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根据《中国教育现代化2035》的总体目标，以及国务院《新一代人工智能发展规划》和教育部《教育信息化2.0行动计划》的要求，全国各地普遍重视智慧学校建设。把人工智能+5G赋能教育教学和教育治理，利用5G具有的大带宽、高传输速率、高可靠性、低时延等优势以及5G的分布式核心网络和网络切片技术，可以极大地扩展人工智能的应用场景，促进人工智能在解决传道授业、素养提升、实践能力拓展、教育治理等方面的突出问题，使得教学范式得以重构，教育治理更加精准，从而真正实现数据驱动的以个性化学习和自主学习为核心的大规模因材施教。
人工智能赋能教育，主要体现在教学、考试、评价、管理、服务和家校互动等各个方面，甚至在校园疫情防控方面发挥重要作用。例如，通过智能备课助手辅助教师备课教学，为教师减负增效；通过课堂上学生学习行为的数据分析，实现因材施教；通过人机对话的形式进行语言类学科的考试测评，减少了人的主观因素的影响，使得测评结果公平公正；通过采用数字画像的方式对学生进行“德智体美劳”全方位的综合评价；通过智慧校园大数据的采集分析，为教育管理提供科学的决策支持。未来，人工智能在教育教学和教育治理中会发挥“穿针引线”的作用，打造学生、教师、家长和学校多方共同参与的学习共同体，实现有内涵的、有情感的、有温度的真正意义上的家校共育。
5G是万物互联的基石，5G使得人工智能无处不在，边缘计算等5G技术可以大力推动人工智能的落地部署，5G基础上的人工智能，深刻改变了人类的生产活动和生活方式。另一方面，人工智能赋能5G，会进一步优化5G网络技术，助推万物互联，加速5G应用落地。人工智能和5G作为当今社会最重要的生产力，二者相辅相成、双轮驱动、相互促进。云、网、端的深度融合，使得人工智能可以更快更好地融入万物互联的世界。
在各地区、各学校教育信息化建设过程中，需要大量的算力和存储资源，当接入数据中心的用户量剧增时，由于受到带宽和服务器资源的限制，中心化的机房就会难以承受压力，导致部署在中心机房的信息化系统宕机。例如，新冠疫情期间全国各地普遍开展的“空中课堂”在线教育，由于上线人数众多，首日就出现了大面积系统崩溃的现象。通过5G技术可以很容易解决此类问题，在靠近数据源头或物理设备的网络边缘侧，通过边缘计算可以就近提供边缘服务。由于边缘计算融合了网络、存储和超强算力，能够满足快速连接、数据快速存取、智能优化等要求，同时能够提升网络安全与隐私保护能力。
5G使得人工智能应用的整体性能显著增强。基于人工智能和5G网络，可以对校园网进行智能升级，整体推进数字校园基础设施建设，推进校园物联网建设，实现无感知、高安全、守伦理的各类校园数据采集，实现数据驱动的精准教学和精准教育治理。
在5G时代，教育格局、教书育人的愿景以及学习范式都将发生质的改变，学校将打破原来的封闭格局，进一步走向开放多元，学生将会逐步摆脱传统的被动式学习，学习的目的不再是为了纯粹地获取知识，而是为了全面发展和实现自身价值，学校将逐步迈进教育4.0时代，迈进教育数字化时代。
人工智能+5G赋能教育将会加快推进教育数字化转型、加快推进教育现代化的步伐，为各个不同阶段的教育带来全新的育人理念。教育不再是简单的知识传授，而是更加注重素养，特别是中小学生的数字化素养提升会进一步凸显。教育的数字化会把从学前教育到高等教育等各个阶段的教育串接起来，形成真正意义上的终身教育体系。
人工智能+5G在教育领域系统化的应用包括人工智能+5G变革教育教学形态、人工智能+5G创新教育资源建设、人工智能+5G数字化学生、人工智能+5G数字化校园、人工智能+5G教育应用问题思考、人工智能+5G教育应用未来展望等几个方面，以基于5G的智慧学校数据中台（教育数据大脑）为核心，打通各应用场景和网络学习空间，实现数据共享、互联互通和智慧治理。本书从以下几个方面着手探讨人工智能+5G对教育变革的影响。
1.人工智能+5G变革教育教学形态。例如，基于上海大规模智慧学习系统（网络学习空间）的线上线下融合式教学：包括优质资源的推送机制、线上线下深度融合的教学机制等。数据驱动的因材施教：在5G时代，在大数据的支撑下，以学校为中心、以课堂讲授为主的学习方式将会彻底扭转，学习时空会发生巨大变化，教育将会进入到以学习者为中心、以核心素养提升为目标的新的发展阶段。基于知识图谱的个性化学习：人工智能时代教师能否实现精准教学、学生能否得到专属于自己的个性化的学习资源，教育知识图谱是关键。5G+知识图谱的价值在于随时都可以对学习者进行全方位的知识断点，随时可以生成学习过程数据多维度的分析报告，在精准掌握学生学情的基础上，实现因材施教。通过知识图谱可以记录教学过程数据，修正教学路线，在线推送个性化的学习资源，在线答疑与辅导等。5G远程互动教学：主讲教师高清实时直播，建立“一个入口，统一分发”的直播互动教学，高清、低时延、无卡顿的互动体验教学，实现优质教学资源的实时共享，课程画面进行云存储，以便课外进行点播等。
