“5G+教育”，有哪些影响和应用场景
Q博士认为，教育的核心业务是教学，基于5G网络，AI/VR/AR技术或将在以下四个方面重构课堂，对老师的学习能力和组织能力也提出了更高的要求：
第一，改变教学的主体。从老师主导课堂到学生主导，从老师讲授到学生研讨，从老师备课决定教学内容到以学生的学习进度决定教学内容，研讨型课堂正在探索这种教学模式。
第二，更加信息化的教学环境。远程高清直播互动课堂、AI视频分享技术、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）教学在校园普及。
第三，打通线上线下教学，在线教育与学校教育是互补而不是互斥。北京一零一中学校长陆云泉认为，未来教育将三分天下，学校教育解决底线问题，线上教育解决个性化问题，校外学习提供各种兴趣爱好。
第四，AI教育教学评测。打通课堂学习数据、课后复习数据和考试数据，全方位立体评测学习效果，再根据个性化的学习报告（学习兴趣、专注力分析、坐姿视力疲劳等数据）有针对性开展学习辅导，将提升教学的效率。
“5G+教育”有哪些应用场景Q博士认为，5G影响教育的技术因素主要集中在：4K/8K高清视频交互分析，超高速、低延时的及分布式存储。将这些技术特征与教育进行匹配，“5G+教育”的应用场景就会清晰可见。
5G高清互动课堂
5G高清互动课堂是对传统智慧课堂的升级，利用5G的技术优势，升级后的智慧课堂将不再受限于网络，课堂教学中的设备皆可接入5G网络。师生之间、学生之间、学生与机器之间的交互将更加多元。
智慧课堂中的显示设备可以实现4K/8K级别的画面效果，也有利于远程教学和直播教学。
此外，通过书写设备采集学生书写数据，老师可以即时观察学生答题内容和进度，及时发现学生问题，掌握学生的理解程度以及思考过程。再利用知识图谱技术，根据每位学生的学习进度和知识点掌握情况，在云端调取题库、知识库实现个性化学习推荐和辅导。
全面记录课堂教学过程，结合大数据及AI技术，提供更全面、客观的教学数据分析和学生健康评价。
学习过程评价有助于从“唯结果论”到过程性评价的转变，学生健康评价（坐姿是否弯腰驼背、视力疲劳状况）可以有助于儿童青少年近视防控。无论是学习还是健康，过程性评价为第一时间发现问题、及时解决问题提供了可能。
5G高清视频安全监控
目前，绝大多数学校的校园监控系统是被动的。
部署在学校的各个摄像头将监控画面传到监控室，安保人员盯着十几个不同的画面，却无法获取视频画面中的有效信息。由于高昂的存储成本，这些视频往往只能存储几天。一旦遇到安全事故，安保人员需要在几十个甚至上百个视频画面中，来回地拖动进度条进行播放和检索，传统的视频监控是一个被动且滞后的防御系统。
5G+边缘计算（MEC）在网络和存储上提供基础支持，再利用AI视频分析技术对视频流的实时监控和智能识别，将提高校园安防的主动性和有效性，同时降低人力成本和安全风险。安防数据，还能进一步帮助学校确定校园的人流模式和危险高发区域，制定更科学的安全防御计划。。
VR/AR沉浸式教学
VR（VirtualReality，虚拟现实）模拟的是一个虚拟世界，AR（AugmentedReality，增强现实）是一种“虚实结合”的技术。
在教育中，可以利用VR让学生体验现实中难以到达的场景和活动，不受时空的限制，进行各类实验。AR与VR类似，可以实现沉浸式教学，让老师与学生体验情景化的学习和交流。
实现VR/AR沉浸式教学，只有网络延时低于人类视觉感知延时，才能有身临其境的学习体验。
5G的理论下载速度是4G的10倍，端到端的传送时延低至1ms，可以消除网络延时的影响，扩大视频内容的容量，让沉浸式教学有了可行性。利用AR/VR也可以设计游戏化教学内容，提升学习意愿、激发学习兴趣，提高学习效果。
远程教育/在线教育
在线教育正在成为学校教育的重要补充，以满足随时随地产生的学习需求，5G网络将改善在线教育/远程教育的学习环境。
