5G+智慧教育的应用场景有哪些？

我来对“5G+智慧教育”典型应用场景进行简单梳理。

1.5G+智慧教学

1.1 5G+超高清直播互动课堂

当前我国不同地区、城乡之间的教育水平存在差异，教育资源分布仍不均衡，借助信息化 手段的在线互动教学能够助力扩大优质资源共享范围，同时持续的新冠疫情加剧了线上教学的 需求。5G+超高清直播互动课堂充分利用 5G 网络的超高速、高可靠、低时延的特性，结合 H.265 等超高清视频编解码技术，可以实现 4K 及以上画质、100ms 以内延时、音视频完全同步的在线 互动。通过部署融合常态化直播/录播互动教学、视频会议等诸多功能的全互动终端、集成跟踪 功能的 4K 云镜摄像机、无线拾音设备和音响等核心设备，综合利用 5G MEC、4K/8K 超高清视 频编解码、云计算等技术，5G+超高清直播互动课堂可以有效解决超高清视频传输过程中的卡 顿、丢帧和音视频异步等现象，支持师生间、生生间的实时交互反馈，大幅提升师生在线教学 的临场感和课堂体验。 

1.2 5G+双师课堂

当前，偏远地区的教学点、区域内的薄弱校与优质校之间的教学水平、师资力量仍存在差 距，广大师生对优质教学资源的需求旺盛，针对此需求，双师课堂孕育而生。5G 具备大带宽、 低时延等特性，能够有效升级双师课堂，实现灵活部署和高清视频高速传输。5G+双师课堂综合 利用 5G、云计算、CDN 等技术，通过 5G 网络紧密连接主讲教师和多个听课教室的辅助教师、 学生。主讲教师通过一面屏幕实现 1：1 二维人像，以模拟真实课堂教学场景的授课形式。辅助 教师在课堂上配合主讲教师，开展维持课堂基本授课秩序、一对一答疑、针对性辅导、查漏补缺、巩固练习等课堂服务，学生通过答题器参与课堂互动问答，不仅活跃了课堂互动，系统的 即时统计还能让授课教师快速掌握学生接收知识的总体实时情况。随着 AI 技术的发展，出现了 线上主讲教师在部分授课环节引入 AI 虚拟教师，乃至部分课程采用 AI 虚拟教师替代线上主讲 教师的新型 AI 辅助型 5G+双师课堂。AI 虚拟教师提供动画特效、操作指导等讲解，与真人教 师合理分配教学任务，结合反馈的学生学习数据适时调整教学进度。5G+双师课堂有效扩大优质 教育资源共享范围，帮助学生便捷获得线上学习服务，推动教育均衡发展。

1.3 5G+AR/VR 沉浸式教学

传统的课堂教学以板书、PPT、纸质教材等 2D 媒介为主，难以展示太空环境、地壳构造等 抽象的学习内容。5G+AR/VR 沉浸式教学通过 5G 技术将 AR、VR、3D 等数字内容融入到教学 环节，提供丰富的沉浸式课程资源，将抽象的概念、日常无法观察到的现象和用语言难以讲解 描述的内容直观形象地展现在学生眼前。通过 AR/VR 技术，将平面知识进行立体化、实景化展 示，全面调动学生的视觉、听觉等多种感官，为学生打造高度仿真、沉浸式的学习场景，提升课 堂的趣味性和生动性，助力学生认知和理解相关知识。5G+AR/VR 沉浸式教学综合利用云计算、 5G 云端渲染、边缘计算等技术，实现 AR/VR 应用的渲染、展示和控制，将存储在云端的 AR/VR 教学内容通过 5G 网络实时高速传输到头显、一体机等显示终端，有效解决了传统移动方案中 AR/VR 内容传输速率低和时延长的问题，适用于地理、天文、生物、机械、能动等多个学科。

