基于“5G+無人機”的社區教育平臺研究

高云婕 龍滔滔 李程

摘?要：為尋求社區教育平臺建設思路，構建終身學習型社會，筆者以調查問卷的形式調研了揚州社區教育的基本狀況，分析了當前社區教育存在的共性問題，并指明社區教育的改革方向。借助“5G+無人機”，社區教育的應用場景包括了抽象的教學內容具象化的教學場景、跨學科融合的STEAM教學場景和虛實融合的項目式教學場景，社區教育平臺的建立應當具有創客思維，并基于大數據體系的支持。本文的研究為社區教育數字化平臺建設提供了方向。

關鍵詞：無人機；5G；社區教育；教學場景；創客思維

中圖分類號：G779.2

社區教育是我國居民在物質文明水平提升之后，追求精神文明的產物。進入21世紀，國家大力支持和發展社區教育，倡導全民終身學習的理念。2004年，教育部出臺了《關于推進社區教育工作的若干意見》，指出“要逐步建立起適應社區建設和居民學習需求的社區教育管理體制、運行機制和教育培訓模式，促進社區居民整體素質和生活質量的提高?！币虼?，積極發展社區教育，構建學習型社會是必然趨勢。

通過對揚州兩個社區的調查問卷，發現當前社區教育的共性問題，包括了社區居民參與社區教育的積極度不高；社區教育師資匱乏，供給側矛盾突出；數字化平臺及課程資源不足等問題，為了解決以上問題，提出了社區教育的改革方向。

一、社區教育改革方向

（一）教學目標與教學內容匹配原則

社區教育對象具有個性化、多層次的特點，依據教育對象的特點，具體可將教學內容分為科技發展類﹑休閑娛樂類、健康類、創業知識類等教學板塊。教育教學的目標是滿足社區學員的學習需求，為終身學習打造學習環境，所以，社區教育教學內容首先必須要與教學目標的需求相適應。社區教育目標的年齡層次跨度非常大，是從幼兒的低齡至退休老人的高齡形成的全年齡段的學習教育鏈，授課目標的學習需求不同、學歷層次不同、學習認知力不同，而且沒有強制約束性，因此教學大綱的制定及教學內容的選擇必須滿足學習群體的需求。

（二）社區教學的趣悅性原則

趣悅教育又稱游戲化學習，該種學習方式將教育性和娛樂性相結合，逐漸成為國內外教育研究的重點方向。由于社區教育對象的特殊性，每一年齡層次的學習群體在社區學習過程中都有寓教于樂的實踐需求，這既要求教育教學計劃的制訂者在教學目標與教學內容相適應原則的基礎上，充分將趣悅元素融入教學內容中﹐又要求教學實施者在授課環節中充分考慮社區學員的興趣點，將教學過程娛樂化，并使教育對象一直在課堂中，從而完成教學任務，達到教學目的。

（三）組織教學數字化原則

社區教育教學一般有三種學習交流的形式：線下面授、網絡課堂和實踐活動［2］。針對社區教育教學中不同的授課群體﹑授課需求、教學內容，應該在教育教學中采用靈活性﹑多變性的教學組織形式，并加入數字化教學元素，創造性地將5G及無人機運用到各種教學方法中，根據教學需求設計課程內容、合理使用教學方法，才能有效地保障教學方向﹐從而完成教學目標。

二、“5G+無人機”的教學應用場景

無人機逐漸運用到各類教育教學環節中，但由于無人機的單機性，導致無人機與各類教學平臺之間缺乏有效的對接，無人機的遠程交互能力弱，無法及時將教學數據回傳至教學平臺。5G技術的發展可以為無人機與教學平臺之間的數據互通提供技術支持，實時空中圖像與建模數據的回傳，實現遠程控制指令的發送與接收。

5G的高速傳輸與無人機的多方位視角相結合，能夠為社區教育提供更加豐富的數字化的教學場景，建立更加多元化的數字化教學平臺，為社區教育的數字化建設提供新的思路［3］。

（一）抽象的教學內容具象化的教學場景

提高社區學員的學習關注度，注重社區學員已有學習經驗與過往學習經歷是社區教育數字化改革的內在要求，也是社區教育教學場景構建的現實需要。抽象教學內容的具象化過程，即將抽象的學科知識轉化為社區學員能夠理解的形象化知識，是社區教育能夠持續進行的基礎和前提，不僅有利于提高社區學員的學習興趣，也有利于社區學員對其所學學科的認知和其核心素養的提升。抽象的教學內容具象化的關鍵是教學內容的生活化，構建“5G+無人機”生活化的教學場景，有利于社區教育的高質量發展。