一方面，基于5G+AI技术对在线教育进行实时分析，帮助老师和家长及时获取学生的学习效果反馈，进行个性化的学习辅导，大幅改善在线教育的互动性体验。
另一方面，5G可以改善地区之间教育资源分布不均的情况，支持音视频流、VR/AR等需要大带宽的教育技术，可以将不同地点的课堂连接起来，为一对一、一对多、多对多远程课堂的师生带来无延迟的沟通，促进优质教育资源的共享和共建。
Q博士有话说5G带给教育的机遇是令人兴奋的。
促进教育公平、实现个性化教育、沉浸式教学、打通线上线下教学隔阂和数据，把重复性、冗长的学习过程缩短，允许每个人可以享受高质量、鼓励个性发展的教育，技术将带来更有效地学习。同时，也对老师提出了更高的要求，未来的教学可能更需要方法的教学而不是知识的教学。
这些影响什么时候可以实现？2019年，5G开始商用，2020年也就是今年，它的影响力将会开始显现。未来几年，5G的覆盖将会越来越快。
参考资料
1.兰国帅、郭倩、魏家财、杨喜玲、于亚萌、陈静静，《5G+智能技术：构筑“智能+”时代的智能教育新生态系统》，远程教育，2019.03
2.赵兴龙、许林、李雅瑄，《5G之教育应用：内涵探解与场景创新》，中国电化教育，2019.04
3.中国移动，《5G+智慧教育白皮书》，2019.04
4.余甜，《5G到来，教育将发生哪些深刻变化？》，多知网，2019.09
5.DavidJones，《How5gwillbenefitoureducation》，2019.06
6.CatEllis，《Howis5Gsettochangetheclassroom》，2019.06
清帆科技是华为5G校园安全解决方案供应商，「ProactiveSafety™主动安全」作为业内首个可与5G无缝结合的校园安全解决方案，将为学校提供主动呼入式的安全保障。返回搜狐，查看更多
一文读懂5G智慧教育：42个应用场景如何改变教育
随着5G的到来，教育形态也将会发生巨大变化，而智慧教育作为5G的一个重要应用，到底有哪些细分场景呢？
一、5G+虚拟现实教育
作为5G+智慧教育的主战场，VR/AR与教育结合呈现的全新的教学体验，可极大地提升学生学习兴趣及对知识的快速吸收，为师生提供互动化、个性化、沉浸式课堂教学体验。
1、虚拟现实+课堂教学
在教育场景，虚拟现实技术可通过自然的交互方式，将抽象的学习内容可视化、形象化，为学生提供传统教材无法实现的沉浸式学习体验，提升学生获取知识主动性，实现更高的知识保留度。
根据不同的学科，虚拟现实发挥着不同的作用，主要有立体物体的展示，立体空间的展示，展品的介绍，虚拟空间的营造与构建，虚拟场景的构造等方面的应用。
2、虚拟现实+科学实验
一般学校现有的条件下，有许多实验是根本不可能做的，如核反应实验，还有些实验是不能让学生做的，如涉及到放射性物质或有毒物质的部分。利用虚拟现实技术，可以有效地解决实验条件与实验效果之间的矛盾。
在教学中，许多昂贵的实验、培训器材，由于受价格的限制而无法普及。如果利用虚拟现实技术，在多媒体计算机上建立虚拟实验室，学习者便可以走进这个虚拟实验室，身临其境般的操作虚拟仪器，操作结果可以通过仪表显示身体的感受反馈给学生，来判断操作是否正确。
这种实验既不消耗器材，也不受场地等外界条件限制，可重复操作，直至得出满意结果。VR实验室的一大优点还在于其绝对的安全性，不会因操作失误而造成人身事故。
3、虚拟现实+远程教学
在远程教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验和课程无法进行。利用虚拟现实技术，可以弥补这些方面的不足，学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解。
4、虚拟现实+科技研究
科技研究与实验观测注重让用户观察到更多更精确的有效数据以供后续分析或使用。
