近日,第62届中国高等教育博览会在重庆落幕,展示了教育领域的前沿科技应用和创新潜力,特别是智能化与全息技术在职业教育中的深度融合。作为教育技术创新的代表,云视图研在展会中展出了全息教室技术,通过全息投影技术与5G网络相结合的智慧教室,展示了全息教学在教育中的未来应用潜力。这一展示为教育工作者与企业搭建了沟通平台,共同探讨如何在职业教育中更好地利用新技术提升教学效果。
在当前教育数字化转型的大背景下,智慧教室的建设不仅成为教育领域的研究热点,更是教育工作者和教育企业努力实现的目标。教育部自2022年起推动教育数字化战略,强调利用数字技术构建高效教学支持体系。云计算、大数据等技术的融入,使得智慧教室具备了人机交互、环境控制、课堂资源呈现等多种功能,然而传统智慧教室存在的互动性不足、沉浸感较弱的问题依然较为突出。在这些条件下,全息技术的应用带来了新的解决方案,逐渐为职业教育领域注入了更多创新动力。
智慧教室的现状与痛点
智慧教室在国内外的高校中逐渐普及,依托云计算和大数据技术实现了线上线下教学资源的再现和学情分析,为职业教育带来了诸多便捷。然而,传统智慧教室中资源的呈现主要以平面化的PPT、视频和电子白板为主,且远程教学互动性弱。虽然VR、AR等技术在教育领域已经被部分应用,但这些技术需要佩戴特定的设备且长时间使用易引发不适,因此其应用范围在职业教育中较为有限。尤其在职业教育中,实践性强的课程比理论教学更依赖沉浸式体验,现有的智慧教室难以满足这一需求。
面对这些挑战,全息技术的兴起为智慧教室的构建带来了新的可能。全息投影技术通过光的干涉与衍射,能直接在空气中呈现裸眼3D影像,不再依赖专门设备。以全息教室为例,教师的三维影像能投射至远程教室中,与学生进行近乎面对面的交流。这不仅增强了远程教育的临场感,还能在职业技能训练中营造更直观的实操环境,帮助学生在模拟情境中获得操作技能。
5G和全息技术:智慧教室建设的基础
全息投影技术的实现需具备高速率、低延时的传输条件,而5G技术的普及为这一应用提供了必要的网络支撑。5G的高带宽、低延时特性使得远程互动和实时数据传输成为可能,能够支持教室之间的高清全息影像同步。相较于4G,5G网络的传输速率可达每秒千兆,并能够实现毫秒级的延时,保障了远程教学的流畅性。
智慧教室的建设包括设备控制系统、全息图像采集系统、5G网络传输系统、全息图像还原系统等多个核心软硬件模块。图像采集和处理系统能够捕捉教师的动态三维影像,实时渲染和传输至远程教室,实现与学生的全息互动。借助这一技术,教师在任意教室授课时,影像能够同步呈现在其他教室中,且无需学生佩戴设备,即可看到教师的三维全息影像。全息技术在智慧教室中的应用,不仅能显示全息课件,也能呈现立体化教学内容,极大地增强了教学的互动性。
全息智慧教室的多种应用场景
在职业教育领域,全息智慧教室的应用场景十分广阔。首先是远程互动教学,教师能够借助全息投影实现一对多的远程教学。以医学类职业教育为例,教师的影像可以投射到多个教室,学生不仅能通过全息影像观察解剖演示,还能与教师实时互动,提出问题或进行知识分享。这种模式不仅提高了教学效率,还能有效解决偏远地区教育资源不足的问题。
其次,全息智慧教室还能为技术类职业教育带来高仿真体验。传统的汽车、机械等技术训练需要大量实物设备,成本高昂且不易维护。通过全息技术,学生可以在教室内看到汽车、机床等设备的三维影像,并模拟拆卸、组装的步骤,达到几乎相同的学习效果。这种“实景”体验对培养职业技能至关重要,学生不仅能观察真实场景中无法看到的细节,还能在虚拟环境中进行反复操作,大大降低了硬件成本。
此外,全息技术对文科类职业教育的支持也不可忽视。借助全息投影技术,文科教育可以重现文学、历史等学科的场景。学生可以在教室中观看文物的全息影像,或通过三维还原的历史场景深入理解某一历史时期的社会面貌,这些沉浸式体验让学习过程更具趣味性和启发性。
云视图研的实践案例:赋能职业教育
云视图研在教育领域中的实践提供了职业教育应用的范例。在第62届中国高等教育博览会上,云视图研展示了其全息教室的创新技术方案。通过全息投影与5G结合,云视图研实现了教师影像的实时同步、学生与教师的全息互动,提升了远程教育的沉浸感。云视图研的全息教室已被应用于部分职校,使得汽车维修等技术课程的教学场景不再局限于教室,学生能够在全息场景中看到汽车的三维影像,观察内部结构并进行虚拟操作,这为职业技能训练带来了全新的学习体验。
另一个案例是云视图研在护理教育中的应用。该全息教室的技术方案通过全息影像还原医疗场景,帮助学生模拟护理操作。学生不仅可以观看全息病患模型的反应,还能在虚拟环境中进行注射、包扎等护理操作,逐步熟悉不同情境下的护理流程。该全息课堂还支持一对多互动,教师能同时与多地学生进行实时沟通,为医疗职业教育提供了高效的解决方案。
全息教学的发展前景与教育者的机遇
全息智慧教室的建设,无疑是职业教育信息化进程中的重要里程碑。对于教育工作者而言,掌握全息技术不仅仅是对教学手段的提升,更是拓展学生学习视野和提升职业技能的有效途径。教育工作者需要认识到全息教学的潜力,将其与专业课程内容结合,设计出更具实践性和沉浸感的教学活动。通过跨界合作、积极探索,职业教育将更具吸引力。
在未来,随着技术的进一步成熟,全息智慧教室有望成为职业教育的标配。教育工作者可以把握这一技术带来的机遇,与企业和技术团队合作,开发针对职业教育特点的全息课程,推动教学方式的创新,提升职业教育的质量和广度。
云视图研的全息教室案例展示了全息技术在教育领域的应用潜力,为职业教育的发展提供了实际的解决方案。在信息化的浪潮中,全息教学将继续发挥其优势,为职业教育注入新的活力,助力职业教育工作者迎接数字化时代的教学变革。