5G技術在未來教育所起的作用

楊若于

（四川大學錦江學院 四川省眉山市 620860）

在移動通信技術迅猛發(fā)展的這幾十年間，移動通信從單一的一種通信方式變化成了多樣且能融入到各行各業(yè)的生活方式，而5G是現(xiàn)在人們最關心和最向往的通信技術。自進入2020年，第五代移動通信技術將會在我國擴大其使用范圍，但在教育事業(yè)的發(fā)展這一塊卻還沒有相對統(tǒng)一的認知。教育信息化是現(xiàn)代化教育的動力核心。西方發(fā)達國家對于教育信息化這塊略先于我國，我國也在近年來對教育信息化這方面大力發(fā)展、迎頭趕上。以現(xiàn)在5G技術為代表的世界先進技術，它擁有巨大的使用潛能，有望在未來很長一段時間成為我國教育信息現(xiàn)代化的建設基礎?；诖?，本文將會對于5G技術以及在未來5G技術對于教育的運用做出一些解釋和分析探討。

1 5G

1.1 什么是5G

5G技術，即第五代移動通信技術。它是繼我國通信發(fā)展史2G、3G、4G后的新的通信技術，說它是“新”，其實也不然。5G技術是對4G技術的一種更高效、更多承載量的延伸。從最開始的2G技術，目的是讓人們能夠進行移動電話的交流，信號穩(wěn)定性不高，而3G技術是將網(wǎng)絡的傳輸和下載速度得到了進一步的提高，對于我們現(xiàn)在最廣泛使用的4G，則完全能夠將人與人之間聯(lián)系起來。所以說通俗一點的話，5G技術則是在人與人之間能夠實時聯(lián)系起來的基礎上，讓“萬物”（智能感知的設備）都聯(lián)系起來。如果用一個字描述5G技術，那就是 “快”。

1.2 5G技術的特點

1.2.1 用戶能得到更優(yōu)質(zhì)的體驗

5G技術讓用戶傳輸和下載速度更快，信號的穩(wěn)定性也更高。在以往的4G網(wǎng)絡中，難免會有在人員密集的區(qū)域會出現(xiàn)斷開網(wǎng)絡的情況，這是4G技術因為傳輸量過大出現(xiàn)的傳輸卡頓和滯后等一系列現(xiàn)象，而5G技術能夠實現(xiàn)平均分配給用戶，解決這一現(xiàn)象的產(chǎn)生。

1.2.2 MIMO技術

MIMO（多進多出）即是為了提高信道的容量，在收發(fā)天線處使用更多的天線讓它們彼此間構成多信道的系統(tǒng)。MIMO技術可以說是5G建設的核心技術，為了確保5G網(wǎng)絡的穩(wěn)定和安全的重要技術。而在具體的5G建設中，MIMO技術也應當在具體的工作中具體的研究，在配置天線的同時適當?shù)脑黾雍秃侠淼呐鋵Σ拍芨玫拇龠M天線之間的相互連接，以達到更快的傳輸速度。

1.2.3 自組網(wǎng)技術

自組網(wǎng)技術是在5G網(wǎng)絡中用于優(yōu)化和恢復處理，有效的提升5G網(wǎng)絡自動恢復的水平。5G網(wǎng)絡的結構復雜且維護管理難度大，而由于自組網(wǎng)它自身有較高的智能化水平，所以在對于網(wǎng)絡故障和5G建設的一些技術性問題都能夠更高效準確的解決。

1.2.4 多載波技術

多載波技術具有抗多徑衰落和頻譜效率高的特性，它還能降低系統(tǒng)的復雜性，也是5G技術的關鍵技術。它由多個濾波器構成，保障了5G網(wǎng)絡中的寬帶頻率和更高效的維護了信息傳輸效率。

2 我國當前教育的現(xiàn)狀

當前我國的教育，隨著時代、科技和各社會大環(huán)境的飛速變化發(fā)展，在教學的方式、教學的模式都在隨著改變而發(fā)生著變化。在從前的傳統(tǒng)教育過程中，對于知識的傳播者和對于知識的接受者這兩種關系來看，他們之間是一種單向的傳輸模式，即傳播者指向接受者，所以表現(xiàn)出來是很被動的一種教學方式。在如今我國大力和快速發(fā)展教育方式和教育模式的背景下，現(xiàn)如今合種火熱的教育方式慢慢產(chǎn)生，其特點從之前的單向和被動轉變成了現(xiàn)在的雙向、主動的教育模式；從最開始的粉筆加黑板轉變成了各種多媒體和技術手段的教學方式；從以往最原始的線下學校師生轉變成了現(xiàn)在各種線下線上的雙課堂模式，教師的角色也從之前單一的學校教師轉變成了現(xiàn)如今更為廣泛的全民都是老師。比如現(xiàn)在大學生在“學習通”所學的網(wǎng)課以及“新東方”、“考蟲”等一系列線上教育的平臺出現(xiàn)且各平臺學生都能選擇自己喜歡的老師，由此可以看出當前學生對于自己所想要學習和想要在哪個老師那里學習有了自己主動的選擇權，比較以往的教學模式，現(xiàn)如今的教學模式則更加的增添了教育的雙向性，而不只是單一的傳授者指向受教者；教學的地點也不僅限于教室，而是受教者能在任何地點任何時間學習。由此也能夠看出現(xiàn)在雖然學生還是以學校教育為主，但是在線上教育已經(jīng)成了一種趨勢，相對于未來還有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

