5G赋能时代高校“互联网+体育教学”展望

张国强

（安徽大学 江淮学院体育军事教研室，安徽 合肥 230031）

0 引言

2018年，中共中央、国务院《关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》提出：到2035年，教师主动适应信息化新技术变革，积极开展有效教育教学［1］.在此背景下，“互联网+教学”作为一种新型的教学形式，成为各学科教学改革的焦点.当前，高校体育教学模式亟待创新，一些高校依然采用老旧的教学模式［2］.忽视信息化技术快速发展带给体育教学发展的红利，“互联网+体育教学”模式迟迟没有得到实质性发展.2020年上半年受新冠病毒疫情影响，众多高校体育开展形式各异的线上教学，但是由于体育教学具有教学内容多样性、运动实践性、极强的互动性、教学环境特殊性等属性，导致与4G网络条件下的网络功能属性契合度较低，在具体实施环节暴露出诸多问题［3］.5G网络技术的快速发展为优化高校“互联网+体育教学”的发展赋予新能量.展望5G赋能时代高校“互联网+体育教学”的构建发展对破解4G网络条件下体育网络教学难题、缩小与其他学科网络教学差距、拓宽高校体育教育模式发展思路、积极响应国家政策具有较强意义.

1 研究方法

1.1 访谈法

走访安徽大学、安徽中医药大学、安徽大学江淮学院和安徽新华学院等高校体育教师，对他们2020年上半年开展“互联网+体育教学”情况进行了解.

1.2 文献资料法

以“4G网络”“5G网络”“网络教学”等关键词为主题，通过中国知网查询相关文献，了解相关专业术语概念、网络教学发展现状和5G网络发展概况.

1.3 归纳法

对相关文献内容及部分高校体育教师的访谈内容进行梳理归纳，得出体育网络教学在4G网络条件下的发展障碍.

1.4 逻辑分析法

通过对各方面调查内容的综合分析，结合5G网络技术优势，对5G赋能时代高校“互联网+体育教学”进行展望.

2 4G网络环境下高校“互联网+体育教学”发展障碍

体育教学是一种有意识、有目的、有计划的以身体练习为基本手段，以传授体育文化，增进身心健康，培养道德品质和社会适应能力为目的的教育活动［4］.相对其他学科体育学科教学具备教学内容丰富多样、运动实践贯穿始终、互动交流频繁密切、教学环境复杂多样等特殊属性.高校“互联网+体育教学”是在尊重体育教学客观规律基础上，借助信息化技术并力求教学效益最大化的高校体育网络教育方式.通过对部分高校体育教师的访谈以及查阅相关文献了解到，2020年上半年大规模开展的高校体育网络教学活动中，多以播放网络视频、播放自制视频、利用会议软件、借助现有网络教学平台等方法开展教学，教学方式各异.各种教学方式虽取得一定的教学效果，但总体来看，均不能系统满足体育教学固有属性，教学存在明显短板，高校“互联网+体育教学”尚待完善深化.

2.1 网络条件、资源获取存在限制

“互联网+体育教学”实施的重要前提就是具备经济、稳定的互联网条件.当前，智能手机的便携性、连接的便捷性、普及性等优势使其成为高校“互联网+体育教学”中的最佳互联硬件媒介.但4G网络环境下“高内存”智能手机和过多的网络流量都会额外增加学生的经济负担.即便满足这两个条件，受网络连接容量等因素影响也难以保障互联直播的稳定性.在访谈中了解到在教学直播中由于是多人互联，时常出现“卡顿”“死机”等状况，割裂教学的完整性，直接影响教学效果.另外，体育教学内容的多样性注定其必须具备充足丰富的教学资源.4G网络条件下师生的资源信息获取途径存在限制.体育资源量及传播速度、精度还未达到理想状态，且优良体育资源的获取还存在诸多壁垒，极大地限制高校师生对网络体育资源利用.数据显示，在体育资源信息利用率上，美国达到80%；英国、德国、法国达到60%；中国仅占10%，且多为体育赛事、体育新闻等，利用价值较低［5］.

