5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育信息化變革中的應(yīng)用

肖振濤

隨著時(shí)代的快速發(fā)展，5G技術(shù)在不久的未來(lái)將正式投入使用，滿足用戶更高層次的需求。在教育領(lǐng)域，5G與云、高清視頻、AI、VR/AR、全息影像等先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合，創(chuàng)新教育手段，改變教育方式，提升教育效率。本文針對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育信息化變革中的應(yīng)用進(jìn)行了探究。

2020年春節(jié)，一場(chǎng)因新型冠狀病毒感染的肺炎疫情籠罩著全國(guó)，面對(duì)疫情肆虐，電信運(yùn)營(yíng)商、行業(yè)應(yīng)用解決方案提供商、通信設(shè)備供應(yīng)商等聯(lián)手抗擊疫情。為了不耽誤孩子們的學(xué)習(xí)，學(xué)校都紛紛開(kāi)展了網(wǎng)上課堂，遠(yuǎn)程教學(xué)和在線教育得到了的爆發(fā)式發(fā)展，釘釘、騰訊會(huì)議等注冊(cè)用戶都飛速增長(zhǎng)。由于人員注冊(cè)量的大幅增加，且這些應(yīng)用多基于4G和有線寬帶網(wǎng)絡(luò)，帶寬受限進(jìn)而導(dǎo)致教學(xué)直播不暢，甚至掉線等時(shí)有發(fā)生，5G因?yàn)楦邘挘蜁r(shí)延，大連接的特點(diǎn)必然會(huì)在教育信息化領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。

一、5G的主要特點(diǎn)分析

（一）極高的速率

目前，4G網(wǎng)絡(luò)速度已經(jīng)很快，但是還不夠，5G要做到的目標(biāo)是最大10Gbps。5G理論傳輸速度可以達(dá)到4G的數(shù)百倍甚至千倍。高速率可以實(shí)現(xiàn)支持高速上傳、高速下載、3D視頻、8K視頻流的實(shí)時(shí)播放。

（二）極大的容量

正交多址編碼及D2D等技術(shù)，使5G具備106個(gè)/平方公里的百萬(wàn)級(jí)超大連接密度能力。5G網(wǎng)絡(luò)擁有大容量低功耗的特點(diǎn)，全面應(yīng)用之后，將會(huì)大大降低連接成本，在萬(wàn)物互聯(lián)層面有著不錯(cuò)的應(yīng)用前景。

（三）極低的時(shí)延

5G通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、空口技術(shù)、承載網(wǎng)等多方面采用新架構(gòu)和新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)極低時(shí)延的特點(diǎn)。5G網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延降低90%以上，同時(shí)5G網(wǎng)絡(luò)最大的優(yōu)勢(shì)在于高速接入、低接入時(shí)延和支持海量的設(shè)備連接數(shù)。5G的應(yīng)用不僅能為普通消費(fèi)者帶來(lái)全新的移動(dòng)通信體驗(yàn)，也將為各行業(yè)提供豐富的使用場(chǎng)景。

二、當(dāng)前教育信息化存在的不足

黨的十九大報(bào)告提出，中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代，我國(guó)社會(huì)主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。這是對(duì)中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代做出的實(shí)事求是的重大判斷，具有極其重要的意義。教育資源特別是中小學(xué)教育資源的不平衡不充分對(duì)也是社會(huì)關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。簡(jiǎn)單來(lái)講，城市的教育資源比農(nóng)村的要充分，而大城市的教育資源比中小城市的教育資源要豐富。雖然現(xiàn)階段我國(guó)的教育信息化進(jìn)程已經(jīng)大大加快，但仍然存在和面臨著一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）對(duì)教育信息化認(rèn)識(shí)不夠到位

信息技術(shù)的快速發(fā)展給現(xiàn)代教育產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)新的革命。在這種形勢(shì)下，教育的方法、手段、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、評(píng)價(jià)方式都發(fā)生了重大變化，教學(xué)質(zhì)量和效率也得到了大大提升。目前，教育信息化仍然停留在網(wǎng)絡(luò)資源在線檢索、多媒體輔助教學(xué)等，而對(duì)教育信息化的發(fā)展趨勢(shì)、戰(zhàn)略意義和我國(guó)教育信息化的政策并不了解，也沒(méi)有理解教育信息化的真正含義。因此，雖然近些年教育部門(mén)加大了對(duì)學(xué)校信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，力求早日讓多媒體教學(xué)進(jìn)入每一個(gè)班級(jí)，但事實(shí)上，投入雖然也不少，但是帶來(lái)的效果并不顯著。

