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关于5G时代的开放大学信息化分析与应用研究

2021-04-13袁婷

课程教育研究 2021年33期
关键词:校园大学信息化

袁婷

【摘要】近年来,随着我国教育技术的蓬勃发展和5G通信技术的广泛应用以及社会信息化进程的不断推进,我国开放大学也迈进了信息化发展进程,开放大学信息化发展呈现出以在线教育为基础,有向建设、管理、服务、应用等多个领域覆盖的發展趋势。尤其是在新冠疫情期间,我国在线教育行业在巨大的时代压力下抓住了机遇,在应用领域、基础环境建设、运维保障机制等方面取得了突破,为我国开放大学信息化发展打下了坚实的基础。对此,文章从多个视角出发,围绕“关于5G时代的开放大学信息化分析与应用”这一课题展开系统性分析和研究,以供参考。

【关键词】5G时代  开放大学信息化  新思路

【基金项目】2021年度益阳市社科课题“5G时代开放大学成人教育信息化的发展研究”(编号:2021YS267)。

【中图分类号】G64   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2021)33-0055-03

在过去,4G通信技术的出现无疑是给人们的生活、工作、学习等带来了极大的便利,这为大力推进信息化社会奠定了时代背景。而5G技术是4G通信技术的拓展和延伸,它的出现,对于通信系统的发展具有里程碑式的意义,同时也是通信系统历程上的一次重大技术突破。2020年7月,5G的第二版增强标准(R16)已经冻结,我国已经进入大规模建设5G网络的时代。这成为了开放大学信息化建设的新契机。我国开放大学可以借助此次技术革新来推进校园内的信息化建设,构建安全、高效信息化体系,实现覆盖生活、学习、科研等多个方面的信息化体系建设。

1. 5G 技术时代的教学智慧

1.1 5G 技术对教学的赋能

以 5G 技术为代表的新一代信息技术,使人工智能可以获取与分析复杂的海量教育数据,并且可能智能检测与跟踪评估整个教学过程,为各教育主体提供个性化服务,实现精准教学,产生不可估量的爆发式效应。从学生角度来看,通过 5G 技术的赋能,学生能够获得良好的发展体验。从教师的角度,教师能够通过智慧教学方法提高教学效率,并且能够开展智慧评估,也可以借助于“5G+大数据+学习分析”进行教学分析,极大地拓展自身的教学能力和组织能力,让教学活动更加高效。从教育管理者的角度看,管理者借助 5G 技术搭建的管理平台,可以有效提升教学管理效率。

1.2 有利于搭建智慧教育生态

要想实现高水平与大范围的优质教育,教育资源的平等共享尤为重要。搭建智慧教育生态对于实现教育资源平等共享具有重要推动作用。智慧教育的未来不仅是将传统课程搬上网络,而是要集中打造一个汇聚优质课程以及众多各类型教育主体的社区平台。智慧教育社区平台是具备不断扩展与迭代的自动化智能共享平台。借助平台的力量可以让学生在良好的学习氛围与有效互动中达到学习目标,教师在真实反馈与高效沟通中实现教学目标,教育管理者在平台中发挥智囊作用。

2.开放大学信息化发展的现状以及面临的挑战

当前,我国开放大学信息化建设呈现出以下三个特征:

(1)从实际情况来看,在现阶段的开放大学内部,信息化建设问题依然得不到统一的规划,即各级部门之间并没有就信息化建设问题展开及时的沟通和交流,并达成统一的、可行性较强的实施依据和实施制度,依然存在诸多各级部门各自为政的现象,各个体系之间没有形成统一的标准和接口。这不仅会造成校内部信息化设施和技术等等存在重复建设问题,同时也造成严重的资金浪费,还会给学校的科研、管理以及教学等工作带来极大的麻烦。

(2)重视硬件设备购置,轻视应用软件投入。开放大学在信息化建设过程中,大多是直接对外采购功能单一的产品,而极少根据自身需求,与厂家联合开发具有高兼容性和拓展性的真正适合自身长期使用的产品。这使得所采购的设备频繁更新淘汰,造成极大的浪费。

(3)重视有线网络的布局,忽视了无线网络的融合。数字校园是在校园网的基础上发展完善起来的,受4G技术和终端的限制,无线网络在开放大学信息化建设中的运用比例极低。

开放大学信息化建设在取得巨大进步的同时,也面临着一些挑战。具体如下:

(1)信息化教学应用水平不足。目前,虽然各大开放大学基本上完成了信息化教学的战略部署,但是各个学校之间的信息化水平参差不齐。很多学校仅停留在校园信息管理的水平,在教学和科研中的应用不高,而且存在设备老旧、教学软件过时、信息化集成度不高等现象。

(2)统筹机制有待完善。开放大学信息化建设是一项系统性极强的工程,需要各级教育部门协同,制定统一的标准和接口。目前,由于统筹机制的不完善,使得很多开放大学的信息化建设发展不均衡,系统互联和信息共享程度不高。

