導讀：隨著5G的到來，教育形態也將會發生巨大變化，而智慧教育作為5G的一個重要應用，到底有哪些細分場景呢?

圖片來自“東方IC”

隨著5G的到來，教育形態也將會發生巨大變化，而智慧教育作為5G的一個重要應用，到底有哪些細分場景呢?

5G+虛擬現實教育

作為5G+智慧教育的主戰場，VR/AR 與教育結合呈現的全新的教學體驗，可極大地提升學生學習興趣及對知識的快速吸收，為師生提供互動化、個性化、沉浸式課堂教學體驗。

1、虛擬現實+課堂教學

在教育場景，虛擬現實技術可通過自然的交互方式，將抽象的學習內容可視化、形象化，為學生提供傳統教材無法實現的沉浸式學習體驗，提升學生獲取知識主動性，實現更高的知識保留度。

根據不同的學科，虛擬現實發揮著不同的作用，主要有立體物體的展示，立體空間的展示，展品的介紹，虛擬空間的營造與構建，虛擬場景的構造等方面的應用。

2、虛擬現實+科學實驗

一般學校現有的條件下，有許多實驗是根本不可能做的，如核反應實驗，還有些實驗是不能讓學生做的，如涉及到放射性物質或有毒物質的部分。利用虛擬現實技術，可以有效地解決實驗條件與實驗效果之間的矛盾。

在教學中，許多昂貴的實驗、培訓器材，由于受價格的限制而無法普及。如果利用虛擬現實技術，在多媒體計算機上建立虛擬實驗室，學習者便可以走進這個虛擬實驗室，身臨其境般的操作虛擬儀器，操作結果可以通過儀表顯示身體的感受反饋給學生，來判斷操作是否正確。

這種實驗既不消耗器材，也不受場地等外界條件限制，可重復操作，直至得出滿意結果。VR 實驗室的一大優點還在于其絕對的安全性，不會因操作失誤而造成人身事故。

3、虛擬現實+遠程教學

在遠程教學中，往往會因為實驗設備、實驗場地、教學經費等方面的原因，而使一些應該開設的教學實驗和課程無法進行。利用虛擬現實技術，可以彌補這些方面的不足，學生足不出戶便可以做各種各樣的實驗，獲得與真實實驗一樣的體會，從而豐富感性認識，加深對教學內容的理解。

4、虛擬現實+科技研究

科技研究與實驗觀測注重讓用戶觀察到更多更精確的有效數據以供后續分析或使用。

因此，這種應用重在以高度擬真的方式，將一些難以觀測的現象放到虛擬世界中，讓用戶以更為舒適便捷的視角或時間測度進行觀測，相應地也要由系統給出真實實驗中應當觀測到的數據。

利用 VR 系統重建某次天體碰撞的場面及數據分析，這種應用對硬件設備的要求不高，主要還是對計算機系統的運算能力有較高要求。

5、虛擬現實+仿真校園

教育部在一系列相關的文件中,多次涉及到了虛擬校園，閘明了虛擬校園的地位和作用。

虛擬校園也是虛擬現實技術在教育培訓中最早的具體應用，己由淺至深有三個應用層面，分別適應學校不同程度的需求:

