基于5G+智能技術構建智慧教育新生態(tài)

向模軍，劉廷敏

摘 要：數據流量暴漲促使5G技術誕生并迅猛發(fā)展，為構建智慧教育新生態(tài)提供了可能。文章基于移動通信技術的發(fā)展歷程，給出5G的應用場景及其特點，闡述5G技術對智慧教育的深遠影響，指出5G+智能時代智慧教育生態(tài)的新變化，對基于5G+智能技術構建智慧教育新生態(tài)的應對策略進行探討，希望能為智慧教育的更好發(fā)展提供有益啟發(fā)。

關鍵詞：5G;智能技術;智慧教育

隨著時代的變化和發(fā)展，教育行業(yè)對網絡技術提出了更高的要求，“大云移物智”（大數據、云計算、移動互聯、物聯網、人工智能）、VR，AR等技術的出現，MOOC，SPOC等教學方法的創(chuàng)新應用，智慧教室、智慧圖書館等教學環(huán)境的不斷改善，使智慧教育生態(tài)也得到了不斷完善。相比之前的通信技術而言，5G實現了本質上的跨越，能夠實現立體數字環(huán)境的構建，提供高效、迅捷的數據傳輸和分析，能較好地支撐眾多教學方法的實施，將會為構建智慧教育新生態(tài)提供多種可能。

1 5G技術及其特點

移動通信技術以十年一代為脈絡歷經5代發(fā)展，現正處于第4代向第5代的迭代階段，如圖1所示。5G技術是指第5代移動通信網絡技術，是目前最新的移動通信技術。

圖1 移動通信發(fā)展歷程

1G時代無線通話成為可能;2G時代語音與短信普及，低速數據業(yè)務成為可能;3G時代智能手機出現并迅速普及，上網瀏覽圖片成為可能;4G時代手機上網普及，移動互聯大放異彩，在線視頻觀看成為可能;5G時代萬物互聯時代，人與人、人與物、物與物互聯，實現全連接[1]。

5G定義了3大業(yè)務場景：增強移動寬帶（Enhance Mobile Broadband，eMBB），超低時延高可靠通信（Ultra Reliable & Low Latency Communication，uRLLC），海量連接物聯網（Massive Machine Type Communication，mMTC）。

歸納起來，5G技術的特點至少可以概括為4個方面：傳輸速度快、通信延遲低、大規(guī)模通信、安全性能高。在信息傳輸速度上，5G技術能夠實現峰值速率達20 Gbps的高速度，能為使用者帶來超快的體驗感。5G技術做到了最大限度地降低網絡通信延遲（單向空口時延1 ms），能夠滿足智能設備需要高可靠性快速響應的需求。5G技術還做到了大規(guī)模機器通信，連接密度可達100萬連接/km2，主要針對萬物互聯，如智慧農業(yè)等大規(guī)模連接場景。此外，由于5G技術采用了更復雜的加密技術，能大大提高移動網絡設備安全性，更好地防范智能設備潛在風險[2]。

2 5G智能時代教育生態(tài)的新變化

5G時代，智能技術的蓬勃發(fā)展為智慧教育生態(tài)帶來了很多新的改變，如圖2所示。智慧教育新生態(tài)系統(tǒng)要基于大數據、云計算和人工智能等技術，對教學行為進行智能分析和可視管理，更好地指導和促進智慧教育。

智慧教育新生態(tài)系統(tǒng)，智慧感知層利用校園一卡通、射頻識別技術、智能攝像頭等，實現對校園內人與物的全面感知，進行信息的采集處理;網絡層通過5G等通信技術和網絡技術實現數據快速傳輸;數據層完成教育數據的集成融合，運用數據治理技術，形成大數據中心，云平臺實現數據的云存儲，進行云計算處理，應用層利用信息技術在教育教學的深度應用，最終實現因材施教，智慧展現層實現智慧教育新生態(tài)的“4A”應用：任何設備（Any Device）、任何時間（Any Time）、任何地點（Any Where）、任何人（Any One）[3]。

2.1 教學更加智能

5G背景下的智能時代，越來越多的智能機器人被投放到市場中，甚至出現機器人助教助學，語音識別等技術為教學提供更好的互動，比如與機器人進行對話，將突破傳統(tǒng)信息化教學的局限，實現教學的智能化。教學資源的發(fā)布和獲取也將發(fā)生重大改變，教師不再是課堂的絕對主體，轉變?yōu)榻虒W的引導者，學生獲取知識，不再局限于教師，也不再局限于課堂，趨向于自主化和多元化，完全可以隨時隨地進行“碎片化”學習。