(3)硬件资源紧缺,对新技术和新媒体的应用准备不足。随着4G网络的成熟和5G技术的完善,各种新终端和新媒体井喷式发展。开放大学信息化建设面临大量设备的更新换代,需要大量的资金投入。

3. 5G通信技术发展分析

3.1 5G通信技术应用场景及发展趋势

5G 技术在各行业不同场景均有广泛应用,根据这些应用的技术类型不同,可以分为三类:一是增强型移动宽带,二是大连接物联网,三是低时延高可靠通信。[1]增强型移动宽带类,这一类应用场景,是在现有宽带业务基础上,实现了升级,通过 5G 技术对信号传播速率带来的飞跃提升,将人与人之间的通信体验推向更极致的发展。目前,我国正在积极推动 5G 技术研究应用,促进其与大数据、人工智能等相关领域的结合,促进基于 5G 的各项融合应用产品研发,积极推进形成技术、标准、产业、应用的良性循环。5G 技术,与很多行业领域都在形成结合,比如农业、教育、交通等等,基于融合促进行业领域的创新发展,实现产业变革。5G 技术应用具有十分巨量的市场规模,将会深入改变人们的生活方式。庞大的物联网连接和速度,边缘计算能力使得人工智能和智慧型机器人的诞生与实现成为可能。未来人类的衣食住行都将因为 5G 技术的发展带来翻天覆地的变化,而对于人类发展最为关键和重要的教育领域自然也不例外。

3.2开放大学5G通信技术发展分析

ITU定义了5G三大应用场景:增强型移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)及低时延高可靠通信(uRLLC)。而拥有上万甚至是几万师生的开放大学,无疑是这三大应用场景的结合体。[2]大带宽使得手持移动终端拥有了与有线宽带连接的固定终端设備相当的传输速率,超高清视频的应用拓展了教学和科研的场景,不再局限于教室和实验室。大带宽的传输能力,可以有效地推动开放大学信息化建设中无线网络和有线网络的融合。每平方公里一百万的海量连接不仅解决了4G无线网络中长期拥塞的问题,也使学生信息采集、校园监控等大量智能终端设备通过无线网络承载,可以灵活地布置。低时延高可靠通信使远程教学和视频交流会议可以成为高等教育的新常态,实现了优质师资的共享。自2012年全球IPv6网络正式启动以来,工业和信息化部有序地推进IPv6网络的规模部署。这也为开放大学信息化建设提供了一个新的契机,有力地推动校内信息化建设从管理端逐步向服务端转移。而近年来,全国各地高校都在响应“一张表工程”,陆续推出了数字校园、一卡通、校园部门微信公众号等用于师生服务的信息系统。这也为师生的校园生活提供极大的便利性。

4. 5G技术为开放大学信息化建设带来的新思路

4.1数字教学

将教师长期积累的优质教学资源进行优化整合,建立教学资源数字化学习平台,统筹推进教学做一体化理念目标、教学相长的功能目标、虚实结合的技术目标的实现。数字教学平台的系统功能总体上紧扣四大功能主线,即能合理分类、高效快速搜索课程资源、强化学生自主学习的有效性,不断提升教师的教学能力,以及向社会大众进行知识的普及。因此,教学资源数字化将立足于信信息技术为核心手段,结合不同用户的实际登入需求,从而推进实现集优质资源的共建、共享、共用于一体的生态化发展数字化学习平台。随着5G技术的成熟和5G网络的不断完善,AR、VR和超高清视频等新兴技术也得到了大规模的普及,这些新兴技术也将会成为数字化学习平台的重要组成部分,并在教学领域得到大规模的应用。基于AR、VR的现代化教育体系,实现了教育功能的进一步拓展和延伸,优化了教育的效率,为学生提供更加直观和丰富的学习体验。

4.2远程教育

针对于远程教育而言,其主要是指立足于多媒体信息技术为教学手段、通过深化系统教学和通信相统筹融合的一种新型教育形式,是以音频、视频(直播或录像)的形式将课程以实时或非实时方式传递给校园内外学生的教育。近年来,随着网络直播软件的蓬勃发展,制作教学视频和开通直播的成本大幅度降低,但仍然依赖有线宽带的传输,无法做到随时随地的高清直播, 无法满足远程适时指导科研和教学的需要。而5G网络大带宽、高可靠和低时延的特性就能很好应对并解决这一问题,通过科学地引入5G网络终端,可以实现远程数据采集、远程实验监测等,还可以深化教室、实验室和工厂等多方联动和交流,为教学和科研提供极大的便利性。

4.3网络课程

2020年初之前,由于在线教育的需求不明显,因此发展相对迟缓。但是也同样涌现出了“慕课”“知道”等大型在线教育平台。2020年初随着新冠疫情的出现,我国各级教育都不得不采取在线教育授课方式,激增的在线教育需求极大地促进了这一行业的发展。人们在使用的过程中,体会到了这种方式的便捷性和高效性。可以预测,在线教育将会成为教育领域下一个“风口”,也正是这个原因,目前我国绝大部分开放大学都致力于以在线教育为核心,推动信息化建设。网络课程的发展,改变了人们生活和学习的方式。开放大学的教学资源不仅仅归大学生所有,也可以与社会共享。人们获取教学资源的途径更加丰富,成本也更低。5G网络的发展有力地推动了这一趋势,使得网络学习不再依赖PC终端,通过手机就能随时随地与名校名师沟通交流成为一种新时尚,极大地提高了整个社会的学习热情。

