tǒng)排課和分層走班排課的整合。另外，還可結(jié)合學(xué)生的歷史成績、評價數(shù)據(jù)、興趣愛好、職業(yè)生涯規(guī)劃等信息和教師的教學(xué)質(zhì)量評價數(shù)據(jù)，基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實現(xiàn)智能排課推薦。

5G+校園智能管理

作為智慧教育的服務(wù)平臺，提供面向?qū)W校、教師、學(xué)生和家長的智慧管理服務(wù)，提供交流平臺和教學(xué)空間。

21、視頻監(jiān)控

通過學(xué)校側(cè)云平臺將監(jiān)控數(shù)據(jù)本地存儲分發(fā)，有效提升業(yè)務(wù)質(zhì)量，保證視頻的私密性。搭載 AI 人工智能視頻分析部署在邊緣服務(wù)器，面向智能安防、視頻監(jiān)控、人臉識別、行為分析等業(yè)務(wù)場景，利用 5G 網(wǎng)絡(luò)低時延，提升應(yīng)急事件反映速度。

22、校舍安全(門禁管理)

校園智能管理系統(tǒng)可以和門禁系統(tǒng)進(jìn)行對接，通過平臺實現(xiàn)對門禁系統(tǒng)的統(tǒng)一、遠(yuǎn)程、精準(zhǔn)管理。配合電源管理系統(tǒng)，何時、何地、何人使用房間或房間內(nèi)的設(shè)備設(shè)施盡在掌握。宿舍門禁，又可掌握學(xué)生歸寢實時動態(tài)，提升宿舍科學(xué)管理水平。

23、校車管理

24、安消協(xié)同

25、室內(nèi)照明管理

系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)光照情況進(jìn)行光照色溫調(diào)節(jié)，維持健康光照，使室內(nèi)平均照度恒定、均勻，有利于保護(hù)師生視力，為學(xué)生提供健康舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境。針對不同教學(xué)情況，可設(shè)置多種不同的光照模式(如讀寫、視頻播放、休息等)。

并且可接入后臺大數(shù)據(jù)平臺，支持多種系統(tǒng)，實現(xiàn)多種功能。有效延長公共設(shè)備使用壽命，維護(hù)便捷，節(jié)省維護(hù)成本。

26、室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測

依托監(jiān)控平臺，利用相關(guān)環(huán)境監(jiān)測傳感器、風(fēng)向風(fēng)速儀等實時監(jiān)控檢測到室外空氣中包括 NO、NO2、SO2、CO、過敏性花粉、PM2.5、PM10 等幾十種空氣污染物進(jìn)行檢測及可能的擴撒方向，同時實現(xiàn)報警以及設(shè)備聯(lián)動，保障師生身體健康。

27、校內(nèi)水體監(jiān)測

學(xué)校內(nèi)景觀水體多數(shù)為緩流水體，容易富營養(yǎng)化，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡，進(jìn)而散發(fā)惡臭，影響校內(nèi)環(huán)境和師生身體健康。

在以往技術(shù)條件下，通過固網(wǎng)連接多個水質(zhì)監(jiān)測傳感器線路復(fù)雜，連接成本高，4G 網(wǎng)絡(luò)接入密度低，無法支撐大量的傳感器而通過 5G 網(wǎng)絡(luò)結(jié)合傳感器，將大大完美解決這些，實現(xiàn)對校園水體進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。

28、智能抄表

29、能耗監(jiān)控

通過安裝布置智能斷路器、智能插座、智能電表、智能水表等設(shè)備，實現(xiàn)對用電的精準(zhǔn)管控，準(zhǔn)確獲取每個用電的端口的數(shù)據(jù)信息，并可實現(xiàn)遠(yuǎn)程送/斷電控制;通過加裝智能水表，可以實時獲知校內(nèi)用水端口情況及遠(yuǎn)程開關(guān)控制，并通過系統(tǒng)準(zhǔn)確獲取相關(guān)歷史信息，為學(xué)校能源決策通過數(shù)據(jù)依據(jù)。

通過大數(shù)據(jù)分析，不斷優(yōu)化節(jié)能策略，可以自動分析和統(tǒng)計各個賄賂、教室或者特定區(qū)域的能源計量、統(tǒng)計、分析，提供節(jié)能優(yōu)化策略和建議。

30、數(shù)字班牌

31、智能簽到

32、電子證卡

33、家?；?/strong>

34、多媒體設(shè)備管理

通過整合教室里的電腦、投影機、投影幕布、觸控一體機等多媒體設(shè)備，實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備的安全關(guān)機和遠(yuǎn)程監(jiān)管，讓校園管理更高效、更節(jié)能。支持通過智慧物聯(lián)網(wǎng)平臺 APP 遠(yuǎn)程管理。有效克服傳統(tǒng)多媒體設(shè)備各自為政、集成復(fù)雜、難以統(tǒng)一管理或管理功能單一的缺點。