2.人工智能+5G创新教育资源建设。5G VR/AR教育资源建设：VR/AR教育资源为教育和教学带来了全新的体验，虚拟学习环境可同时动员人们的多感官输入，例如视觉、听觉和触觉，学习的自主性更加突出，学习方法和学习习惯也在逐渐改进，VR/AR教学资源的变化，以一种新的形式影响了课堂教学模式的转变。5G码课程：码课就是把微课传到网上生成二维码，老师或学生通过扫描二维码进行学习。码书码课克服了传统微课容量大、不利于传播的困难，码书码课在5G的支撑下，只需扫描二维码就可实时学习，使用方便快捷，不像之前要将视频全部下载下来才行。5G创新实验室：在5G网络技术和环境的支撑下，教育的核心业务也面临着转型和重构，传统实验室已经不能满足人工智能时代的教学需求，通过5G和虚拟现实技术可以构建适合科学实验和提升学生创新思维能力的全息AR/VR实验室，打造虚实结合的实验环境，衍生出灵活多样化的教学应用。AI+5G教育智能助理：移动人工智能教育助理，可以辅助教师和家长提高育人能力，在领域知识的系统化、问题分析的综合化等方面辅助教师和家长进行智能决策，实现科学育人。
3.人工智能+5G数字化学生。学生综合素养提升：在5G时代，实时伴随式全方位采集各类学生数据成为现实，通过过程管理，建立学生数据仓库，对学生进行综合评价。对数据进行建模分析，针对学生能力差异定向提供个性化的课程推荐服务，补充能力差异，全面提升学生的综合素养。学生数字化管理（大数据分析与心理、健康预警等）：基于5G技术，利用大数据提升学生的管理能力，打造科学规范的学生管理服务，保证大数据实时预测的可能性。例如基于5G技术，建立学生的生理心理健康模型，精准识别学生是否沉迷网游、是否存在抑郁等。
4.人工智能+5G数字化校园。5G智慧校园：学校智能运行管理是智慧学校日常管理运行的核心，基于5G技术，打造校园智能物联网，包括校园门禁、校园安全防控、智慧停车管理、食堂、图书馆、实时车辆信息、学生位置信息、室内空气质量监测等。利用大数据技术，实现对智慧校园内丰富的信息进行挖掘与价值创造，例如对各应用场景的数据进行数据汇聚、挖掘、可视化呈现等，协助学校进行决策，成为学校教育治理的核心。数字孪生校园的应用将进一步推进教育的深层次变革，打破虚实世界之间的界限，促进人的全面发展。
国内外分析表明，人工智能+5G技术在教育行业的应用更多地处于理论研究和表象服务的应用，深入的教学学习相结合的智能化实践较少。本书的重点在于把人工智能+5G技术与教育深度融合，实现人工智能+5G技术的常态化教学和教育治理。包括：
①发挥5G大带宽、高传输速率、低时延以及万物互联的优势，把人工智能与5G紧密结合，在用户体验提升的同时支持更多的设备接入，实时多维度、全方位采集教育教学和校园生活中的各类数据，建立多维度的采集和分析模型，经数据中台汇聚并实时处理后可视化呈现，建立学校、教师和学生的实时数字画像。
②在5G时代，利用万物互联的优势，会采集到海量数据，5G时代的大数据，有着面广、量大、增长速度快的特点，这些海量数据将会推动人工智能向前快速演进，并且重建人类社会的新秩序，改变人类对世界的认知能力。教育大数据由于对安全和隐私保护要求非常高，从而加重了数据采集过程的复杂性，同时教育大数据由于存在着数据可观测维度低、质量要求高、处理难度大等问题，数据的深度挖掘更加困难。同时采集数据更加注重因果关系，数据和场景应用建模更加困难，本书将深入研究探索解决此类问题。
③教育行业有其特殊性，除了知识传播外，还涉及伦理问题，人工智能在于辅助提升教育教学，但不能直接取代情感老师。人工智能+5G的应用能够伴随式采集各种生活和学习数据，这些数据的应用可能会带来技术上的风险和伦理问题，例如如何保护学生和教师的隐私等，需要进行研究。
人工智能+5G将彻底改变传统的教育教学和教育治理模式，以人工智能+5G为基础，构建云、网、端一体化的智慧学校，以上海大规模智慧学习系统为核心的线上线下混合式学习将逐步常态化，个性化的自主学习逐步成为主流，教育治理将从“精细化”向“精准化”转变。
在教育教学方面，基于人工智能+5G，可以打造全新的混合现实教学体验，为师生提供互动化、个性化、沉浸式的教学环境。在教育治理方面，可以实现教育大数据的整合，盘活数据资产，发挥数据的关键价值，实现基于数据的决策，促进教育管理的科学高效。