2.2 教学平台、教师能力存在不足

网络教学平台是指具有组织、跟踪、评估、发送、呈现、管理学习内容与学习活动，促进学习者之间交互等一系列功能的计算机网络系统［6］.“互联网+教学”的开展，网络平台的建立必不可少，是重要前提之一［7］.当前众多学科网络教学平台发展日新月异，但仍存在不足.一方面，平台趣味性差、带有浓厚的课堂烙印，对于学习主动性低的同学而言，很难让他们自主关注这一领域的学习.另一方面，网络课堂商业气息过于浓厚.很多资源为有偿使用，影响学生的学习积极性，所以部分教学平台评价数量和互动程度非常差［8］.同时，通过对众多网络教学平台功能的了解后发现，平台功能以支撑理论教学为主，难以满足体育教学属性.由此可见，高校体育网络教学平台的建设相对于其他网络平台的建设层次处于极低位置［9］.极大的影响高校“互联网+体育教学”的开展.

此外，“互联网+体育教学”对于部分体育老师来说是相对较新的事物.在访谈中了解，绝大多数体育教师在网络教学中存在不同程度的应用障碍.体育教师对于计算机、网络知识的获取量和更新速度难以匹配信息化技术的发展，形成较大知识缺口，且这种缺口随着信息化技术的发展呈现出越来越大的趋势.导致很多高校体育教师信息化技术应用能力低下，极大地影响高校体育网络教学的质量和发展［10］.

2.3 教学方式、教学功能存在局限

高校体育教学内容丰富多样，理论教学和实践教学是其教学内容的主要构成.高校“互联网+体育教学”受4G网络条件限制在不同教学内容适用性方面存在差异.体育理论教学属性与其他学科教学属性相近，借助其他学科相对成熟的教学平台开展网络教学，效果较理想.体育实践教学基本步骤为教师示范讲解—学生练习—练习效果反馈—教师指导等环节，与其他学科教学属性差异较大.而针对于此的网络教学，效果则不尽如人意.体育实践教学项目大体分两类，即多元动作结构技能固定组合类项目和多元动作结构技能变异组合类项目.如健美操、广播操、武术套路等属多元动作结构技能固定组合类项目，这类项目技能组合较单一，运动环境稳定，对场地、器械要求相对较低，教学环境较单一；而以球类项目为代表的多元动作结构技能变异组合类项目，技能组合复杂多变、对体育设施依赖程度高，运动过程中还存在诸多如对手状态、比赛环境等动态变量［11］，教学环境复杂多样.4G网络环境下对前者开展网络教学，效果相对较好，而针对后者的教学效果则相形见绌.例如通过网络开展乒乓球、网球、羽毛球等项目的技能教学中，学生在练习环节无法结合场地、器械、对手以及球场上的不同状况展开训练，这就与后续“练习效果反馈-教师指导”等环节脱节.究其原因，主要是当前条件下无法通过网络构建体育教学中复杂多变的教学环境.由此可见，当前高校“互联网+体育教学”存在适用性差异.

2.4 网络教学、师生互动存在滞后

体育教学离不开频繁密切的互动交流.互动交流充斥着教学过程中“示范—练习—反馈—指导”的每一个环节.良好的互动是建立学生动作技能泛化认知、实现教学内容反馈、保证教学效果的必要手段.通过走访了解，当前普遍使用的各类视频会议、教学平台等软件很难建立师生之间及时高效的互动交流脉络.如现有网络条件下，通过视频示范完成某项技术动作后，教师不能全面直观地对学生的练习情况予以及时掌握，即便学生练习出现错误，教师也只能在后期通过学生录制练习视频、部分运动智能设备记录结果的反馈，才能了解和更正.导致教学中每一个环节中的师生互动都存在滞后性.同时，这种交流渠道还会受到因网络稳定性不足而导致的“断网”“传输失败”等情况的影响，存在一定不确定性，割裂各教学环节之间的联系，延长教学周期，丧失体育教学指导的及时性.加之部分学生缺乏自律、反馈消极，进一步放大这种滞后性，影响教学效果.

图1 4G背景下“互联网+体育教学”发展障碍

3 5G赋能时代高校“互联网+体育教学”展望

5G是第五代移动通信技术的简称，是最新一代蜂窝移动通信技术.性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模数据连接［12］.我国工业与信息化部于2019年6月6日向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放“第五代数字蜂窝移动通信业务”经营许可［13］.标志着中国步入5G商用时代.5G技术的飞跃和日趋普及意味着其将对“互联网+体育教学”的完善和深化产生积极的作用.