①簡單的虛擬我們的校園環境供游客瀏覽。

②基于教學、教務、校園生活，功能相對完整的三維可視化虛擬校園。

③以學員為中心,加入一系列人性化的功能，以虛擬現實技術作為遠程教育基礎平臺。

5G+遠程互動教學

作為 5G+智慧教育的“最后一公里”的關鍵環節，以學生為中心的多種形式的互動教學，能更好地激發學習興趣，提升教學質量，促進有質量的教育目標實現。

6、互動課堂

實時雙向音視頻互動教學，支持數據與內容的多媒體交互。

7、名師講堂

通過互動課堂與錄播系統的結合，支持大并發的在線互動學習。

8、在線學習

通過互聯網進行學習，包括微課、MOOC、翻轉課堂等多種創新的學習模式。

9、全景課堂

互動教學引入全景視頻，全景攝像頭可架設在主講教室，通過 5G 網絡覆蓋。可通過大屏、VR一體機觀看全景直播，VR 一體機視角投屏到大電視。

10、AR/VR虛擬實驗

應用 3D、AR、VR、全息等現代化計算機圖形圖像技術，建設虛擬交互體驗實驗室。

11、遠程教師評測

對教師進行評測可通過 5G+遠程互動的方式進行，評測教師通過 5G 網絡遠程觀看老師授課。

功能：多點遠程互動教學，教學場景自動跟蹤，識別和切換。主講教室畫面能夠自動在教室全景、教師特寫、板書特寫、學生特別、學生全景、電腦課件之間切換。

5G+人工智能教育

作為智慧教育的大腦，基于大數據和人工智能，對課堂、學習、運動和教學等行為進行智能分析和可視管理，更好地指導和促進智慧教學。

AI教育教學評測系統網絡架構圖

12、課堂情感識別與分析

人工智能智慧教學系統通過攝像頭收集的視頻數據，通過人工智能技術統計課堂情感占比，識別情感典型學生，分析學生情感變化，將統計后的數據通過可視化的形勢形象的展示出來，課堂中學生的情感變化一目了然，老師可以看出自己授課內容對學生的吸引力，并且關注到每個學生的學習狀態，從而調整教學進度和授課方式，提高教學實效。

13、課堂行為識別與分析

人體行為識別技術可以通過教室中布有的攝像頭收集上來的視頻檢測教學視頻中頭、頸、肩、肘、手、臀、膝、腳等多處人體骨骼關鍵點的組合和移動，識別學生上課舉手、站立、側身、趴桌、端正等多種課堂行為。

根據反饋的數據對課堂中學生的學習專注度和活躍度進行分析，最終幫助老師了解課堂的關鍵活躍環節、學生的活躍區域分布等信息，統計課堂行為占比、分析課堂行為趨勢，通過行為分析學生的學習態度，幫助學校進行更細致的教學評估和更合理的教學管理工作。

14、課堂互動識別與分析

人工智能智慧教學系統通過語音識別，收集課堂中師生互動的數據，將學生的發言及老師的授課內容通過文本的形式記錄下來，并通過文本技術，將非結構化的數據轉化為結構化的數據，提取互動的關鍵詞語，通過課堂氣氛的改變自動為這些詞語進行標記，提取出有助于課堂氛圍的正面詞匯。

同時，也可針對每個不同學生的互動情況提取對學生學習積極性調動正面詞匯，幫助教師及家長，提高教學互動效果，提升學生學習效率。

15、課堂活躍度

通過教室中的攝像頭收集上課數據，同時后臺人工智能智慧教學系統在后臺分析上課的情況，當后臺程序發現課堂上氣氛較為活躍，或者氣氛較為沉悶，就會將此間段的視頻提取出來，當老師下課回到辦公室時，可觀看這些視頻，分析原因。

16、課堂專注度

通過教室中的攝像頭收集上課數據，同時后臺人工智能智慧教學系統在后臺分析上課的情況，當后臺程序發現課堂上學生專注度較高，學生上課效果較好，或者此時學生專注度較差，就會這些時間內的視頻提取出來，當老師下課回到辦公室時，可觀看這些視頻，分析自己教學的得失。

17、課堂考勤

目前高等教育，課堂的出勤率一直是老師的心病，老師往往通過點名的方式對課堂學生進行考勤，但是，當點名遇到如公共科目這種大班課時候，課堂學生眾多，往往一次點名就會耗費半節課的時間，耽誤教學工作，同時，也會出現學生代替別人答到的情況，這種情況下，通過人工智能技術，對出席課堂的學生進行面部識別，統計課堂的出勤率、識別出勤的學生，有效的代替了傳統的點名方式進行考勤，節省老師上課的時間，同時，提高了學生的出勤率。

