后疫情時(shí)期5G智慧教育發(fā)展方向

王翠林

疫情影響下中小學(xué)延期開學(xué)、線下培訓(xùn)關(guān)閉以及教育部“停課不停學(xué)”的通知迅速催化在線教育接受度、引爆需求熱潮，并在一定程度上培養(yǎng)了用戶習(xí)慣，致使互聯(lián)網(wǎng)教育行業(yè)全面提速。未來(lái)隨著5G基礎(chǔ)設(shè)施搭建完成，5G將支撐眾多教學(xué)方法創(chuàng)新，助力構(gòu)建智慧教育新生態(tài)，成為推動(dòng)教育信息化的新動(dòng)能。

隨著新一代信息技術(shù)的迭代加快，大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（MOOC）、小型限制性在線課程（SPOC）等教學(xué)方式已得到廣泛應(yīng)用，智能教學(xué)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)也迅速發(fā)展。疫情影響下中小學(xué)延期開學(xué)、線下培訓(xùn)關(guān)閉以及教育部“停課不停學(xué)”的通知迅速催化在線教育接受度、引爆需求熱潮，并在一定程度上培養(yǎng)了用戶習(xí)慣，致使互聯(lián)網(wǎng)教育行業(yè)全面提速。

未來(lái)隨著5G基礎(chǔ)設(shè)施搭建完成，憑借5G Gbps級(jí)別的高速率、5ms-30ms級(jí)別的低時(shí)延以及超大規(guī)模連接的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，5G將支撐眾多教學(xué)方法創(chuàng)新，助力構(gòu)建智慧教育新生態(tài)，成為推動(dòng)教育信息化的新動(dòng)能。

5G智慧教育有助于教育公平和教育質(zhì)量提升

5G助力優(yōu)質(zhì)教育資源均衡分配，為教育扶貧帶來(lái)新的解決方案。5G網(wǎng)絡(luò)因其高速率、高容量、低時(shí)延、低功耗技術(shù)特性，成為未來(lái)智慧教育的基礎(chǔ)支撐。

一方面5G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)3G/4G、寬帶、Wi-Fi等已有網(wǎng)絡(luò)的融合，打造多網(wǎng)融合的泛在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)承載統(tǒng)一，減少貧困地區(qū)學(xué)校部署新的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)成本。

另一方面5G以其大寬帶、低時(shí)延以及邊緣計(jì)算保障了智慧課堂中交互顯示的終端設(shè)備，在感知層面、用戶層面和資源層面，將數(shù)字化、智能化普及到邊遠(yuǎn)地區(qū)，實(shí)現(xiàn)真正的教育公平。例如河北移動(dòng)通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，把河北師范大學(xué)AR實(shí)驗(yàn)室的科普教學(xué)進(jìn)行VR攝錄成像，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳送到蔚縣南留莊中學(xué)，有力支撐了農(nóng)村地區(qū)開展互動(dòng)教學(xué)、全息課堂等智慧教育核心業(yè)務(wù)。

5G技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及與多種智能技術(shù)完美結(jié)合，促使教學(xué)方式實(shí)現(xiàn)教與學(xué)深度融合。相比于4G網(wǎng)絡(luò)下利用網(wǎng)絡(luò)與大屏，以在線直播或“雙師課堂”為主的教育呈現(xiàn)形式，5G時(shí)代，借助與4K/8K全景攝像機(jī)，VR/AR等智能技術(shù)融合，能夠?qū)崿F(xiàn)立體數(shù)字環(huán)境構(gòu)建，并以高質(zhì)量的視頻傳輸讓學(xué)習(xí)者“身臨其境”。

同時(shí)，5G作為技術(shù)和載體支持助力大數(shù)據(jù)中心、云平臺(tái)提供高效、迅捷的數(shù)據(jù)傳輸和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)行為智能分析和可視化管理，實(shí)時(shí)了解學(xué)習(xí)情況、獲取需求反饋，實(shí)現(xiàn)師生良好互動(dòng)。例如臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)中，5G+VR技術(shù)的融合將借助VR頭顯和5G網(wǎng)絡(luò)載體支持，通過(guò)仿真系統(tǒng)和三維動(dòng)態(tài)視景高度還原真實(shí)場(chǎng)景，并借助5G高速率、低時(shí)延的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)學(xué)習(xí)中的疑問無(wú)縫對(duì)接連線專家進(jìn)行視頻語(yǔ)音互動(dòng)交流，實(shí)現(xiàn)浸入式、交互式教學(xué)。

后疫情時(shí)代5G+智慧教育將于三大場(chǎng)景率先實(shí)現(xiàn)應(yīng)用

疫情催化下5G將實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育體驗(yàn)提升和應(yīng)用創(chuàng)新。為減輕疫情對(duì)教育領(lǐng)域沖擊，包括我國(guó)在內(nèi)多個(gè)國(guó)家均加強(qiáng)遠(yuǎn)程教育教學(xué)實(shí)踐，令遠(yuǎn)程教育成為無(wú)法接受面授時(shí)的次優(yōu)選擇，提升了遠(yuǎn)程教育行業(yè)市場(chǎng)滲透率和接受度。然而，目前大部分遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)依然是以老師為中心的教學(xué)文件上傳和下載，并未體現(xiàn)教學(xué)實(shí)時(shí)互動(dòng)和協(xié)作學(xué)習(xí)。