3.1 提升网络质量、突破资源获取限制

5G 时代将提供稳定、经济的网络条件.5G的峰值理论传输速度达到每秒数10 GB，比4G 网络的传输速度快数百倍，同时，传输成本、延迟率大幅降低［1］.以往4G使用场景中，常出现因区域连接人数过多而降低网速的情形，将因5G的超大连接容量而得到解决［15］.网络稳定性的大幅提升，有力地保障“互联网+体育教学”的高效开展.此外，网络教学经济性也将因5G技术的发展普及而得到提升.一方面为拉动5G 业务的增长，运营商推出低价5G 套餐是必然［16］.另一方面新技术的引入也缩减用户的使用成本.如：MEC（multi-access edge computing，边缘计算）是一种服务环境，同时也是一种具体的网络实现［17］.5G 网络发展背景下，MEC 服务器的引入，为用户节省下行网络带宽.将原本360°的视频压缩至原来的1/3～1/2，为用户节省流量成本；同时，播放此类视频对用户硬件设备的配置要求更低，间接节省硬件购置开销［18］.

5G时代还将有效突破资源获取限制.5G网络条件下，信息量的储备、信息的传递速度和呈现精度得到提升.无时无刻、无处不在的信息传递成为现实.人与人、物与物、人与物之间的隔阂被打破，真正成为人联网和物联网互通的万物皆媒时代［19］.在此背景下，体育资源的传播不再是简单的获取和传递，而是以不断完善自身知识体系的态势实现资源信息完整化、深层次的发展式传播，极大地丰富体育资源.同时，随着网络科技不断发展，各类网络课程内容和形式如雨后春笋般出现，打破以往资源获取的壁垒，体育学习资源的获取方式更加多样化，且这种趋势还将继续随着科技的进步而扩大.借助5G大连接、超低延时与超高速率等技术特性，学生通过各种渠道按需索取，有效促进教学模式的革新［20］.综上所述，5G网络提升网络质量、丰富体育资源、突破资源获取限制，为“互联网+体育教学”的开展提供重要前提.

3.2 搭建教学平台、夯实网络教学基础

5G时代将推动高校体育网络教学平台的发展.5G网络的发展为完善体育网络教学平台功能提供条件.借助5G网络通信技术的高数据速率、大容量的特点，实现监控设备、网络平台、运动智能设备的综合利用.将网络教学平台与虚拟现实、远程监控等先进技术进行互联，有效实现网络教学平台中理论教学与实践教学的统一.同时，在不断提升其他学科网络教学平台相关软硬件设施水平时兼顾体育学科网络教学需求，切实增强体育学科网络平台的建设.平台中不符合大学体育课教学特点的模块进行适当删减，结合体育教学特点建立补充必需模块，实现大学体育课线上教学平台创新设计［21］.如尝试通过SPOC（Small Private Online Course，小规模专有在线课程）与翻转课堂有效衔接，打造体育实践课全新的教学信息化平台［22］；利用O2O（online of offline，线上和线下相互融合）模式打造体育类课程教学平台等［23］.通过这些方式打造出适用高效的体育网络教学平台，为“互联网+体育教学”模式的发展奠定坚实的基础.

在网络科技发展日新月异的今天，我国越来越重视教师的专业素养提升，并且致力于推动5G与教育的融合，形成“5G+教育”新模式［24］.新形势下，高校体育教师面临巨大挑战.多数体育教师的计算机网络知识储备在应对4G网络条件下“互联网+体育教学”模式已显弱势，5G时代的来临，信息化技术进一步提高，高校体育教师必须加快提升自身信息化技术水平，否则将面临淘汰的命运，这种紧迫感必然会内化为高校体育教师的学习动力.同时，高校体育教师也将面临巨大的机遇：5G时代，各类智能技术与不同的学习方式融合程度进一步加深.意味着未来学习方式和学习渠道都将更加丰富，增强高校体育教师学习的便利性，教师的自我提升将更加便捷；网络科技、智能化的发展也为高校体育教师进一步创新体育网络教学模式、建立更加高效的教学方法提供无限可能.广大高校体育教师应勇于面对挑战，抓住发展机遇，不断加快并扩大知识的更新和储备，积极获取新技术、新技能，在切实提高网络教学运用能力的基础上不断开拓进取，勇于创新，将先进科技不断融入到体育教学中，在体育教育革新中把握先机.通过搭建完善教学平台、提升高校体育教师信息化水平，夯实体育网络教学的基础.