無人機在抽象教學內容具象化應用場景上可以發揮極其重要的作用，如在地理學科中可以用于地形的3D建模；在編程學科中可以直接將程序下載進無人機，控制無人機的飛行姿態、飛行時間、飛行路徑等；在數學學科中可以研究無人機的各種飛行算法等。無人機技術還可以用于構建基于元宇宙的沉浸式互動學習模式，社區學員通過佩戴元宇宙終端設備進行全景直播觀看或者虛擬課程學習。利用云技術完成無人機控制命令的計算以及虛擬場景的渲染，通過5G高速傳輸網絡將無人機拍攝影像傳送到終端，幫助社區學員在沉浸式的過程中完成學習，為社區學員帶來生活化、具象化的學習體驗?；凇?G+無人機”技術的新教學場景的構建，能夠將抽象的教學內容具象化，能夠開發更加優質并且具有生活化的教學資源，能夠實現教學內容的快速下載和實時交互，能夠使社區的教育教學過程更加生動有趣。

（二）跨學科融合的STEAM教學場景

跨學科融合是將本學科的知識與其他學科的知識、本學科的知識與其他學科的技能交叉融合，將原本松散、獨立的學科整合。社區學員的學習時間碎片化，基本無法系統地學習每個學科，因此跨學科融合的STEAM教學場景符合社區教育的發展方向。STEAM教育是跨學科項目式教學的重要途徑，無人機以教育工具的形式融入STEAM教學場景中，將傳統理工類學科與信息技術、傳統文科等學科進行融合［4］?；凇?G+無人機”的跨學科融合的STEAM教學場景通過融合多門學科于一體，進而提升學習者的創造力、好奇心，節約學員的學習時間，提高學習效率。

社區學員如果學習一個項目，可以學習多門學科的知識點，并能解決實際問題，這是最理想的教學場景。如在地理測繪這門課程中，傳統的教學場景是在教室講解地理知識和測繪知識，而基于“5G+無人機”跨學科融合的STEAM教學場景則是利用分布控制的多臺無人機，攜帶多傳感器數據采集測繪設備，在空中進行多點全方位的拍攝，利用5G高速傳輸系統回傳至智慧教室，再利用多源數據融合處理技術對回傳數據進行分析與整合，從而完成自然地理的測繪。該教學場景的學習目標是完成地理測繪項目，但為了完成該項目，需要社區學習者掌握包括傳感器的基礎知識、無人機飛行及航拍技術、軟件數據處理知識以及傳統的地理測繪知識。這樣的跨學科的STEAM教學場景更加貼近實際生活，能夠提升社區學員的主觀學習能動性。

（三）虛實融合的項目式教學場景

項目式教學起源于18世紀歐洲的工讀教育與19世紀美國的合作教育，是一種“以項目為載體、以工作任務為核心、教師為引導、學生為主體”的注重理論與實踐相融合教學新模式。利用“5G+無人機”技術，開發虛實融合的教學項目，構建新型項目式教學場景，能夠為社區開發教育平臺提供新的研究方向，符合社區教育信息化改革的趨勢。

虛實融合的項目式教學場景是通過“5G+無人機”技術，開發虛擬和現實相融合的教學項目，虛擬教學項目利用虛擬三維仿真技術將教學環境、教學設備、教學流程虛擬化，教師與學員之間采用虛擬交互仿真技術進行虛擬交互，讓學員身臨其境，在虛擬環境中完成理論教學與實驗虛擬交互［5］；現實教學項目則利用智慧教室等傳統教學場景，完成教學任務。虛實融合的項目式教學場景能夠豐富教學內容，克服現實實驗教學對設備和環境的依賴，能夠構建與現實相同的理論與實踐教學的虛擬環境，讓社區學員從傳統的教學環境進入新型的教學環境，甚至是虛擬的生產作業環境，大大提高了學員的學習積極性。采用虛擬場景能夠延長社區學員操作、訓練等學習時間，克服傳統教學對時間和場地的局限性，能夠讓學員充分利用其碎片時間學習，提高了學習效率。

通過以上“5G+無人機”社區教育教學場景的研究表明，基于“5G+無人機”的趣悅社區教育平臺的建設應該具有創客思維，將創新鏈與教學鏈深度耦合，將高等教育、職業教育與終身教育、社區教育協調統一，重新構建具有“5G+無人機”元素的趣悅社區教育平臺。

三、“5G+無人機”的社區教育平臺建設思路

（一）基于創客思維的教育平臺建設

建設社區教育平臺，目標是培養創新人才，其建設路徑必然需要具有創客思維，以教育平臺的建設需求為主線，將創新意識、創新思維、創新能力和協作能力貫穿于平臺建設和使用的整個過程中。