因此，这种应用重在以高度拟真的方式，将一些难以观测的现象放到虚拟世界中，让用户以更为舒适便捷的视角或时间测度进行观测，相应地也要由系统给出真实实验中应当观测到的数据。
利用VR系统重建某次天体碰撞的场面及数据分析，这种应用对硬件设备的要求不高，主要还是对计算机系统的运算能力有较高要求。
5、虚拟现实+仿真校园
教育部在一系列相关的文件中,多次涉及到了虚拟校园，闸明了虚拟校园的地位和作用。
虚拟校园也是虚拟现实技术在教育培训中最早的具体应用，己由浅至深有三个应用层面，分别适应学校不同程度的需求:
①简单的虚拟我们的校园环境供游客浏览。②基于教学、教务、校园生活，功能相对完整的三维可视化虚拟校园。③以学员为中心,加入一系列人性化的功能，以虚拟现实技术作为远程教育基础平台。
二、5G+远程互动教学作为5G+智慧教育的“最后一公里”的关键环节，以学生为中心的多种形式的互动教学，能更好地激发学习兴趣，提升教学质量，促进有质量的教育目标实现。
6、互动课堂实时双向音视频互动教学，支持数据与内容的多媒体交互。
7、名师讲堂通过互动课堂与录播系统的结合，支持大并发的在线互动学习。
8、在线学习通过互联网进行学习，包括微课、MOOC、翻转课堂等多种创新的学习模式。
9、全景课堂互动教学引入全景视频，全景摄像头可架设在主讲教室，通过5G网络覆盖。可通过大屏、VR一体机观看全景直播，VR一体机视角投屏到大电视。
10、AR/VR虚拟实验应用3D、AR、VR、全息等现代化计算机图形图像技术，建设虚拟交互体验实验室。
11、远程教师评测对教师进行评测可通过5G+远程互动的方式进行，评测教师通过5G网络远程观看老师授课。
互动教学教室
功能：多点远程互动教学，教学场景自动跟踪，识别和切换。主讲教室画面能够自动在教室全景、教师特写、板书特写、学生特别、学生全景、电脑课件之间切换。
三、5G+人工智能教育
作为智慧教育的大脑，基于大数据和人工智能，对课堂、学习、运动和教学等行为进行智能分析和可视管理，更好地指导和促进智慧教学。
AI教育教学评测逻辑图
AI教育教学评测系统网络架构图
12、课堂情感识别与分析
人工智能智慧教学系统通过摄像头收集的视频数据，通过人工智能技术统计课堂情感占比，识别情感典型学生，分析学生情感变化，将统计后的数据通过可视化的形势形象的展示出来，课堂中学生的情感变化一目了然，老师可以看出自己授课内容对学生的吸引力，并且关注到每个学生的学习状态，从而调整教学进度和授课方式，提高教学实效。
13、课堂行为识别与分析
人体行为识别技术可以通过教室中布有的摄像头收集上来的视频检测教学视频中头、颈、肩、肘、手、臀、膝、脚等多处人体骨骼关键点的组合和移动，识别学生上课举手、站立、侧身、趴桌、端正等多种课堂行为。
根据反馈的数据对课堂中学生的学习专注度和活跃度进行分析，最终帮助老师了解课堂的关键活跃环节、学生的活跃区域分布等信息，统计课堂行为占比、分析课堂行为趋势，通过行为分析学生的学习态度，帮助学校进行更细致的教学评估和更合理的教学管理工作。
课堂行为识别与分析
14、课堂互动识别与分析
人工智能智慧教学系统通过语音识别，收集课堂中师生互动的数据，将学生的发言及老师的授课内容通过文本的形式记录下来，并通过文本技术，将非结构化的数据转化为结构化的数据，提取互动的关键词语，通过课堂气氛的改变自动为这些词语进行标记，提取出有助于课堂氛围的正面词汇。
同时，也可针对每个不同学生的互动情况提取对学生学习积极性调动正面词汇，帮助教师及家长，提高教学互动效果，提升学生学习效率。
15、课堂活跃度
通过教室中的摄像头收集上课数据，同时后台人工智能智慧教学系统在后台分析上课的情况，当后台程序发现课堂上气氛较为活跃，或者气氛较为沉闷，就会将此间段的视频提取出来，当老师下课回到办公室时，可观看这些视频，分析原因。
16、课堂专注度