雖然就從發(fā)展的趨勢來看，線上教育的優(yōu)勢逐漸的明顯且能為人們廣泛使用，但其存在的弊端仍然不能被其優(yōu)點掩蓋起來，就如同現(xiàn)在的線上教育大多以直播或者錄播的課程進行傳授，但由于技術手段的限制，在線上教學直播時經(jīng)常會發(fā)生卡頓或者有延時的情況，而對于錄播的課程則無法在受教者學習過程中所遇見的疑難進行及時的互動，所以課程的體驗受到了一定程度的影響。而在一些需要及時互動和及時反饋的教學，如音樂和樂器學習中，學習的場景只會提供一個從前的線下模式教育，只不過是場景或時間發(fā)生了變化，對于學生學習中的錯誤和感受，傳授者也和他們隔著一層薄膜。還比如在現(xiàn)在各種教學平臺都如雨后春筍一樣冒出來，其中的師資力量和資源都沒能得到及時的監(jiān)管，這就導致受教者在學習過程中會遇見錯誤的信息從而影響往后的發(fā)展。這也就是現(xiàn)如今廣大的學員、家長都對于線上教育是否有益有效產(chǎn)生嚴重的懷疑。此外，由于教育資源的不平衡，好的教育資源往往集中在一線二線城市，對于其他三四線城市和偏遠地區(qū)來說，他們之間始終隔著一層薄膜，使得不能及時獲取有效的教育資源。而5G時代的到來，則可以將這層薄膜捅破。

3 5G時代下的教育挑戰(zhàn)

目前，很多學校都已經(jīng)逐漸向數(shù)字化教學轉型深入，各網(wǎng)絡和創(chuàng)新型應用正推向教育的信息化。傳授者和受教者也期望能獲得更好的網(wǎng)絡服務和各種優(yōu)質(zhì)的教育資源，其中當然也包括線上學習等，但對比現(xiàn)在供給卻不能達到傳授者和受教者所期望的期望值，特別是對新型的教育業(yè)務。超清、超高清直播課堂、VR/AR課堂等教育資源還處于較低的水平；而對于生活中個人數(shù)據(jù)的安全、隱私和被泄露的風險仍然可能會因為5G時代的教育出現(xiàn)大流量大數(shù)據(jù)而涉及更嚴重的安全風險；再者就是建設和運營維護的成本還是很高，在教育信息系統(tǒng)建成以后，運營維護會相對于之前幾代移動通信系統(tǒng)而言費用會高昂，雖然以現(xiàn)在的4G完全能夠滿足高清教育視頻的傳送和接收，但是不能滿足超清、超高清和VR/AR教育視頻等更加優(yōu)質(zhì)的教育資源和教育方式，特別是想要在完成零延時的互動和及時的數(shù)據(jù)反饋，都需要在將來有望能突破現(xiàn)在教育網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)。

4 5G+AI+大數(shù)據(jù)和VR優(yōu)勢

在面向未來教育的信息化，想要發(fā)揮好5G技術的優(yōu)勢，需要密切將AI和大數(shù)據(jù)與它相關聯(lián)起來。“5G+AI”是運用5G網(wǎng)絡和人工智能的算法，此結合的優(yōu)勢在于可以創(chuàng)造出超低延時、超高速、超高效和可靠的教育教學方式，“課上互動，在線答疑”等傳授者和受教者進行交互學習，從而這些教育數(shù)據(jù)一同形成了一個大數(shù)據(jù)平臺，為各校的師生或者不在本校接受教育的受教者提供了更多高效又便捷的學習方式。“5G+AI”所形成的大數(shù)據(jù)平臺，可以根據(jù)自身所需的教育內(nèi)容和教學資源、自我學習時間的分配和對空間的約束進行更合理的分析和使用。這會加快傳統(tǒng)教育向數(shù)字智能化方面的轉變，從以前傳統(tǒng)的教育資源分配不均面向更加公平合理的資源分配、傳統(tǒng)單一的教學模式轉變成智能多樣的教學方式。這不僅提升了各師生對于學習提供了更多更優(yōu)質(zhì)的選擇，還賦予了關于教育更多的選擇性，為未來的創(chuàng)新型教育提供更多的思考。

