臧凱莉 崔琰

摘要：2019年四月，中國移動根據(jù)5G技術在教育領域的發(fā)展發(fā)布了《5G+智慧教育白皮書》，其中指出5G教育有三大優(yōu)勢：網(wǎng)絡承載統(tǒng)一、超高帶寬、速率更快延時更低，這將加速教育與AR/VR技術的深度融合，解決教育形式單一、教育效率低下、教育資源不平衡等問題。

關鍵詞：5G;AR;VR;教學

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：（2021）-08-480

在5G技術下，科學技術與智能制造的發(fā)展愈加重要，作為為經濟社會培養(yǎng)高素質技能型人才的教育，必須更加注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力與實操能力，而這些能力的培養(yǎng)離不開現(xiàn)代教育技術與手段的運用。VR/AR技術的發(fā)展已經預示了現(xiàn)代教育方式變革的到來，這也為教育改革找到了很好的切入點，“AI與VR+教育”與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術相互融合發(fā)展，讓人工智能模擬“人的思維方式”，可以更好的輔助老師教學和學生學習，提高學生學習效率。在此背景下，積極探索教學新模式——借助虛擬現(xiàn)實技術，為學生創(chuàng)建真實的學習情境，提供生動的交互體驗，促使學生能夠學會觀察、探索，不斷開展實驗，加深學生對知識的理解與認知，激發(fā)學生的學習興趣。

一、5G通信技術的特點

3月24日，工信部印發(fā)《關于推動5G加快發(fā)展的通知》（以下簡稱《通知》）?！锻ㄖ窂募涌?G網(wǎng)絡建設部署、豐富5G技術應用場景、持續(xù)加大5G技術研發(fā)力度、著力構建5G安全保障體系等幾方面，闡述了推動5G加快發(fā)展的具體部署。之所以要大力加強5G技術的建設是因為它有以下優(yōu)點：

（一）極高的速率：其峰值理論傳輸速度可達每秒數(shù)十GB，比4G網(wǎng)絡的傳輸速度快數(shù)百倍。只需幾秒就可下載一部高清電影，能夠滿足消費者對AR/VR等更高網(wǎng)絡體驗的需求。

（二）極大的容量：廣域物聯(lián)網(wǎng)仍處于萌芽，但5G能夠把功耗降下來通過使終端更加省電，，讓大部分物聯(lián)網(wǎng)產品一周充一次電，甚或一個月充一次電，就能大大改善用戶體驗，促進物聯(lián)網(wǎng)產品的快速普及。使用非正交多址技術以支持更多的終端接入。

（三）極低的時延：LET網(wǎng)絡出現(xiàn)時，時延在100ms以內;5G網(wǎng)絡的出現(xiàn)會降到更低，從而為更多對時延要求極致的應用提供生長土壤。

中國信息通信研究院副院長王志勤在解讀該《通知》時表示，加快5G建設及應用有利于拓展新型消費，對于每個領域將會帶來巨大的變革，同樣在教育領域將會對學習者的學與教師的教產生翻天覆地的變化，為教學方式的創(chuàng)新打下基礎。 目前5G技術已經具備一定的規(guī)模，未來隨著5技術的不斷進步，將會給教育領域帶來更多的變革。

二、AR/VR教育的優(yōu)勢

如今，虛擬現(xiàn)實技術已經成為促進教育發(fā)展的一種新型教育手段。利用虛擬現(xiàn)實技術可以幫助學生打造生動、逼真的學習環(huán)境，使學生通過真實感受來增強記憶，相比于被動性灌輸，利用虛擬現(xiàn)實技術來進行自主學習更容易讓學生接受，這種方式更容易激發(fā)學生的學習興趣，其優(yōu)勢有以下幾點：