18、學業診斷

依托人工智能技術，基于伴隨式數據的采集與動態評價分析，通過線上線下相結合的測試手段，針對每一位同學輸出評測結果、學業報告和個性化的智能提升計劃。針對每一位同學的不同需求，精準化推送學習資源和知識點拆解。最終實現因材施教，幫助管理者全面督導和輔助決策。

19、多維度教學報告和個人成長檔案

針對不同用戶群體(例如主管、校長、教師、家長、學生等)輸出多維度、多層次的報告，并為適應不同區域要求，提供高覆蓋、貨架式靈活可定制的數據分析維度，從而滿足國內各區域、各類型、各用戶的分析需求。同時通過分析歷史數據，針對每一位學生，形成其個性化的個人成長檔案。

20、新高考下智能排課

通過人工智能技術找出全局最優的排課組合，實現傳統排課和分層走班排課的整合。另外，還可結合學生的歷史成績、評價數據、興趣愛好、職業生涯規劃等信息和教師的教學質量評價數據，基于深度神經網絡算法實現智能排課推薦。

5G+校園智能管理

作為智慧教育的服務平臺，提供面向學校、教師、學生和家長的智慧管理服務，提供交流平臺和教學空間。

21、視頻監控

通過學校側云平臺將監控數據本地存儲分發，有效提升業務質量，保證視頻的私密性。搭載 AI 人工智能視頻分析部署在邊緣服務器，面向智能安防、視頻監控、人臉識別、行為分析等業務場景，利用 5G 網絡低時延，提升應急事件反映速度。

22、校舍安全(門禁管理)

校園智能管理系統可以和門禁系統進行對接，通過平臺實現對門禁系統的統一、遠程、精準管理。配合電源管理系統，何時、何地、何人使用房間或房間內的設備設施盡在掌握。宿舍門禁，又可掌握學生歸寢實時動態，提升宿舍科學管理水平。

23、校車管理

24、安消協同

25、室內照明管理

系統根據室內光照情況進行光照色溫調節，維持健康光照，使室內平均照度恒定、均勻，有利于保護師生視力，為學生提供健康舒適的學習環境。針對不同教學情況，可設置多種不同的光照模式(如讀寫、視頻播放、休息等)。

并且可接入后臺大數據平臺，支持多種系統，實現多種功能。有效延長公共設備使用壽命，維護便捷，節省維護成本。

26、室內外環境監測

依托監控平臺，利用相關環境監測傳感器、風向風速儀等實時監控檢測到室外空氣中包括 NO、NO2、SO2、CO、過敏性花粉、PM2.5、PM10 等幾十種空氣污染物進行檢測及可能的擴撒方向，同時實現報警以及設備聯動，保障師生身體健康。

27、校內水體監測

學校內景觀水體多數為緩流水體，容易富營養化，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡，進而散發惡臭，影響校內環境和師生身體健康。

在以往技術條件下，通過固網連接多個水質監測傳感器線路復雜，連接成本高，4G 網絡接入密度低，無法支撐大量的傳感器而通過 5G 網絡結合傳感器，將大大完美解決這些，實現對校園水體進行遠程監控與管理。

28、智能抄表

29、能耗監控

通過安裝布置智能斷路器、智能插座、智能電表、智能水表等設備，實現對用電的精準管控，準確獲取每個用電的端口的數據信息，并可實現遠程送/斷電控制;通過加裝智能水表，可以實時獲知校內用水端口情況及遠程開關控制，并通過系統準確獲取相關歷史信息，為學校能源決策通過數據依據。

通過大數據分析，不斷優化節能策略，可以自動分析和統計各個賄賂、教室或者特定區域的能源計量、統計、分析，提供節能優化策略和建議。

30、數字班牌

31、智能簽到

32、電子證卡

33、家校互動

34、多媒體設備管理

通過整合教室里的電腦、投影機、投影幕布、觸控一體機等多媒體設備，實現系統設備的安全關機和遠程監管，讓校園管理更高效、更節能。支持通過智慧物聯網平臺 APP 遠程管理。有效克服傳統多媒體設備各自為政、集成復雜、難以統一管理或管理功能單一的缺點。

