李心蓓 王竹新 王娟
[摘 要]5G作為新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,在4G的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實現(xiàn)了技術(shù)突破與硬件升級,其憑借自身特性和優(yōu)勢與VR融合創(chuàng)新,打造教育應(yīng)用場景,呈現(xiàn)新的教學(xué)體驗,有助于進(jìn)一步提升教育效果,推動虛擬現(xiàn)實在教育教學(xué)中的深入應(yīng)用。文章探索“5G+VR”在智慧教育中的應(yīng)用場景,在分析“5G+VR”在智慧教育中應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,從課堂教學(xué)、虛擬實驗室、虛擬校園和遠(yuǎn)程教學(xué)四個方面探討其應(yīng)用場景,從核心技術(shù)、人才培養(yǎng)以及教學(xué)內(nèi)容三個方面揭示了其面臨的挑戰(zhàn)并提出了應(yīng)對策略。
[關(guān)鍵詞]5G;VR;智慧教育;應(yīng)用場景;優(yōu)勢;挑戰(zhàn)
[中圖分類號]G434 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1008-7656(2023)03-0005-06
引言
5G時代的來臨為智慧教育注入了新動能,5G作為高質(zhì)量載體,可以實現(xiàn)高速率傳輸,5G的高速率、超大連接和超低延時性使它成為虛擬體驗升級的密鑰,更為重要的是,5G和VR具有較強(qiáng)的適配性,因而能促進(jìn)兩者的融合創(chuàng)新。2019年,5G技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合,將其引入教育教學(xué),可以使學(xué)生更好地沉浸到虛擬現(xiàn)實教育情境中,從而提升學(xué)習(xí)效果。2021年,我國教育部等六部門印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)構(gòu)建高質(zhì)量教育支撐體系的指導(dǎo)意見》指出,要進(jìn)一步深化5G的應(yīng)用,運(yùn)用感知交互、仿真實驗等設(shè)備,打造生動直觀的新課堂。2021年,工業(yè)和信息化部等十部門印發(fā)的《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動計劃(2021-2023年)》強(qiáng)調(diào)加快對5G教學(xué)終端設(shè)備及虛擬現(xiàn)實教學(xué)數(shù)字內(nèi)容的研發(fā),結(jié)合VR技術(shù)打造沉浸式課堂,實現(xiàn)場景化交互教學(xué),加大5G在智慧課堂等場景的推廣。因此,5G和VR的融合創(chuàng)新對推進(jìn)智慧教育建設(shè)具有重大且長遠(yuǎn)的意義。5G的加持會給師生帶來新的教學(xué)體驗,打造出互動化、個性化、沉浸式課堂,從而推動“5G+VR”在智慧教育中的應(yīng)用,給教育帶來新的變革。
搭載5G技術(shù),利用VR為用戶創(chuàng)造沉浸式互動體驗,契合新一代信息技術(shù)發(fā)展需求,也符合“新基建”的倡導(dǎo)[1]。推進(jìn)5G和VR的深度融合并應(yīng)用于智慧教育是順應(yīng)教育現(xiàn)代化的必然要求,同時也是推進(jìn)“5G+智慧教育”建設(shè)的重要舉措。因此,我們需要深入探討并不斷推進(jìn)“5G+VR”在智慧教育中的應(yīng)用,同時應(yīng)對可能面臨的技術(shù)、人才、教學(xué)內(nèi)容、倫理、安全等方面的挑戰(zhàn)。
一、“5G+VR”在智慧教育中的應(yīng)用
(一)“5G+VR”在智慧教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀
5G和虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為新一代信息技術(shù),并非孤立存在,而是以智能化為主線交融共生、以相互賦能作為協(xié)同演進(jìn)的動力[2]。
1. 問題的提出