（二）教學(xué)資源及軟件建設(shè)滯后

一方面學(xué)校教學(xué)資源和軟件數(shù)量較多，另一方面教師使用的積極性不高，使得這部分資源被閑置起來(lái)。究其原因主要有以下四個(gè)方面：一是培訓(xùn)工作不到位，一些年齡稍大的老師還不能夠掌握先進(jìn)設(shè)備的使用，導(dǎo)致設(shè)備的利用率低下。二是簡(jiǎn)單的應(yīng)用較多，主要是播放一些視頻影視資料，多數(shù)教師不會(huì)對(duì)教學(xué)軟件進(jìn)行再加工。三是有些教學(xué)資源時(shí)效性強(qiáng)，過(guò)一段時(shí)間實(shí)用性就變差，學(xué)生和教師感知不好，不愿意用。四是教材和出版社不同，導(dǎo)致教學(xué)軟件不統(tǒng)一。這些情況既造成了教學(xué)資源和資金的浪費(fèi)，也影響了教師在使用多媒體教學(xué)的積極性。

（三）信息技術(shù)培訓(xùn)“重技能輕應(yīng)用”

目前廣大教師對(duì)于信息技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的理解也只是課堂中播放視頻軟件或者演示課件，這是信息技術(shù)應(yīng)用最初的階段，其真正的優(yōu)勢(shì)與作用并沒(méi)有得到充分發(fā)揮。信息技術(shù)和教育的結(jié)合最終是要帶來(lái)教師的教學(xué)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、師生的互動(dòng)方式以及教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式的變革。因此，信息技術(shù)的培訓(xùn)應(yīng)該除了重視技能培訓(xùn)，更要注重應(yīng)用方面的培訓(xùn)，包括開(kāi)展面向教學(xué)應(yīng)用、面向課程整合的培訓(xùn)，使廣大一線教師對(duì)教育信息化能夠有更深層次理解，能夠站位更高，從而為教學(xué)服務(wù)、為教育科研服務(wù)，為教師自我學(xué)習(xí)服務(wù)。

三、5G與教育產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展

一是凝聚了數(shù)字化轉(zhuǎn)型新共識(shí)。疫情防控對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)產(chǎn)生重大影響，讓更多的企業(yè)家、管理者和人民群眾認(rèn)識(shí)到以信息流帶動(dòng)技術(shù)流、資金流、人才流、物資流的重要性和必要性。5G、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等作為推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合的關(guān)鍵路徑，將有效推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮越來(lái)越重要的支撐作用。

二是激發(fā)了在線應(yīng)用新需求。為了控制疫情，封城、居家隔離等手段促進(jìn)了“宅”經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，游戲、視頻成為居民在家中娛樂(lè)的主要方式，在線教育助力學(xué)生“停課不停學(xué)”。5G與云端結(jié)合還可以支持VR/ AR、全息投影等大數(shù)據(jù)量圖像的存儲(chǔ)和傳輸，創(chuàng)新遠(yuǎn)程辦公和教學(xué)手段，帶來(lái)更加極致的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，并將智能終端的部分存儲(chǔ)和計(jì)算能力放在云端，降低終端成本。疫情在推動(dòng)在線應(yīng)用發(fā)展的同時(shí)也激發(fā)了公眾對(duì)更大容量、更快速度的信道的需求，讓5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育信息化變革中的應(yīng)用場(chǎng)景變得更加清晰、可行。

三是拓展了行業(yè)應(yīng)用新空間?？箵粢咔榈倪^(guò)程中，5G+遠(yuǎn)程教育等行業(yè)應(yīng)用極大地提高了防疫效率。中國(guó)電信充分發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，向廣大中小學(xué)提供免費(fèi) “直播遠(yuǎn)程教學(xué)”、“中小學(xué)同步課堂”等服務(wù)，既滿足了孩子們學(xué)習(xí)知識(shí)的愿望，又避免了疫情防控期間學(xué)生和家長(zhǎng)聚集，降低人群交叉感染風(fēng)險(xiǎn)。隨著5G技術(shù)廣泛應(yīng)用，相信在不久的將來(lái)，孩子們就可以體驗(yàn)名師親臨現(xiàn)場(chǎng)、教材教具實(shí)景呈現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)感，還可以將視頻直播內(nèi)容傳輸?shù)狡h(yuǎn)山區(qū)的學(xué)校，使優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源遠(yuǎn)距離傳輸?shù)?G網(wǎng)絡(luò)可達(dá)的任何地方。

四是推動(dòng)教育信息化建設(shè)步伐。在線教育雖然助力學(xué)生“停課不停學(xué)”，但是網(wǎng)絡(luò)帶寬的不足與在線教育人員的增長(zhǎng)之間的矛盾越來(lái)越突出。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為教育信息化和教育資源的綜合利用提供了更多可能。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，攝像頭智能識(shí)別人像并自動(dòng)切換畫(huà)面、4K極清攝像機(jī)呈現(xiàn)了課堂實(shí)驗(yàn)與互動(dòng)、課堂提問(wèn)與回答聲音清晰傳遞等，這些都離不開(kāi)5G技術(shù)的支持。

四、結(jié)語(yǔ)

這場(chǎng)疫情在延緩我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和用戶發(fā)展的同時(shí)，也讓國(guó)人第一次大范圍感受到5G與經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域融合發(fā)展的步伐有望加速，5G+新興技術(shù)所帶來(lái)效率將大大提升，利用5G來(lái)引領(lǐng)教育信息化變革，促進(jìn)教育資源均衡流通已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。

作者單位：中國(guó)電信股份有限公司河南分公司