近年来,教育数字化的步伐显著加快,尤其是在高等教育领域,技术创新不断为教育模式带来突破性进展。第62届中国高等教育博览会(简称“高博会”)的盛大举办便是这一趋势的生动体现。作为中国教育领域重要的年度盛会,高博会吸引了全国各地的教育机构和技术企业,展示了众多智能教育解决方案,特别是智慧教室和全息投影等先进技术的应用。大会期间,信息化和智慧教育展区成为关注焦点,云视图研等科技公司通过全息教室的展示,展现了教育领域的未来前景,为校长和教育工作者提供了宝贵的经验借鉴。
教育变革的动力:全息教室的崛起
随着现代信息技术的快速发展,智慧教室正逐渐成为教育变革的核心载体。传统的智慧教室大多通过PPT、电子白板和视频资料等平面形式呈现教学资源。然而,这些传统形式在远程教学中难以满足学生对于临场感和沉浸感的需求。全息教室通过引入全息投影技术,将立体影像呈现于课堂中,使得异地教学也能达到接近现场教学的效果,大大提高了学生的学习积极性和互动体验。例如,在山东大学的一项试点项目中,基于5G网络环境的全息智慧教室建成后,教师可以在一个校区授课,实时将自己的三维影像投射至多个远程教室,学生无需佩戴任何设备便可体验裸眼3D效果。这不仅拉近了学生与教师的距离,也为跨校区、跨地域的教学活动提供了极大便利。
全息教室的崛起,得益于5G通信技术与全息投影技术的完美结合。5G网络的高带宽、低延时特性,使得全息影像的实时传输和交互成为可能,远程学生得以通过全息影像看到教师授课的每一个细节,从而提高了教学的互动性和沉浸感。事实上,教育部近年来出台的《教育信息化2.0行动计划》和《教育新型基础设施建设指导意见》也鼓励推进此类技术的应用。全息教室的出现与普及,代表着“互联网+教育”的新模式,成为数字化教育的典型实践之一。
5G全息智慧教室的设计与应用
基于全息投影和5G网络的智慧教室设计方案得到了广泛关注。山东大学的项目方案设计,为国内外教育界提供了一个理想的参考模板。山东大学的5G全息智慧教室分布于三个校区,各教室之间通过5G网络进行图像和音频的实时交互。每间教室都配备有全息图像采集系统和全息图像还原系统,教师在授课过程中不但能将自己的影像实时投射至远程教室,同时还能展示立体化的全息课件。这一设计不仅提升了学生的学习体验,也使得教师能够更加方便地在不同校区之间授课。
这一全息智慧教室的构建包含多个关键环节,如设备控制系统、全息图像采集系统、图像处理系统、全息图像还原系统和全息三维引擎系统等。设备控制系统让教师能够便捷地启动和管理所有硬件设备,而全息图像采集系统则对教师进行多维度影像扫描,实时生成三维模型,传输至远端教室进行还原。这一设计大大增强了教育互动的即时性和沉浸性,尤其在多校区师生同时参与教学互动时,能够使所有参与者都获得接近现场的感受。
全球视角下的全息智慧教育
全球范围内,许多教育机构已经开始借助全息投影技术,打破地域限制,为学生提供更加丰富和多元的教育体验。在欧美国家,一些大学通过全息教室将知名教授的课程实时传输到其他校区或合作院校。例如,在伦敦帝国理工学院,全息技术被用来跨越国界,将知名教授的演讲投影到海外课堂上,使得国际学生也能享受到一流的学术资源。与此同时,日本东京大学通过全息教室为偏远地区的中小学提供课程支持,有效缩小了教育资源的分配不均问题。汉阳大学开发的HY-LIVE是一个基于5G网络的超连接教育模式,通过全息投影和Telepresence(远程临场)技术,使教授的影像实时呈现于学生所在的多个教室内,让学生即使不在教授面前,也能感受到如同面对面的学习体验。在HY-LIVE系统下,教授、学生以及相关行业的专家可以通过全息图像连接,共同参与课程,实现双向互动与沟通。
全息教室的另一大优势在于其应用场景的广泛性。除了课堂教学,实验教学也因全息技术的加入而得以优化。例如,美国西雅图的一所中学通过全息教室,将分子结构、化学反应过程等原本抽象的内容以三维立体的形式展现出来,极大地激发了学生的学习兴趣。可以预见,随着5G技术的进一步普及,全息教室的应用场景将更加广泛,甚至会深入至基础教育和职业培训等领域。
国内应用案例:云视图研的全息智慧教室
作为国内智慧教室领域的先行者,云视图研的全息智慧教室在本次高博会上广受好评。通过展示基于5G全息投影技术的远程互动智慧教室,云视图研为国内教育工作者提供了成功的应用案例。该公司的一项试点项目中,教师在不同的城市授课,学生则在本地教室中通过全息投影实时观看到教师的影像,甚至可以与教师进行互动。这一案例充分展示了全息教室的跨区域互动优势,为其他教育机构推广智慧教室提供了可行的借鉴。
另一项应用则在职业教育领域得到推广,云视图研通过全息教室为某职教学院的汽车工程专业学生提供3D全息模型展示,学生可以更直观地观察汽车零部件的结构和工作原理。这种全息课堂为技能类课程带来了新的教学体验,帮助学生更深入地理解复杂的专业知识。
全息智慧教室不仅是一种技术手段,更是一种教育理念的革新。它将虚拟与现实结合,使得远程教育不再只是“观看”,而是实现真实的“在场”。在国内外教育领域,全息智慧教室正在逐渐形成一种新的潮流。像云视图研这样的企业,通过提供成熟的全息教室解决方案,正在推动这种教育模式的普及,为校长和教育工作者提供了切实可行的实践经验。
未来,随着5G、AI等技术的进一步发展,全息智慧教室的应用场景将更加丰富多元。可以预见,全息技术将成为教育数字化的重要支柱之一,助力实现“人人皆学、处处能学、时时可学”的教育愿景,真正打破教育的时空界限。