而在現(xiàn)在的教育網(wǎng)絡，大多使用的都是有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)路的覆蓋等。相比于5G而言，教育網(wǎng)絡在未來不用這么多網(wǎng)絡的部署且能夠達到比現(xiàn)在有更高帶寬更快速更可靠的網(wǎng)絡技術支持，能為教育帶來切實際的需求和不管是傳授者還是受教者都更好的教學學習體驗。在“5G+AI+大數(shù)據(jù)”的應用場景中，還可以實現(xiàn)在監(jiān)考系統(tǒng)中實現(xiàn)智能無人監(jiān)考、智能的學習追蹤和督促等，極大減少了現(xiàn)在教師的負擔。如同可以在教室安裝AI評測的攝像頭，從攝像頭中觀察學生的五官和表情的變化，可以快速的分析出來學生是否在認真學習或者做著和學習不相關的事情，在對于整個班級的專注度情況也能做到及時的統(tǒng)計和分配。而同樣的，在學生作業(yè)評改中，AI評測同樣能快速找出錯誤并且通過數(shù)據(jù)庫找到學生哪個方面比較薄弱或者哪個方面是他(她)的優(yōu)勢，極大的擴展了學生學習的個性化發(fā)展和輔助了老師的工作。

在5G技術下，VR可以高效的利用網(wǎng)絡傳輸音影教學視頻。VR可以用三維方式展現(xiàn)出可以操作的系統(tǒng)學習方法。這相比以往的二維方式極大的提高了直觀性，對于學生來說有助于提高他們對于學習內(nèi)容的理解。同樣的，VR互動性也是對于從前的教學方式來說是一個飛躍性的改變，學生可以對于一個實驗進行重復操作，對于未做過或者帶危險性的實驗也可以通過VR進行實際操作且很安全，可以極大提高學生學習的積極性和滿足學生的好奇心。

5 5G+AI+大數(shù)據(jù)是把雙刃劍

不論是什么樣的科技出現(xiàn)都會帶來它的優(yōu)點和缺點，如同一把雙刃劍的存在?！?G+AI+大數(shù)據(jù)”它的缺陷是不能忽視的。雖然我國現(xiàn)在正在大力發(fā)展5G、AI和大數(shù)據(jù)，但是對于教育這一行來說，大數(shù)據(jù)庫里面的對于學生和老師的數(shù)據(jù)是不完善的，而且數(shù)據(jù)是否過時和可信度等方面問題是一直存在的。就好比平時我們用支付寶或者淘寶等軟件會根據(jù)我們的消費情況或需要購買的東西給予推薦業(yè)務，同時也是根據(jù)了大量的人們的數(shù)據(jù)而進行的篩選所推薦出來的業(yè)務商品等。而在AI教育大數(shù)據(jù)里面，AI是需要依靠一個龐大的數(shù)據(jù)庫才來與教育有機的結合起來，這也就是說想要達到“5G+AI+大數(shù)據(jù)”的教育模式，仍然需要很長的時間來收集數(shù)據(jù)，目前也只是一個比較淺層的層面。倘若在還沒有完善的AI面前使用此技術的話，可能會導致很多的誤判情況，到時候修改則會耗費更大的人力資源，就得不償失了。

此外，如果校園全部都在AI監(jiān)控下并且所做所謂都會傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，這不僅會引來一系列關于道德倫理的爭議，還會對個人心理和生理都產(chǎn)生嚴重的影響和傷害。在如今的社會不論在哪個地方或者單位都會有隱私的爭議，而隱私對于個人而言也是非常重要的。所以對于學生而言，如果全程都被監(jiān)控，這必然會影響學生的成長，造成更加嚴重的后果。所以在“5G+AI+大數(shù)據(jù)”進行運用時，還有很多需要考量和解決的東西，是一條漫長的道路。

6 總結

綜上所述，進入2020年。5G也漸漸融入到我們的生活的當中。科技的進步帶來了很多的益處和方便，在科技對于傳統(tǒng)教育事業(yè)的改變中，我們?nèi)匀粫媾R諸多的問題和困難。教育工作是否能融入到5G，做出更好更完美的教育系統(tǒng)是我們應當積極努力所做的，而對于新科技的弊端也是必須考慮在內(nèi)。所以要做好多全新科技的理解與分析，將利弊放在一個平衡點，教育事業(yè)才會進入穩(wěn)定的發(fā)展。