關于5G時代的開放大學信息化分析與應用研究

袁婷

【摘要】近年來，隨著我國教育技術的蓬勃發(fā)展和5G通信技術的廣泛應用以及社會信息化進程的不斷推進，我國開放大學也邁進了信息化發(fā)展進程，開放大學信息化發(fā)展呈現(xiàn)出以在線教育為基礎，有向建設、管理、服務、應用等多個領域覆蓋的發(fā)展趨勢。尤其是在新冠疫情期間，我國在線教育行業(yè)在巨大的時代壓力下抓住了機遇，在應用領域、基礎環(huán)境建設、運維保障機制等方面取得了突破，為我國開放大學信息化發(fā)展打下了堅實的基礎。對此，文章從多個視角出發(fā)，圍繞“關于5G時代的開放大學信息化分析與應用”這一課題展開系統(tǒng)性分析和研究，以供參考。

【關鍵詞】5G時代? 開放大學信息化? 新思路

【基金項目】2021年度益陽市社科課題“5G時代開放大學成人教育信息化的發(fā)展研究”（編號：2021YS267）。

【中圖分類號】G64 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）33-0055-03

在過去，4G通信技術的出現(xiàn)無疑是給人們的生活、工作、學習等帶來了極大的便利，這為大力推進信息化社會奠定了時代背景。而5G技術是4G通信技術的拓展和延伸，它的出現(xiàn)，對于通信系統(tǒng)的發(fā)展具有里程碑式的意義，同時也是通信系統(tǒng)歷程上的一次重大技術突破。2020年7月，5G的第二版增強標準（R16）已經凍結，我國已經進入大規(guī)模建設5G網(wǎng)絡的時代。這成為了開放大學信息化建設的新契機。我國開放大學可以借助此次技術革新來推進校園內的信息化建設，構建安全、高效信息化體系，實現(xiàn)覆蓋生活、學習、科研等多個方面的信息化體系建設。

1. 5G 技術時代的教學智慧

1.1 5G 技術對教學的賦能

以 5G 技術為代表的新一代信息技術，使人工智能可以獲取與分析復雜的海量教育數(shù)據(jù)，并且可能智能檢測與跟蹤評估整個教學過程，為各教育主體提供個性化服務，實現(xiàn)精準教學，產生不可估量的爆發(fā)式效應。從學生角度來看，通過 5G 技術的賦能，學生能夠獲得良好的發(fā)展體驗。從教師的角度，教師能夠通過智慧教學方法提高教學效率，并且能夠開展智慧評估，也可以借助于“5G+大數(shù)據(jù)+學習分析”進行教學分析，極大地拓展自身的教學能力和組織能力，讓教學活動更加高效。從教育管理者的角度看，管理者借助 5G 技術搭建的管理平臺，可以有效提升教學管理效率。

1.2 有利于搭建智慧教育生態(tài)

要想實現(xiàn)高水平與大范圍的優(yōu)質教育，教育資源的平等共享尤為重要。搭建智慧教育生態(tài)對于實現(xiàn)教育資源平等共享具有重要推動作用。智慧教育的未來不僅是將傳統(tǒng)課程搬上網(wǎng)絡，而是要集中打造一個匯聚優(yōu)質課程以及眾多各類型教育主體的社區(qū)平臺。智慧教育社區(qū)平臺是具備不斷擴展與迭代的自動化智能共享平臺。借助平臺的力量可以讓學生在良好的學習氛圍與有效互動中達到學習目標，教師在真實反饋與高效溝通中實現(xiàn)教學目標，教育管理者在平臺中發(fā)揮智囊作用。

2.開放大學信息化發(fā)展的現(xiàn)狀以及面臨的挑戰(zhàn)

當前，我國開放大學信息化建設呈現(xiàn)出以下三個特征：

（1）從實際情況來看，在現(xiàn)階段的開放大學內部，信息化建設問題依然得不到統(tǒng)一的規(guī)劃，即各級部門之間并沒有就信息化建設問題展開及時的溝通和交流，并達成統(tǒng)一的、可行性較強的實施依據(jù)和實施制度，依然存在諸多各級部門各自為政的現(xiàn)象，各個體系之間沒有形成統(tǒng)一的標準和接口。這不僅會造成校內部信息化設施和技術等等存在重復建設問題，同時也造成嚴重的資金浪費，還會給學校的科研、管理以及教學等工作帶來極大的麻煩。

（2）重視硬件設備購置，輕視應用軟件投入。開放大學在信息化建設過程中，大多是直接對外采購功能單一的產品，而極少根據(jù)自身需求，與廠家聯(lián)合開發(fā)具有高兼容性和拓展性的真正適合自身長期使用的產品。這使得所采購的設備頻繁更新淘汰，造成極大的浪費。