2019年,霍奇森等學(xué)者通過實驗法得出研究結(jié)論:在課堂沉浸式虛擬現(xiàn)實中,學(xué)生表現(xiàn)出更高的學(xué)習(xí)滿意度,虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助教學(xué)既可以發(fā)揮激勵作用,還能抓住學(xué)習(xí)者的注意力。然而,施瓦策等學(xué)者發(fā)現(xiàn),虛擬現(xiàn)實常見的問題是系統(tǒng)可能引發(fā)暈動癥,分散用戶的注意力,這也是未來虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究要解決的問題之一。
2. 《虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》發(fā)布
自2019年中國正式邁入5G商用元年以來,5G的建設(shè)速度不斷加快。《虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(2019年)》指出,虛擬現(xiàn)實技術(shù)和5G技術(shù)的快速發(fā)展,增強(qiáng)了虛擬現(xiàn)實設(shè)備的使用體驗,用戶的認(rèn)可度不斷提升?!短摂M現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(2021年)》提出5G云VR智慧教育解決方案,讓不同地區(qū)的學(xué)生體驗沉浸式、低時延共享課堂,推動優(yōu)質(zhì)教育均衡發(fā)展。
3. 發(fā)展與變化
通過對比2019年和2021年的《虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》發(fā)現(xiàn),在經(jīng)歷了VR元年以及2017年的VR遇冷之后,虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭逐漸向好的方向發(fā)展,VR與相應(yīng)技術(shù)的結(jié)合也催生了新業(yè)態(tài)、新模式的出現(xiàn),呈現(xiàn)高速發(fā)展的趨勢。5G與VR的融合創(chuàng)新已在教育領(lǐng)域有所應(yīng)用,例如,中國移動(成都)產(chǎn)業(yè)研究院、中國科學(xué)技術(shù)館等聯(lián)合研發(fā)的“5G+VR智慧科普教育平臺”,用于支持四川涼山的師生與成都市泡桐樹小學(xué)師生同步課堂教學(xué)和學(xué)習(xí),教師與學(xué)生在“直/錄播授課教室”上課,“接收教室”播放課堂畫面,課堂還配有VR頭顯,這兩種形態(tài)的教室統(tǒng)稱為“5G+VR智慧教室”。但是,與其他很多領(lǐng)域相比,教育領(lǐng)域關(guān)于“5G+VR”的關(guān)鍵技術(shù)或產(chǎn)品相對較少,5G對于VR發(fā)揮的作用在教育領(lǐng)域并不是立竿見影的,但是發(fā)展前景是可觀的。
2021年,全球虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新一輪爆發(fā)期,為5G與VR的融合創(chuàng)新提供了更多的機(jī)遇。華中科技大學(xué)在“5G+VR在線虛擬直播”解決方案中提出,將教學(xué)中的場景、人員、知識以及技術(shù)進(jìn)行多方面的聯(lián)動,創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式。在5G的加持下,虛擬現(xiàn)實在智慧教育中的應(yīng)用不斷增多,從而促進(jìn)了教學(xué)效率的提高,“5G+VR”在智慧教育中的應(yīng)用使得原有VR視頻的畫面感和體驗感得到了大幅度提升,從而促進(jìn)了教育形式的優(yōu)化。5G憑借其特有的技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)一步促進(jìn)了在線VR教育的發(fā)展。
(二)“5G+VR”在智慧教育中的應(yīng)用場景
“5G+VR”在智慧教育中的應(yīng)用場景以“5G+VR”的技術(shù)優(yōu)勢作為支撐進(jìn)行構(gòu)建,因此,本文在分析“5G+VR”的技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步闡述了對應(yīng)用場景的構(gòu)建。
1. “5G+VR”在智慧教育中的技術(shù)優(yōu)勢
(1) 高質(zhì)量載體:高速率傳輸
