5G网络技术在教育信息化变革中的应用

2020-10-27肖振涛

中国信息化 2020年9期

肖振涛

随着时代的快速发展，5G技术在不久的未来将正式投入使用，满足用户更高层次的需求。在教育领域，5G与云、高清视频、AI、VR/AR、全息影像等先进技术的结合，创新教育手段，改变教育方式，提升教育效率。本文针对5G网络技术在教育信息化变革中的应用进行了探究。

2020年春节，一场因新型冠状病毒感染的肺炎疫情笼罩着全国，面对疫情肆虐，电信运营商、行业应用解决方案提供商、通信设备供应商等联手抗击疫情。为了不耽误孩子们的学习，学校都纷纷开展了网上课堂，远程教学和在线教育得到了的爆发式发展，钉钉、腾讯会议等注册用户都飞速增长。由于人员注册量的大幅增加，且这些应用多基于4G和有线宽带网络，带宽受限进而导致教学直播不畅，甚至掉线等时有发生，5G因为高带宽，低时延，大连接的特点必然会在教育信息化领域发挥了重要作用。

一、5G的主要特点分析

（一）极高的速率

目前，4G网络速度已经很快，但是还不够，5G要做到的目标是最大10Gbps。5G理论传输速度可以达到4G的数百倍甚至千倍。高速率可以实现支持高速上传、高速下载、3D视频、8K视频流的实时播放。

（二）极大的容量

正交多址编码及D2D等技术，使5G具备106个/平方公里的百万级超大连接密度能力。5G网络拥有大容量低功耗的特点，全面应用之后，将会大大降低连接成本，在万物互联层面有着不错的应用前景。

（三）极低的时延

5G通过对网络结构、空口技术、承载网等多方面采用新架构和新技术，实现极低时延的特点。5G网络能够将网络传输时延降低90%以上，同时5G网络最大的优势在于高速接入、低接入时延和支持海量的设备连接数。5G的应用不仅能为普通消费者带来全新的移动通信体验，也将为各行业提供丰富的使用场景。

二、当前教育信息化存在的不足

党的十九大报告提出，中国特色社会主义进入新时代，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。这是对中国特色社会主义进入新时代做出的实事求是的重大判断，具有极其重要的意义。教育资源特别是中小学教育资源的不平衡不充分对也是社会关注的一个焦点。简单来讲，城市的教育资源比农村的要充分，而大城市的教育资源比中小城市的教育资源要丰富。虽然现阶段我国的教育信息化进程已经大大加快，但仍然存在和面临着一些问题，主要体现在以下几个方面：

（一）对教育信息化认识不够到位

信息技术的快速发展给现代教育产业带来了一场新的革命。在这种形势下，教育的方法、手段、学生的学习方式、评价方式都发生了重大变化，教学质量和效率也得到了大大提升。目前，教育信息化仍然停留在网络资源在线检索、多媒体辅助教学等，而对教育信息化的发展趋势、战略意义和我国教育信息化的政策并不了解，也没有理解教育信息化的真正含义。因此，虽然近些年教育部门加大了对学校信息化基础设施的建设力度，力求早日让多媒体教学进入每一个班级，但事实上，投入虽然也不少，但是带来的效果并不显著。

（二）教学资源及软件建设滞后

一方面学校教学资源和软件数量较多，另一方面教师使用的积极性不高，使得这部分资源被闲置起来。究其原因主要有以下四个方面：一是培训工作不到位，一些年龄稍大的老师还不能够掌握先进设备的使用，导致设备的利用率低下。二是简单的应用较多，主要是播放一些视频影视资料，多数教师不会对教学软件进行再加工。三是有些教学资源时效性强，过一段时间实用性就变差，学生和教师感知不好，不愿意用。四是教材和出版社不同，导致教学软件不统一。这些情况既造成了教学资源和资金的浪费，也影响了教师在使用多媒体教学的积极性。

（三）信息技术培训“重技能轻应用”

目前广大教师对于信息技术在教学中应用的理解也只是课堂中播放视频软件或者演示课件，这是信息技术应用最初的阶段，其真正的优势与作用并没有得到充分发挥。信息技术和教育的结合最终是要带来教师的教学方式、学生的学习方式、师生的互动方式以及教学内容的呈现方式的变革。因此，信息技术的培训应该除了重视技能培训，更要注重应用方面的培训，包括开展面向教学应用、面向课程整合的培训，使广大一线教师对教育信息化能够有更深层次理解，能够站位更高，从而为教学服务、为教育科研服务，为教师自我学习服务。

三、5G与教育产业的融合发展

一是凝聚了数字化转型新共识。疫情防控对经济社会活动产生重大影响，让更多的企业家、管理者和人民群众认识到以信息流带动技术流、资金流、人才流、物资流的重要性和必要性。5G、云计算、物联网、工业互联网等作为推动数字经济与实体经济深度融合的关键路径，将有效推动经济社会数字化转型，在经济社会发展中发挥越来越重要的支撑作用。

二是激发了在线应用新需求。为了控制疫情，封城、居家隔离等手段促进了“宅”经济的发展，游戏、视频成为居民在家中娱乐的主要方式，在线教育助力学生“停课不停学”。5G与云端结合还可以支持VR/ AR、全息投影等大数据量图像的存储和传输，创新远程办公和教学手段，带来更加极致的业务体验，并将智能终端的部分存储和计算能力放在云端，降低终端成本。疫情在推动在线应用发展的同时也激发了公众对更大容量、更快速度的信道的需求，让5G网络技术在教育信息化变革中的应用场景变得更加清晰、可行。

三是拓展了行业应用新空间。抗击疫情的过程中，5G+远程教育等行业应用极大地提高了防疫效率。中国电信充分发挥5G网络和信息技术优势，向广大中小学提供免费 “直播远程教学”、“中小学同步课堂”等服务，既满足了孩子们学习知识的愿望，又避免了疫情防控期间学生和家长聚集，降低人群交叉感染风险。随着5G技术广泛应用，相信在不久的将来，孩子们就可以体验名师亲临现场、教材教具实景呈现的现场感，还可以将视频直播内容传输到偏远山区的学校，使优质的教学资源远距离传输到5G网络可达的任何地方。

四是推动教育信息化建设步伐。在线教育虽然助力学生“停课不停学”，但是网络带宽的不足与在线教育人员的增长之间的矛盾越来越突出。5G网络技术为教育信息化和教育资源的综合利用提供了更多可能。在课堂教学环节，摄像头智能识别人像并自动切换画面、4K极清攝像机呈现了课堂实验与互动、课堂提问与回答声音清晰传递等，这些都离不开5G技术的支持。