通过教室中的摄像头收集上课数据，同时后台人工智能智慧教学系统在后台分析上课的情况，当后台程序发现课堂上学生专注度较高，学生上课效果较好，或者此时学生专注度较差，就会这些时间内的视频提取出来，当老师下课回到办公室时，可观看这些视频，分析自己教学的得失。
17、课堂考勤
目前高等教育，课堂的出勤率一直是老师的心病，老师往往通过点名的方式对课堂学生进行考勤，但是，当点名遇到如公共科目这种大班课时候，课堂学生众多，往往一次点名就会耗费半节课的时间，耽误教学工作，同时，也会出现学生代替别人答到的情况，这种情况下，通过人工智能技术，对出席课堂的学生进行面部识别，统计课堂的出勤率、识别出勤的学生，有效的代替了传统的点名方式进行考勤，节省老师上课的时间，同时，提高了学生的出勤率。
18、学业诊断
依托人工智能技术，基于伴随式数据的采集与动态评价分析，通过线上线下相结合的测试手段，针对每一位同学输出评测结果、学业报告和个性化的智能提升计划。针对每一位同学的不同需求，精准化推送学习资源和知识点拆解。最终实现因材施教，帮助管理者全面督导和辅助决策。
19、多维度教学报告和个人成长档案
针对不同用户群体（例如主管、校长、教师、家长、学生等）输出多维度、多层次的报告，并为适应不同区域要求，提供高覆盖、货架式灵活可定制的数据分析维度，从而满足国内各区域、各类型、各用户的分析需求。同时通过分析历史数据，针对每一位学生，形成其个性化的个人成长档案。
20、新高考下智能排课
通过人工智能技术找出全局最优的排课组合，实现传统排课和分层走班排课的整合。另外，还可结合学生的历史成绩、评价数据、兴趣爱好、职业生涯规划等信息和教师的教学质量评价数据，基于深度神经网络算法实现智能排课推荐。
四、5G+校园智能管理
作为智慧教育的服务平台，提供面向学校、教师、学生和家长的智慧管理服务，提供交流平台和教学空间。
平安校园：
21、视频监控
通过学校侧云平台将监控数据本地存储分发，有效提升业务质量，保证视频的私密性。搭载AI人工智能视频分析部署在边缘服务器，面向智能安防、视频监控、人脸识别、行为分析等业务场景，利用5G网络低时延，提升应急事件反映速度。在这里插入图片描述
22、校舍安全（门禁管理）
校园智能管理系统可以和门禁系统进行对接，通过平台实现对门禁系统的统一、远程、精准管理。配合电源管理系统，何时、何地、何人使用房间或房间内的设备设施尽在掌握。宿舍门禁，又可掌握学生归寝实时动态，提升宿舍科学管理水平。
23、校车管理
24、安消协同
25、室内照明管理
系统根据室内光照情况进行光照色温调节，维持健康光照，使室内平均照度恒定、均匀，有利于保护师生视力，为学生提供健康舒适的学习环境。针对不同教学情况，可设置多种不同的光照模式（如读写、视频播放、休息等）。
并且可接入后台大数据平台，支持多种系统，实现多种功能。有效延长公共设备使用寿命，维护便捷，节省维护成本。
26、室内外环境监测
依托监控平台，利用相关环境监测传感器、风向风速仪等实时监控检测到室外空气中包括NO、NO2、SO2、CO、过敏性花粉、PM2.5、PM10等几十种空气污染物进行检测及可能的扩撒方向，同时实现报警以及设备联动，保障师生身体健康。
27、校内水体监测
学校内景观水体多数为缓流水体，容易富营养化，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡，进而散发恶臭，影响校内环境和师生身体健康。
在以往技术条件下，通过固网连接多个水质监测传感器线路复杂，连接成本高，4G网络接入密度低，无法支撑大量的传感器而通过5G网络结合传感器，将大大完美解决这些，实现对校园水体进行远程监控与管理。
28、智能抄表
29、能耗监控
