宝安中学（集团）实验学校：5G技术与课堂教学的融合应用

基于5G网络推广本校特色的名师讲堂

        高端的院士专家讲堂和博士课堂是我校的特色课程。我校联合中国科学院深圳先进技术研究院、深圳清华大学研究院、深圳大学等科研单位和高校学府，邀请专家博士进课堂，为学生们介绍当前我国乃至全世界领先的尖端科技，开拓学生的知识和视野，如图1所示。基于5G网络技术，把本地特色的名师讲堂进行推广，实现优质教育资源区域共享。

图1 专家博士的名师讲堂

        基于5G网络的名师讲堂，使在线互动变得触手可及，为名师讲堂的发展提供了极其有利的技术和载体支持。让我们能够更好地把“文本、图像、声音、视频”等多模态的学习资源，作用于学生的“视觉”“听觉”“触觉”等多种感官，支持教师与学生、学生与学生、学生与学习环境、学生与学习资源之间的多模态互动，让学习过程充满新奇与乐趣，如图2所示为我校名师讲堂拓扑图。

图2 名师讲堂拓扑图

        名师讲堂打造上通过超清4K高清摄像机采集名师授课的精彩画面，并结合5G高速网络进行实时传输，扩大名师讲堂在线传播，让更多的优质资源得到分享。名师授课过程能够被完美记录，实现优质课程资源积累，打造专属“名校网络课堂”，助力学校营造学校领导、教师、学生等研讨的环境氛围，构建一批内容丰富、贴近课堂的优质教育资源，把先进的教育理念、独特的教学风格、精湛的教学技巧、科学的教学方法辐射到普通教师的教学中，充分发挥名师的示范、引领、带动作用。并通过他们的影响力，培养出一批优秀教育人才，促进教师专业化发展和教师队伍素质的整体提升，全面提高教育教学质量，促进整个学校教育均衡公平发展。把名师讲堂建成学校的优质资源的整合基地，优秀成果的展示平台。

        目前名师课堂已经开展的活动包括专家课堂、博士课堂，教师的示范课，同课异构课程等等，名师讲堂为教师提供了展示专业知识的平台，聚集了学校大量的优质教育资源，以下为以往上课过程中的图片。

图3 博士课堂

基于5G全息沉浸式未来教室开展双师课堂教学实践

        全息技术通过采用全息互动镜面墙、互动投影墙、投影设备共同构建低延时、高清的全息未来教室的沉浸式空间，助力开展沉浸式互动主题科普教育，能够让学生沉浸在主题场景中，自发性学习，感受知识所带来的乐趣。如图3所示，为我校全息未来教室设备布局图。全息投影教学通过全息互动服务器将双师课堂和全息互动镜面墙远程连接，让多媒体教学从二维平面变成三围立体交互，开创远程“虚拟教学”的全新场景，如图4所示。全息投影教学可与5G双师课堂结合，将远程的名师画面通过网络传输至全息互动镜面墙上进行全息互动展示，实现两个教室之间远程的全息互动教学。全息沉浸式未来教室是我校在线教育应用的重点项目之一，全息技术不仅能够为学生带来沉浸式的体验，更能将在线资源与课堂进行整合，能够更好的激发学生的学习热情。

图4  全息投影教室设备布局图

图5  全息未来教室使用图

        以本校的科创特色课程——机器人课程（项目式教学模式）为案例，打造典型的双师课堂案例，并总结双师课堂教学模式。教学环节的精心设计直接影响到课堂的效果，以宝中实验校本课程《机器人》为例，采用项目式教学模式，从导入、新课讲解、学生动手操作、到展示呈现、总结，每个环节都可以利用好5G技术来提升课堂效果。

图6 普通课室模型图片

        课前准备阶段，全息未来教室目前还没有相应的资源，所有需要的资源需要自制，可签需要准备两种适用于全息未来教室的资源，①准备课堂导入阶段的3D影片资源，②准备课程搭建的VR/AR资源。奔腾的野马，一要搭建野马的身体，二要搭建固定马达的底座，再用连杆将马和齿轮的非轴心点相连。搭建的过程需要注意步骤和很多搭建的细节，因此提前把搭建的流程、每一步需要的零件、如何搭建、搭建注意事项做成视频微课资源，再利用VR/AR技术将搭建过程制作成可以拆分教学步骤的VR/AR模型，以备课程使用。

图7 全息课室模型图片

        课堂开展阶段，①沉浸式引入，利用全息沉浸教室特点播放3D影片，学生置身一片绿油油的呼伦贝尔大草原，从左边屏幕出来一匹健硕奔腾的野马，穿越到中间屏幕，再到右边屏幕，最后消失在视野里，主要展现野马奔腾的姿势，学生能够清晰观察野马奔腾的姿势，同时，沉浸式的课堂体验能够极大激发学生的学习兴趣和主动性。②VR/AR技术协助新知讲解，本节任务的重点和难点都是“奔腾”运动的搭建，教师不用再生硬的讲解，利用课前准备的VR/AR模型讲解搭建积木类机器人的步骤。③学生小组合作完成任务，学生动手搭建模型。以往学生在搭建阶段不清楚会频繁的询问老师，当多个学生有问题时，教师很难做到一对一指导，全息未来教室的VR/AR模型为学生带来个性化教学内容，全息教室里的三块屏幕是可以多点触碰操控的，课前准备的VR/AR模型分散放置在三块显示屏上，三面屏幕配合呈现多个关键任务节点的个性化讲解，学生们根据自己情况选取任务节点学习，实现个性化教学。④学生作品展示，学生的作品用实时展示系统呈现给全班鉴赏，包括细节、制作流程记录评价、作品鉴赏等都可以实时完成，极大提升了任务完成展示环节的可视化、互动化。⑤课堂总结：教师总结本节课学习的内容，屏幕呈现学生最终实现的模型。

        课后资料留存阶段，①可将学生展示的模型进行电子存档，②教室有实时录课功能，可以保存课程视频。

        从课前准备到课上各个教学环节，到课后资料留存，各个阶段都渗透着5G技术、VR/AR技术的使用，全息未来沉浸式教室在5G技术的支持下能够实现技术和教学完美结合，促进智慧教育的发展。