智慧教育从何起步，5G、AI知道答案

过去数月，国人见证了一场线上教育迁移行动。3亿师生快速触网，感受到了数字化教育的价值。

在5G、云、AI等技术的加持下，智慧教育创新加速。2020年，伴随着5G技术的成熟和商用爆发，智慧教育也将进入可落地、可复制的规模化应用阶段。

早在2017年8月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，指出要“推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用”。2018年4月，教育部印发 《教育信息化2.0行动计划》，要求“以人工智能等新兴技术为基础，依托各类智能设备及网络，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构”。

今年3月，中共中央政治局常务委员会会议强调，要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。同月，国家发展改革委办公厅工业和信息化部办公厅印发《关于组织实施 2020 年新型基础设施建设工程（宽带网络和 5G 领域）的通知》，将重点支持“5G教育应用示范”在内的七大领域。

政策频出，背后是国家对于教育信息化的大力扶植，随着我国5G、AI、云计算产业的日趋成熟，5G+AI赋能智慧教育已进入快速发展阶段。

当前，5G技术已经广泛应用于工业制造、电力、港口、能源、媒体等千行百业。截至2020年3月底，我国已经建成5G基站19.8万个，预计2020年5G基站数量将超60万个，覆盖全国地级以上城市。

行业数字化转型，AI的推动也至关重要。据仁学通教育科技统计，2019年全国有超过82万家AI企业，AI技术深度应用于安防、金融、工业、交通、医疗和教育等众多行业，产业规模预计已超570亿元。作为全球第二大AI强国，我国AI产业正在飞速崛起，并在计算机视觉、自然语言处理、机器学习等AI应用领域占据一定的世界地位。

同时，越来越多的企业也认识到企业上云的必要性。从产业规模看，2019年我国云计算产业规模已超过1200亿元，近三年增速都保持在30%以上。预计到2023年，我国政府和企业上云率将超过60%。

5G、AI、云计算等产业的发展，为智慧教育提供了肥沃的黑土地，将大大加速教育信息化2.0的进程，助力教育服务供给模式升级和教育治理水平提升。

从目前来看，5G对教育的影响主要有以下三点：

第一，5G大带宽、低时延的特性，有利于4K/8K超高清视频、VR、AR等技术的普及，从而使学校能够更方便、更灵活地开通基于以上技术的智慧教育业务。

第二，5G+MEC能够为学校灵活提供专网、专云服务，既保证了校园数据的属地化和信息安全，又解决了校园局域网过于厚重、升级维护难等问题。其中，5G校园专网具有极速网络、数据本地分流不上公网、移动全覆盖和无需学校专人值守的特点，专属云则具有安全可靠和好用省钱两大优势。

第三，5G网络直抵光纤无法到达之地，打通校园数据采集最后一公里，还能够汇集所有数据至学校专属MEC，消灭数据孤岛。再结合AI技术，就可以真正构建起一个强大、完整的智慧教育AI大脑。

如今，以大数据&区块链、5G专用专网、AI视频&语音分析技术为基础，从教学资源、校园服务、校园管理和校园环境等四个方面入手，可以形成一个完整的“智慧教育”总体框架。根据5G影响教育的主要方面及教育领域的迫切需求，5G最先落地的教育场景有：

第一，升级校园安防系统

目前，绝大多数学校的校园监控是一个被动且滞后的防御系统，而5G网络为改变传统的校园安防提供了契机。

将AI算力注入边缘，通过在学校的摄像头上添加人工智能芯片，就可使每一路摄像头采集到的视频在最接近捕获数据的位置进行初始分析，减少视频分析的延迟。这就好比是用计算机替代人工，实时分析多路监控画面，当监测到校园里发生危险行为时，会自动向保安发出警示。

这种升级得益于AI视频分析技术对视频流的实时监控和智能识别，以及5G+边缘计算（MEC）在网络和存储上提供的基础支持。

第二，重构课堂教学管理

全国每天大约产生一亿小时的课时，但是这些教学数据并没有得到有效利用。原因一是教学数据以视频等非结构化数据为主，采集难度大、成本高；二是数据采集不到或者不全面，无法准确描述课堂教学过程。

5G网络与AI技术可以助力学校对教学课堂进行高效和智能管理。老师可以通过更多有价值的数据辅助教学，比如，课堂上学生的专注力变化、情绪变化、课堂行为、坐姿视力疲劳和活跃程度等。同时，学校可以积累更多课堂教学资源，比如，梳理和提炼知识点、留存课堂板书、课堂视频的剪辑与分享。

头部姿态估计、基础教育知识图谱、情感计算等AI技术解决了课堂教学分析和资源积累的问题。而5G网络提供多样化的数据入口、打通了课堂教学数据传输的通路，帮助学校或者地区建立数据资源，这是一场大数据驱动学校管理、决策和教学的革命。

第三，构建家校共育的信息基础

家校共育的前提是充分分享家庭与学校之间的信息，但在实际操作中，家校之间的信息分享存在隔阂。

由于老师精力有限，绝大多数老师通过周报或月报向家长反馈孩子的在校表现，这一方面增加了老师的工作负担，另一方面反馈的内容以老师的主观评价和教学经验为出发点，没有客观的数据记录。

5G网络与AI技术的应用，打通了家校共育的信息隔阂。AI技术可对每一位学生进行个性化分析，帮助家长了解孩子的课堂专注力、学科兴趣及近视风险；5G网络则能为数据传输提供入口和通道。

2020年，北京移动将在北京市完成5G全覆盖，承接教育部5G智慧教育先行示范区，开展5G+智慧教育应用，助推智慧教育高速度高质量发展。

华为作为全球领先的ICT基础设施和智能终端提供商，在5G、云计算、大数据、物联网和人工智能等方面有技术优势，着力加快智慧校园建设，提升5G网络和大数据在基础教育中的应用。

清华大学智能教育技术创新联合研究中心是清华大学首个“AI+教育”研究机构，拥有知名AI专家，致力于围绕基础教育知识图谱、计算机视觉、情感计算等领域深入开展产学研用合作，积极推动人工智能研究和成果转化。

清帆科技是专注于“AI+教育”研究及应用的高新技术企业，致力于通过知识图谱、情感计算、行为分析、语音分析等AI视频分析技术，为学校提供创新AI智慧教育解决方案。

2020年，北京移动、华为、清华大学和清帆科技的强强联手，将在5G智慧教育领域形成产学研用为一体协同发展的格局，共同攻坚教育信息化2.0，不断引领教育改革发展的新途径、新模式。

纵观214年的教育技术史——从沙盒到AI，任何新技术、新手段在教育领域的应用都不是一蹴而就的，技术对教育的影响是一个从提高效率到提高质量的动态过程。打造更加安全的教学环境，由数据驱动教学和决策，促进教育公平、缩小城乡教育差距，把重复性、冗长的学习过程缩短，允许每个人享受高质量、个性化发展的教育，5G、AI让教育发生更多可能。

未来，只有将全产业链的资源进行整合，以教育的根本和需求作为出发点，将5G网络、AI算力与教育场景进行全融合，才是最优解。