35、會議室/報告廳管理

傳統報告廳/會議室需要安排專人，來對包括預約登記、到會通知、人員簽到、照明空調調節、投影儀準備等相關活動進行管理。通過平臺實現對門禁、電源、考勤、多媒體設備的的統一、遠程、精準管理，基于校園智能管理系統的報告廳智能管理則運用無紙化、在線預約式的管理方式。不但可以實現傳統報告廳專人管理的全部功能，更可通過智能管理系統，實時了解會議室使用情況，為其他部門提供預約指導。同時，智能管理系統也簡化了“共享式會議室”的管理成本，也提高了會議室的利用效能。報告廳智能管理系統，主要包括會議預約、人員簽到、到會通知、室內場景控制等功能。

36、智能機房/網絡管理

系統通過機房內的能耗管理設備設施實現用電監測、UPS 狀態監測、智能延遲上電、機房能耗分析等，實現對機房動力設備進行實時監控、集中監控，實現智能感知、獨立運行。

通過對環境監測管理設備設施實現煙霧監測、精密空調監測、新風機監測、溫濕度監測、漏水監測、消防系統監測等，為機房打造無憂環境。

通過安防系統及門禁管理設備設，可實現門禁系統開關監測、視頻監控聯動抓拍、紅外人體感應、智能照明系統的整體聯動，打造安全智慧機房。

此外通過與網絡安全設備廠商設備的對接，實時調用相關 API 或端口，系統可實現對實時網絡流量的查看、查看異常網絡應用情況、獲取相關網絡分析數據、及時獲得網絡攻擊檢測報警，從而實現校園網絡完全信息的及時掌握、及時發現、及時處理，建立起有硬件到軟件、由宏觀到微觀、由網絡層到應用層的“可管、可控、可用”的全面網絡安全環境。

37、實驗室管理

學校實驗室，尤其高校的重點實驗室，是校園的重點難點。貴重設備管理，有毒氣體管理，試驗環境維護等，對實驗室管理人員提出了較高的維護和管理要求。而通過物聯網技術的應用，校園智能管理系統有效降低了相關管理成本。實驗室智能管理可實現：實驗室門禁管理、實驗室設備管理、重點實驗原料的監控管理、實驗室安全報警、實驗室環境自反饋調節、實驗室電器供電管理、實驗氣體泄漏管理等。

38、智慧綠地管控

智慧綠地管控具有智能化、可視化、節約化、技術成熟、施工便捷、適用面廣等特點，物聯網無線傳輸技術靈活部署，可快速實現定時灌溉、Web 瀏覽器或 APP 遠程灌溉、根據氣象情況自動灌溉等功能。系統基于物聯網云平臺、物聯網網關、傳感器和控制終端組成。

39、停車管理

通過在車位上安裝的地磁車輛探測器等，實現校園停車智能化管理，包括自動監測空余車位數量和位置，提供停車引導，規劃停車線路、提前告知空缺停車位位置、主動推送停車時長等。校園智能管理系統與校園現有道閘系統對接，可以實時獲取車輛出入等照片信息。

40、公共照明管理

利用智能斷路器改造配電箱電源接入，利用單燈控制器對單個路燈進行智能化供電改造，使校園公共照明系統實現智能控制，具備如下功能：一體化控制、遠程單獨控制、策略控制、智能聯動控制。當放生安全隱患和事故時，直接將告警信息推送到監控中心及相關管理老師和領導的移動智能終端上;幫助管理人員實時監控，準備定位和快速響應。

41、教育局、食藥監督局遠程監管

42、政府機構、民眾互動

通過視頻直播、歷史影像，家長和社會公眾可查看學校每日食譜、食材來源、飯菜成品制作的各環節，對學校餐飲安全有更多的知情權。民眾通過注冊用戶，查看后廚視頻、以及歷史影像快照，可以及時反饋餐飲衛生意見。