教育平臺的建設可以利用一切科技創新手段，如引入大數據體系分析社區學員的學習需求與學習偏好；利用創客思維，建立新型項目化教學體系；引入“5G”系統進行社區教育信息化改革，完成課堂革命；引入“無人機”航拍及建模技術，配合人工智能及VR技術，完成現實世界的虛擬化；利用元宇宙技術建設虛擬社區，讓社區學員可以在虛擬社區中完成其教學任務。

教育平臺的使用和管理者是擁有創客思維的社區教師，稱為創客教師，包括“創客”和“教師”雙重含義，創客教師不僅要具備豐富的理論知識和扎實的專業技能，還應該要具備較強的綜合素養和良好的創新實踐能力。具體來說，創客教師知識體系上應具備創客思維、創客教育、跨學科能力、虛實結合的設計能力、設計思維、計算思維、工程思維和媒介素養等多方面能力。創客教師業務能力方面還應包括創客教育能力、創客規劃能力、專業發展能力、空間建設能力和競賽指導能力等。顯然，創客思維對教師的綜合素質要求是高階的，而目前社區教師絕大多數還是高等教育或者職業教育的教師兼職，因此，社區教育的師資隊伍的培養既要提升其專業課素養和能力，也要培養其創新創業的能力，形成結構化的創客師資團隊。建設教育平臺應重視創客師資團隊的培育，建立健全有效的激勵保障機制。

（二）基于大數據體系的教育平臺建設

社區教育提供的教學內容，需要具有廣泛性和針對性，以便滿足不同社區學員的學習特點和興趣需求?；凇?G+無人機”的趣悅社區教育平臺需要構建大數據體系，全面儲存和收集社區用戶學習數據和學習行為，能夠根據學員的學習日志對學習需求和傾向進行分析，社區教師也需要利用教學過程中產生的學員數據為教學內容的精準分析與教學質量的精準評估提供依據，從而達到社區教師精準教，社區學員精準學的目標。

基于“5G+無人機”的趣悅社區教育平臺的大數據體系主要包括大數據采集模塊、大數據存儲與分析模塊、大數據服務模塊和大數據管理模塊。大數據采集模塊的功能主要是根據社區學員的使用習慣，采集其日常學習活動信息、學業檔案基本信息等，也采集教師的操作日志、教學資料信息等。大數據存儲與分析模塊主要是采用分布式的結構對采集到的教育大數據進行存儲與管理，并進行深度的模式挖掘。通過數據分析，系統可以獲得社區學員學習和生活的個人行為信息，并能根據這些數據描繪出社區學員學習行為的畫像，系統在該時間段不斷推送社區學員目前感興趣的學習內容，從而達到精準學的目標。通過數據分析，系統可以獲得社區教師的教學行為和教學反饋的數據，并能根據這些數據描繪出社區教師教學行為的畫像，系統可以推送與其匹配的社區學員到其模塊下學習，從而達到精準教的目標。大數據服務模塊的作用是充分利用大數據中蘊含的各類信息來改善教學全過程，主要包括兩方面的服務，一是充分展示對教育數據分析結果、教學質量反饋、學生學習行為畫像等；二是一些建議信息，服務的對象包括教師和學生，主要包括教學反饋建議和學員學習建議。大數據管理模塊主要包括三個部分：基礎數據庫系統主要負責更新實時數據并進行初步的整理；數據管理系統主要負責文件存儲位置的確定、文件記錄保存、歷史數據的存放與修改等；安全防衛系統則主要為教育數據的安全，特別是社區學員隱私信息提供保護。

“5G+無人機”的社區教育平臺建設思路能夠促進社區教育在信息化背景下的教育理念、教學模式、管理機制、課程建設等方面的探索和改革，以達到完善終身教育體制的目的，也為未來開展更多類型的社區教育平臺的建設提供參考依據。

參考文獻：

［1］張巖.新階段社區教育實施現狀問題與策略［J］.吉林省教育學院學報，2022，38（03）：3336.

［2］李曉慶.整合社區資源?打造學習型社區教育平臺［J］.天津職業院校聯合學報，2019，21（07）：6165.

［3］李青，閆宇.新技術視域下的教學創新：從趣悅學習到機器人陪伴學習——英國開放大學《創新教學報告》（2019版）解讀［J］.遠程教育雜志，2019，37（02）：1524.

［4］宋磊.STEAM教育理念下新時代美育跨學科教學策略探索［J］.課程.教材.教法，2022，42（11）：140145.

［5］梁婷.虛擬仿真技術在無人機相關專業教學中的應用研究［J］.科技風，2022（14）：100104.

基金項目：2021年度江蘇省社會教育規劃課題基金項目“基于5G+無人機的趣悅社區教育平臺研究”（JSSB2021008）

作者簡介：高云婕（1982—?），女，江蘇姜堰人，碩士，講師，研究方向：光電技術與職業教育；龍滔滔（1982—?），男，江蘇揚州人，碩士，副教授，研究方向：電子與通信技術。