5G对高职高专教育模式的探索

张雨迪

【摘要】5G作为一项颠覆性网络通讯技术，必将深刻挑战现有的学习方式、教学手段和师生生涯发展，从而引起教育生态的变化。本论文从不同方面阐述5G对高职高专教育模式的探索，希望为研究5G技术对高职高专教育模式影响的专家和学者提供理论参考依据。

【关键词】5G  高职高专教育模式  研究

在移动通信技术迅猛发展的这几十年间，移动通信从单一的一种通信方式变化成了多样且能融入到各行各业的生活方式，而5G是现在人们最关心和最向往的通信技术。自进入 2020年，第五代移动通信技术将会在我国扩大其使用范围，但在教育事业的发展这一块却还没有相对统一的认知。教育信息化是现代化教育的动力核心。西方发达国家对于教育信息化这块略先于我国，我国也在近年来对教育信息化这方面大力发展、迎头赶上。以现在5G技术为代表的世界先进技术，它拥有巨大的使用潜能，有望在未来很长一段时间成为我国教育信息现代化的建设基础。

1、5G移动通信技术

5G移动网络与早期的2G、3G和4G移动网络一样，5G网络是数字蜂窝网络，在这种网络中，供应商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。表示声音和图像的模拟信号在手机中被数字化，由模数转换器转换并作为比特流传输。蜂窝中的所有5G无线设备通过无线电波与蜂窝中的本地天线阵和低功率自动收发器（发射机和接收机）進行通信。收发器从公共频率池分配频道，这些频道在地理上分离的蜂窝中可以重复使用。本地天线通过高带宽光纤或无线回程连接与电话网络和互联网连接。与现有的手机一样，当用户从一个蜂窝穿越到另一个蜂窝时，他们的移动设备将自动“切换”到新蜂窝中的天线。5G网络的主要优势在于，数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络，最高可达10Gbit/s，比当前的有线互联网要快，比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍。另一个优点是较低的网络延迟（更快的响应时间），低于1毫秒，而4G为30-70毫秒。由于数据传输更快，5G网络将不仅仅为手机提供服务，而且还将成为一般性的家庭和办公网络提供商，与有线网络提供商竞争。以前的蜂窝网络提供了适用于手机的低数据率互联网接入，但是一个手机发射塔不能经济地提供足够的带宽作为家用计算机的一般互联网供应商？。

2、5G的内涵及典型教育应用

2.1高速率。其典型教学案例体现在5G与机器人或无人机等大数据处理量设备的应用。机器人和无人机一旦用于教育场景都会面临大数据量运算、存储和传递问题。为了减少数据运算量，若将数据运算采取固化的形式，那么就可能导致机器人与学习者的交互性差，自适应能力低，不利于开展个性化学习。而无人机虽然不牵涉大的运算量，但主要问题体现在大数据量的存储和传递上。5G能较好地解决这两大困境，在数据运算上可以借助云计算的形式，甚至可以将学习者的行为数据、小组合作数据共同分析，提供个性化的教学策略，使机器人更具“人情味”。

2.2低延迟。通讯延迟指通讯端到另一端的传输时间，5G通信技术已将延时特性降低到5毫秒级别。其典型性应用体现在5G与VR/AR以及全息技术的教育应用。VR/AR技术运用到教学领域，可以让抽象场景变得更生动形象，增强学习的沉浸性和临场感，激发学生的创新思维和能力。现有的开放教育形式无论是虚拟教室还是虚拟校园，主要通过教师的干预实现。5G时代新的移动通讯技术和网络连接设备将不断促使学生通过探索、发现和同侪互助学习 。另一个典型应用体现在触觉互联网（ tactile internet） 。为了体验更真实的学习场景，除环境的模拟外还需要提高触觉感知，5G的低延迟性为其他传感器设备带来大量新机遇，触觉互联网将借助传感器和5G的实时传输功能，使触觉能远程传输，这将使得教育实验的远程控制设备和远程协作成为现实。

2.3移动性。5G的移动性教育应用是互惠互利的，体现在两方面： 一是让泛在学习成为可能。大量场馆甚至是偏远地区都会因地制宜地开设学习体验活动，便携式基站将会让极端环境地区成为学习体验场所。可以预测，在5G的推动下，未来的学习场景及评估方式会更多考虑学习过程的行为、体验和感知。二是越来越多的学习需要借助移动基站时，同样会促进个性化移动基站技术的发展和推进。未来便携式基站的发展主要依靠应用场景的设置和变化，而教育的应用场景和模式较为丰富，两者相互促进、共同发展将成为可能。特别是5G借助人工智能的机器算法后，会随时随地运算和反馈学习者的表情识别、语音识别、笔迹识别等，对学生在不同场域内的情感、行为进行分析和判断。

3、5G时代下的教育挑战

目前，很多学校都已经逐渐向数字化教学转型深入，各网络和创新型应用正推向教育的信息化。传授者和受教者也期望能获得更好的网络服务和各种优质的教育资源，其中当然也包括线上学习等，但对比现在供给却不能达到传授者和受教者所期望的期望值，特别是对新型的教育业务。超清、超高清直播课堂、VR/AR课堂等教育资源还处于较低的水平;而对于生活中个人数据的安全、隐私和被泄露的风险仍然可能会因为5G时代的教育出现大流量大数据而涉及更严重的安全风险;再者就是建设和运营维护的成本还是很高，在教育信息系统建成以后，运营维护会相对于之前几代移动通信系统而言费用会高昂，虽然以现在的4G完全能够满足高清教育视频的传送和接收，但是不能满足超清、超高清和 VR/AR教育视频等更加优质的教育资源和教育方式，特别是想要在完成零延时的互动和及时的数据反馈，都需要在将来有望能突破现在教育网所面临的挑战。

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