4.4数字图书馆

针对于数字图书馆而言,其实质是一种多媒体制作的分布式信息系统,即依托于数字技术来对各种图文并茂的图书馆进行处理和储存。它运用数字技术来存贮各种不同载体、不同地理位置的信息资源,以便于跨越区域、面向对象的网络查询和传播。[3]现阶段的数字图书馆,已能实现图文数字化,并将各图书馆互联共享。但这仅仅是平面的,未来的图书馆应该是立体的。人们通过手持终端,可以实现对图书馆内的文献和影像的随时随地浏览,可以通过AR、VR等媒介身临其境的观读。5G技术的发展和云技术的出现,为数字图书馆的发展拓宽了道路。图书的数字化和教学资源的数字化,将使各开放大学的教学资源趋向平衡。而图书馆的服务对象也将随之改变,数字图书馆将成为整个社会的公共资源,为大众服务。

5.基于5G时代开放大学信息化建设的优化方法及建设成效

5.1基于5G覆盖与云网融合的信息化基础设施建设

在开放大学信息化基础设施建设中,可以对5G网络连接感知网、宽带外网、校园内网、5G专网等展开充分运用及实施统一规范管理,以此来对整体安全防护予以强化,打造使用便捷、运行可靠、绿色安全、去中心化、无边界的云网融合信息基础设施,实现基于5G切片技术的虚拟校园专网,助力教学场景重构、线上线下教学常态化运行的实现。

5G覆盖与四网融合:在校区采用5G室分和5G宏站方式覆盖,构建5G专网。围绕校区内主要室内场所、道路及重点区域进行多维感知系统的建设,形成感知网。持续完善校园内网、外网网络基础设施,利用5G连接管理校园智能化基础设施、宽带外网、校园内网、5G专网,打造无边界的校园网络,实现专网加密、全国接入、上网行为一点管控;利用5G专网和物联网融合,实现校园万物互联;宽带外网和校园内网融合:实现宿舍宽带网直接访问校园网资源;利用5G专网和校园内网融合,师生通过5G移动终端实现直接访问校园网资源。

基于5G覆盖与云网融合的信息基础设施建设,可以很好地构建去中心化的校园信息基础设施。在保证数据安全的同时减轻了开放大学的信息技术设施运行压力,实现信息基础设施资源的按需建设;而通过5G连接校园网、宽带网、物联网、5G专网,实现万物互联、人物互联、人人互联,在提升上网速度的同时,也能突破校园网络使用的地域限制,师生在校外无须VPN等远程访问, 就可通过手机便捷地登录校园内网, 真正实现了无边界的校园网络。

5.2利用5G网络实现教学、 实践与学习应用

基于5G广连接、高带宽、低时延以及移动性的技术优势,在教学、实践与学习过程中, 都可以利用5G网络, 研讨室、图书馆、实现教室、实训室、自习空间等各类教学场所也在5G通信技术的支持下实现功能共享和信息互通;也可以通过进行虚拟仿真实验室的搭建,实现优质教学资源和教师资源的多方共享,满足师生之间的多形式交互和沟通,打造学校无边界的学习环境,大幅提高学校教学场地的利用率,为教学模式改革和创新提供技术支撑。此外,5G网络的全覆盖对5G+AR/VR互动课堂、5G+全息互动课堂学习空间、5G+VR虚拟学习空间、5G+AR/VR创新实训室、5G+数字校园建设等5G技术在开放大学的应用创造了无限可能。总之,5G时代将不仅改变世界现有的技术面貌,还会影响当今的教育形态,促使人们寻求新的理论指导,以顺利开展5G环境下的教育,这也要求开放大学教师在信息素养上有所拓宽,要求教师要因地制宜,结合实际、适应时代,不断加强自身专业发展。

6.结语

总而言之,5G时代的来临给开放大学信息化建设注入了新的动能,将会进一步促进开放大学信息化建设过程中的变革和创新。这种变革不仅仅体现在技术方面,而且也体现在教育模式、管理模式上,同时以前由于技术原因和管理原因遗留下来的问题将会在这次变革中得到妥善解决。新的技术固然会带来新的挑战和问题,但是从整体上来看,5G时代下的开放大学信息化建设必然会超越以往达到一个新的高度。

参考文献:

[1]王安国.5G网络下的教育信息化对高职教学模式的影响研究[J].电脑知识与技术,2019,15(35):121-122+124.

[2]王晓晨.5G技术在网络教育中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(24):12-13.

[3]张继芳.5G智能技术在网络教育中的应用[J].科技创新与应用,2020(27):161-162.

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