5G作為高質(zhì)量載體具有高速率傳輸?shù)奶攸c。VR視頻不論是占用內(nèi)存量還是終端的運(yùn)算量都遠(yuǎn)高于普通視頻,一段超高清的VR全景視頻在4G網(wǎng)絡(luò)下是難以實現(xiàn)流暢播放的,而在5G網(wǎng)絡(luò)下便可以實現(xiàn)實時的流暢播放,且畫面質(zhì)量會得到提升。另外,基于5G的高速率這一特點,VR的3D計算機(jī)圖形處理和3D音效也會達(dá)到更好的效果。因此,與4G網(wǎng)絡(luò)相比,5G網(wǎng)絡(luò)可以展現(xiàn)更清晰的畫質(zhì)、更流暢的交互,讓用戶獲得更好的體驗。
(2) 虛擬體驗升級密鑰:超大可靠性、超低延時性
5G網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上能夠同時實現(xiàn)高速率、超大連接和超低延時性,在網(wǎng)絡(luò)低延時的情況下,仍能實現(xiàn)超高速率。在VR技術(shù)中,頭部運(yùn)動跟蹤、手勢感應(yīng)等都需要足夠低的網(wǎng)絡(luò)時延。5G網(wǎng)絡(luò)可以在很大程度上減少由于網(wǎng)絡(luò)延遲而導(dǎo)致的眩暈感,提升學(xué)生在VR課堂上的體驗感,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,使得“5G+VR”給智慧教育帶來深層次的改變。此外,5G網(wǎng)絡(luò)的超高可靠性可以保障數(shù)據(jù)的安全和準(zhǔn)確,學(xué)生在享受豐富多彩課堂的同時,數(shù)據(jù)隱私安全也能夠得到保障。
(3) 合作搭檔:5G和VR的較強(qiáng)適配性
要充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的作用,需要良好的通信網(wǎng)絡(luò)。5G和VR具有較強(qiáng)的適配性,5G的高速率改善了VR視頻的畫面質(zhì)量和觀看體驗,并使VR技術(shù)在維度空間上得到拓展,連通了用戶與多元場景之間的全方位、沉浸式聯(lián)系[3]。5G的技術(shù)優(yōu)勢契合VR所需要的網(wǎng)絡(luò)支持,同時為虛擬現(xiàn)實技術(shù)在智慧教育中的應(yīng)用帶來了更多機(jī)遇,也進(jìn)一步印證了5G和VR的較強(qiáng)適配性。
基于上述三點,5G之于4G對VR的重要性和必要性便可以體現(xiàn)出來,5G和VR作為技術(shù)支撐,為應(yīng)用場景的構(gòu)建奠定了堅實的基礎(chǔ)。5G的普及,將突破VR發(fā)展的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸,VR教育領(lǐng)域的一些重要平臺和關(guān)鍵技術(shù)將取得突破性進(jìn)展[4]。
2. “5G+VR”在智慧教育中的應(yīng)用場景構(gòu)建
虛擬現(xiàn)實教育是“5G+智慧教育”的重要領(lǐng)域,其應(yīng)用場景的建構(gòu)對于5G時代下虛擬現(xiàn)實教育的發(fā)展十分重要?!吨袊?lián)通“5G+智慧教育”典型應(yīng)用場景白皮書》從定義、政策背景、應(yīng)用場景以及網(wǎng)絡(luò)要求等方面對“5G+虛擬現(xiàn)實教育”進(jìn)行了深入闡述,本文結(jié)合“5G+虛擬現(xiàn)實教育”應(yīng)用場景和現(xiàn)階段已有的研究,對“5G+VR”在智慧教育中的應(yīng)用場景構(gòu)建從四個方面開展了進(jìn)一步的論證,其整體框架如圖1所示。
(1)課堂教學(xué):打造全面沉浸化的課堂教學(xué)
傳統(tǒng)4G環(huán)境下的VR課堂,雖然相較于普通課堂教學(xué)更具有數(shù)字化、沉浸式的效果,但是網(wǎng)絡(luò)延遲帶來的眩暈感、畫面質(zhì)量不穩(wěn)定、視場角度不全等會影響學(xué)生參與課堂教學(xué)的體驗感。在5G網(wǎng)絡(luò)的支持下的VR課堂,知識點從抽象化轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬?、形象化,達(dá)到了更高的知識留存率;虛擬現(xiàn)實技術(shù)下的角色扮演在進(jìn)行虛擬場景語義交互、物件交互以及游戲交互時,在高速率、低延時的5G網(wǎng)絡(luò)支持下,其交互性進(jìn)一步增強(qiáng),不論是現(xiàn)場氛圍的體驗感還是交流細(xì)節(jié)的體驗感都會更加沉浸、豐富、持久[5];在不同學(xué)科中,VR將學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行情境創(chuàng)建,使抽象的概念理論形象化,進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的參與感,使學(xué)習(xí)更加投入[6]。5G的加持使得學(xué)生體驗到更好的畫面質(zhì)量,從而提高了學(xué)習(xí)的興趣和主動性,使得全面沉浸化學(xué)習(xí)體驗成為可能。5G時代,課堂教學(xué)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的融合實現(xiàn)物理沉浸、感官沉浸與心理沉浸,實現(xiàn)師生教學(xué)深度沉浸化[7]。
