5G賦能教育智慧化變革

進(jìn)入2020年，我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)全面鋪開。5G是新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的關(guān)鍵一環(huán)，一方面，5G作為新一代信息技術(shù)的代表，是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的載體；另一方面，5G作為通用技術(shù)賦能經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域，助力傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。根據(jù)中國(guó)信息通信研究院的預(yù)測(cè)，2020—2025年，5G將拉動(dòng)部分垂直行業(yè)相關(guān)投資約為0.5萬(wàn)億元。

回顧歷代移動(dòng)通信技術(shù)和我國(guó)教育發(fā)展歷程，3G時(shí)代，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)邁入教育領(lǐng)域，移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)運(yùn)而生；4G網(wǎng)絡(luò)開啟了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，在線教育全面發(fā)展，遠(yuǎn)程教育進(jìn)程加速。5G時(shí)代將從根本上改變當(dāng)前的教育模式。尤其是在新冠肺炎疫情影響下，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)”政策提升在線教育接受度，5G+智慧教育全面提速。隨著5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋逐步完善，5G將在創(chuàng)新教學(xué)手段、均衡教育資源、擴(kuò)展學(xué)習(xí)途徑、提升教學(xué)質(zhì)量、完善考評(píng)體系、實(shí)現(xiàn)校園智能化管理發(fā)揮更大作用，助力構(gòu)建智慧教育新生態(tài)。

5G賦能教育智慧化變革

5G+遠(yuǎn)程教育：均衡教育資源。受歷史因素和客觀因素影響，城鄉(xiāng)教育資源不均衡是我國(guó)教育領(lǐng)域面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。早在2014年，教育部等五部門便聯(lián)合印發(fā)《構(gòu)建利用信息化手段擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面有效機(jī)制的實(shí)施方案》，明確“通過(guò)構(gòu)建利用信息化手段擴(kuò)大教育資源覆蓋面的有效機(jī)制，實(shí)現(xiàn)各級(jí)各類學(xué)校寬帶網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源的共建共享，信息技術(shù)與教育教學(xué)的全面深度融合，逐步縮小區(qū)域、城鄉(xiāng)、校際之間的差距，促進(jìn)教育公平”。

3G/4G時(shí)代受制于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)速和帶寬，遠(yuǎn)距離“身臨其境”的場(chǎng)景難以實(shí)現(xiàn)。而5G理論傳輸速率可達(dá)10Gbit/s，（是4G的100倍），具備超低的端到端時(shí)延，使得遠(yuǎn)程高清的直播互動(dòng)課堂成為可能，未來(lái)可徹底打破地域空間的限制，讓全國(guó)學(xué)生同享優(yōu)質(zhì)課程。2019年，在廣東移動(dòng)支持下，廣州市第六中學(xué)、荔灣區(qū)沙面小學(xué)利用5G+雙師課堂與貴州畢節(jié)市民族中學(xué)、畢節(jié)市第六小學(xué)、畢節(jié)市金沙縣第三小學(xué)開展了同步教學(xué)，讓遠(yuǎn)在偏遠(yuǎn)山區(qū)的同學(xué)有機(jī)會(huì)接受廣州市重點(diǎn)學(xué)校的課程，助力教育資源均衡發(fā)展。

5G+XR：創(chuàng)新教學(xué)手段。AR/VR自進(jìn)入大眾視線已數(shù)年之久，然而依然停留在較為早期階段。在5G加持下，VR產(chǎn)業(yè)真正從培育期向快速發(fā)展轉(zhuǎn)變，5G+XR交織融合極有可能徹底改變?nèi)藗兏兄澜绲姆绞?，也將升?jí)現(xiàn)有的在線教育模式。AR/VR應(yīng)用將充分發(fā)揮5G超級(jí)帶寬的優(yōu)勢(shì)，5G超低時(shí)延可有效降低虛擬設(shè)備成像帶來(lái)的眩暈感，使得5G+XR+教育成為可能。2019年7月，中國(guó)移動(dòng)支持北京和深圳兩地老師通過(guò)5G+全息投影技術(shù)為25名同學(xué)上了一節(jié)《彩虹的秘密》公開課，通過(guò)全息技術(shù)將名師1:1送到“學(xué)生眼前”，使遠(yuǎn)在深圳的同學(xué)與北京同學(xué)一同享受真實(shí)、無(wú)卡頓、低時(shí)延的互動(dòng)教學(xué)。此外，針對(duì)難以講解的教學(xué)場(chǎng)景，可通過(guò)5G+XR打造交互式教學(xué)場(chǎng)景，調(diào)動(dòng)學(xué)生視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、動(dòng)覺(jué)等多感官參與課程學(xué)習(xí)，使抽象的概念和理論更加直觀、形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前，提高課堂效率。

