5G對高職高專教育模式的探索

張雨迪

【摘要】5G作為一項顛覆性網絡通訊技術，必將深刻挑戰現有的學習方式、教學手段和師生生涯發展，從而引起教育生態的變化。本論文從不同方面闡述5G對高職高專教育模式的探索，希望為研究5G技術對高職高專教育模式影響的專家和學者提供理論參考依據。

【關鍵詞】5G? 高職高專教育模式? 研究

在移動通信技術迅猛發展的這幾十年間，移動通信從單一的一種通信方式變化成了多樣且能融入到各行各業的生活方式，而5G是現在人們最關心和最向往的通信技術。自進入 2020年，第五代移動通信技術將會在我國擴大其使用范圍，但在教育事業的發展這一塊卻還沒有相對統一的認知。教育信息化是現代化教育的動力核心。西方發達國家對于教育信息化這塊略先于我國，我國也在近年來對教育信息化這方面大力發展、迎頭趕上。以現在5G技術為代表的世界先進技術，它擁有巨大的使用潛能，有望在未來很長一段時間成為我國教育信息現代化的建設基礎。

1、5G移動通信技術

5G移動網絡與早期的2G、3G和4G移動網絡一樣，5G網絡是數字蜂窩網絡，在這種網絡中，供應商覆蓋的服務區域被劃分為許多被稱為蜂窩的小地理區域。表示聲音和圖像的模擬信號在手機中被數字化，由模數轉換器轉換并作為比特流傳輸。蜂窩中的所有5G無線設備通過無線電波與蜂窩中的本地天線陣和低功率自動收發器（發射機和接收機）進行通信。收發器從公共頻率池分配頻道，這些頻道在地理上分離的蜂窩中可以重復使用。本地天線通過高帶寬光纖或無線回程連接與電話網絡和互聯網連接。與現有的手機一樣，當用戶從一個蜂窩穿越到另一個蜂窩時，他們的移動設備將自動“切換”到新蜂窩中的天線。5G網絡的主要優勢在于，數據傳輸速率遠遠高于以前的蜂窩網絡，最高可達10Gbit/s，比當前的有線互聯網要快，比先前的4G LTE蜂窩網絡快100倍。另一個優點是較低的網絡延遲（更快的響應時間），低于1毫秒，而4G為30-70毫秒。由于數據傳輸更快，5G網絡將不僅僅為手機提供服務，而且還將成為一般性的家庭和辦公網絡提供商，與有線網絡提供商競爭。以前的蜂窩網絡提供了適用于手機的低數據率互聯網接入，但是一個手機發射塔不能經濟地提供足夠的帶寬作為家用計算機的一般互聯網供應商？。

2、5G的內涵及典型教育應用

2.1高速率。其典型教學案例體現在5G與機器人或無人機等大數據處理量設備的應用。機器人和無人機一旦用于教育場景都會面臨大數據量運算、存儲和傳遞問題。為了減少數據運算量，若將數據運算采取固化的形式，那么就可能導致機器人與學習者的交互性差，自適應能力低，不利于開展個性化學習。而無人機雖然不牽涉大的運算量，但主要問題體現在大數據量的存儲和傳遞上。5G能較好地解決這兩大困境，在數據運算上可以借助云計算的形式，甚至可以將學習者的行為數據、小組合作數據共同分析，提供個性化的教學策略，使機器人更具“人情味”。

2.2低延遲。通訊延遲指通訊端到另一端的傳輸時間，5G通信技術已將延時特性降低到5毫秒級別。其典型性應用體現在5G與VR/AR以及全息技術的教育應用。VR/AR技術運用到教學領域，可以讓抽象場景變得更生動形象，增強學習的沉浸性和臨場感，激發學生的創新思維和能力。現有的開放教育形式無論是虛擬教室還是虛擬校園，主要通過教師的干預實現。5G時代新的移動通訊技術和網絡連接設備將不斷促使學生通過探索、發現和同儕互助學習 。另一個典型應用體現在觸覺互聯網（ tactile internet） 。為了體驗更真實的學習場景，除環境的模擬外還需要提高觸覺感知，5G的低延遲性為其他傳感器設備帶來大量新機遇，觸覺互聯網將借助傳感器和5G的實時傳輸功能，使觸覺能遠程傳輸，這將使得教育實驗的遠程控制設備和遠程協作成為現實。

2.3移動性。5G的移動性教育應用是互惠互利的，體現在兩方面： 一是讓泛在學習成為可能。大量場館甚至是偏遠地區都會因地制宜地開設學習體驗活動，便攜式基站將會讓極端環境地區成為學習體驗場所。可以預測，在5G的推動下，未來的學習場景及評估方式會更多考慮學習過程的行為、體驗和感知。二是越來越多的學習需要借助移動基站時，同樣會促進個性化移動基站技術的發展和推進。未來便攜式基站的發展主要依靠應用場景的設置和變化，而教育的應用場景和模式較為豐富，兩者相互促進、共同發展將成為可能。特別是5G借助人工智能的機器算法后，會隨時隨地運算和反饋學習者的表情識別、語音識別、筆跡識別等，對學生在不同場域內的情感、行為進行分析和判斷。

3、5G時代下的教育挑戰

目前，很多學校都已經逐漸向數字化教學轉型深入，各網絡和創新型應用正推向教育的信息化。傳授者和受教者也期望能獲得更好的網絡服務和各種優質的教育資源，其中當然也包括線上學習等，但對比現在供給卻不能達到傳授者和受教者所期望的期望值，特別是對新型的教育業務。超清、超高清直播課堂、VR/AR課堂等教育資源還處于較低的水平;而對于生活中個人數據的安全、隱私和被泄露的風險仍然可能會因為5G時代的教育出現大流量大數據而涉及更嚴重的安全風險;再者就是建設和運營維護的成本還是很高，在教育信息系統建成以后，運營維護會相對于之前幾代移動通信系統而言費用會高昂，雖然以現在的4G完全能夠滿足高清教育視頻的傳送和接收，但是不能滿足超清、超高清和 VR/AR教育視頻等更加優質的教育資源和教育方式，特別是想要在完成零延時的互動和及時的數據反饋，都需要在將來有望能突破現在教育網所面臨的挑戰。

參考文獻：

[1]宋悅.關于大數據在線上教育應用的研究[J].冶金管理.2020（01）

[2]佟鳳，朱凱，王亞君，王勤勇.遠程開放教育應用創客教育可行性研究[J].中國信息技術教育.2020（Z2）

[3]曾小龍.高校數學教育應用現代教育信息技術探析[J].電腦知識與技術.2019（30）

[4]馬東，董乃謙.Web2.0教育應用初探[J].和田師范專科學校學報.2013（03）

[5]甘茂華.網絡教育應用的發展趨勢探究[J].職業時空.2011（01）

[6]劉美鳳，王春蕾，徐恩芹.信息技術教育應用的必要性及其評判標準[J].北京師范大學學報（社會科學版）.2007（05）