（3）重視有線網(wǎng)絡的布局，忽視了無線網(wǎng)絡的融合。數(shù)字校園是在校園網(wǎng)的基礎上發(fā)展完善起來的，受4G技術和終端的限制，無線網(wǎng)絡在開放大學信息化建設中的運用比例極低。

開放大學信息化建設在取得巨大進步的同時，也面臨著一些挑戰(zhàn)。具體如下：

（1）信息化教學應用水平不足。目前，雖然各大開放大學基本上完成了信息化教學的戰(zhàn)略部署，但是各個學校之間的信息化水平參差不齊。很多學校僅停留在校園信息管理的水平，在教學和科研中的應用不高，而且存在設備老舊、教學軟件過時、信息化集成度不高等現(xiàn)象。

（2）統(tǒng)籌機制有待完善。開放大學信息化建設是一項系統(tǒng)性極強的工程，需要各級教育部門協(xié)同，制定統(tǒng)一的標準和接口。目前，由于統(tǒng)籌機制的不完善，使得很多開放大學的信息化建設發(fā)展不均衡，系統(tǒng)互聯(lián)和信息共享程度不高。

（3）硬件資源緊缺，對新技術和新媒體的應用準備不足。隨著4G網(wǎng)絡的成熟和5G技術的完善，各種新終端和新媒體井噴式發(fā)展。開放大學信息化建設面臨大量設備的更新?lián)Q代，需要大量的資金投入。

3. 5G通信技術發(fā)展分析

3.1 5G通信技術應用場景及發(fā)展趨勢

5G 技術在各行業(yè)不同場景均有廣泛應用，根據(jù)這些應用的技術類型不同，可以分為三類：一是增強型移動寬帶，二是大連接物聯(lián)網(wǎng)，三是低時延高可靠通信。[1]增強型移動寬帶類，這一類應用場景，是在現(xiàn)有寬帶業(yè)務基礎上，實現(xiàn)了升級，通過 5G 技術對信號傳播速率帶來的飛躍提升，將人與人之間的通信體驗推向更極致的發(fā)展。目前，我國正在積極推動 5G 技術研究應用，促進其與大數(shù)據(jù)、人工智能等相關領域的結合，促進基于 5G 的各項融合應用產品研發(fā)，積極推進形成技術、標準、產業(yè)、應用的良性循環(huán)。5G 技術，與很多行業(yè)領域都在形成結合，比如農業(yè)、教育、交通等等，基于融合促進行業(yè)領域的創(chuàng)新發(fā)展，實現(xiàn)產業(yè)變革。5G 技術應用具有十分巨量的市場規(guī)模，將會深入改變人們的生活方式。龐大的物聯(lián)網(wǎng)連接和速度，邊緣計算能力使得人工智能和智慧型機器人的誕生與實現(xiàn)成為可能。未來人類的衣食住行都將因為 5G 技術的發(fā)展帶來翻天覆地的變化，而對于人類發(fā)展最為關鍵和重要的教育領域自然也不例外。

3.2開放大學5G通信技術發(fā)展分析

ITU定義了5G三大應用場景：增強型移動寬帶（eMBB）、海量機器類通信（mMTC）及低時延高可靠通信（uRLLC）。而擁有上萬甚至是幾萬師生的開放大學，無疑是這三大應用場景的結合體。[2]大帶寬使得手持移動終端擁有了與有線寬帶連接的固定終端設備相當?shù)膫鬏斔俾?，超高清視頻的應用拓展了教學和科研的場景，不再局限于教室和實驗室。大帶寬的傳輸能力，可以有效地推動開放大學信息化建設中無線網(wǎng)絡和有線網(wǎng)絡的融合。每平方公里一百萬的海量連接不僅解決了4G無線網(wǎng)絡中長期擁塞的問題，也使學生信息采集、校園監(jiān)控等大量智能終端設備通過無線網(wǎng)絡承載，可以靈活地布置。低時延高可靠通信使遠程教學和視頻交流會議可以成為高等教育的新常態(tài)，實現(xiàn)了優(yōu)質師資的共享。自2012年全球IPv6網(wǎng)絡正式啟動以來，工業(yè)和信息化部有序地推進IPv6網(wǎng)絡的規(guī)模部署。這也為開放大學信息化建設提供了一個新的契機，有力地推動校內信息化建設從管理端逐步向服務端轉移。而近年來，全國各地高校都在響應“一張表工程”，陸續(xù)推出了數(shù)字校園、一卡通、校園部門微信公眾號等用于師生服務的信息系統(tǒng)。這也為師生的校園生活提供極大的便利性。