通过安装布置智能断路器、智能插座、智能电表、智能水表等设备，实现对用电的精准管控，准确获取每个用电的端口的数据信息，并可实现远程送/断电控制；通过加装智能水表，可以实时获知校内用水端口情况及远程开关控制，并通过系统准确获取相关历史信息，为学校能源决策通过数据依据。
通过大数据分析，不断优化节能策略，可以自动分析和统计各个贿赂、教室或者特定区域的能源计量、统计、分析，提供节能优化策略和建议。
便携校园：
30、数字班牌
31、智能签到
32、电子证卡
33、家校互动
34、多媒体设备管理
通过整合教室里的电脑、投影机、投影幕布、触控一体机等多媒体设备，实现系统设备的安全关机和远程监管，让校园管理更高效、更节能。支持通过智慧物联网平台APP远程管理。有效克服传统多媒体设备各自为政、集成复杂、难以统一管理或管理功能单一的缺点。
35、会议室/报告厅管理
传统报告厅/会议室需要安排专人，来对包括预约登记、到会通知、人员签到、照明空调调节、投影仪准备等相关活动进行管理。通过平台实现对门禁、电源、考勤、多媒体设备的的统一、远程、精准管理，基于校园智能管理系统的报告厅智能管理则运用无纸化、在线预约式的管理方式。不但可以实现传统报告厅专人管理的全部功能，更可通过智能管理系统，实时了解会议室使用情况，为其他部门提供预约指导。同时，智能管理系统也简化了“共享式会议室”的管理成本，也提高了会议室的利用效能。报告厅智能管理系统，主要包括会议预约、人员签到、到会通知、室内场景控制等功能。
综合管理：
36、智能机房/网络管理
系统通过机房内的能耗管理设备设施实现用电监测、UPS状态监测、智能延迟上电、机房能耗分析等，实现对机房动力设备进行实时监控、集中监控，实现智能感知、独立运行。
通过对环境监测管理设备设施实现烟雾监测、精密空调监测、新风机监测、温湿度监测、漏水监测、消防系统监测等，为机房打造无忧环境。
通过安防系统及门禁管理设备设，可实现门禁系统开关监测、视频监控联动抓拍、红外人体感应、智能照明系统的整体联动，打造安全智慧机房。
此外通过与网络安全设备厂商设备的对接，实时调用相关API或端口，系统可实现对实时网络流量的查看、查看异常网络应用情况、获取相关网络分析数据、及时获得网络攻击检测报警，从而实现校园网络完全信息的及时掌握、及时发现、及时处理，建立起有硬件到软件、由宏观到微观、由网络层到应用层的“可管、可控、可用”的全面网络安全环境。
37、实验室管理
学校实验室，尤其高校的重点实验室，是校园的重点难点。贵重设备管理，有毒气体管理，试验环境维护等，对实验室管理人员提出了较高的维护和管理要求。而通过物联网技术的应用，校园智能管理系统有效降低了相关管理成本。实验室智能管理可实现：实验室门禁管理、实验室设备管理、重点实验原料的监控管理、实验室安全报警、实验室环境自反馈调节、实验室电器供电管理、实验气体泄漏管理等。
38、智慧绿地管控
智慧绿地管控具有智能化、可视化、节约化、技术成熟、施工便捷、适用面广等特点，物联网无线传输技术灵活部署，可快速实现定时灌溉、Web浏览器或APP远程灌溉、根据气象情况自动灌溉等功能。系统基于物联网云平台、物联网网关、传感器和控制终端组成。
39、停车管理
通过在车位上安装的地磁车辆探测器等，实现校园停车智能化管理，包括自动监测空余车位数量和位置，提供停车引导，规划停车线路、提前告知空缺停车位位置、主动推送停车时长等。校园智能管理系统与校园现有道闸系统对接，可以实时获取车辆出入等照片信息。
40、公共照明管理
利用智能断路器改造配电箱电源接入，利用单灯控制器对单个路灯进行智能化供电改造，使校园公共照明系统实现智能控制，具备如下功能：一体化控制、远程单独控制、策略控制、智能联动控制。当放生安全隐患和事故时，直接将告警信息推送到监控中心及相关管理老师和领导的移动智能终端上；帮助管理人员实时监控，准备定位和快速响应。
明亮厨房：
41、教育局、食药监督局远程监管
42、政府机构、民众互动