在VR多媒體教室中,學(xué)生可進(jìn)行“太空場景體驗”,通過可視化、形象化的方式,讓學(xué)生體驗到日食的形成過程,教師借助“5G+VR”技術(shù),突破時空的限制,讓學(xué)生在課堂上實現(xiàn)深度沉浸化。因此,5G網(wǎng)絡(luò)加持下,VR課堂的體驗感和交互性將進(jìn)一步增強(qiáng)。
網(wǎng)絡(luò)時代,“5G+VR”對線上線下融合的混合式教學(xué)改革具有一定的支撐作用,引導(dǎo)教育教學(xué)從混合式教學(xué)內(nèi)容及其設(shè)計入手,建設(shè)相應(yīng)混合式學(xué)習(xí)資源。教師可依靠VR(虛擬現(xiàn)實)、AR(增強(qiáng)現(xiàn)實)等形式,對教學(xué)方式進(jìn)行革新,特別是對于一些應(yīng)用類課程,教師可以重新組織與編排授課內(nèi)容,充分利用多種媒體手段,化抽象為形象,體現(xiàn)有效的教學(xué)交互,同時也可以借助虛擬仿真平臺、仿真軟件、仿真數(shù)據(jù)等開發(fā)虛擬仿真資源,利用“5G+VR”技術(shù)優(yōu)勢,整合無形的“情”和有形的“境”,讓學(xué)生由情入境,開展沉浸式學(xué)習(xí),產(chǎn)生樂學(xué)與愿學(xué)的欲望,提升學(xué)習(xí)效能[8]。
(2)虛擬實驗室:拓展身臨其境的實驗空間
虛擬實驗室就是以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心將虛擬儀器通過網(wǎng)絡(luò)連接起來以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析和遠(yuǎn)程操作的一個系統(tǒng),其具有透明性、互動操作性、用戶自主性以及安全性等特點,是傳統(tǒng)實驗室難以比擬的[9]。虛擬實驗室通過三維模型和訓(xùn)練環(huán)節(jié)能夠有效地集中學(xué)生注意力,提高學(xué)生動手能力,促進(jìn)學(xué)生轉(zhuǎn)變被動接受的固化思維[10]。在5G時代,利用VR打造的虛擬實驗室所帶來的體驗感會進(jìn)一步增強(qiáng),不論是VR視頻的流暢性還是真實性都會得到提升。此外,在“5G+VR”加持下,由于設(shè)備運(yùn)算速度的提高,設(shè)備將會向輕量化發(fā)展,進(jìn)而使得虛擬實驗室更加便利,從而促進(jìn)了“5G+VR”虛擬實驗室的普及。例如,井岡山大學(xué)的目標(biāo)是建立多層次、多形式的 VR虛擬現(xiàn)實實訓(xùn)室,旨在提供一種開放、創(chuàng)新的教學(xué)模式,將交互、自主、沉浸、多感知等特點融合到教學(xué)實訓(xùn)中,可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及需求實現(xiàn)“展示”“教學(xué)”“實訓(xùn)”“教學(xué)資源創(chuàng)作”等功能[11]。
(3)虛擬校園:構(gòu)建與體驗無邊界的5G虛擬校園網(wǎng)
虛擬校園是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的重要應(yīng)用,它是利用計算機(jī)中的先進(jìn)技術(shù)對教學(xué)環(huán)境和校園的三維景觀進(jìn)行虛擬演示,讓用戶可以下載或直接觀看,具有很高的應(yīng)用價值。“無邊界”的5G虛擬校園網(wǎng)是搭建虛擬校園的優(yōu)質(zhì)載體,師生作為5G虛擬校園網(wǎng)的用戶以及虛擬校園網(wǎng)核的核心,在“5G+VR”環(huán)境下,可以實現(xiàn)三維可視化虛擬校園內(nèi)的教學(xué)、教務(wù)、校園生活等多項人性化服務(wù)。“無邊界”則是體現(xiàn)在師生無論身處何處都可以直接訪問校園網(wǎng),不需要通過傳統(tǒng)的VPN撥號進(jìn)入校園內(nèi)網(wǎng)。