5G智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用

張繼芳

摘? 要：5G技術(shù)是繼2G、3G、4G之后的第五代移動(dòng)通信技術(shù)。文章圍繞著“5G技術(shù)”這條主線，首先探討了5G技術(shù)、智能網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，然后關(guān)注智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用兩項(xiàng)內(nèi)容，深入探討5G環(huán)境下智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：5G;智能技術(shù);網(wǎng)絡(luò)教育;智能教育

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）27-0161-02

Abstract： 5G technology is the fifth-generation mobile communication technology preceded by 2G， 3G and 4G. Centering on 5G technology， we firstly study 5G technology， and then， we focus on the intelligent technology and application of network education. Finally， we delve into the application of the intelligent technology in the web-based education.

Keywords： 5G; intelligent technology; web-based education; intelligent education

1 概述

近年來(lái)，4G網(wǎng)絡(luò)在教育、醫(yī)療、電商等各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著舉足輕重的作用。但是隨著社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)已無(wú)法承載網(wǎng)絡(luò)需求的激增。同樣的，4G網(wǎng)絡(luò)也無(wú)法為AR、VR、MR、AI等技術(shù)的發(fā)展提供良好的空間。2019年世界移動(dòng)通信大會(huì)的主題為“智能互聯(lián)”，大會(huì)從5G、AI、IoT、big data等方面進(jìn)行了討論，同時(shí)在會(huì)上有不少于10家的手機(jī)廠商發(fā)布了5G智能手機(jī)，比如華為、中興、三星等。我國(guó)的首批5G城市名單也已經(jīng)公布，一瞬間，我們仿佛已經(jīng)進(jìn)入了5G時(shí)代。5G網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢(shì)在于，數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，最高可達(dá)10Gbit/s，比當(dāng)前的有線互聯(lián)網(wǎng)要快，比先前的4G LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)快100倍。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是較低的網(wǎng)絡(luò)延遲（更快的響應(yīng)時(shí)間），低于1毫秒，而4G為30-70毫秒。5G技術(shù)除了高速率、低延時(shí)、高可靠性等帶來(lái)的極致的體驗(yàn)，還允許更多的設(shè)備以更快的速度更加安全的連接在一起[1]。從教育的視角來(lái)看，5G技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是智慧教育、智慧校園、智能遠(yuǎn)程教育等“智能+”教育的關(guān)鍵。在教育信息化2.0背景下和大眾對(duì)5G的關(guān)注日益升溫下，5G必將對(duì)教育產(chǎn)生不可預(yù)估的影響，一方面會(huì)對(duì)傳統(tǒng)教育形式產(chǎn)生一定的沖擊，另一方面也會(huì)對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教育產(chǎn)生影響。

2 智能網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間結(jié)構(gòu)

智能網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間主要包括基礎(chǔ)理論、核心內(nèi)容、應(yīng)用驗(yàn)證三個(gè)部分。如圖1所示，5G技術(shù)主要應(yīng)用于核心內(nèi)容部分，5G與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等智能技術(shù)推動(dòng)智能網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)向更人性化、智能化發(fā)展。

智能網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的構(gòu)建，需要技術(shù)、學(xué)習(xí)者、教師等多方面的共同努力。在此主要從技術(shù)角度出發(fā)，分析了5G與智能技術(shù)相結(jié)合，并闡述其在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用。

3 5G+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)是以感知為主導(dǎo)的物互聯(lián)的信息系統(tǒng)，它打破了時(shí)間、空間、地域的限制，不受時(shí)間、地點(diǎn)、人物的約束，萬(wàn)物都可以連接到物聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)教育在其發(fā)展過程中有自身的優(yōu)勢(shì)，也有許多不足，可運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，彌補(bǔ)教育的不足。

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用主要有：（1）在物聯(lián)網(wǎng)框架下，運(yùn)用各種物理傳感器（如指紋傳感器、視頻傳感器、光電式脈搏傳感器等）構(gòu)建一個(gè)相對(duì)“真實(shí)”的學(xué)習(xí)環(huán)境，補(bǔ)足網(wǎng)絡(luò)教育中學(xué)習(xí)者社會(huì)人格養(yǎng)成方面的缺失;（2）將物聯(lián)網(wǎng)與教學(xué)平臺(tái)相結(jié)合，研發(fā)一些閱讀器插

件，讓學(xué)習(xí)者佩戴傳感器手表、眼鏡等，獲取多重?cái)?shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析得出學(xué)習(xí)者的狀況，并反饋給學(xué)習(xí)者;（3）對(duì)于多校區(qū)和遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室，可將傳感器布置在相應(yīng)的器材上，這樣，學(xué)習(xí)者可以遠(yuǎn)程協(xié)同參與實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)課程。

進(jìn)入5G時(shí)代后，5G與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，大規(guī)模機(jī)器通信可提供高達(dá)1000000/km2的連接密度能力，為教育提供必備甚至是更流暢的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在5G時(shí)代，每個(gè)物件都將更加智能化，學(xué)習(xí)者可憑借移動(dòng)終端，觸及“云上的所有”，使網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)更智能，更有效。