通过视频直播、历史影像，家长和社会公众可查看学校每日食谱、食材来源、饭菜成品制作的各环节，对学校餐饮安全有更多的知情权。民众通过注册用户，查看后厨视频、以及历史影像快照，可以及时反馈餐饮卫生意见。
本文由5G产业圈编辑整理自《中国联通5G+智慧教育典型应用场景白皮书》，如需转载，请注明来源！
人工智能促进教育变革创新
通过云平台布置电子作业，利用数据分析课堂上学生学习行为，推进学校管理流程迈向数字化……前不久，2022国际人工智能与教育会议在线上举行，来自全球数十个国家的政府官员、专家学者、一线教师、企业代表等相聚“云端”，畅叙人工智能时代教育发展图景。
作为引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，人工智能催生了大批新产品、新技术、新业态和新模式，也为教育现代化带来更多可能性。习近平总书记强调，“中国高度重视人工智能对教育的深刻影响，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新”。国务院印发的《新一代人工智能发展规划》，明确利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革；教育部出台《高等学校人工智能创新行动计划》，并先后启动两批人工智能助推教师队伍建设试点工作；中央网信办等八部门联合认定一批国家智能社会治理实验基地，包括19个教育领域特色基地，研究智能时代各种教育场景下智能治理机制；科技部等六部门联合印发通知，将智能教育纳入首批人工智能示范应用场景，探索形成可复制、可推广经验……“人工智能+教育”不断碰撞出新的火花，为教育变革创新注入强劲动能。
“人工智能+教育”，应用就在身边。音乐课上，虚拟数字人“元老师”跨越时空限制，带领多所学校学生同唱一首歌；体育课上，学生开始跳绳项目测试，智能终端上实时显示心率变化、跳绳次数、平均速度等数据。技术改变课堂，潜力无限。比如，借助虚拟现实技术，学生能够模拟穿上太空服行走在宇宙，感受浩瀚星河的魅力；通过增强现实技术体验川剧变脸，平面的课本知识变得可感可知。现实中，越来越多的学校已经开设或准备筹备人工智能教育教学活动。
“人工智能+教育”，变革教育生态。教、练、考、评、管各环节均有人工智能辅助，让教师教得更好；虚实融合多场景教学、协同育人，让学生学得更好；海量线上数据和逐渐强大的算力，让学校管理更加精准。此外，在人工智能支撑下，优质数字教育资源跨越山海，推动教育更加公平、开放。在西藏墨脱县，得益于多媒体器材配备到雅鲁藏布大峡谷深处、“智慧课堂”全覆盖，门巴族孩子小学入学率实现100%。
我国发展“人工智能+教育”具备良好基础和独特优势。比如，语音识别、视觉识别等技术世界领先；国家智慧教育平台汇集了海量的数据资源，2.91亿在校学生和1844.37万专任教师展现出丰富的应用需求；教育领域数字化基础条件全面提档升级，全国中小学（含教学点）互联网接入率达到100%，99.5%的学校拥有多媒体教室，学校配备的师生终端数量超过2800万台。也应看到，人工智能技术在教育领域的应用仍处于起步阶段。“数字鸿沟”可能将部分学生排除在智能教育之外，数据收集、使用、分析等环节存在安全隐患，相关公共政策制定较为滞后……以人工智能赋能教育现代化，这些都是需要回答好的课题。
着眼未来，应携手打造高质量、有温度的人工智能教育生态。人机协作如何更聪明，人机对话如何更友好，是“人工智能+教育”的长期课题。一方面，技术应服务育人，在让其“授业”“解惑”的同时，必须坚持教师“传道”的主体地位。另一方面，人也要理解、善用技术，努力提升信息应用能力，让人工智能更好辅助教学。教育是动态的、发展的，理性思考人与技术的关系，把握教育规律、用好技术手段、凝聚各方力量，进一步推动人工智能与教育深度融合、创新发展，才能更好赋能教育现代化，培养顺应时代发展要求的创新人才。（吴丹）