5G时代对教育的影响探析

周艳芳

摘 要：各国5G商用牌照的陆续发放和5G网络的建设完成标志着5G时代的到来。本文从5G的定义、5G的时代特征和5G对教育的影响进行分析，阐述5G时代对教育的普惠化、教学模式、智慧教育和教师的角色等方面产生的积极影响。

关键词：5G时代;教育;VR;MR;影响

中图分类号：G434  文献标识码：A  文章编号：1673-2596（2021）03-0103-04

中国工业和信息化部于2019年6月6日向中国联通、中国移动等4家企业正式颁布了5G牌照，标志着5G在中国的正式商用。随着各国5G商用牌照的陆续发放，消费者已经接近实际的5G时代。相较于传统的移动网络，5G网络的功能更强，让延迟变得更短，更稳定，可提供5毫秒以下的延迟时间，比光导纤维速度更快，能穿越全部空间。5G拥有更快网络的移动数据，但是仅仅是速度的提升吗？对未来教育有什么影响？

一、5G的定义

5G是第五代通信技术的缩写，也是移动通信的第五个标准，称为“扩展至毫米波的增强型4G”或“扩展至毫米波的增强型长期演进技术”。毫米波通信技术的一个主要优点是可用频谱带宽较大，在毫米波段中，移动应用程序可使用的最大带宽为400兆赫兹，数据速率大于或等于10千兆位/秒。其次，在毫米范围内的另一个特征是空气中的浮力和弯曲能力减弱。5G技术正在建造一条新的高速信息公路，使信息传播速度比4G快两个数量级，信息传输的宽度（即信息容量）增加两个数量级，延迟时间减少到半毫秒以下（以前不到1/50），处理速度增加一倍。5G具有高速率、低延迟、高可用性、低功耗和低成本的特性。

二、5G时代特征

5G时代是一个万物互联的时代。5G就是一场革命，它以技术为驱动，从人与人的连接延伸到万物互联，从个人和家庭延伸到社会各个领域，进而为社会经济、生活带来革命性的影响。

5G時代是一个高体验的通讯时代。通过互联网连接异地终端，区块链技术（block chain）、万物互联（IoT）、机器学习（ML）、数据传输（DL）、云计算（cloud computing）、大数据分析（big data）、人工智能（AI）、虚拟仿真（AR/VR）等都得以实现，智慧教育数字化、智能化的速度全面提升，数据的监测与传输速度更快，精准度更高，网络容量、频谱效率得到进一步提高，通信模式更加丰富，终端用户体验更加完善。

5G时代是一个实现不同需求的时代。网络信息的主要目标是让终端用户始终处于联网状态，它不仅意味着更快的数据传输速度，更灵活地支持各种不同的设备，更多的数据和使用率，也标志着5G网络能够更灵活地满足各种场景的需要。

三、5G对教育的影响

5G宽带、短时间和广泛的互联技术为科技教育提供了更广泛的发展视野和应用空间。2019年，教育部通过“六卓越一拔尖”方案将5G技术放在了关键的位置上，那么，5G对教育将产生怎样的影响？

（一）教育的普惠化

随着5G技术的逐渐优化，为教育+科技的深度融合带来了新的发展空间，教育资源不均匀分布、教育地理分布不均匀、农村和远程教育质量低，缺乏高质量的教育资源等传统教育的空间和时间限制有关的一些实质性问题，将得到改变。

通过能够改变时间和空间距离的信息技术，并通过共享在线教育资源，教育是可以普及的。即使在偏远地区，只要他们能够上网，他们也可以在数千英里以外的地方接受在线教育，从而使所有学习者都能获得高质量的教育资源。随着第五代网络的完成和商业化，该网络将无处不在，并将为农村和偏远地区的学生接受在线教育奠定基础。让贫穷地区的儿童通过互联网了解世界，并接受在线教育，以跨越教育鸿沟。2019年3月，在广州举行的“中国首届5G时代教育发展论坛”以探讨5G时代推动教育创新为主题，倡引因材施教教育方向，集思广益描绘5G时代下的教育蓝图，展望互联网+教育新业态下的教育创新，推动中国教育普惠化，智能化，共享教育在5G时代下新的突破性发展机遇。

教育部最近发表的白皮书也强调减少教育方面的贫穷，优先考虑在贫穷地区建立基本网络，使贫穷地区的儿童能够通过因特网接受教育。5G+MR总数将超过教育方面的差距，打破因地区差异而造成的教育不平等现象，并将传统教育引入2.0时代。5G+MR远程教育打破了时间和空间上的限制，即使在偏远地区也是如此，只要学习者能够上网，也可以在网上接受远程教育。由于移动设备5G的高带宽和可靠、低延迟的高长期特性使大量当地流程得以留在云端，因此，远程教育的硬件配置和最大带宽不再存在。real MR技术使远程教育更具活力，提供了广泛的内容和教学材料，学生和教师之间进行了全面的远程互动，从而大大提高了教学的效率和质量。5G+VR或消除地理区域的教育不平等，可以有效地提高教育水平。