（一）交互性：可以讓學生和習通進行交互，印象更深刻。

（二）展示效果好：比如實驗可以慢放;可以讓學生“縮小”，從分子角度觀察實驗;也可以把學生“放大”，觀察浩瀚宇宙。

（三）安全性高：涉及到高熱、強酸的化學實驗，可以避免一些實驗中的危險。

（四）代入感強：由于是全景第一人稱視角，VR/AR獨有的魔力會讓場景變得更加可信。如果課程設計帶有故事性，或者奇妙場景，那么VR/AR中會比在電腦屏幕上操作更加讓學生覺得身臨其境。

三、5G時代下AR/VR實訓和沉浸的教育可行性

5G技術的發(fā)展對AR/VR技術在教育領域的應用產生了巨大的影響，促進了A虛擬現(xiàn)實技術與教育的融合?！耙獙W習好，需要借助技術，而借助技術更需要具體思維。借助技術的思維方式比借助技術更重要。”首都師范大學教育學院教授、教育技術學專業(yè)負責人方海光在論壇中指出了技術與學習的關系。

課堂操作事學生掌握知識、反饋知識的一個重要環(huán)節(jié)，但是傳統(tǒng)的多媒體課件教學，使教師與學生直接交流的機會變少，沒能實現(xiàn)讓學生有一種自身的體驗，只是老師在機械的傳達知識，這種教學模式沒有太大的吸引力，無法吸引學生的注意;最重要的是，學生缺少了主動參與學習過程的機會，缺少了應有的思維與語感訓練，教師不能因材施教，師生難以情感表達。從學生的知識學習途徑來看，傳統(tǒng)教育是學生被動式地從老師的講課中獲取知識，這種方式讓學習變得乏味，如果學生主動性、積極性不足，往往不能獲得好的學習效果，也很難更好地對意境、圖形空間構造展開想象。而結合了VR的教育方式，通過其沉浸性、交互性和空間性的特點，讓學生全身心的投入到計算機構造的三維虛擬環(huán)境中。通過視覺、聽覺和行為交互去感知該環(huán)境，增強學生興趣度、想象力。

AR/VR技術的加持一方面是教學形式的升級、另一方面是學生學習軟件的豐富。AR/VR讓學生在課堂上獲得遨游太空、深潛海底、穿梭古今的能力，學生可以根據(jù)自我的主觀選擇來與場景進行交互，這改變了以往的單項知識輸出形式，激發(fā)學生的好奇心，并發(fā)揮學生的創(chuàng)意。除了知識和信息上的直觀感知與獲取，AR/VR技術通過模擬真實環(huán)境，讓學生進行模擬操作，這對一些在實際操作中成本較高、或較大危險性的職業(yè)教育領域中有廣泛的應用前景。其次，AR/VR技術讓學生可以自我動手去進行內容的設計，如三維空間繪畫、化學物理實驗、AR/VR模擬電影拍攝等等。AR/VR帶給學生的自主性會不斷強化學生的認知能力，同時解決各種專業(yè)學生的興趣和注意力的問題。

結語

在5G時代背景下，AR/VR技術迅速發(fā)展，在教育領域的應用越來越廣泛，正以一種全新的方式變革著傳統(tǒng)教育，不斷推出形式、新產品，加大與傳統(tǒng)教育的深度融合，為傳統(tǒng)教育升級提供創(chuàng)新的動力，營造出的沉浸式環(huán)境，讓課堂“活起來”，在提升學生學習體驗、激發(fā)學生學習興趣的同時，打破了傳統(tǒng)的教學局限，促進可視化思維發(fā)展。

由此可見，5G時代下AR/VR實訓和沉浸的教育是具有可行性。虛擬現(xiàn)實技術與教育相結合的教育模式打破了傳統(tǒng)教學中以內容為主的想法;引進虛擬現(xiàn)實技術不僅可以高效傳授教學內容，還可以利用自身核心特點，顛覆原來的內容，發(fā)展為內容和技術高度融合之后的“新內容”，在保證教學成果的基礎上，極大的節(jié)約了教學成本。

2020年省級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目：5G時代下VR/AR實訓和沉浸的教學，項目編號：S202013324017

山東協(xié)和學院 山東 濟南 250000