5G背景下教育面臨的發(fā)展與挑戰(zhàn)

王延桃 雷秦川 張?zhí)瘥?/p>

摘 要：文章從分析通訊技術(shù)的發(fā)展歷程對教育領(lǐng)域帶來的影響入手，闡述了5G通信技術(shù)的特點(diǎn)，并重點(diǎn)分析了5G背景下教育領(lǐng)域所面臨的發(fā)展與挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：第五代移動通信技術(shù);5G;教育;變革

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.211

1 引言

縱觀通訊技術(shù)的發(fā)展歷程，從1986年，第一代移動通訊系統(tǒng)（1G）在美國芝加哥誕生到現(xiàn)代的第五代移動通信技術(shù)（5G），每次通訊技術(shù)的革新都會給教育領(lǐng)域帶來巨大變化。在目前4G背景下教育領(lǐng)域最顯著的特點(diǎn)就是網(wǎng)絡(luò)教育，但是由于技術(shù)的局限性，4G通訊技術(shù)的優(yōu)勢在很多學(xué)科依舊是望塵莫及，例如醫(yī)學(xué)手術(shù)模擬、化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)M及機(jī)械維修模擬等。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，以上問題可以通過“VR+教育”得到有效的解決。

2 通訊技術(shù)的變革對教育的影響

從1986年第一代通訊技術(shù)（1G）的誕生到現(xiàn)在從4G時代到5G時代的過渡，在這短短的三十多年，教育領(lǐng)域的學(xué)習(xí)者的學(xué)和教師的教隨著通訊技術(shù)的進(jìn)步，也發(fā)生翻天覆地的變化。

1986年，第一代通訊系統(tǒng)（1G）在美國芝加哥誕生，采用模擬訊號傳輸。在第一代通訊系統(tǒng)技術(shù)的推動下，廣播電視大學(xué)在世界各地興起。

1995年，憑借時分多址（TDMA）技術(shù)世界進(jìn)入了2G時代，在2G時代下，多媒體教學(xué)開始走進(jìn)校園，越來越多的電子設(shè)備（電子顯示屏、投影儀等）進(jìn)入教室，改變著傳統(tǒng)的教學(xué)模式。

2007年，社會隨著智能手機(jī)的出現(xiàn)開始進(jìn)入3G時代，在教育領(lǐng)域移動學(xué)習(xí)應(yīng)運(yùn)而生，加快了遠(yuǎn)程教育發(fā)展。

2013年，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，在4G時代下教育領(lǐng)域最顯著的變化就是各大網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的興起，使得學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)知識變得觸手可及。

3 5G通信技術(shù)的特點(diǎn)

相比于4G的兼容性強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)頻道寬以及容量更大等特點(diǎn)，5G通訊技術(shù)主要具有以下五個特點(diǎn)：

（1）高速度。相對于4G來說，5G最顯著的一個特點(diǎn)就是速度有著巨大的提升。對于5G的基站峰值要求不低于20Gb/S，這個速度意味著每秒就可以下載一部高清電影。

（2）泛在網(wǎng)。在5G時代下，泛在網(wǎng)是指廣度和深度兩個方面。廣度是指網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍要廣，網(wǎng)絡(luò)不僅要覆蓋有人的地方，無人的地方也要有網(wǎng)絡(luò)覆蓋;深度就是指網(wǎng)絡(luò)的覆蓋縱深，不僅地上要有網(wǎng)絡(luò)覆蓋，地下也同樣有高速網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

（3）低功耗。5G通訊技術(shù)通過技術(shù)改造，極大的降低設(shè)備的功耗，使電子設(shè)備帶電服務(wù)時間更長，增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)。

（4）低時延。人與人之間的交互時延在140毫米在可以接受的范圍之內(nèi)，但是對于5G通信技術(shù)是不可接受的，比如無人駕駛技術(shù)，如果時延在140毫秒，那么汽車就沖出幾十米，很可能發(fā)生危險，所以5G對于時延的要求在1毫秒之內(nèi)。