（二）教学模式的革新

中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《加快推进教育现代化实施方案（2018-2022年）》提出着力构建基于信息技术的新型教育教学模式、教育服务供给方式以及教育治理新模式。5G正好给学校用户更快、更好、更流畅的体验，这种与生俱来的技术和业务优势，必将带来教学模式的巨大变革。实施基于5G技术在线教育无限接近线下教育，在线实时交互在经验方面与离线的“教师场景学生”培训服务模式相近，同时能够极好地扩大教学内容的影响，提高教学效率。学生和教师可以在现场直播的任何时候进行有效的互动和反应，这与线下学习的结果非常相似;在第五代时代，在重建网上直播后，课程教师可以监测和监督学生的学习，通过互联网与各种学习平台可以了解和监控学习者的学习内容、学习时间、学习进度、学习效果等，这对提高学习效率和影响至关重要;现场直播的语言环境以及互动可以使参与者有一种更深的学习感，从而提高参与者的集中程度。光学和语音识别等技术将渗透到所有的在线学习环节中，提高学习过程中所有环节的效率，技术创新无疑将提升学习体验。

5G移动通信技术带来了“教育改革的暴风雨”。5G与虚拟现实技术（Virtual Reality Technology）与教育相统一，它将开辟一种新的教学方法，并在教育领域带来前所未有的变化。虚拟现实技术颠覆了以往的教学方式，允许孩子们在虚拟环境中学习知识，从而解决了对传统班级的弱交互性情况和沉浸状况。移动通信技术的发展、5G和VR的启用以及5G提供的高精度多线程视频和云整合能力为VR教育的发展提供了更多的机会。Philippe Coiffet与Burdea G在1994年指出了虚拟现实的三项基本特性：互动性（Interaction）、想象性（Imagination）以及沉浸性（Immersion）等，也就是我们所说的3I特性。想象是利用虚拟现实技术将理性和情感结合在一起，这种技术可以创造出可以帮助人们加深概念和创造想法的假想或想象;互动意味着用户在不使用鼠标和键盘等工具的情况下自然地与虚拟环境互动，而虚拟环境可以通过多种感官向用户提供反馈;匿名性强调用戶身份从监视者更改为参与者。用户可以亲自到场，感觉自己是虚拟世界的一部分，并在使用过程中采取更多的主动行动。

研究数据显示，人们对所听的内容能记住20%，对所见能记住30%，而对参与其中的经历或模拟内容能记住90%。5G所具有的毫秒级的端到端时延的特性可以极大地满足VR对数据传输的要求，通过转移到云端的方式，实现大量数据传输、存储和计算功能。学生们通过VR场景模拟获得更加身临其境的体验，因此，消极接受所获得的知识将转化为更为现实的积极经验假设情景，在这种假设情景中，可以“想象”教育景观，从而可以进行传统课堂无法实现的封闭学习体验。

虚拟现实有助于在教育中传授知识，提高知识转让和获取的效率，并增强认知和理解的影响。联通学习理论与强调“学习与资源”“节点与链的联系”“分销是联通的目的”的观点非常吻合，在5G培训应用场景中，一切都是相连的，“大连接”是理论与技术的完美结合，“学习也可以存在于物化应用中”，强调MMTC的连通性。

基于5G网络的VR技术的教育将创造更多的应用程序：第一，紧急模拟演练，这种演练可能造成以前无法实现的许多情况，例如地震、火灾等;第二，许多高成本、高风险的教育课程，如汽车拆卸、飞机驾驶、手术模拟器等，都可以模仿;第三，能够恢复历史或其他三维设想，如博物馆展览、史前、深海科学、空间科学等;四是模拟真人陪练，如培训中的语言环境植入，一对一或一对多的远程教学，让学员与模拟真人进行对话。高带宽、5G低延迟时间、6dof交互式视频和高分辨率光照率，使学生能够从不同角度进入世界任何地方的课堂，参与教师的实验和探索活动，并与教师直接互动。

此外，5G、全息远程技术、虚拟现实和课堂教学被整合到远程教学中。通过5G超高速、超低时延的数据传输，打造异地双师互动教学模式。

（三）智慧教育的变革

《中国教育现代化2035》指出要加快信息化时代教育变革，建设智能化校园，统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台。5G时代的到来，教育模式更趋智能化，智慧教育成为了大势所趋。2019年4月29日，中国移动就联合40家通信、互联网、教育等领域的企事业单位、高校和科研机构在杭州宣布成立5G智慧教育合作联盟。该联盟以在5G网络范围内建立一个“教育”“学习”“生产”“开发”和“投资”的教育合作系统，目的是促进教育技术的发展和一体化。5G智慧课堂将应用而生。5G智慧课堂是对传统在线课堂教学互动能力的全面革新，它通过将软硬件模块5G化匹配，新一代的智慧课堂将实现从有线网络、Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、NB-IoT 等网络承载到高速率、高可靠、低时延、高安全的5G网络。同时，5G的延迟将减少到10毫秒以下，借助交互智能平板、智能学习笔等5G化智能终端，将带来更为流畅的体验，学习将会变得无处不在，在教育过程中，随时汇总孩子们的学习参数，了解他们的理解水平。同时使用可靠的第五代网络，确保数据采集和传输过程的稳定性和可靠性。您可以在家中或任何地方使用物联网和虚拟现实技术，以获得与真实课堂相同的学习体验，这在4G时代是无法想象的。5G现代知识教育将具有以下特点和改变：