3.3 扩展设备链接、开拓网络教学功能

5G时代将实现在体育网络教学中构建复杂多变的教学环境.虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是随着计算机信息技术的发展、计算机数据处理速度的快速提升、网络传输速度的提高而迅速发展的新兴科技，是计算机仿真技术的重要发展方向，它融合系统仿真学、计算机图形学、大数据分析处理、传感以及网络信息等前沿技术，可形成逼真的三维环境［25］，使参与者能在相应装置的帮助下在虚拟系统进行体验和交互活动，有身临其境之感［26］.在体育教学中，VR虚拟技术提供可以最大化赛场表现的工具［27］.

4G网络环境下，由于VR技术受网络条件限制，且相关设备构成复杂，体育网络教学中无法进行场景模拟构建，导致这一技术在实际应用中难以实现.5G技术构建的是新的信息高速公路，与4G相比，将信息传播速度提升2个数量级，将延时降到毫秒级以下（降为原来的1/50），将处理速度提升一倍，可以为速度500 km/h的终端设备提供稳定的服务［28］，有效突破采用VR技术的网络条件限制.同时，VR虚拟现实技术的无线化，提升使用的便捷性，让使用者随时随地的获得虚拟现实的感官体验成为现实.在教育领域对其加以利用，可取得事半功倍的效果［29］.5G网络不仅可以支持VR技术构建出接近真实运动环境的虚拟场景，还可以借助自身超快的处理速度保证为其提供稳定高效的服务，确保运动技能学习及练习过程的完整性.这将引发虚拟现实技术的发展普及，对于体育实践教学意义非凡.如：5G网络条件下对某项运动技能开展网络教学，首先可通过全景摄像机来获取教师对该项技术动作的展示及语音讲解，学生通过VR 眼镜在逼真的多维虚拟环境中对教师的技能展示进行多角度全方位观看.结合动作的语音讲解，建立对该项技能的初步认知.之后通过VR技术构建虚拟训练场景或虚拟比赛对手结合智能外接设备开展训练.有效地完成体育网络教学中教师示范讲解-学生练习的环节.5G 和VR 组合将有效突破“互联网+体育教学”模式在对不同项目教学适用性方面的局限，扩大其适用性.

3.4 强化师生互动、消除监督滞后性

5G时代将强化网络教学中的师生互动，消除其监督的滞后性.4G网络的延迟约在50～100 ms左右，而5G要求最小延时仅为4 ms，尤其是超可靠和低延迟通信，延时甚至会降低至1 ms.利用5G网络的可靠性、低时延特征，可以在网络课程中即时与授课老师或同学进行交流互动，而不会因为网络信息的延迟而影响交流互动体验［30］.同时，5G时代将充分利用人工智能等新技术结合大数据实现网络教学平台教学的线视频监控与管理［31］.这将实现高校体育网络教学中师生频繁密切的互动交流，消除在4G网络环境下体育教学中师生互动及教师对学生学习监督的滞后性，通过有效的监督完成“学生练习-练习效果反馈”环节，为教师的进一步指导提供依据，让“互联网+体育教学”模式更加高效.此外，在5G网络的高数据速率、大容量的基础上，可实现监控设备、网络平台、运动智能设备的综合利用.结合智能化体育教学平台以视频、运动智能设备为媒介广泛建立师生之间视频、音频、信息互联，实现教师对学生运动时间、运动强度、运动安全情况等信息的实时监控，也为教师对获取信息的分析，进一步安排教学、训练内容提供便利.

4 结语

5G时代的来临，提升教学智能化水平，使教学效果大大提升［32］，为高校“互联网+体育教学”模式赋予新的能量，为进一步完善发展高校“互联网+体育教学”提供无限可能.在国家政策及相关部门的鼎力支持下，通过体育工作者的不断开拓进取，高校“互联网+体育教学”模式将会日趋成熟，高校体育教育工作终将迈向新台阶.