35、會議室/報告廳管理

傳統(tǒng)報告廳/會議室需要安排專人，來對包括預(yù)約登記、到會通知、人員簽到、照明空調(diào)調(diào)節(jié)、投影儀準(zhǔn)備等相關(guān)活動進(jìn)行管理。通過平臺實現(xiàn)對門禁、電源、考勤、多媒體設(shè)備的的統(tǒng)一、遠(yuǎn)程、精準(zhǔn)管理，基于校園智能管理系統(tǒng)的報告廳智能管理則運用無紙化、在線預(yù)約式的管理方式。不但可以實現(xiàn)傳統(tǒng)報告廳專人管理的全部功能，更可通過智能管理系統(tǒng)，實時了解會議室使用情況，為其他部門提供預(yù)約指導(dǎo)。同時，智能管理系統(tǒng)也簡化了“共享式會議室”的管理成本，也提高了會議室的利用效能。報告廳智能管理系統(tǒng)，主要包括會議預(yù)約、人員簽到、到會通知、室內(nèi)場景控制等功能。

36、智能機房/網(wǎng)絡(luò)管理

系統(tǒng)通過機房內(nèi)的能耗管理設(shè)備設(shè)施實現(xiàn)用電監(jiān)測、UPS 狀態(tài)監(jiān)測、智能延遲上電、機房能耗分析等，實現(xiàn)對機房動力設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控、集中監(jiān)控，實現(xiàn)智能感知、獨立運行。

通過對環(huán)境監(jiān)測管理設(shè)備設(shè)施實現(xiàn)煙霧監(jiān)測、精密空調(diào)監(jiān)測、新風(fēng)機監(jiān)測、溫濕度監(jiān)測、漏水監(jiān)測、消防系統(tǒng)監(jiān)測等，為機房打造無憂環(huán)境。

通過安防系統(tǒng)及門禁管理設(shè)備設(shè)，可實現(xiàn)門禁系統(tǒng)開關(guān)監(jiān)測、視頻監(jiān)控聯(lián)動抓拍、紅外人體感應(yīng)、智能照明系統(tǒng)的整體聯(lián)動，打造安全智慧機房。

此外通過與網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備廠商設(shè)備的對接，實時調(diào)用相關(guān) API 或端口，系統(tǒng)可實現(xiàn)對實時網(wǎng)絡(luò)流量的查看、查看異常網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況、獲取相關(guān)網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)、及時獲得網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測報警，從而實現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)完全信息的及時掌握、及時發(fā)現(xiàn)、及時處理，建立起有硬件到軟件、由宏觀到微觀、由網(wǎng)絡(luò)層到應(yīng)用層的“可管、可控、可用”的全面網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境。

37、實驗室管理

學(xué)校實驗室，尤其高校的重點實驗室，是校園的重點難點。貴重設(shè)備管理，有毒氣體管理，試驗環(huán)境維護(hù)等，對實驗室管理人員提出了較高的維護(hù)和管理要求。而通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，校園智能管理系統(tǒng)有效降低了相關(guān)管理成本。實驗室智能管理可實現(xiàn)：實驗室門禁管理、實驗室設(shè)備管理、重點實驗原料的監(jiān)控管理、實驗室安全報警、實驗室環(huán)境自反饋調(diào)節(jié)、實驗室電器供電管理、實驗氣體泄漏管理等。

38、智慧綠地管控

智慧綠地管控具有智能化、可視化、節(jié)約化、技術(shù)成熟、施工便捷、適用面廣等特點，物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸技術(shù)靈活部署，可快速實現(xiàn)定時灌溉、Web 瀏覽器或 APP 遠(yuǎn)程灌溉、根據(jù)氣象情況自動灌溉等功能。系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、傳感器和控制終端組成。

39、停車管理

通過在車位上安裝的地磁車輛探測器等，實現(xiàn)校園停車智能化管理，包括自動監(jiān)測空余車位數(shù)量和位置，提供停車引導(dǎo)，規(guī)劃停車線路、提前告知空缺停車位位置、主動推送停車時長等。校園智能管理系統(tǒng)與校園現(xiàn)有道閘系統(tǒng)對接，可以實時獲取車輛出入等照片信息。

40、公共照明管理

利用智能斷路器改造配電箱電源接入，利用單燈控制器對單個路燈進(jìn)行智能化供電改造，使校園公共照明系統(tǒng)實現(xiàn)智能控制，具備如下功能：一體化控制、遠(yuǎn)程單獨控制、策略控制、智能聯(lián)動控制。當(dāng)放生安全隱患和事故時，直接將告警信息推送到監(jiān)控中心及相關(guān)管理老師和領(lǐng)導(dǎo)的移動智能終端上;幫助管理人員實時監(jiān)控，準(zhǔn)備定位和快速響應(yīng)。

41、教育局、食藥監(jiān)督局遠(yuǎn)程監(jiān)管

42、政府機構(gòu)、民眾互動

通過視頻直播、歷史影像，家長和社會公眾可查看學(xué)校每日食譜、食材來源、飯菜成品制作的各環(huán)節(jié)，對學(xué)校餐飲安全有更多的知情權(quán)。民眾通過注冊用戶，查看后廚視頻、以及歷史影像快照，可以及時反饋餐飲衛(wèi)生意見。