5G時(shí)代依賴eMBB增強(qiáng)移動(dòng)寬帶和uRLLC超可靠低時(shí)延通信的載體支持，以及4K/8K超高清視頻、AR/VR、人工智能等技術(shù)助力，遠(yuǎn)程直播、在線點(diǎn)播和異地教學(xué)得以實(shí)現(xiàn)，海量?jī)?yōu)質(zhì)教育課程資源實(shí)現(xiàn)均衡分配，為教育扶貧提供了全新解決方案。

復(fù)學(xué)潮推動(dòng)下5G網(wǎng)絡(luò)將助力校園智能視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)大規(guī)模應(yīng)用。伴隨多地明確開學(xué)時(shí)間，加強(qiáng)疫情防控期間校園安全管理，切實(shí)保障師生健康和校園財(cái)產(chǎn)安全成為學(xué)校當(dāng)務(wù)之急，熱成像技術(shù)、高清視頻監(jiān)控、人臉識(shí)別等技術(shù)或?qū)⒙氏葘?shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，滿足快速完成學(xué)生測(cè)溫及體溫監(jiān)控，提升學(xué)校應(yīng)急反應(yīng)速度的現(xiàn)實(shí)需求。未來(lái)，在防疫需求常態(tài)化推動(dòng)下，5G技術(shù)優(yōu)勢(shì)將使得校園安防逐漸進(jìn)入智能安防時(shí)代。

首先，5G以其超大帶寬傳輸能力，滿足4K/8K視頻大規(guī)模應(yīng)用需求，并通過(guò)部署在邊緣服務(wù)器搭載AI人工智能的視頻分析技術(shù)，將高清視頻及響應(yīng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至學(xué)校側(cè)云平臺(tái)或大屏，幫助學(xué)校及教育主管部門筑起疫情防控第一道防線。

其次，5G網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)將極大降低學(xué)校網(wǎng)絡(luò)布線、維護(hù)以及存儲(chǔ)成本，帶動(dòng)學(xué)校安全保障的變革，幫助學(xué)校構(gòu)建智能感知、高效聯(lián)動(dòng)、精準(zhǔn)指揮的新型視頻安防業(yè)務(wù)模式。

5G網(wǎng)絡(luò)將賦能智慧課堂實(shí)現(xiàn)從二維向三維躍升的沉浸式教育。

一方面，5G網(wǎng)絡(luò)將帶給VR行業(yè)新的發(fā)展前景，推動(dòng)智慧課堂教學(xué)呈現(xiàn)形式從二維向三維躍升。在5G超大帶寬承載下，可將VR領(lǐng)域運(yùn)行、渲染、計(jì)算等工作放到云端，并將VR畫面和聲音通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸至終端，實(shí)現(xiàn)VR設(shè)備輕量化，并借助邊緣云部署架構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，緩解學(xué)生佩戴頭顯時(shí)的眩暈感和沉重感，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的立體感知體驗(yàn)。

另一方面，5G智慧課堂是對(duì)傳統(tǒng)在線課堂教學(xué)互動(dòng)能力的全面革新。通過(guò)將軟硬件模塊5G化匹配，新一代的智慧課堂將實(shí)現(xiàn)從有線網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbee、NB-IoT等網(wǎng)絡(luò)承載到高速率、高可靠、低時(shí)延、高安全的5G網(wǎng)絡(luò)。借助交互智能平板、智能學(xué)習(xí)筆等5G化智能終端，利用5G網(wǎng)絡(luò)的高速率、低時(shí)延，實(shí)現(xiàn)授課過(guò)程中實(shí)時(shí)采集學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，掌握學(xué)生理解程度，同時(shí)利用5G網(wǎng)絡(luò)的高可靠性，保證數(shù)據(jù)采集和傳輸過(guò)程中的穩(wěn)定性和可靠性，帶給師生更流暢的數(shù)據(jù)服務(wù)體驗(yàn)。

對(duì)策建議

一是加強(qiáng)5G技術(shù)研發(fā)，注重與AI、VR/AR等技術(shù)融合應(yīng)用。圍繞5G功率放大器、基站基帶等核心芯片、通信協(xié)議棧軟件、電信網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等產(chǎn)業(yè)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行單點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)。在基礎(chǔ)層面的數(shù)據(jù)采集方面注重發(fā)揮AI技術(shù)支撐作用。

二是加大5G基礎(chǔ)設(shè)施部署，助力校園數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。依據(jù)5G基站站址規(guī)劃，強(qiáng)化5G基礎(chǔ)設(shè)施共建共享和節(jié)能管理，做到5G基站建設(shè)與校園數(shù)據(jù)中心建設(shè)相協(xié)調(diào)。建立彈性云服務(wù)，整合數(shù)據(jù)資源，為智慧教育提供便捷、安全可靠的數(shù)據(jù)支撐。

三是加快5G公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，助力智慧教育體驗(yàn)升級(jí)。加快建設(shè)5G+智慧教育公共服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建創(chuàng)新載體和教育公共服務(wù)能力，加快推進(jìn)5G在教育領(lǐng)域的先導(dǎo)應(yīng)用，打造各種符合教育行業(yè)特點(diǎn)和實(shí)際的學(xué)習(xí)平臺(tái)。