进(jìn)入2020年,我(wǒ)国5G网络建设全面铺开。5G是新型基础设施建(jiàn)设中的关键一环,一(yī)方面(miàn),5G作为新一代信息技(jì)术的代表,是新一轮(lún)科技(jì)革(gé)命和产(chǎn)业变革的(de)载体;另一方面,5G作(zuò)为通用技术赋能经济(jì)社会各领域,助力传(chuán)统产业转型升级。根据(jù)中国信息通(tōng)信(xìn)研究院的预(yù)测,2020—2025年,5G将拉动部分垂直行(háng)业(yè)相关投资约为0.5万亿元。
回顾历代移动通信技术和我(wǒ)国教育发展历(lì)程(chéng),3G时(shí)代,移(yí)动网络迈(mài)入教育领域,移动学习应运而生;4G网(wǎng)络开启了移动互联网时代,在线教育(yù)全面发(fā)展,远程(chéng)教(jiāo)育进程加速。5G时代(dài)将从根本上改变当前的(de)教育模式。尤其是(shì)在新冠肺炎疫情影响下,中小学延(yán)期开学、线(xiàn)下培训关闭以及教(jiāo)育部“停课不停学”政策提升在线教育接受度,5G+智慧教育全面提(tí)速。随着5G网络覆盖(gài)逐(zhú)步完(wán)善,5G将在创新教学手段、均衡教育资源、扩展学习途径、提(tí)升教学质量、完善考评体系、实现校(xiào)园智(zhì)能化管理(lǐ)发挥更大作用,助力(lì)构建智慧(huì)教育新生态(tài)。
5G赋能教育(yù)智慧(huì)化变革(gé)
5G+远程教育:均衡(héng)教育资源。受历史因素和客观因素影(yǐng)响,城乡教育资源不均衡是我(wǒ)国教育领域面临的现实问题。早在2014年,教育部等五(wǔ)部门便联(lián)合印发《构(gòu)建利用(yòng)信息化手段扩大优质教(jiāo)育资源覆(fù)盖(gài)面有效机制的实施方案》,明确“通过构建利用信息化手段扩(kuò)大教育资(zī)源覆盖面(miàn)的(de)有(yǒu)效机制,实现各级(jí)各类(lèi)学(xué)校宽(kuān)带网络的全覆盖,优质数字教育资源(yuán)的共建共享,信(xìn)息技术与(yǔ)教育(yù)教学的全面(miàn)深度融合(hé),逐步缩(suō)小区(qū)域、城乡(xiāng)、校际之间的(de)差距,促进(jìn)教(jiāo)育公平”。
3G/4G时代受制于(yú)互(hù)联网网速和(hé)带宽,远距离“身(shēn)临其境”的场景难以(yǐ)实现。而(ér)5G理论传输速率可达10Gbit/s,(是4G的100倍),具备超低的端到端时延,使(shǐ)得(dé)远程(chéng)高清的直播互动课堂成(chéng)为可能(néng),未来可彻底打破地域空间的限(xiàn)制(zhì),让全国学(xué)生同享(xiǎng)优质课程。2019年,在广东移动支持下(xià),广州市第六中学、荔湾区沙面小学(xué)利(lì)用5G+双师课堂与贵州毕节市民族中(zhōng)学、毕节市(shì)第六小学、毕节(jiē)市金沙县第三小学开展(zhǎn)了(le)同步(bù)教学,让远在偏远山区的同学有机会接受(shòu)广州市重点学校的课程(chéng),助力教(jiāo)育资源均衡发展(zhǎn)。
5G+XR:创新教学手段。AR/VR自进入大众视线已数年之久,然而依然停留(liú)在较为早期(qī)阶段。在5G加(jiā)持下(xià),VR产(chǎn)业(yè)真正从培育期(qī)向快速发展转变,5G+XR交织融合极有可(kě)能(néng)彻(chè)底改变人们感知(zhī)世界的方式,也将(jiāng)升级现(xiàn)有的(de)在(zài)线教育模式(shì)。AR/VR应用将充分发挥5G超级带(dài)宽的优势,5G超低时延可有效降低虚拟设备成像带来的眩晕感,使得5G+XR+教育(yù)成(chéng)为可能(néng)。2019年7月,中国移动支(zhī)持(chí)北京和深圳两地老(lǎo)师通过(guò)5G+全(quán)息投影技(jì)术为25名同(tóng)学上(shàng)了一(yī)节《彩虹(hóng)的(de)秘密》公开课,通(tōng)过全息技术将名师1:1送到“学生眼(yǎn)前”,使远(yuǎn)在深圳的同(tóng)学与北京同学一同享受真实(shí)、无卡顿、低(dī)时延的(de)互动教学。此外,针对难以讲解的教学场景,可通过5G+XR打造交互式教学场景,调动学生视觉(jiào)、听觉、动觉等多感官参与课程学习,使抽(chōu)象的概念和理论更加直(zhí)观、形象地展现在学(xué)生面前,提高课堂效率。