2.5G+智慧考试

2.1 5G+智慧考务

考试的组织与实施关乎公平公正，关乎考生切身利益，如何提升考务管理水平、保障考试 公平公正，一直以来都是各级教育主管部门和学校致力解决的重大问题。5G+智慧考务基于 5G 网络，提供智能考务管理系统和考试指挥中心与高清摄像头、移动考务终端等智能考务设备的 高速连接，在身份认证、试卷流转、网上巡查等考试组织实施各环节，通过 5G 快速采集和传递 信息，并对考风考纪进行实时监控：考前，基于 5G 和物联网实现移动智能终端考生报名信息采 集，通过 5G 网络高速传输，对考生的身份证信息、报名身份信息和现场采集信息进行三重比 对，核验考生身份信息；考中，通过在考场部署高清摄像头，收集、整理音视频等非结构化数据，结合 5G 网络大带宽、低时延特性，随时随地通过高清视频进行实时监考及巡考，分析考生 异常行为，防止作弊等情况出现，支撑对突发事件进行实时指挥、事后追溯。考后，5G 网络支 持高并发的智能线上阅卷，结合 AI、OCR 等技术，实现辅助智能批改。同时，5G 网络还可实 现试卷押运、流转等全过程的跟踪管理和全流程数据可视化。5G+智慧考务有效提升考务管理工 作效率，实现考试过程透明化，促进考试公平公正。

2.2 5G+云考场

为解决异地参加线下考试耗时长、成本高等痛点，以及满足疫情防控常态化情况下大规模 远程考试的旺盛需求，5G+云考场综合利用 5G、云计算、高清音视频等技术，通过在线云考试 平台，结合线下考试舱、双机位监考等配套考场设施，实现艺考、研究生入学等考试的大规模、 智能化远程开展。利用 5G 网络打通在线考试各环节，考前通过人脸识别，核验考生资格，确保 本人进行考试；考中通过高清音视频高速传输，实现考生与考官的实时互动，最大程度还原线 下考试现场，同时基于“双机位监考”、“防缩屏”、“AI 异常行为识别”等技术，有效监测和识别 考试作弊行为，并可实时将整个考试过程录像上传至云端存储；考后，可随时调取查阅考试录 像进行分析，确保考试公平公正。

2.3 5G+智能体育考试

传统的体育考试场景面临如下痛点：一是存在主观评分、测量误差等人为因素带来的影响， 例如引体向上等姿态测试，考官评判尺度不一将导致得分偏差。二是传统红外体育考试设备部 署繁琐，而且功能单一，需要投入大量考务人员。5G+智能体育考试采用 5G、AI、大数据等技 术，实现无感知智能化采集考试过程数据，自动精准测量考试结果，减少考务人员投入，有效 节约大规模集中考试的人力成本。基于机器视觉、深度学习等技术，通过人脸识别和跟踪、运 动姿态和人体骨骼关键点识别分析，5G+智能体育考试实现考试项目的自动采集、精准测量，并 实时反馈考试成绩，避免人为主观因素影响考试评判尺度，保证考试的公平公正。通过 5G 网络 高速连接 AI 考试设备和云端考试管理平台，支持考试全程的高清视频快速传输和考试结果及时 分析导出，实现考试标准统一化、考试过程可视化，提升考试的智能化水平。

3.5G+智慧评价

5G+智慧评价包含 5G+学生综合素质评价、5G+教师立体式评价等场景，由于 5G 在学生德 育、美育、劳育和教师教学实绩、师风师德等方面评价的应用仍处于初期，因此本报告重点研 究目前应用较广的 5G+学生学习情况评价和 5G+学生体质健康评价两个场景。

3.1 5G+学生学习情况评价

传统的学生学习情况评价以考试成绩为主，存在唯分数论的结果性导向，评价不够全面。 5G+学生学习情况评价综合利用 5G、AI 和物联网等技术，可对学生学习过程进行全环节记录， 增强评价的科学性和合理性。通过 5G 网络，广泛连接学生平板、智能电子纸、扫描笔等智能学 习终端，动态无感采集学生“课前预习”、“课中学习”、“课后作业”、“考试测验”、“实习实践”等 全周期学习数据，并将课堂音视频、作业解答、纸质试卷照片等多模态学习数据实时快速上传 至综合评价平台，结合知识图谱、大数据等技术精准分析学生学习情况，生成学生学习情况综 合画像，充分了解学生学习轨迹和效果，找出薄弱环节，为每位学生定制专属个性化学习方案， 推荐个性化优质学习资源，促进学生学习效率提升，并帮助教师更好地掌握学生学情，助力因 材施教的精准教学开展。