例如,復(fù)旦大學(xué)的5G虛擬校園網(wǎng)聯(lián)合建設(shè)項目,目前已經(jīng)初步建成了一張“無邊界5G虛擬校園網(wǎng)”,該5G虛擬校園網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)時延、傳輸速率等方面都優(yōu)于VPN方式,為師生帶來了更便捷的使用體驗[12]。有學(xué)者指出,教育新基建的目標(biāo)之一就是建設(shè)物理空間和網(wǎng)絡(luò)空間相融合的新型校園,實現(xiàn)元宇宙虛實融合的場景——元宇宙校園[13]。目前,一些國家對于元宇宙校園的建設(shè)逐步落地,例如,韓國的元宇宙大學(xué)通過校企合作搭建了虛擬平臺,并在這個虛擬平臺或者虛擬空間中進(jìn)行了創(chuàng)新,憑借相關(guān)技術(shù)手段把現(xiàn)實中的大學(xué)移動到虛擬空間中,學(xué)生利用VR等設(shè)備參與其中,將畢業(yè)典禮、社團(tuán)活動、虛擬圖書館等活動放在虛擬空間中進(jìn)行。日本的長岡技術(shù)科學(xué)大學(xué)通過 VR、AR、XR 等技術(shù)創(chuàng)建了虛擬平臺,即虛擬校園,在整個虛擬平臺中的教師和學(xué)生通過各自的終端進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)虛擬STEM課程,平臺利用VR和AR技術(shù),將真實世界和虛擬世界連接在一起,進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的真實感。
(4)“5G+VR”遠(yuǎn)程教學(xué):實現(xiàn)全受眾的遠(yuǎn)程交互
當(dāng)前,線上線下融合(Online Merge Offline,OMO)教育模式得到了廣泛應(yīng)用,線上教育發(fā)展迅速,但也存在不足,包括網(wǎng)絡(luò)延遲卡頓、教學(xué)場景單一、學(xué)習(xí)體驗感和交互性不強(qiáng)等,“5G+VR”賦能在線教育將會給遠(yuǎn)程教學(xué)帶來新的變革。
一方面,“5G+VR”遠(yuǎn)程教學(xué)改變以往單一的教學(xué)場景,學(xué)生足不出戶也可以“邊玩邊學(xué)”,讓原本難以實現(xiàn)的教學(xué)場景成為可能。未來,5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍越來越廣泛,技術(shù)越來越成熟,利用VR技術(shù)突破地域限制讓師生處在同一個虛擬空間,實現(xiàn)“面對面教學(xué)”,從而打造一種無明顯邊界的學(xué)習(xí)環(huán)境。這種無明顯邊界的學(xué)習(xí)環(huán)境,即是基于OMO的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境,這種環(huán)境有兩種形態(tài): 線上空間實體化、線下空間虛擬化[14]。
另一方面,5G時代下VR遠(yuǎn)程教學(xué)的受眾群體可以達(dá)到全覆蓋,實現(xiàn)教育資源的開放共享,促進(jìn)教育公平,實現(xiàn)教育的精準(zhǔn)扶貧。例如,浦江縣虞宅鄉(xiāng)中心小學(xué)和杭州學(xué)軍小學(xué)在5G網(wǎng)絡(luò)的支持下,打造了突破地區(qū)限制的“5G+VR”遠(yuǎn)程課堂,通過視頻和全景直播,實現(xiàn)了異地上課、同步學(xué)習(xí)。兩校保持了講課視頻畫面以及VR頭顯內(nèi)容的同步呈現(xiàn),實現(xiàn)了互動式、沉浸式的創(chuàng)新教學(xué)方式。
再者,在“5G+VR”的技術(shù)支持下,學(xué)??梢蚤_展教育云實習(xí)實訓(xùn),構(gòu)建遠(yuǎn)程沉浸互動式教學(xué)觀摩與實訓(xùn)系統(tǒng)。依托5G虛擬專網(wǎng),將VR教學(xué)場景上傳云端,利用云端的計算能力將學(xué)生實習(xí)現(xiàn)場影像實時傳至云端,再將圖像遠(yuǎn)程實時下傳至頭顯設(shè)備。遠(yuǎn)程沉浸互動式教學(xué)觀摩與實訓(xùn)系統(tǒng)為師范生提供交互性和臨場感強(qiáng)的自主式實習(xí)實訓(xùn),也能解決實習(xí)指導(dǎo)教師不足的問題。
二、“5G+VR”在智慧教育中面臨的挑戰(zhàn)
5G時代,機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存,雖然“5G+VR”在智慧教育的應(yīng)用中存在著優(yōu)勢,但在核心技術(shù)、人才隊伍、教學(xué)內(nèi)容等方面仍然面臨著挑戰(zhàn)。
