5G背景下教育面臨的發(fā)展與挑戰(zhàn)

王延桃 雷秦川 張?zhí)瘥?/p>

摘 要：文章從分析通訊技術的發(fā)展歷程對教育領域帶來的影響入手，闡述了5G通信技術的特點，并重點分析了5G背景下教育領域所面臨的發(fā)展與挑戰(zhàn)。

關鍵詞：第五代移動通信技術;5G;教育;變革

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.211

1 引言

縱觀通訊技術的發(fā)展歷程，從1986年，第一代移動通訊系統(tǒng)（1G）在美國芝加哥誕生到現(xiàn)代的第五代移動通信技術（5G），每次通訊技術的革新都會給教育領域帶來巨大變化。在目前4G背景下教育領域最顯著的特點就是網(wǎng)絡教育，但是由于技術的局限性，4G通訊技術的優(yōu)勢在很多學科依舊是望塵莫及，例如醫(yī)學手術模擬、化學實驗模擬及機械維修模擬等。隨著5G技術的發(fā)展，以上問題可以通過“VR+教育”得到有效的解決。

2 通訊技術的變革對教育的影響

從1986年第一代通訊技術（1G）的誕生到現(xiàn)在從4G時代到5G時代的過渡，在這短短的三十多年，教育領域的學習者的學和教師的教隨著通訊技術的進步，也發(fā)生翻天覆地的變化。

1986年，第一代通訊系統(tǒng)（1G）在美國芝加哥誕生，采用模擬訊號傳輸。在第一代通訊系統(tǒng)技術的推動下，廣播電視大學在世界各地興起。

1995年，憑借時分多址（TDMA）技術世界進入了2G時代，在2G時代下，多媒體教學開始走進校園，越來越多的電子設備（電子顯示屏、投影儀等）進入教室，改變著傳統(tǒng)的教學模式。

2007年，社會隨著智能手機的出現(xiàn)開始進入3G時代，在教育領域移動學習應運而生，加快了遠程教育發(fā)展。

2013年，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術的成熟，在4G時代下教育領域最顯著的變化就是各大網(wǎng)絡學習的興起，使得學習者學習知識變得觸手可及。

3 5G通信技術的特點

相比于4G的兼容性強、網(wǎng)絡頻道寬以及容量更大等特點，5G通訊技術主要具有以下五個特點：

（1）高速度。相對于4G來說，5G最顯著的一個特點就是速度有著巨大的提升。對于5G的基站峰值要求不低于20Gb/S，這個速度意味著每秒就可以下載一部高清電影。

（2）泛在網(wǎng)。在5G時代下，泛在網(wǎng)是指廣度和深度兩個方面。廣度是指網(wǎng)絡覆蓋的范圍要廣，網(wǎng)絡不僅要覆蓋有人的地方，無人的地方也要有網(wǎng)絡覆蓋;深度就是指網(wǎng)絡的覆蓋縱深，不僅地上要有網(wǎng)絡覆蓋，地下也同樣有高速網(wǎng)絡覆蓋。

（3）低功耗。5G通訊技術通過技術改造，極大的降低設備的功耗，使電子設備帶電服務時間更長，增強了用戶體驗。

（4）低時延。人與人之間的交互時延在140毫米在可以接受的范圍之內，但是對于5G通信技術是不可接受的，比如無人駕駛技術，如果時延在140毫秒，那么汽車就沖出幾十米，很可能發(fā)生危險，所以5G對于時延的要求在1毫秒之內。

（5）萬物互聯(lián)。在5G時代的理想狀態(tài)下，每平方公里可以達到100萬個移動終端接入網(wǎng)絡。在5G技術達到成熟以后，生活中的每一個物體都可以通過5G技術連接入網(wǎng)，比如耳機、書本、桌椅等。

4 5G背景下教育面臨的發(fā)展

隨著5G通訊技術的不斷進步以及憑借5G通訊技術的優(yōu)點，教育領域將會在以下是三個方面取得長足的進步與發(fā)展：

（1）VR+教育。在5G時代下，基于移動寬帶增強、超高可靠、超低時延通信、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)三大應用場景的拓寬，許多以往難以實現(xiàn)的課堂場景問題將會得到有效解決，憑借5G的先進技術，VR技術將會在教育領域的以下三個方面得到廣泛應用：一是可以創(chuàng)造出許多此前難以實現(xiàn)的場景教學，比如地震、消防等災害場景的模擬演習;二是可以模擬諸多高成本、高風險的教學培訓，比如車輛拆裝、飛機駕駛、手術模擬等;三是能夠還原歷史或其他三維場景，如博物館展覽、史前時代、深海、太空等科普教學。

（2）智慧教育。隨著5G技術不斷進步與普及，智慧教育在教育領域將會取得長足的發(fā)展。憑借5G技術的優(yōu)勢，人工智能將與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術將廣泛的應用到教育當中，比如智慧教室、智能助教機器人以及智能筆記本等產品將會大量在學習活動中的到應用。

（3）教育設備。目前許多學校教室的大多數(shù)電子設備只是為教學活動提供簡單的PPT放映、視頻播放以及資料查詢等功能，沒有實現(xiàn)互聯(lián)功能。5G時代的到來，不僅解決人與人的通信問題，同時還要解決人與物以及物與物的互聯(lián)問題。教育設備面臨的巨大變革就是互聯(lián)，教室的教育設備與學校圖書館學習資源互聯(lián)、與學生移動學習設備互聯(lián)以及與教師教學移動設備互聯(lián)，增強學習的互動性。

5 5G背景下教育面臨的挑戰(zhàn)

在先進技術的帶來便利的同時，同樣也將會面臨巨大的挑戰(zhàn)，其中5G通訊技術給教育領域帶來的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

（1）巨額的資金預算。隨著5G時代的到來，學校對于先進技術設備的引進將會占用巨額的資金預算。下至一個學校，上至一個國家，都將會使教育經費極大的增加，同時也會增加財政壓力。

（2）技術人才的短缺。5G時代的到來，對于先進教學設備的到來，并不是每個學校都擁有足夠多的技術人才能夠正確使用設備以及設備在日常使用中的維護。即使學校擁有先進的教學設備，卻得不到相應的使用，是對資源的極大浪費。

6 結語

即將到來的5G時代，對于每個領域將會帶來巨大的變革，同樣在教育領域將會對學習者的學與教師的教產生翻天覆地的變化。目前5G技術已經具備一定的規(guī)模，未來隨著5技術的不斷進步，將會給教育領域帶來更多的變革。

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