5G時(shí)代新型數(shù)字教育資源及應(yīng)用策略

李祥坦

摘要：5G時(shí)代的到來，為教育行業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。5G時(shí)代下，教學(xué)空間將被無限放大，教師的教和學(xué)生的學(xué)不再局限在特定的地點(diǎn)和時(shí)間，會(huì)增加更多的趣味性和設(shè)計(jì)感。學(xué)生也可以選擇更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，一課多師的學(xué)習(xí)模式將成為現(xiàn)實(shí)?；诖耍酒恼聦?duì)5G時(shí)代新型數(shù)字教育資源及應(yīng)用策略進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：5G時(shí)代;新型數(shù)字;教育資源;應(yīng)用策略

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

5G有著更高的傳輸速率、更低的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和更低的功率消耗等優(yōu)勢(shì)，正推動(dòng)著人們的生活、工作和學(xué)習(xí)方式發(fā)生巨大變革。5G教育應(yīng)用能在最大程度上克服傳統(tǒng)技術(shù)存在的速率、延遲和容量等限制，為教育變革提供更強(qiáng)大的動(dòng)力支持，重構(gòu)教育的整體架構(gòu)和系統(tǒng)生態(tài)。為此，一方面，需要積極采用5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、人機(jī)互動(dòng)及虛擬現(xiàn)實(shí)等數(shù)字化技術(shù);另一方面，更需要將5G與教育進(jìn)行整合，推廣線上線下混合式教學(xué)、微課程、直播教學(xué)等新型教學(xué)模式。通過5G與教育的有機(jī)融合，可完善解決教育教學(xué)實(shí)踐工作中存在的諸多不足，實(shí)現(xiàn)信息化教育形態(tài)的重大變化。

一、研究的意義

（一）促進(jìn)教育智能化改革

5G技術(shù)背景下，通過AI、AR/VR全息技術(shù)、高清直播等技術(shù)的創(chuàng)意應(yīng)用，將使更加智能的教育方式在教學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，幫助學(xué)生體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)生活中難以接觸到各種學(xué)習(xí)場(chǎng)景，智慧化的沉浸式課堂將全方位增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知。

（二）促進(jìn)教育公平化改革

5G強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有助于實(shí)現(xiàn)教育公平化改革，時(shí)空、內(nèi)容、媒介等都不再成為學(xué)習(xí)的障礙。通過物聯(lián)網(wǎng)將海量的設(shè)備、系統(tǒng)、終端連通，將優(yōu)質(zhì)教育資源實(shí)時(shí)地共建、共享和互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)全國(guó)學(xué)校教育信息與實(shí)體資源的開放共享和均衡發(fā)展，促進(jìn)“發(fā)展公平而有質(zhì)量的教育”。

二、5G時(shí)代新型數(shù)字教育資源

（一）VR/AR虛擬學(xué)習(xí)資源

5G通信網(wǎng)絡(luò)的高傳輸率特性，可以將VR/AR虛擬學(xué)習(xí)資源部署在云端，利用云端的計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)VR/AR程序的運(yùn)行、渲染、展現(xiàn)和控制，同時(shí)將VR/AR畫面和聲音高效地編碼成音/視頻流，通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸至用戶終端。由此，5G通信網(wǎng)絡(luò)為VR/AR虛擬學(xué)習(xí)資源的運(yùn)行提供了技術(shù)支持保障。VR/AR虛擬學(xué)習(xí)資源借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將傳統(tǒng)二維（2D）學(xué)習(xí)內(nèi)容，由畫面躍升為三維（3D）場(chǎng)景，形象化展示抽象和微觀世界，有助于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知和理解。5G網(wǎng)絡(luò)支持下的典型VR/AR虛擬學(xué)習(xí)資源有虛擬實(shí)驗(yàn)課程、虛擬外語學(xué)習(xí)場(chǎng)景、虛擬場(chǎng)館交互系統(tǒng)等。虛擬實(shí)驗(yàn)課程為學(xué)習(xí)者提供一個(gè)觀察和操作的虛擬空間，方便學(xué)習(xí)者掌握科學(xué)與技術(shù)原理，同時(shí)節(jié)省實(shí)驗(yàn)耗材，降低化學(xué)、物理、生物等學(xué)科實(shí)際操作和試驗(yàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（二）多維融合的個(gè)性化定制資源