一是教育环境将更完善，更能满足个人的需要。可以通过提供积极主动的学习环境、规划学习途径和通过通信网络推动适应性学习资源，来实现从信息搜索到信息搜索的转变，而通信网络是世界各地的传感器，能够了解学习者的形象和特点。

二是与教育有关的各种数据和信息都将顺利流通。数据分析是实现智能教育服务的基础。教育信息化建设将建立一个收集和分析各类数据的标准模式，通过了解物理环境，认识到数据的趋同和空间传输，加强教育服务的组织能力，以打破时间、空间、内容和媒体方面的限制，并使教育信息能够不受阻碍地传播。

三是教育工作能实现智能化。在全世界的智能技术和高速通信环境中，所有类型的教育服务都可以在任何时间以任何形式方便、快速、有效和智能地提供和协调。

四是高质量的教育资源将按需提供。通过互联网连接异地终端、教室，实现异地同窗或同步教学。区块链技术、云计算、大数据分析、人工智能、智慧教育等促使教学进入到深度学习与个性化学习。智能时代的在线信息传输技术允许在整个过程中传输学习数据，因此，智能学习服务系统能够对个人进行仔细分析，从而根据个人的具体需要提供高质量的资源和服务。

五是学习机会的均等供应将得以实现。在教育中应用信息和通信技术使人们能够通过网络交流享受高质量教育资源和服务，在这种网络中，教育可以成为正规教育之外的日常生活的一个不可分割的组成部分，以实现“技术无处不在，学习无处不在”的平等。

（四）教师的角色的转变

随着5G移动互联网技术的发展，未来基于云端的教学会越来越多被大众所接受和使用。只要5G网络可以覆盖的地方就能享受来自顶尖教育专家的教学指导。教育在这一阶段变得更加公平，教育资源的分配可能会打破地理上的限制。随着云端方案的提供，传统的教师教学也会发生改变，可能更多的学校会出现双师课堂，主体的教学内容通过国家或者省市统一组织专家制作云端课程，而传统意义上的教师可能会变为助教，辅助网络教学负责给学生答疑并指导后进生转化，有更多的时间和精力来进行因材施教。

一旦5G+互联网的教学模式得到普及，传统意义的教师必然会受到冲击，未来只有更加个性化的教师才会有更大的舞台，而同质化的一些老师则会被技术和人工智能所淘汰。教师也将从传统的一张嘴、一支粉笔、一套PPT的课堂授课教师转向多重身份与角色。如：教学资源使用者，学会使用互联网上的教学资源，利用资源进行教学、科研、分析，掌握学习理论，根据学习者的需求构建课程体系与知识框架，提高教学效果;同时，也可以是教学资源的贡献者，每一位教师都可将自己的优秀成果上传至互联网供他人学习与使用，实现“共建共享”;新时代研究者与创新者，探究“问题驱动”的创新教学模式，从新教学语境中出现的新问题出发，加强对新教学现象的研究，进而构建新的理论;批判型学习者与教学者，能够发现问题、解决问题，培养自己与学生学会学习与终生学习的理念与方法等。只有当一位老师具备了别人不具备的能力和知识时，他才会受到更多学习者的青睐。未来的老师就是在保证追随时代主流的同时一定要让自己变得与众不同，需要不断地学习、进步才不会被时代抛弃。

结语

5G时代将对目前的教育状况和教育改革产生重大影响。利用5G通信技术和数据分析技术打通课内外的数据壁垒，促进线上线下课程的无缝融合。让每个孩子通过教育获得美好人生均需要不断采用新技术，使学习者的学习从被动接受转变为积极参与。5G是佳音，也是转折，5G技术将给教育的发展注入新的活力。

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（责任编辑 赛汉其其格）

An Analysis of the Influence of 5G Era on Education

ZHOU Yan-fang

（School of Foreign Languages， Xiangnan University， Chenzhou 423000， China）

Abstract： With the issuance of 5G commercial licenses in various countries and the completion of the construction of 5G networks， the era of 5G has come. What impact will 5G have on education？ This paper analyzes the definition of 5G， the era characteristics of 5G and the influence of 5G on education. The era of 5G will certainly have a positive and significant impact on the inclusive education， teaching mode， intelligent education and the role of teachers.

Keywords： 5G era; Education; VR; MR; Impact