（5）萬物互聯(lián)。在5G時代的理想狀態(tài)下，每平方公里可以達(dá)到100萬個移動終端接入網(wǎng)絡(luò)。在5G技術(shù)達(dá)到成熟以后，生活中的每一個物體都可以通過5G技術(shù)連接入網(wǎng)，比如耳機(jī)、書本、桌椅等。

4 5G背景下教育面臨的發(fā)展

隨著5G通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步以及憑借5G通訊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，教育領(lǐng)域?qū)谝韵率侨齻€方面取得長足的進(jìn)步與發(fā)展：

（1）VR+教育。在5G時代下，基于移動寬帶增強(qiáng)、超高可靠、超低時延通信、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)三大應(yīng)用場景的拓寬，許多以往難以實(shí)現(xiàn)的課堂場景問題將會得到有效解決，憑借5G的先進(jìn)技術(shù)，VR技術(shù)將會在教育領(lǐng)域的以下三個方面得到廣泛應(yīng)用：一是可以創(chuàng)造出許多此前難以實(shí)現(xiàn)的場景教學(xué)，比如地震、消防等災(zāi)害場景的模擬演習(xí);二是可以模擬諸多高成本、高風(fēng)險的教學(xué)培訓(xùn)，比如車輛拆裝、飛機(jī)駕駛、手術(shù)模擬等;三是能夠還原歷史或其他三維場景，如博物館展覽、史前時代、深海、太空等科普教學(xué)。

（2）智慧教育。隨著5G技術(shù)不斷進(jìn)步與普及，智慧教育在教育領(lǐng)域?qū)〉瞄L足的發(fā)展。憑借5G技術(shù)的優(yōu)勢，人工智能將與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)將廣泛的應(yīng)用到教育當(dāng)中，比如智慧教室、智能助教機(jī)器人以及智能筆記本等產(chǎn)品將會大量在學(xué)習(xí)活動中的到應(yīng)用。

（3）教育設(shè)備。目前許多學(xué)校教室的大多數(shù)電子設(shè)備只是為教學(xué)活動提供簡單的PPT放映、視頻播放以及資料查詢等功能，沒有實(shí)現(xiàn)互聯(lián)功能。5G時代的到來，不僅解決人與人的通信問題，同時還要解決人與物以及物與物的互聯(lián)問題。教育設(shè)備面臨的巨大變革就是互聯(lián)，教室的教育設(shè)備與學(xué)校圖書館學(xué)習(xí)資源互聯(lián)、與學(xué)生移動學(xué)習(xí)設(shè)備互聯(lián)以及與教師教學(xué)移動設(shè)備互聯(lián)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的互動性。

5 5G背景下教育面臨的挑戰(zhàn)

在先進(jìn)技術(shù)的帶來便利的同時，同樣也將會面臨巨大的挑戰(zhàn)，其中5G通訊技術(shù)給教育領(lǐng)域帶來的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

（1）巨額的資金預(yù)算。隨著5G時代的到來，學(xué)校對于先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的引進(jìn)將會占用巨額的資金預(yù)算。下至一個學(xué)校，上至一個國家，都將會使教育經(jīng)費(fèi)極大的增加，同時也會增加財政壓力。

（2）技術(shù)人才的短缺。5G時代的到來，對于先進(jìn)教學(xué)設(shè)備的到來，并不是每個學(xué)校都擁有足夠多的技術(shù)人才能夠正確使用設(shè)備以及設(shè)備在日常使用中的維護(hù)。即使學(xué)校擁有先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備，卻得不到相應(yīng)的使用，是對資源的極大浪費(fèi)。

6 結(jié)語

即將到來的5G時代，對于每個領(lǐng)域?qū)砭薮蟮淖兏?，同樣在教育領(lǐng)域?qū)W(xué)習(xí)者的學(xué)與教師的教產(chǎn)生翻天覆地的變化。目前5G技術(shù)已經(jīng)具備一定的規(guī)模，未來隨著5技術(shù)的不斷進(jìn)步，將會給教育領(lǐng)域帶來更多的變革。

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