4. 5G技術為開放大學信息化建設帶來的新思路

4.1數(shù)字教學

將教師長期積累的優(yōu)質教學資源進行優(yōu)化整合，建立教學資源數(shù)字化學習平臺，統(tǒng)籌推進教學做一體化理念目標、教學相長的功能目標、虛實結合的技術目標的實現(xiàn)。數(shù)字教學平臺的系統(tǒng)功能總體上緊扣四大功能主線，即能合理分類、高效快速搜索課程資源、強化學生自主學習的有效性，不斷提升教師的教學能力，以及向社會大眾進行知識的普及。因此，教學資源數(shù)字化將立足于信信息技術為核心手段，結合不同用戶的實際登入需求，從而推進實現(xiàn)集優(yōu)質資源的共建、共享、共用于一體的生態(tài)化發(fā)展數(shù)字化學習平臺。隨著5G技術的成熟和5G網(wǎng)絡的不斷完善，AR、VR和超高清視頻等新興技術也得到了大規(guī)模的普及，這些新興技術也將會成為數(shù)字化學習平臺的重要組成部分，并在教學領域得到大規(guī)模的應用?；贏R、VR的現(xiàn)代化教育體系，實現(xiàn)了教育功能的進一步拓展和延伸，優(yōu)化了教育的效率，為學生提供更加直觀和豐富的學習體驗。

4.2遠程教育

針對于遠程教育而言，其主要是指立足于多媒體信息技術為教學手段、通過深化系統(tǒng)教學和通信相統(tǒng)籌融合的一種新型教育形式，是以音頻、視頻（直播或錄像）的形式將課程以實時或非實時方式傳遞給校園內外學生的教育。近年來，隨著網(wǎng)絡直播軟件的蓬勃發(fā)展，制作教學視頻和開通直播的成本大幅度降低，但仍然依賴有線寬帶的傳輸，無法做到隨時隨地的高清直播， 無法滿足遠程適時指導科研和教學的需要。而5G網(wǎng)絡大帶寬、高可靠和低時延的特性就能很好應對并解決這一問題，通過科學地引入5G網(wǎng)絡終端，可以實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、遠程實驗監(jiān)測等，還可以深化教室、實驗室和工廠等多方聯(lián)動和交流，為教學和科研提供極大的便利性。

4.3網(wǎng)絡課程

2020年初之前，由于在線教育的需求不明顯，因此發(fā)展相對遲緩。但是也同樣涌現(xiàn)出了“慕課”“知道”等大型在線教育平臺。2020年初隨著新冠疫情的出現(xiàn)，我國各級教育都不得不采取在線教育授課方式，激增的在線教育需求極大地促進了這一行業(yè)的發(fā)展。人們在使用的過程中，體會到了這種方式的便捷性和高效性。可以預測，在線教育將會成為教育領域下一個“風口”，也正是這個原因，目前我國絕大部分開放大學都致力于以在線教育為核心，推動信息化建設。網(wǎng)絡課程的發(fā)展，改變了人們生活和學習的方式。開放大學的教學資源不僅僅歸大學生所有，也可以與社會共享。人們獲取教學資源的途徑更加豐富，成本也更低。5G網(wǎng)絡的發(fā)展有力地推動了這一趨勢，使得網(wǎng)絡學習不再依賴PC終端，通過手機就能隨時隨地與名校名師溝通交流成為一種新時尚，極大地提高了整個社會的學習熱情。

4.4數(shù)字圖書館

針對于數(shù)字圖書館而言，其實質是一種多媒體制作的分布式信息系統(tǒng)，即依托于數(shù)字技術來對各種圖文并茂的圖書館進行處理和儲存。它運用數(shù)字技術來存貯各種不同載體、不同地理位置的信息資源，以便于跨越區(qū)域、面向對象的網(wǎng)絡查詢和傳播。[3]現(xiàn)階段的數(shù)字圖書館，已能實現(xiàn)圖文數(shù)字化，并將各圖書館互聯(lián)共享。但這僅僅是平面的，未來的圖書館應該是立體的。人們通過手持終端，可以實現(xiàn)對圖書館內的文獻和影像的隨時隨地瀏覽，可以通過AR、VR等媒介身臨其境的觀讀。5G技術的發(fā)展和云技術的出現(xiàn)，為數(shù)字圖書館的發(fā)展拓寬了道路。圖書的數(shù)字化和教學資源的數(shù)字化，將使各開放大學的教學資源趨向平衡。而圖書館的服務對象也將隨之改變，數(shù)字圖書館將成為整個社會的公共資源，為大眾服務。