(一)核心技術(shù)需要加強(qiáng)
在5G建設(shè)方面,我國已經(jīng)具有很多優(yōu)勢,但是VR產(chǎn)業(yè)仍然面臨許多挑戰(zhàn)。VR技術(shù)綜合了多種技術(shù),作為技術(shù)路線的支撐,核心技術(shù)發(fā)揮著重要作用,技術(shù)創(chuàng)新固然重要,核心技術(shù)的積累才是增強(qiáng)核心競爭力、提高技術(shù)整體水平的關(guān)鍵。
隨著5G技術(shù)不斷落地應(yīng)用,5G和VR的融合創(chuàng)新加快,VR的核心技術(shù)積累顯得尤為重要。例如,虛擬現(xiàn)實教學(xué)涉及三類教學(xué)軟件,分別是沉浸式虛擬現(xiàn)實及其教學(xué)軟件、桌面式虛擬現(xiàn)實及其教學(xué)軟件、移動式虛擬現(xiàn)實及其教學(xué)軟件,每一類教學(xué)軟件強(qiáng)調(diào)不同的核心技術(shù),展現(xiàn)不同的技術(shù)特征,核心技術(shù)薄弱就會影響沉浸性、交互性或構(gòu)想性的實現(xiàn),進(jìn)而影響教學(xué)軟件的使用效果。同時,VR設(shè)備的重量會影響佩戴的舒適性,屏幕清晰度不高會造成顆粒感,而畫面延遲會導(dǎo)致眩暈感的產(chǎn)生,VR場景切換不夠流暢也會降低體驗感??偟膩碚f,VR設(shè)備過重、屏幕清晰度不高、畫面延遲等都是亟需解決的問題。因此,核心技術(shù)的積累是“5G+VR”在智慧教育中面臨的挑戰(zhàn)之一。
那么如何實現(xiàn)核心技術(shù)的積累呢?首先,核心技術(shù)的積累不是一蹴而就的,它是一個耗時耗力且需要大量資金投入的漸進(jìn)過程;其次,核心技術(shù)的積累需要核心人才的參與。因此,要以提高VR產(chǎn)業(yè)核心競爭力為目標(biāo)制定相關(guān)政策和指導(dǎo)意見,引領(lǐng)核心技術(shù)積累的風(fēng)向標(biāo),在政策支持的基礎(chǔ)上加以一定的資金投入。各企業(yè)可以建立階段性的核心技術(shù)積累機(jī)制,包括階段性目標(biāo)、吸引投資、人力資源等方面,同時企業(yè)之間應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)交流,通過開展合作研發(fā)等方式加速核心技術(shù)的積累。
(二)亟需融合型人才隊伍
“5G+VR”在智慧教育的應(yīng)用過程中,在人才的選擇上更傾向于融合型人才,即教育和技術(shù)的融合型人才。當(dāng)前,我國面臨著一些技術(shù)瓶頸和人才短缺的情況,高素質(zhì)復(fù)合型人才不足制約著VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[15]。鑒于“5G+VR”的發(fā)展階段及其在智慧教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀,此類融合型人才在我國是存在缺口的。首先,VR內(nèi)容的制作有很高的技術(shù)含量,人才選拔門檻也比較高。其次,為了更好地將“5G+VR”應(yīng)用到智慧教育中,掌握技術(shù)的人才和教育領(lǐng)域的人才是不能割裂開來的。這也就意味著,未來,隨著“5G+VR”的不斷發(fā)展,新型教育觀念會加速轉(zhuǎn)變,融合型人才的需求量會愈發(fā)增多,師資標(biāo)準(zhǔn)也會不斷提高。
教育信息化時代,運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)促進(jìn)教育的變革與發(fā)展是時代的主旋律,融合型人才是時代發(fā)展的重要的人力資源,因此,融合型人才短缺也將成為“5G+VR”在智慧教育中面臨的挑戰(zhàn)之一。2019年,教育部發(fā)布的《關(guān)于實施全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見》強(qiáng)調(diào),信息技術(shù)應(yīng)用能力是新時代高素質(zhì)教師的核心素養(yǎng),并提出以學(xué)校為單位開展教師信息技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn)。全國中小學(xué)應(yīng)繼續(xù)推進(jìn)有關(guān)培訓(xùn),不斷提升教師信息化教學(xué)能力和師資整體水平,為融合型人才的培養(yǎng)提供保障。同時,高校需要依據(jù)有關(guān)培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定針對師范生融合型人才的培養(yǎng)方案,要求師范生在掌握專業(yè)知識的同時,學(xué)會將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、VR、AI等現(xiàn)代信息技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)之中,探索5G時代的新型教學(xué)模式,以適應(yīng)教育信息化的時代要求。