2.2 形式更加多樣

5G時代，智能技術的成熟促使教育系統(tǒng)教學方式變得更加多樣，能完成遠程直播教學、智能課堂教學以及仿真教學測評等，充分為學生打造出全新的教學體驗。比如5G帶來的高質量視頻傳輸，為在線教育的發(fā)展提供了極其有利的技術和載體支持，可以讓學習者足不出戶就能夠直接鏈接國內外名師，再如5G網絡和VR，AR技術的完美結合，讓學習者“身臨其境”，實現師生的良好互動。這些更豐富的形式使課堂教學變得更加具有針對性和趣味性，確保能為學生提供高質量的教學[4]。

2.3 資源更加豐富

智能時代的網絡學習資源更加豐富，5G智能技術能極大地提高師生提取資源的能力，為學校進行人才培養(yǎng)提供強有力的幫助。在課堂上開展教學的時間是有限的，但是智能技術能有效提高課堂教學效率，延伸教學內容的深度和廣度，實現更加寬廣的教學容納率。5G技術的下載速度非?？?，大大增強了信息提取能力和分析能力，有效提高了教師在教學過程中搜集在線資源的能力，教師在課堂上可以更好地完成對學生疑惑的解答。新型智能技術還能完成教學平臺的搭建，為教師和學生之間的互動提供有效的渠道，從而促使教學結構得到更好調整，實現真正的智能化教育[5]。

2.4 生態(tài)更加完善

5G背景下的智能時代，智慧教育生態(tài)實現了迅速的完善和發(fā)展，更好地提高了教學和學習體驗?；?G技術的智慧教育新生態(tài)系統(tǒng)，有效地整合大數據、云計算和人工智能等方面的能力，形成一個相對全面的大型學習平臺，實現生態(tài)系統(tǒng)的數字化和智能化。新時代的智慧教育新生態(tài)系統(tǒng)具有反應能力強、安全程度高的特點，因此5G智能技術是實現教育新生態(tài)完善的必要前提，還能夠促使教育行業(yè)發(fā)生變革，更好地形成集數據共享、在線資源搜索、數據智能分析等功能于一體的新型教學模式。

3 構建智慧教育新生態(tài)的應對策略

智慧教育作為教育信息化的高端形態(tài)，呼聲越來越響，影響越來越大。構建智慧教學新生態(tài)勢在必行，有5G+智能技術的支撐，是可行的。

3.1 充分運用智能技術，完成生態(tài)系統(tǒng)架構

教育信息化的發(fā)展離不開智能技術的支持，教育行業(yè)在提高教學質量的過程中還需要充分開發(fā)、利用新技術，不斷完善教育生態(tài)系統(tǒng)建設。在傳統(tǒng)的教學模式中，教師開展教學是通過投影儀、計算機等多媒體技術完成的，在5G智能時代，各種新技術得到了進一步發(fā)展，更加豐富了智慧教育生態(tài)。例如，VR，AR技術的出現為教育行業(yè)帶來了新的變化，學生能夠在VR環(huán)境中獲得更加立體、真實的體驗，從而更加直觀地完成對信息的獲取。

3.2 打造智能教育平臺，實現教育轉型升級

5G技術能為智能教育平臺的搭建提供穩(wěn)定基礎，打造各種符合教育行業(yè)特點和實際的學習平臺，能有效促進教育行業(yè)的轉型升級。5G智能時代開展教學的方式已經不僅限于課堂，隨著全民教育和終生學習理念的提出，各類線上網絡教育平臺層出不窮。線上教育能實現隨時隨地地教學，幫助學習者更好地利用生活零碎時間，還能做到教學模式的優(yōu)化，更加精準地滿足學習者個性化需求特點。利用人工智能技術提高教育質量已成為社會共識，而打造智能教育平臺是實現教育轉型升級的重要舉措[6]。