5.基于5G時代開放大學信息化建設的優(yōu)化方法及建設成效

5.1基于5G覆蓋與云網(wǎng)融合的信息化基礎設施建設

在開放大學信息化基礎設施建設中，可以對5G網(wǎng)絡連接感知網(wǎng)、寬帶外網(wǎng)、校園內網(wǎng)、5G專網(wǎng)等展開充分運用及實施統(tǒng)一規(guī)范管理，以此來對整體安全防護予以強化，打造使用便捷、運行可靠、綠色安全、去中心化、無邊界的云網(wǎng)融合信息基礎設施，實現(xiàn)基于5G切片技術的虛擬校園專網(wǎng)，助力教學場景重構、線上線下教學常態(tài)化運行的實現(xiàn)。

5G覆蓋與四網(wǎng)融合：在校區(qū)采用5G室分和5G宏站方式覆蓋，構建5G專網(wǎng)。圍繞校區(qū)內主要室內場所、道路及重點區(qū)域進行多維感知系統(tǒng)的建設，形成感知網(wǎng)。持續(xù)完善校園內網(wǎng)、外網(wǎng)網(wǎng)絡基礎設施，利用5G連接管理校園智能化基礎設施、寬帶外網(wǎng)、校園內網(wǎng)、5G專網(wǎng)，打造無邊界的校園網(wǎng)絡，實現(xiàn)專網(wǎng)加密、全國接入、上網(wǎng)行為一點管控;利用5G專網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)融合，實現(xiàn)校園萬物互聯(lián);寬帶外網(wǎng)和校園內網(wǎng)融合：實現(xiàn)宿舍寬帶網(wǎng)直接訪問校園網(wǎng)資源;利用5G專網(wǎng)和校園內網(wǎng)融合，師生通過5G移動終端實現(xiàn)直接訪問校園網(wǎng)資源。

基于5G覆蓋與云網(wǎng)融合的信息基礎設施建設，可以很好地構建去中心化的校園信息基礎設施。在保證數(shù)據(jù)安全的同時減輕了開放大學的信息技術設施運行壓力，實現(xiàn)信息基礎設施資源的按需建設;而通過5G連接校園網(wǎng)、寬帶網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G專網(wǎng)，實現(xiàn)萬物互聯(lián)、人物互聯(lián)、人人互聯(lián)，在提升上網(wǎng)速度的同時，也能突破校園網(wǎng)絡使用的地域限制，師生在校外無須VPN等遠程訪問， 就可通過手機便捷地登錄校園內網(wǎng)， 真正實現(xiàn)了無邊界的校園網(wǎng)絡。

5.2利用5G網(wǎng)絡實現(xiàn)教學、 實踐與學習應用

基于5G廣連接、高帶寬、低時延以及移動性的技術優(yōu)勢，在教學、實踐與學習過程中， 都可以利用5G網(wǎng)絡， 研討室、圖書館、實現(xiàn)教室、實訓室、自習空間等各類教學場所也在5G通信技術的支持下實現(xiàn)功能共享和信息互通;也可以通過進行虛擬仿真實驗室的搭建，實現(xiàn)優(yōu)質教學資源和教師資源的多方共享，滿足師生之間的多形式交互和溝通，打造學校無邊界的學習環(huán)境，大幅提高學校教學場地的利用率，為教學模式改革和創(chuàng)新提供技術支撐。此外，5G網(wǎng)絡的全覆蓋對5G+AR/VR互動課堂、5G+全息互動課堂學習空間、5G+VR虛擬學習空間、5G+AR/VR創(chuàng)新實訓室、5G+數(shù)字校園建設等5G技術在開放大學的應用創(chuàng)造了無限可能?？傊?，5G時代將不僅改變世界現(xiàn)有的技術面貌，還會影響當今的教育形態(tài)，促使人們尋求新的理論指導，以順利開展5G環(huán)境下的教育，這也要求開放大學教師在信息素養(yǎng)上有所拓寬，要求教師要因地制宜，結合實際、適應時代，不斷加強自身專業(yè)發(fā)展。

6.結語

總而言之，5G時代的來臨給開放大學信息化建設注入了新的動能，將會進一步促進開放大學信息化建設過程中的變革和創(chuàng)新。這種變革不僅僅體現(xiàn)在技術方面，而且也體現(xiàn)在教育模式、管理模式上，同時以前由于技術原因和管理原因遺留下來的問題將會在這次變革中得到妥善解決。新的技術固然會帶來新的挑戰(zhàn)和問題，但是從整體上來看，5G時代下的開放大學信息化建設必然會超越以往達到一個新的高度。

參考文獻：

[1]王安國.5G網(wǎng)絡下的教育信息化對高職教學模式的影響研究[J].電腦知識與技術，2019，15（35）：121-122+124.

[2]王曉晨.5G技術在網(wǎng)絡教育中的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（24）：12-13.

[3]張繼芳.5G智能技術在網(wǎng)絡教育中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2020（27）：161-162.