3.2 5G+学生体质健康评价

传统的体育教学设备功能单一，课内运动数据难监测、难保存、难对比分析和难评价。面 向建立健全学生体质健康监测评价体系需求，5G+学生体质健康评价综合利用 5G、大数据、AI 等技术，全面采集学生运动和健康数据，助力中小学针对中考体育项目进行精准教学，加速职 校和高校的校园智慧体育建设，促进学生身体素质和体质健康水平提升。采用心率臂带、智能 手环、智慧跳绳、AI 摄像头等智能终端采集学生心率、血压、以及跳绳、跑步等不同类型的动 态运动轨迹等各项数据，通过 5G 网络实时上传体育和身体素质评价平台，采用 AI 智能分析与评估，生成每位学生的体育体能画像，针对每位学生不同的身体情况给出个人运动健康处方， 提供个性化指导训练；并可自动整理生成运动成绩分析，助力教师更精准、更有针对性地调整 教学计划。通过持续跟踪记录，构建学生体育运动、身体成长的健康档案，还可建立全校、全区 的学生体质健康监测评价体系，生成周期性评价报告，通过多维度的量化数据反馈，全面评价 学生的体质健康状况，促进学生身体素质提升。

4.5G+智慧校园

4.1 5G+平安校园

校园安全是政府、学校、家长以及全社会广泛关注的重点，近年来校园暴力、食品安全、意 外伤害等事件时有发生，暴露出传统校园安全管理普遍存在的问题：以人工为主、缺乏有效的 技术管理手段，已建的监控系统智能化程度不高、缺乏主动式预警告警能力。5G+平安校园利用 了 5G 网络的超高速、高可靠等特性，结合边缘计算、物联网、AI 等技术，全面智能升级校园 安全管理手段，化被动式安防为主动式防范，有效形成安全闭环管理。通过 5G 网络将 AI 摄像 头、移动巡查机器人等紧密连接，打造无死角覆盖校园全域的智能安防系统，通过采集校园的 人、车、设备的监控视频数据，进行实时分析处理，识别人员身份、车辆信息、设备运行状态， 加强校园边界、校园入口、食堂、宿舍楼等校园重点区域的安全管理；通过 5G＋AI 深度学习技 术，实时对校园智能终端采集的音视频信息进行智能分析、身份鉴别、轨迹追踪等，实现对校园霸凌、火灾等安全风险隐患早发现、早预警、早处置，此外，除了保障人身安全，同时关注学 生的心理健康，做到及时发现问题并进行情绪预警和心理疏导。通过形成“上联下通”的高效运 行防控体系，实现校园安全管理体系化、安全信息平台化、安全预警智能化、应急处置可视化， 达到学校安全工作人防、技防、物防的全面提升，铸就全方位、立体化的校园安全防范体系。

4.2 5G+绿色校园

目前，校园能源使用存在诸多问题：能源管理信息化技术手段不足，大多采用人工巡检方 式，大量用能设备数据采集割裂，难以支撑校园整体的用能分析和优化，以及不少学校节能管 理措施落实尚不到位、师生节能意识有待提高等。5G+绿色校园通过构建融合 5G 的校园物联网， 将校园能源运行情况进行统一监测、分析、管理和控制，实现校园供用能全景状态感知与智能 管控，助力不同学段学校进行双碳智慧管理，高校和职校（尤其是高校）由于师生人数众多、具 有大量宿舍楼和实验室等设施，对 5G+绿色校园的需求尤为旺盛。通过 5G 网络高效连接配电 系统、空调系统、电梯系统、照明系统、供热系统等能源设备，并将数据输送至校园智慧能源管 控平台，结合边缘计算和 AI 技术对海量数据进行就近计算分析，实现校园水、电、气、冷、热 等能源设备设施的统一监测、协调控制和智能管理，打造“能源要素齐全、网架结构灵活、接口开放共享、信息安全融通、价值场景典型”的绿色校园。