2024年“5G +智慧教育”典型应用场景及案例集

“5G+智慧教育”典型应用场景及案例集 2024年12月 前言 为贯彻落实党中央、国务院“关于加快5G发展、推进教育数字化”的决策部署，推动以5G为代表的新一代数字技术赋能教育数字化转型发展，工业和信息化部、教育部于2022年联合组织开展了“5G+智慧教育”应用试点工作。109个试点项目经过两年建设，有力带动了5G与教学、考试、综合评价、校园管理等多个教育关键环节应用创新，涌现出一批应用成效明显、具有示范效应的典型案例。在工业和信息化部、教育部的指导下，中国信息通信研究院对“5G+智慧教育”应用试点项目进行了梳理分析，从中提炼出了一批典 型应用场景。同时，在相关应用试点项目牵头单位的支持和授权下，中国信息通信研究院对代表性案例进行了整理汇编，编制形成 《“5G+智慧教育”典型应用场景及案例集》。 希望通过本案例集的编制，展示和推广“5G+智慧教育”应用试点项目的创新实践和建设经验，为各级各类学校、行业相关单位开展“5G+智慧教育”系统建设、应用部署、方案研发等提供参考，进一步推动5G与教育融合创新发展，支撑网络强国、教育强国建设。 注：转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：《“5G+智慧教育”典型应用场景及案例集》”。 目录 一、典型应用场景一：5G+超高清直播互动课堂1 （一）场景描述1 （二）解决痛点1 （三）基础条件1 （四）场景示意图1 （五）典型案例2 二、典型应用场景二：5G+双师课堂3 （一）场景描述3 （二）解决痛点4 （三）基础条件4 （四）场景示意图4 （五）典型案例4 三、典型应用场景三：5G+户外科研实践教学6 （一）场景描述6 （二）解决痛点6 （三）基础条件6 （四）场景示意图7 （五）典型案例7 四、典型应用场景四：5G+虚拟仿真实验实训8 （一）场景描述8 （二）解决痛点9 （三）基础条件9 （四）场景示意图9 （五）典型案例9 五、典型应用场景五：5G+全息课堂11 （一）场景描述11 （二）解决痛点12 （三）基础条件12 （四）场景示意图12 （五）典型案例12 六、典型应用场景六：5G+云考场13 （一）场景描述13 （二）解决痛点14 （三）基础条件14 （四）场景示意图14 （五）典型案例14 七、典型应用场景七：5G+体育教学及考评16 （一）场景描述16 （二）解决痛点16 （三）基础条件16 （四）场景示意图17 （五）典型案例17 八、典型应用场景八：5G+师生综合评价18 （一）场景描述18 （二）解决痛点18 （三）基础条件19 （四）场景示意图19 （五）典型案例19 九、典型应用场景九：5G+平安校园20 （一）场景描述20 （二）解决痛点20 （三）基础条件21 （四）场景示意图21 （五）典型案例21 十、典型应用场景十：5G+绿色校园22 （一）场景描述22 （二）解决痛点23 （三）基础条件23 （四）场景示意图23 （五）典型案例23 一、典型应用场景一：5G+超高清直播互动课堂 （一）场景描述 综合利用5G、4K/8K超高清视频编解码、边缘计算等技术，建设或升级直播互动教学课堂，通过5G网络实时、快速传输4K/8K超高清直播课程内容，广泛连接身处多地的教师和学生，通过高速快捷的组网方式实现灵活的移动学习，支持师生间、生生间的实时互动反馈，大幅提升师生在线教学体验，实现跨校区、跨学校、跨地域的远程互动教学。 （二）解决痛点 远程授课、多个校区间同步教学等在线教学需求旺盛，当传统网络质量不佳时传输4K/8K超高清视频容易出现卡顿、延迟等现象，影响教学互动效果。 （三）基础条件 设备基础：4K/8K超高清直播教学设备（摄像机、拾音器、直录播设备等）、显示大屏，笔记本电脑、平板等智能学习终端。 网络基础：学校、家庭等超高清直播互动课堂开展场地具备5G 网络环境。 平台基础：直播互动教学平台。 （四）场景示意图 来源：中国信通院 图1“5G+超高清直播互动课堂”场景示意图 （🖂）典型案例 案例1：哈尔滨工程大学联合黑龙江联通，打造了5G+4K高清远程直播互动教学应用，学校以船舶与海洋控制工程实验室为主教学场地，哈尔滨本部未来技术学院、中英联合学院、青岛创新发展基地和烟台研究院为分场地，实现了“一校多地”之间跨区域、跨校域的5G+超高清音视频远程传输和超低时延师生双向教学互动。应用支持一对一、一对多、多对一“多师”型教学场景，满足大量船舶姿态仿真以及船舶姿态变化演示视频快速上传的需求，解决了之前采用传统网络速率低导致教学环境信息卡顿、传输不流畅和无法支撑多人同时进行船舶控制实验课程等问题，截至目前累计上课8000余人次。 案例2：上海工程技术大学联合上海联通，开展了5G超高清互动教学应用，项目期间共计部署457个5G小站，打造了10间5G超高清智慧教室，研发了基于5G低时延的超高清课堂互动传输系统、智能互动教学系统I-CLASS、教育大模型“I-CLASSGPT”以及实时智 能课堂分析系统，满足了线上线下混合式教学开展的需求。依托此应用，上海工程技术大学与新疆科技学院等学校建立了跨域沉浸式课堂，有效支撑西部地区师生与上海师生进行实时交流、临场无障碍互动，实现东西部学校“同一课堂”。此应用已在上海多所高校、新疆工程学院等西部地区高校以及各级各类专业培训中广泛应用，累计服务200多位教师、620余门课程，使用超6万人次。 案例3：贵州医科大学联合贵州联通，实施了“5G+智慧医学教育”应用实践，打造了创新的5G+互动教学模式。利用5G网络的高速率和低时延特性，在校园内多个教学楼、实验室以及图书馆等教学场所实现了5G+4K高清远程直播和互动教学。不仅满足贵州医科大学内部教学需求，还扩展到远程医疗教育和基层卫生人员培训领域，通过5G网络，实现了跨区域、跨校域的5G+超高清音视频远程传输和师生双向互动，成功支持了10余次临床教学手术、教学查房等多场景 远程教学，惠及2万余名师生。该模式被多所高校借鉴、学习和应用，有效推动了高等医学教育教学创新改革，发挥了良好的示范和辐射作 用。 二、典型应用场景二：5G+双师课堂 （一）场景描述 综合利用5G、云计算、内容分发网络（CDN）等技术，建设或升级连接优质校和薄弱校的双师课堂，通过5G网络将主讲教室的教师和听讲教室的辅助教师、学生紧密连接，实现主讲教室和听讲教室间高清音视频的快速传输、以及薄弱校学生与优质校教师实时互动， 有效支撑基础学科、艺术学科、科学学科等课程开展，帮助偏远地区开足开好开齐课，助力跨省、跨市区、跨校区的优质课程共享。 （二）解决痛点 偏远地区教学点、区域内薄弱校与优质校之间的教育水平、师资力量存在差距，广大师生对优质教育资源需求旺盛。 （三）基础条件 设备基础：高清直播教学设备（摄像机、拾音器、直录播设备等）、显示大屏，笔记本电脑、平板等智能学习终端。 网络基础：主讲教室、听讲教室具备5G网络环境。平台基础：智慧教学平台。 （四）场景示意图 来源：中国信通院 图2“5G+双师课堂”场景示意图 （🖂）典型案例 案例1：西安高新第一中学联合西安电信，打造了“5G+双屏高清 直播互动双师教学”应用，利用5G+云+AI+优质资源，以“名校网络课堂”为核心，构建了西安高新一中云校智慧教育服务体系，通过常态化双师互动教学，与远端合作学校开展同步教学、教研和管理等教育活动。实现将校内优质教育资源、拔尖创新人才培养模式全方位、全天候输出给陕西、云南、内蒙古、西藏的56所县域中学，直接受益 学生10000余人、教师2555余人，间接受益学生超过20000人、教 师3000余人。 案例2：四川省教育信息化与大数据中心（四川省电化教育馆）联合四川电信，建设了“5G+四川云教”项目，充分发挥优质资源辐射支撑作用，将省内优质学校与民族地区、偏远薄弱地区学校链接成“全学段、多模式、高质量、广受益”的远程教育协作联盟，构建了基于5G定制网和优质教育内容的数字教育生态，有效支撑不同学校的师生实时互动，实现双师协同教学教研、学生同步上课考核等“八个同步”。