以往的學(xué)習(xí)者動(dòng)態(tài)特征數(shù)據(jù)采集主要來自于學(xué)習(xí)者鼠標(biāo)和鍵盤輸入的信息，而5G+人工智能技術(shù)則可以采集學(xué)習(xí)者面部和肢體的圖像信息以及語音信息等，并實(shí)時(shí)進(jìn)行多層面智能化分析和處理，為學(xué)習(xí)者提供以認(rèn)知地圖為導(dǎo)向，融合文字、圖片、視頻和音頻等多維的個(gè)性化定制資源。這里的認(rèn)知地圖是學(xué)習(xí)者對(duì)某一特定主題領(lǐng)域認(rèn)知與理解的圖形化表達(dá)，由概念及其關(guān)系構(gòu)成有向圖，每一個(gè)關(guān)系即是概念之間的連接，連接具有強(qiáng)弱差異。5G+人工智能技術(shù)采集學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)參與度、學(xué)習(xí)行為、目標(biāo)達(dá)成度等數(shù)據(jù)，計(jì)算學(xué)習(xí)者認(rèn)知狀態(tài)，并與知識(shí)圖譜相結(jié)合，生成反映學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀態(tài)的認(rèn)知地圖。多維融合的個(gè)性化定制資源可應(yīng)用于遠(yuǎn)程自主學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)者屏幕面前安裝攝像頭，抓取面部和肢體圖像，進(jìn)行檢測(cè)分析，通過專注度分析模型，評(píng)價(jià)學(xué)生專注度狀態(tài)，并與學(xué)習(xí)者語音、鍵盤、鼠標(biāo)輸入信息相結(jié)合，研判學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀態(tài)，通過5G網(wǎng)絡(luò)為學(xué)習(xí)者實(shí)時(shí)推送個(gè)性化定制資源。

三、學(xué)校教育資源共建共享現(xiàn)狀分析

學(xué)校教育資源作為高等教育的一部分，是影響我國(guó)教育事業(yè)改革和發(fā)展的重要因素之一。如何順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，有效化解我國(guó)優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享面臨的諸多瓶頸問題，提升優(yōu)質(zhì)教育資源的綜合利用水平，“發(fā)展公平而有質(zhì)量的教育”，為學(xué)校教育教學(xué)資源共建共享賦能，促使學(xué)校各類資源的深度融合，進(jìn)而為教育革命性轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵支撐，也已成為新時(shí)代我國(guó)教育改革的重要內(nèi)容。近年來，我國(guó)教育信息化水平不斷提高。2019年3月，上海工程大學(xué)成為全國(guó)第一個(gè)實(shí)現(xiàn)5C全覆蓋的學(xué)校。之后，我國(guó)各地學(xué)校都在積極推進(jìn)5G全覆蓋試點(diǎn)建設(shè)，并在此基礎(chǔ)上開展多項(xiàng)“5G+”的深度應(yīng)用。目前，越來越多的學(xué)校、科研單位、企業(yè)聯(lián)合共建5G創(chuàng)新中心，推動(dòng)5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品、方案的全面落地，5G建設(shè)背景下的跨地區(qū)教學(xué)資源共建共享研究已充分具備現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。

四、5G時(shí)代新型數(shù)字教育資源應(yīng)用策略

學(xué)習(xí)的社群化是學(xué)習(xí)形式在5G時(shí)代的重構(gòu)與發(fā)展，是互聯(lián)網(wǎng)支撐的學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)形式。學(xué)習(xí)者根據(jù)一定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在自身學(xué)習(xí)需求、興趣的驅(qū)動(dòng)下，利用各種移動(dòng)智能終端、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)和應(yīng)用程序等進(jìn)行學(xué)習(xí)，并通過社交媒體、網(wǎng)站等主動(dòng)與相關(guān)人群組成社交群體，再通過群體間的溝通、互動(dòng)和共享來完成知識(shí)流通與信息收集。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和各種移動(dòng)智能終端的發(fā)展，為社群化學(xué)習(xí)提供了學(xué)習(xí)空間，越來越多的學(xué)習(xí)者加入其中，豐富了整體學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)習(xí)資源。學(xué)習(xí)者突破時(shí)間和空間的局限，參與學(xué)習(xí)，使得教學(xué)具有靈活化、碎片化和泛在開放化的特征。

結(jié)束語

5G能夠在促進(jìn)教育公平、實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教育和沉浸式教學(xué)、打通線上線下教學(xué)隔閡和數(shù)據(jù)、縮短重復(fù)冗長(zhǎng)的學(xué)習(xí)過程等方面發(fā)揮作用。技術(shù)讓學(xué)習(xí)更有效，同時(shí)也對(duì)教師提出了更高要求，未來可能更需要方法的教學(xué)而不是知識(shí)的教學(xué)。尤其是隨著一系列新式智能產(chǎn)品的應(yīng)運(yùn)而生，學(xué)校學(xué)習(xí)環(huán)境中智慧教育的應(yīng)用也將更加深入與廣泛。

參考文獻(xiàn)

[1]趙茜.5G時(shí)代新型數(shù)字教育資源及應(yīng)用策略[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，46（11）：96-101.

[2]宋峰，孫宏建，王瑞良.基于5G專網(wǎng)教育信息化的設(shè)計(jì)和展望[J].中國(guó)有線電視，2019（09）：885-887.

[3]陳慶勇，薛雨偉.基于“5G+智慧教育”理念在遠(yuǎn)程教學(xué)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].電子測(cè)試，2019（16）：137-138.