3.3 促進多方共同協(xié)作，完善智能教學建設

智能教學建設除了需要教育行業(yè)進行不斷努力外，也離不開社會多方的共同協(xié)作，只有凝聚各方的努力，才能更好地實現智能教育新生態(tài)系統(tǒng)的完整構建。5G智能時代的教學建設會涉及非常多的元素，只憑借教育行業(yè)自身努力很難完成整個生態(tài)系統(tǒng)的建設。在智能教育目前的應用模式中，云計算、大數據、人工智能技術以及業(yè)務應用都是重要組成部分，這些技術應用需要社會其他領域提供有力的支持。此外，智能教育生態(tài)環(huán)境建設還離不開政策支持、資金實力以及人才支撐，在智能技術實現飛速發(fā)展的過程中，社會各領域還需要充分注重與教育行業(yè)的結合，以此為教育領域的發(fā)展提供不竭動力支持。

3.4 豐富課堂教學方式，助力教學質量提升

大力提升教師的智能教育教學能力水平和信息素養(yǎng)，是5G智能時代對教育工作者提出的新要求，教師群體只有不斷豐富課堂教學方式，才能確保教學質量實現穩(wěn)步提升。學校需要加強對教師的專業(yè)能力的培訓，更好地幫助教師掌握新技術在教學中運用的技巧，提高教師的智能技術實踐運用能力。教師自身也應當做到教學思維理念的及時轉變，在教學過程中更好地融入智能技術教學手段，確保能為學生提供智能課堂教學。教學方式是智能教育新生態(tài)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，做好教學方式的創(chuàng)新對于促進教育變革進程的穩(wěn)步向前至關重要。

4 結語

5G+智能時代的到來為人們生活帶來了深刻變革，而教育作為社會發(fā)展的重要領域則更需要緊跟時代變化步伐，不斷完善智慧教育新生態(tài)，確保為社會培育更多的智能型人才。智能技術的持續(xù)發(fā)展，為教育行業(yè)注入了新鮮活力，教育系統(tǒng)還需要采用科學的應用策略，更好地提高教學質量和水平。隨著5G+智能技術的不斷成熟以及數字資源運用環(huán)境的逐步改善，智慧教育生態(tài)體系將得到進一步完善，教育行業(yè)的發(fā)展將會穩(wěn)步邁向美好新時代。

基金項目：成都市科技項目;項目名稱：基于5G的智慧農業(yè)大棚監(jiān)控系統(tǒng)研究與開發(fā);項目編號：2019-YF05-00207-SN。四川省高等教育人才培養(yǎng)質量和教學改革重點項目;項目名稱：以內部質量保證體系診改為驅動的教學與管理支持服務系統(tǒng)研究;項目編號：JG2018-1102。

作者簡介：向模軍（1974— ），男，四川江油人，副教授，碩士;研究方向：Web挖掘，教育信息化。

圖2 智慧教育新生態(tài)總體框架

[參考文獻]

[1]中國移動通信集團有限公司.5G+智慧教育白皮書[EB/OL].（2019-04-30）[2019-12-20].https：//cit.bnu.edu.cn//docs/2019-04/20190430102928979264.pdf.

[2]蘭國帥，郭倩，魏家財，等.5G+智能技術：構筑“智能+”時代的智能教育新生態(tài)系統(tǒng)[J].遠程教育雜志，2019（3）：3-16.

[3]李小平，孫清亮，張琳，等.5G的發(fā)展歷程、特點及其對教育理論的延伸[J].現代教育技術，2019（9）：26-32.

[4]陳姝彥，郭舜民，楊興全，等.5G+健康教育應用場景的融合創(chuàng)新研究[J].創(chuàng)傷與急診電子雜志，2019（10）：1-3.

[5]袁磊，張艷麗，羅剛.5G時代的教育場景要素變革與應對之策[J].遠程教育雜志，2019（3）：27-37.

[6]賈穎.5G技術在智慧教育領域的應用研究[J].河南教育（職成教），2019（9）：49-51.

Building of new ecology of intelligent education based on 5G+ intelligent technology

Xiang Mojun ， Liu Tingmin

（Chengdu Agricultural College， Chengdu 611130， China）

Abstract：The surge of data flow has led to the birth of 5G technology and the rapid development of the technology， which provides a possibility for the construction of the new ecology of intelligent education. Based on the development of mobile communication technology， this paper gives the application scene and its characteristics of 5G， expounds the profound influence of the 5G technology on the intelligent education， and points out the new change of the intelligent education ecology of the 5G + intelligent era. The paper discusses the strategy of building the new ecology of the intelligent education based on the 5G + intelligent technology， and it is hoped that it can provide a useful enlightenment for the better development of the intelligent education.

Key words：5G; intellectual technology; intelligent education