5G+智慧校園：校園智能化管理。除教育資源不均衡，校園安全隱患是教育領(lǐng)域的又一重大問(wèn)題。近年來(lái)，學(xué)生意外傷害風(fēng)險(xiǎn)對(duì)教育影響日趨嚴(yán)重，學(xué)校安全管理工作任務(wù)艱巨。2019年，圍繞學(xué)校師生的安全問(wèn)題，教育部等五部門制定了《關(guān)于完善安全事故處理機(jī)制維護(hù)學(xué)校教育教學(xué)秩序的意見(jiàn)》，旨在維護(hù)學(xué)校教學(xué)秩序。為進(jìn)一步提升學(xué)校安全防范水平，2019年9月6日，教育部辦公廳印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)義務(wù)教育學(xué)校校園安全防范設(shè)施建設(shè)的通知》，就學(xué)校安全防范設(shè)施建設(shè)作出明確部署。針對(duì)當(dāng)前校園安全事故呈現(xiàn)出多樣性、復(fù)雜性的特點(diǎn)，5G+智慧校園將借助高清攝像頭、傳感器等物聯(lián)網(wǎng)終端，結(jié)合人臉識(shí)別、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等ICT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、高效化校園管理。

5G+智慧教育發(fā)展需經(jīng)歷四大階段

根據(jù)中國(guó)移動(dòng)發(fā)布的《5G+智慧教育白皮書》，5G+智慧教育的發(fā)展將經(jīng)歷如下階段。

5G初始應(yīng)用階段：當(dāng)前處于5G的提出和初始應(yīng)用階段，缺乏5G下各類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和融合的標(biāo)準(zhǔn)，需要探索5G網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)融合的方式，同時(shí)探索5G教育應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。

5G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展成熟階段：1~2年內(nèi)，5G將成為一種成熟技術(shù)，依托其高速率、低時(shí)延特性促進(jìn)教育領(lǐng)域基礎(chǔ)業(yè)務(wù)發(fā)展，如提升高清視頻傳輸效率等；依托其大帶寬特性支持更海量數(shù)據(jù)傳輸，互動(dòng)課堂中的交互式應(yīng)用初步探索成為可能。

5G教育網(wǎng)絡(luò)的成熟：5G各類終端成熟后，在教育領(lǐng)域的業(yè)務(wù)需求下，將建立起以不同教學(xué)、教研、教育管理等場(chǎng)景為基礎(chǔ)的完善的教育服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)具備強(qiáng)大的情境感知、數(shù)據(jù)處理和分析功能，可為不同的用戶提供適應(yīng)性的服務(wù)。

5G支持教育模式的變革：該變革是5G+教育發(fā)展的最終目標(biāo)，建立在5G教育網(wǎng)絡(luò)環(huán)境完善的基礎(chǔ)之上。當(dāng)上述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建完成后，教育教學(xué)的基本模式也面臨著變革，促進(jìn)教學(xué)效率的大規(guī)模提升。

兩大因素制約5G+智慧教育發(fā)展

2020年初，全國(guó)大中小學(xué)校推遲開學(xué)，2.65億名在校生轉(zhuǎn)向線上課程，在線教育應(yīng)用呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)信息中心發(fā)布的第45次《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示，截至2020年3月，我國(guó)在線教育用戶規(guī)模達(dá)4.23億戶，較2018年底增長(zhǎng)110.2％，占網(wǎng)民整體的46.8％。但仍需清醒地看到，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)度慢、資費(fèi)高的問(wèn)題仍然極大地制約5G+智慧教育發(fā)展進(jìn)程。

5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足是當(dāng)前制約5G+智慧教育發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。受制于5G基站的高造價(jià)、高能耗和高建站密度，基于經(jīng)濟(jì)效益和使用效率的綜合考量，運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主要集中于城市和熱點(diǎn)地區(qū)，覆蓋速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于3G/4G網(wǎng)絡(luò)。鄉(xiāng)村學(xué)校由于教育資源有限、師資力量薄弱，更加需要優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)傳輸下的遠(yuǎn)程直播課堂、多媒體教學(xué)產(chǎn)品和服務(wù)。5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋是新時(shí)期互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的必要保障，也是縮小城鄉(xiāng)教育差距的必然要求。

教育信息化資金不足是制約5G+智慧教育普及的關(guān)鍵因素。2018年《全國(guó)教育信息化工作專項(xiàng)督導(dǎo)報(bào)告》指出：“一些地方信息技術(shù)在教育教學(xué)中應(yīng)用水平還不高，教育信息化對(duì)教育教學(xué)還未產(chǎn)生實(shí)質(zhì)影響。部分教師特別是農(nóng)村教師信息技術(shù)應(yīng)用水平不高，教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)組織形式?jīng)]有根本性改變”。通過(guò)對(duì)江西、廣西等省教育主管部門調(diào)研可知，受制于5G網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)高、資金需求大等因素制約，當(dāng)前5G在教育領(lǐng)域中應(yīng)用主要集中于省內(nèi)重點(diǎn)學(xué)校，農(nóng)村乃至偏遠(yuǎn)地區(qū)教育經(jīng)費(fèi)需用于學(xué)?；窘虒W(xué)環(huán)境改善，如課桌椅、教室等基礎(chǔ)設(shè)施完善，教育信息化進(jìn)程緩慢。5G時(shí)代下教育信息化投入需求隨之增加，建議提升教育信息化經(jīng)費(fèi)所占教育經(jīng)費(fèi)比例，尤其是農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)統(tǒng)籌城鄉(xiāng)教育發(fā)展現(xiàn)狀，不斷提升教育信息化水平。
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