4 5G+虛擬/增強(qiáng)/混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）可對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中不存在的場(chǎng)景進(jìn)行模擬;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）是創(chuàng)造出虛實(shí)融合的場(chǎng)景;混合現(xiàn)實(shí)（MR）是創(chuàng)建出新的可視化場(chǎng)景的技術(shù)，在教育領(lǐng)域中，可利用VR模擬體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)世界中難以體驗(yàn)的活動(dòng)場(chǎng)景，并可進(jìn)行大量的、反復(fù)的嘗試和體驗(yàn);AR可以幫助學(xué)習(xí)者更好地理解抽象知識(shí)、讓學(xué)習(xí)者在安全的環(huán)境中進(jìn)行爆炸性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)、具有放射性的物理實(shí)驗(yàn)等、提升學(xué)習(xí)者的閱讀體驗(yàn)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的空間理解能力;MR是一種數(shù)字全息圖像技術(shù)，它的最關(guān)鍵的特征即是交互性，這一特性為網(wǎng)絡(luò)教育帶來(lái)了巨大的潛力。

對(duì)于VR/AR/MR這些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)者若想要有最真實(shí)的感知體驗(yàn)，必須要求網(wǎng)絡(luò)延時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人類視覺感知延時(shí)。而5G的增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)是低延時(shí)的原生平臺(tái)，能夠解決諸如VR/AR頭盔顯示器長(zhǎng)時(shí)間使用帶來(lái)的眩暈感，消除與網(wǎng)絡(luò)延時(shí)有關(guān)的影響，為學(xué)習(xí)者提供真正的沉浸式的愉悅的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

基于5G的VR/AR/MR技術(shù)的發(fā)展，也將為網(wǎng)絡(luò)教育注入新的活力。網(wǎng)絡(luò)教育存在的最大的問題就是學(xué)習(xí)者的孤獨(dú)感和隔離感，而VR/AR/MR技術(shù)可提供沉浸式學(xué)習(xí)服務(wù)，讓網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者體驗(yàn)到“真實(shí)的”學(xué)伴的存在，在很大程度上消除了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)孤獨(dú)感，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)真實(shí)體驗(yàn)感[2]。但目前基于4G的VR技術(shù)只能提供110度的視角，若要使學(xué)習(xí)者獲得最低的滿意度，視角最低為200度，這也是目前在移動(dòng)環(huán)境中最大的一個(gè)障礙所在。VR/AR/MR服務(wù)需要極高的傳輸速率和更低的延遲。5G網(wǎng)絡(luò)的切片技術(shù)和其他無(wú)線技術(shù)的結(jié)合，成為實(shí)現(xiàn)VR/AR/MR服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。總之，5G的超低延遲和超高數(shù)據(jù)傳輸速率，可以有效支持VR/AR/MR和網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育。

5 5G+AI技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展。人工智能技術(shù)對(duì)人類社會(huì)生活的方方面面都產(chǎn)生了深刻的影響。在教育領(lǐng)域，人工智能+教育所形成的教育人工智能時(shí)代關(guān)注的是如何為學(xué)習(xí)者的高效學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。目前，AI已經(jīng)滲透到教育領(lǐng)域的各個(gè)方面，比如，AI驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)分析智能化，為學(xué)習(xí)者動(dòng)態(tài)推薦合適的學(xué)習(xí)路徑和內(nèi)容，滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求;AI驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)真實(shí)化，通過對(duì)學(xué)習(xí)者的面部表情識(shí)別和語(yǔ)音情緒識(shí)別，再通過情感計(jì)算，生成課堂情感報(bào)告，了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)提供持續(xù)性反饋。

進(jìn)入5G時(shí)代后，AI與5G的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，會(huì)讓二者的發(fā)展勁頭更加強(qiáng)勁。首先，5G的高速率、低延時(shí)等特性為AI在云端與終端的良好互通，提供通信基礎(chǔ)設(shè)施支撐，為AI教育應(yīng)用的普及提供助力。同樣的，AI技術(shù)的使用也將為5G網(wǎng)絡(luò)的智能化提供現(xiàn)實(shí)可能。其次，5G將驅(qū)動(dòng)AI助力教育公平，教育公平的問題在某種程度上可讓“5G技術(shù)+互聯(lián)網(wǎng)”進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，5G時(shí)代的來(lái)臨，使自適應(yīng)學(xué)習(xí)廣泛實(shí)現(xiàn)，可進(jìn)一步促進(jìn)教育公平[3]。

6 結(jié)束語(yǔ)

5G是跨時(shí)代的技術(shù)，5G的出現(xiàn)把智能技術(shù)轉(zhuǎn)化為教育教學(xué)工具，更好地在傳統(tǒng)課堂內(nèi)外或網(wǎng)絡(luò)教育上使用。5G與智能技術(shù)的融合會(huì)給高校智慧校園建設(shè)以及智慧教育、智能教育提供一條新的路徑。5G賦能智能技術(shù)，將協(xié)同云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新型學(xué)習(xí)方式深度融合，推動(dòng)智能教育向著個(gè)性化、智能化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊凌，高楠.5G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用趨勢(shì)[J].電信技術(shù)，2017（05）：30+33.

[2]程振林，孔維國(guó).網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)支持服務(wù)對(duì)學(xué)習(xí)投入的影響研究[J].中國(guó)信息化，2018（06）：52-53.

[3]袁華兵.智慧校園信息化建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016（04）：221.