基于“5G+MR”混合现实全息学习模式的智慧校园建设

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一，网络教学的现实问题

疫情是教育信息化成果的试金石。网络教学信息化存在的主要问题是:一是教师信息化的教学和科研培训应同步加强。其次，学生在线自主学习能力相对不足，教师引导学生在线和离线自主学习的能力也较弱。第三，网络教育软件的高并发性导致网络不稳定，同时缺乏对学生的有效监管手段。学校管理者不能“钉住”腾讯教室的实时监控(课堂可以做有限的在线教室巡逻)。第四，软件和实际应用之间还有差距。目前，大多数网上教育软件是根据培训机构的需求开发设计的，难以满足义务教育和高中教育大班教学的需要。特别是，空录音/广播中的课堂互动很弱，没有学生思维参与的在线教学将偏离真正的学习。第四，课程与学生认知个性化的矛盾突出，缺乏与各年级同步教材分层相匹配的高质量海量开放网络课程。学生和学生之间的差异加剧了集体教学和个体学习之间的矛盾。

二，解决问题的有效对策

1.集成多个平台以提高稳定性

徐汇中学是上海市中心环路上规模最大的完整中学，拥有初中七个年级和3000多名师生。毕业班使用电信平台，一、二年级的中年级使用射钉平台，一、一、二年级使用腾讯教室。老师还用了肖黑板、钉云教室等。因为我们只依赖一个平台，所以很难保证没有备份我们不会被卡住或断开连接。

2.反对到底，提倡强有力的互动

备考小组的网上教学和研究活动几乎每天都在进行。网上教师会议、年级教师会议、家长会、班会、专家讲座、高级研究班和名师工作室通常举行。我们初中和高中的主要科目都是老师的现场直播，因为空市中学提供的视频课程大多是为中下层学生设计的。我校多年来一直在研究认知发起型学校的建设，注重教师如何少教少说，鼓励学生“教兵”，引领服务学生的自我教育和自学，发挥问题留言板的作用——鼓励学生提问，因为我们认为“教师教学生问有价值的问题远比教师自己问有价值的问题更有价值。”归根结底，学习是学生自己的事，教师是学生的助手。强交互的质量应该特别注意即时交互和延迟交互。

对教师的一般要求:从概念上讲，灌输不应该是在线教学的主题，引导和要求学生学会为学习做准备和提问。从预见到会面，从梳理知识和解释事例到自学和分享智慧；从一维到多维，从解题方法的线性呈现和演绎到多角度思维的归纳；从一个人到许多人，从教师的独白教学到学生的小组合作学习，从关注中等水平到基于异步遵守的跟踪学习。注意在线课程背后的思维逻辑，人机交互背后的每个人的互动，以及技术手段背后的核心人物。我们的努力是上海市教委副主任李永志倡导的“四个理解”:全天候、全融合、全教育、全人格。

3.将线上和线下结合起来，建立一个全息学校

在疫情期间，老教师被迫提高信息技术的利用率，这极大地提高了教师的信息意识、信息道德和信息能力，促进了学习工具的现代化进程。无限时间空的教学视频可以反复复习，这对一些学习有困难的学生可能更有用。

疫情过后，omo教育模式将成为常态，网上教育可用于课后回答问题和提交作业。Omo模式是在线-合并-离线；含义:行业平台商业模式；创建一个“在线-移动-离线”三位一体的全职空体验。将omo模型应用于教育，我称之为混合现实的“全息学校”。我们学校以“5g+mr”为基础。

2019年6月，我校建成5g+mr科技教育实验室。它配备了智能黑板、现场录音系统、62套mr眼镜和服务器。5g+mr科技教育实验室的教学系统可以改变传统的教学模式，通过虚拟学习和真实学习的结合，创造基于场景的沉浸式学习的新体验。

Ar是现实世界折叠成虚拟的东西(增强现实)；虚拟现实是一个与现实事物重叠的虚拟世界(虚拟现实)；Mr是混合现实，即现实世界和虚拟世界之间的实时交互。混合现实被称为下一代计算平台，它将物理世界和虚拟世界混合在一起，在现实、虚拟和用户之间构建一个新的交互世界。混合现实技术代表了虚拟仿真学习的新发展方向。特别的是我们可以看到虚拟和现实的世界，比如太阳系的真实运动，人类的血液循环和流动系统，等等。mr课件的基本使用更适合于科学、艺术和跨学科课程，特别是具有实验操作内容的物理、化学和生物，以虚拟的形式呈现实验环节，不仅可以重复实验(不需要物理材料，减少损失)，还可以避免事故(有毒有害气体泄漏、腐蚀性液体伤害等)。)，并且可以在虚拟场景中在学生面前显示不可理解的知识，例如线性代数。

正常使用:课件的开发和制作是前提——毕竟，任何视听教学手段都是辅助教学，虽然它能起到超乎想象的作用，但它不能是一个喧宾夺主的客人。技术人员可以指导学科教师制作课件，但高质量内涵课件的制作必须是优秀学科教师甚至跨学科优秀教师和技术工程师合作的结果。高科技产品的关键是使用它们。你用得越多，你就会用得越好。