项目辐射四川、重庆、新疆、甘肃地区共2169所薄弱学校，实现50万余名学生同步学习，5万余名教师受益，有力助推基础教育优质均衡发展。 案例3：重庆巴蜀中学联合重庆移动，构建了“5G双师云课堂”应用，利用5G、AI、大数据等技术，结合高清直播互动终端，打造适合初高中各学龄阶段的“巴蜀云校双师+课程班”线上教育平台，截至2024年3月，搭建5G双师云课堂直播授课教室17间、听课教室 649间，通过授课、教研、教辅等“十二个同步”和异地同堂双师教学联动，实现“输血+造血”的教育帮扶模式。已为贵州、海南、广西、 重庆等13省1市的147余所中学输出优质基础教育资源，服务28000 余名师生，助力教育优质均衡发展。 三、典型应用场景三：5G+户外科研实践教学 （一）场景描述 通过5G、高清视频编解码、云计算等技术，打造移动式户外科研实践教学应用，通过5G网络架起户外实践基地师生和校内师生的高速传输桥梁，户外实践教学的音视频、采集的实验数据等能够实时传输至校内，身处校园的学生能够与户外师生进行互动，构建线上线下融合的远程实践教学模式，同时，外出师生可以通过5G网络便捷访问校内资源、相关科研内容，增强户外科研实践教学的互动性和拓展性。 （二）解决痛点 传统户外科研实践教学数字化手段应用不足，同时受网络条件限制，难以支持野外高清视频的高速传输和校内资源的便捷访问，影响教学灵活性和学生体验。 （三）基础条件 设备基础：高清直播教学设备（摄像机、拾音器等）、显示大屏，无人机、笔记本电脑、平板、手机等移动智能终端。 网络基础：户外实践基地、校园具备5G网络环境。平台基础：智慧科研实践教学平台。 （四）场景示意图 来源：中国信通院 图3“5G+户外科研实践教学”场景示意图 （🖂）典型案例 案例1：西北农林科技大学联合西安电信，打造了秦岭生态环境下的“5G+户外实践互动教学”应用，采用5G技术、理实训一体化平台架构等实现了户外移动直播教学、户外林场与教室远程互动教学以及多实践基地协同教学，覆盖了全校土壤学、动物学、植物学、生态学、气象学等不同专业。同时户外实践教学数据接入学校智慧教学云平台，学生可以线上观看直播教学课程，远程参与实时提问互动，教学管理人员可以在线实时巡课，掌握教学实况。项目突破了户外科研实践教学的地域限制和实践基地承载学生数量的限制，服务师生5000余人。 案例2：中国地质大学（武汉）联合湖北移动，开展5G、AI、虚拟仿真等数字技术与教学、科普、科研融合应用，打造了5G+沉浸式野外实践教学，在巴东野外综合试验场的实践课程中，利用5G网络低时延、大带宽等特性，现场学生可以基于手机或PC终端查看实景仿真引擎平台的试验场数字孪生模型和相关知识介绍，留校学生可 以通过一体化教学平台实时学习实践课程，与现场师生交流提问互动，在线观察现场的基岩、滑带和滑体。项目打破了野外实践的时空束缚，让千里之外校园里的学生身临其境地“来到”巴东野外试验场，与现场师生同上一堂野外实践课。 案例3：南京农业大学联合南京电信，建设了“5G+新农科教学科研基地”项目，采用5G、物联网等技术，实现了多项智慧农业科研应用：在5G+农业环境传感方面，在白马基地试验田间布设环境传感器，可持续采集光照、土壤墒情等农情信息，通过5G传至校园网；在5G+作物表型研究方面，通过将2000万高清像素摄像头5G化改装，提升田间作物开花动态等农艺性状监测功能；在5G+农业无人机方面，对农业无人机加装5G模组，实现远程飞控和高清图像传输，提升了农业科研效率，服务种植、作物表型研究等相关专业师生1万余人。 四、典型应用场景四：5G+虚拟仿真实验实训 （一）场景描述 采用5G、AR/VR、云渲染等技术，开展虚拟仿真实验实训教学，通过内嵌5G模组或部署5GCPE等设备，实现AR/VR眼镜、VR一体机等终端通过5G网络接入教