(三)教學(xué)內(nèi)容泛VR化
基于“5G+VR”在智慧教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀和優(yōu)勢,教育領(lǐng)域關(guān)于“5G+VR”的關(guān)鍵技術(shù)或產(chǎn)品相對較少,但是,“5G+VR”能夠打破時空的局限實現(xiàn)沉浸式課堂,豐富學(xué)生的體驗感,增強(qiáng)交互性,增加學(xué)習(xí)熱情,這就使得教學(xué)內(nèi)容在未來可能會出現(xiàn)泛VR化。教學(xué)內(nèi)容泛VR化,指的是在“5G+VR”在智慧教育的應(yīng)用過程中,有些教學(xué)內(nèi)容缺少調(diào)研直接利用“5G+VR”進(jìn)行教學(xué),實際上,有些課程與教學(xué)內(nèi)容沒有必要全部開展“5G+VR”課堂教學(xué),這會浪費(fèi)資源又難以發(fā)揮“5G+VR”在智慧教育中的優(yōu)勢。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因歸根究底是對5G技術(shù)和虛擬現(xiàn)實教育融合創(chuàng)新內(nèi)涵的理解不夠深刻。著眼于“5G+VR”給智慧教育帶來的新鮮血液固然重要,科學(xué)準(zhǔn)確地進(jìn)行衡量與應(yīng)用才是關(guān)鍵。
三、結(jié)語
目前,5G技術(shù)正處于快速建設(shè)和應(yīng)用推廣的關(guān)鍵時期,它帶來的不僅是通信性能的提升,還通過與VR技術(shù)創(chuàng)新融合應(yīng)用于智慧教育,實現(xiàn)體驗式、互動式、沉浸式、實踐式的教學(xué)方式[16]。隨著我國信息化水平的不斷提升和5G技術(shù)的普及推廣,VR技術(shù)在智慧教育中的應(yīng)用加快,“5G+VR”作為一種新型技術(shù)場域,給智慧教育帶來變革和發(fā)展機(jī)遇的同時,也會面臨新的挑戰(zhàn)。
5G時代下,加強(qiáng)5G教育應(yīng)用的探索,探索5G教育應(yīng)用的典型場景,是促進(jìn)5G時代智慧教育新生態(tài)的基礎(chǔ)[17]。同時,“高階自動化”的人工智能,以其超強(qiáng)的計算能力、巨大的存儲能力和及時的調(diào)用能力,打造了虛擬實踐的場景,進(jìn)一步實現(xiàn)了時間與空間的有效銜接,“5G+VR”將進(jìn)一步推動人工智能的發(fā)展[18]。因此,“5G+VR”應(yīng)著力于核心技術(shù)的研發(fā),從學(xué)生的實際需求出發(fā),創(chuàng)新學(xué)習(xí)和教學(xué)模式,為5G時代智慧教育新生態(tài)注入一份力量。
未來5G網(wǎng)絡(luò)將擴(kuò)大開放與共享,使得網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用實現(xiàn)更緊密的互動、更深度的信息共享,應(yīng)用可以基于網(wǎng)絡(luò)的資源狀況提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)[19]。隨著5G技術(shù)的推廣與普及,實現(xiàn)大規(guī)模、大范圍覆蓋,“5G+VR”會進(jìn)一步助力泛在學(xué)習(xí)環(huán)境,利用VR將這些可控的設(shè)備、場景重現(xiàn),在這種環(huán)境中,學(xué)生能夠獲得豐富的學(xué)習(xí)體驗。
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[作者簡介]李心蓓,江蘇師范大學(xué)碩士研究生,研究方向:智慧教育、人工智能;王竹新,江蘇師范大學(xué)碩士研究生,研究方向:在線教育與智慧學(xué)習(xí)空間;王娟(通信作者),江蘇師范大學(xué)碩士研究生導(dǎo)師,教授,研究方向:教育理論與教育管理、在線教育。
[責(zé)任編輯 韋志巧]