先生科技创新团队的组建:为保证新技术在教育教学过程中的正常应用，学校组建了一支60多人的团队，包括教学科研团队负责人科学、文化、卫生和教师科技创新准备团队。

研究价值在于将人工智能教育+混合现实技术素养的形成和发展形象化，通过手势识别模拟学习、训练、教学和测试等教学活动中最自然的操作模式，从根本上改变课堂物理空，彻底打破教学空极限

全息学校学习模型有三个要素:第一，基于学习知识点的三维建模和场景操作；第二，基于空虚实融合的三维课堂互动学习；第三，学生的课堂学习内容随着实际学习而增长。人们可以进行超自然的互动学习:系统中的互动包括手势、声音、凝视、把手等。所有的互动反馈都遵循物理世界反馈的原则，并以最接近自然的形式呈现；与此同时，由于虚拟内容的存在，所有的互动效果可以跨越时间空，表现出神奇的超自然效果。交互对象分为三类:人、物(虚拟和真实)和场(混合现实环境)，交互形式分为人与物的交互、人与场的交互和人与人的交互。通过强互动，我们可以在全息全方位超时空学习环境下实现真正的学习，再造真正的学习环境，真诚面对，真诚投资，真诚探索，真诚拓展，真正学习，真正创造。

全息学习模式使教育面对现代化、未来和世界成为可能。一是面向现代化:一是管理现代化，利用破时空的管理网络管理校园一卡通；其次，学习内容的现代化有利于建立师生喜欢的新鲜学习材料；第三，学习工具的现代化:从mr课件到在线学习工具的开发和使用，学习效率将大大提高；其次，它是现代网络安全的保证。除了网络安全的技术保障外，还必须培养学生的自控管理能力，包括信息素养的提高。例如，我们学校的六年级和十年级提供程序设计课程。二是面向未来:一是适应未来的跨学科融合教育、高端实验室创新教育、职业导航和五大教育；其次，面向未来，“薛辉-薛辉-薛辉”，我校的学校文化是“薛辉”，其中包含“薛辉-薛辉-薛辉”的四个“会”内容:“薛辉”——博采众长；“满足”学习——了解规律，善于学习；“慧”学——开发智慧，学以致用；“回”——古今传承，中西融合。第三，面对世界，也就是面对混合现实的全息加班空，面对虚拟和现实的世界，永远不要狭隘地理解“送孩子出国”。

三，智慧校园的建设思路

5g+mr课件的制作和开发，插上学习的翅膀，将高速学习方法连接到信息高速公路上；与高端创新实验室联动，逐步实现中学数学、物理和化学等学科的实验室化；与品牌学科原有题库建设同步，打造新材料；连接腾讯、电信、美甲等在线教育平台。

基于“5g+mr”的混合现实全息学校是建设智慧校园的重要举措，包括学习主体、学习工具(技术)、学习智慧和学习价值(目标)。我们认为，一个真正完整的智能校园管理框架必须包括:第一，“组织”:是指专门管理信息化的组织，其职能包括信息化建设的总体规划、决策、信息化建设预算、总体技术方案和标准化体系等。二是硬件:有线网络、无线网络、物联网、5g网络等四大网络融合的“大网络”。标准数据中心——学校建设的标准化小规模数据中心用于存储核心数据(分类或不能放置在公共云中的数据和应用)，公共云用于存储未分类或可以存储在公共云中的数据和应用。第三是软件(应用平台)建设的两个概念:第一，互联网思维是反映用户(学生、教师、家长)的需求，在极其平坦的互联网环境中充分考虑设计和规划；第二，流程由面向用户的服务驱动，这更有利于业务流和数据流的管理。特别是，在资源驱动思想下设计的信息系统往往是N个过程和N个系统，而在过程驱动思想下设计的信息系统将演化为N个过程和一个系统。基于这两个概念，未来的信息化建设显然是“重应用、轻资产”。

我校建设智能校园的思路:弥补不足——改造学校基础设施平台——进行网络改造和数据中心建设，充分整合软硬件资源，建立统一的认证和数据平台。建议地区教育行政部门率先建立区级数据中心或购买公共云，学校通过租用服务器和云空取代传统的学校自建数据中心模式，以减少学校运维人员的投入和网络安全风险，同时提高教育行政部门对学校网络应用的管控。硬件基础设施建设是智能校园建设的基石，软件建设需要以硬件为基础。智能校园的建设需要硬件、软件和学校需求的结合。硬件采购可以分批进行，而且没有必要或不可能一步完成，因为硬件升级迭代非常快。

优势:学校拥有一支强大的科技教师队伍，可以提高教师的it素养。只有通过更多的使用，我们才能得到更好的反馈和推广。除了人工智能硬件，智能校园比人类智能更重要。在技术层面上保证了平台的稳定性后，如何帮助师生实现全方位的互动就成为了当务之急。尤其是教师应该在使用中开发mr课件，并养成自觉使用的习惯。不管支架有多好，它必须有良好的自我造血功能！

推广推广:尝试更多5g应用——5g+远程高清互动教学、5g+4k高清直播课、5G+全息直播课等。利用5g高速网络打破校际链接的速度瓶颈，实现高质量的资源共享。研究是真正的智慧。智能校园是培养聪明的教师和学生以研究的态度解决学习问题。智能学校必须比在家学习有明显的优势，这样才能吸引学生来学校，否则线下学校可能面临被淘汰的危险。

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