5G+智慧校园:校园智能(néng)化管理。除教育资源(yuán)不均衡(héng),校(xiào)园安全隐患是教育领域的又一重大问(wèn)题。近年来,学生意外伤害风险对教育影响日(rì)趋严(yán)重(chóng),学校安全管理工作任务艰巨。2019年,围(wéi)绕(rào)学(xué)校师生的安全问题,教育部等五(wǔ)部(bù)门制定了《关(guān)于完善安全事故处理机制维护(hù)学(xué)校教育教学秩序的意见(jiàn)》,旨(zhǐ)在维护学校教学秩序。为进一步提升学(xué)校(xiào)安全防范水平,2019年9月(yuè)6日,教育部办公(gōng)厅印发《关(guān)于(yú)进一步加强义务教育学校校园安全防范设施(shī)建设的通知(zhī)》,就(jiù)学(xué)校安全防范设施建(jiàn)设作(zuò)出明确部署。针对当前(qián)校园安全事故呈现出多样性、复杂性的特点,5G+智慧校园将借助(zhù)高清摄像头、传感器等物联网终端(duān),结合人(rén)脸识别、人(rén)工智(zhì)能、大数(shù)据(jù)、云计算等ICT技(jì)术,实现数字化、智能化、高效(xiào)化校园管理。
5G+智慧教育(yù)发展需经历四大阶(jiē)段
根据中国(guó)移动发布的《5G+智慧教育白皮(pí)书》,5G+智慧(huì)教育的发展将(jiāng)经历如下阶段(duàn)。
5G初始应用阶段:当前处于5G的提出和初始应用阶段,缺乏5G下各类(lèi)网络应用和融合的(de)标准,需要探索5G网(wǎng)络和传统网络融合(hé)的方式,同(tóng)时探索5G教育应用的标准。
5G标准(zhǔn)发展成熟(shú)阶段:1~2年(nián)内,5G将成为一种成(chéng)熟技术,依托其高速(sù)率、低时延特性促进(jìn)教(jiāo)育领(lǐng)域基础业务(wù)发展,如提升高清(qīng)视(shì)频(pín)传输效率等(děng);依托(tuō)其大带宽特性支(zhī)持更海量数据传输(shū),互(hù)动课堂中的交互式应用初步探索(suǒ)成为(wéi)可能。
5G教(jiāo)育网络的成(chéng)熟:5G各(gè)类(lèi)终端成熟后,在教育领域的业务(wù)需求下,将建立起以不同教学、教研、教育管理等场景为基础的(de)完善(shàn)的教育(yù)服务网络(luò),网络具(jù)备强大(dà)的(de)情境感知、数(shù)据处(chù)理和分析功能,可为不同的(de)用户提供适应(yīng)性的(de)服务。
5G支持教育模式的变(biàn)革:该变革(gé)是5G+教育发展的最(zuì)终目标,建立在5G教育网络环(huán)境(jìng)完善的基础之上(shàng)。当上述网络(luò)构建完成后,教育(yù)教学的基本(běn)模式也面临(lín)着变革,促进教学效率的大规模提升。
两大(dà)因素制约5G+智慧(huì)教育发展
2020年初,全国大中小学校推迟开学,2.65亿名(míng)在校生(shēng)转向线上课程,在(zài)线教育应用呈现爆发式增(zēng)长。中国互联网(wǎng)信息中心(xīn)发布的第45次《中国互联网络发展状况统(tǒng)计报告》显示,截至2020年(nián)3月,我国(guó)在线教育用户规模达(dá)4.23亿(yì)户,较2018年底增长110.2%,占网民整体的(de)46.8%。但仍需清醒地(dì)看到,5G网络建设进度慢、资费(fèi)高(gāo)的问(wèn)题仍(réng)然极大地制约5G+智慧教育(yù)发展(zhǎn)进(jìn)程。
5G网(wǎng)络覆盖(gài)不足是当(dāng)前制约5G+智慧教育发展的关键瓶颈。受制于5G基站的高造价、高能耗和(hé)高建站密度,基于经济效益和使(shǐ)用效率的综合考(kǎo)量,运营(yíng)商5G网(wǎng)络建(jiàn)设主要集中于城市和热点地区,覆(fù)盖速度远远落后于3G/4G网络。乡村(cūn)学校由(yóu)于教育资源有限、师资力量薄(báo)弱,更加需要优质、稳定网络传输下的(de)远(yuǎn)程直(zhí)播课堂、多媒体教(jiāo)学(xué)产品和服(fú)务。5G网(wǎng)络的覆盖是新时期互联网教学的必(bì)要(yào)保障,也是缩小城乡教育差距的必然要求。
教育信息化资(zī)金不足是制约(yuē)5G+智慧教育普及的(de)关键因素(sù)。2018年(nián)《全国教育信息(xī)化工作专项督(dū)导报告》指出:“一(yī)些地方信息技术在教育教学中应用水平还不高(gāo),教育信息化对教(jiāo)育教学(xué)还未产生(shēng)实质影响(xiǎng)。部(bù)分(fèn)教师特(tè)别是农村教师信息技术应用水平(píng)不(bú)高,教学模式、教(jiāo)学方法和(hé)教学组织形式没有根本性(xìng)改变”。通过对江西、广西(xī)等省(shěng)教育主管部门调研可知,受制(zhì)于5G网络资费(fèi)高、资金需求(qiú)大等因素制约,当前5G在教(jiāo)育领(lǐng)域中应用主要(yào)集中于省内重点学(xué)校,农(nóng)村乃至偏远地(dì)区教育经费需(xū)用于学校基本(běn)教学环境(jìng)改善,如课(kè)桌椅(yǐ)、教室等基础设(shè)施完善,教育信息化进程缓慢。5G时代下教(jiāo)育信息化投(tóu)入(rù)需求(qiú)随之增(zēng)加,建(jiàn)议提升(shēng)教育信息化(huà)经(jīng)费所占教育(yù)经(jīng)费比例,尤其是(shì)农村和偏远地区统筹城乡教(jiāo)育发展现状,不断提升(shēng)教(jiāo)育信(xìn)息化(huà)水平。