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5G赋能教育智慧化变革

2020-07-12 12:03 次阅读

进入2020年,我国5G网络建设全面铺开。5G是新型基础设施建设中的关键一环,一方面,5G作为新一代信息技术的代表,是新一轮科技革命和产业变革的载体;另一方面,5G作为通用技术赋能经济社会各领域,助力传统产业转型升级。根据中国信息通信研究院的预测,2020—2025年,5G将拉动部分垂直行业相关投资约为0.5万亿元。

回顾历代移动通信技术和我国教育发展历程,3G时代,移动网络迈入教育领域,移动学习应运而生;4G网络开启了移动互联网时代,在线教育全面发展,远程教育进程加速。5G时代将从根本上改变当前的教育模式。尤其是在新冠肺炎疫情影响下,中小学延期开学、线下培训关闭以及教育部“停课不停学”政策提升在线教育接受度,5G+智慧教育全面提速。随着5G网络覆盖逐步完善,5G将在创新教学手段、均衡教育资源、扩展学习途径、提升教学质量、完善考评体系、实现校园智能化管理发挥更大作用,助力构建智慧教育新生态。

5G赋能教育智慧化变革

5G+远程教育:均衡教育资源。受历史因素和客观因素影响,城乡教育资源不均衡是我国教育领域面临的现实问题。早在2014年,教育部等五部门便联合印发《构建利用信息化手段扩大优质教育资源覆盖面有效机制的实施方案》,明确“通过构建利用信息化手段扩大教育资源覆盖面的有效机制,实现各级各类学校宽带网络的全覆盖,优质数字教育资源的共建共享,信息技术与教育教学的全面深度融合,逐步缩小区域、城乡、校际之间的差距,促进教育公平”。

3G/4G时代受制于互联网网速和带宽,远距离“身临其境”的场景难以实现。而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,使得远程高清的直播互动课堂成为可能,未来可彻底打破地域空间的限制,让全国学生同享优质课程。2019年,在广东移动支持下,广州市第六中学、荔湾区沙面小学利用5G+双师课堂与贵州毕节市民族中学、毕节市第六小学、毕节市金沙县第三小学开展了同步教学,让远在偏远山区的同学有机会接受广州市重点学校的课程,助力教育资源均衡发展。

5G赋能教育智慧化变革

5G+XR:创新教学手段。AR/VR自进入大众视线已数年之久,然而依然停留在较为早期阶段。在5G加持下,VR产业真正从培育期向快速发展转变,5G+XR交织融合极有可能彻底改变人们感知世界的方式,也将升级现有的在线教育模式。AR/VR应用将充分发挥5G超级带宽的优势,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+教育成为可能。2019年7月,中国移动支持北京和深圳两地老师通过5G+全息投影技术为25名同学上了一节《彩虹的秘密》公开课,通过全息技术将名师1:1送到“学生眼前”,使远在深圳的同学与北京同学一同享受真实、无卡顿、低时延的互动教学。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、听觉、动觉等多感官参与课程学习,使抽象的概念和理论更加直观、形象地展现在学生面前,提高课堂效率。

5G+智慧校园:校园智能化管理。除教育资源不均衡,校园安全隐患是教育领域的又一重大问题。近年来,学生意外伤害风险对教育影响日趋严重,学校安全管理工作任务艰巨。2019年,围绕学校师生的安全问题,教育部等五部门制定了《关于完善安全事故处理机制维护学校教育教学秩序的意见》,旨在维护学校教学秩序。为进一步提升学校安全防范水平,2019年9月6日,教育部办公厅印发《关于进一步加强义务教育学校校园安全防范设施建设的通知》,就学校安全防范设施建设作出明确部署。针对当前校园安全事故呈现出多样性、复杂性的特点,5G+智慧校园将借助高清摄像头、传感器等物联网终端,结合人脸识别、人工智能、大数据、云计算等ICT技术,实现数字化、智能化、高效化校园管理。

5G+智慧教育发展需经历四大阶段

根据中国移动发布的《5G+智慧教育白皮书》,5G+智慧教育的发展将经历如下阶段。

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下各类网络应用和融合的标准,需要探索5G网络和传统网络融合的方式,同时探索5G教育应用的标准。

5G标准发展成熟阶段:1~2年内,5G将成为一种成熟技术,依托其高速率、低时延特性促进教育领域基础业务发展,如提升高清视频传输效率等;依托其大带宽特性支持更海量数据传输,互动课堂中的交互式应用初步探索成为可能。

5G教育网络的成熟:5G各类终端成熟后,在教育领域的业务需求下,将建立起以不同教学、教研、教育管理等场景为基础的完善的教育服务网络,网络具备强大的情境感知、数据处理和分析功能,可为不同的用户提供适应性的服务。

5G支持教育模式的变革:该变革是5G+教育发展的最终目标,建立在5G教育网络环境完善的基础之上。当上述网络构建完成后,教育教学的基本模式也面临着变革,促进教学效率的大规模提升。

两大因素制约5G+智慧教育发展

2020年初,全国大中小学校推迟开学,2.65亿名在校生转向线上课程,在线教育应用呈现爆发式增长。中国互联网信息中心发布的第45次《中国互联网络发展状况统计报告》显示,截至2020年3月,我国在线教育用户规模达4.23亿户,较2018年底增长110.2%,占网民整体的46.8%。但仍需清醒地看到,5G网络建设进度慢、资费高的问题仍然极大地制约5G+智慧教育发展进程。

5G网络覆盖不足是当前制约5G+智慧教育发展的关键瓶颈。受制于5G基站的高造价、高能耗和高建站密度,基于经济效益和使用效率的综合考量,运营商5G网络建设主要集中于城市和热点地区,覆盖速度远远落后于3G/4G网络。乡村学校由于教育资源有限、师资力量薄弱,更加需要优质、稳定网络传输下的远程直播课堂、多媒体教学产品和服务。5G网络的覆盖是新时期互联网教学的必要保障,也是缩小城乡教育差距的必然要求。

教育信息化资金不足是制约5G+智慧教育普及的关键因素。2018年《全国教育信息化工作专项督导报告》指出:“一些地方信息技术在教育教学中应用水平还不高,教育信息化对教育教学还未产生实质影响。部分教师特别是农村教师信息技术应用水平不高,教学模式、教学方法和教学组织形式没有根本性改变”。通过对江西、广西等省教育主管部门调研可知,受制于5G网络资费高、资金需求大等因素制约,当前5G在教育领域中应用主要集中于省内重点学校,农村乃至偏远地区教育经费需用于学校基本教学环境改善,如课桌椅、教室等基础设施完善,教育信息化进程缓慢。5G时代下教育信息化投入需求随之增加,建议提升教育信息化经费所占教育经费比例,尤其是农村和偏远地区统筹城乡教育发展现状,不断提升教育信息化水平。
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