5G在教育上的應用

摘" 要：目前的教育模式追求個性化、智能化，老師通過智能技術可以了解到每一個學生的情況，并制訂相應的培養計劃，學生也可以根據自身情況進行個性化學習。5G網絡技術在整個教育模式中成為不可缺少的環節之一，特別是為二十一世紀在線教育的發展和普及提供了強大的技術支持和載體支撐。對于被越來越多人所熟知和接受的在線教育，5G網絡帶給在線教育的是模式高效、使用方便、資源互聯互通、低成本等優勢特點，打破了傳統教育在時間和地域等多方面的限制。因此，5G讓教育領域，特別是在線領域，給人們生活學習方式帶來了翻天覆地的變化，5G時代下的在線教育必定是未來教育發展最為強大的趨勢。

關鍵詞：5G;在線教育;互聯網+;AI;云計算;VR

中圖分類號：TN915.63" " "文獻標志碼：A" " " " "文章編號：2095-2945（2021）13-0162-03

Abstract： The current teaching mode pursues individuation and intelligence. Teachers can understand each student's situation through intelligent technology， and formulate corresponding training programs. Students can also learn individually according to their own situations. 5G network technology（Internet Plus） has become an indispensable part in the whole educational interaction process; especially it provides powerful technical and carrier supports for the development and popularization of online education in the 21st Century. For online education， which is accepted by more and more people， 5G network brings online education with the characteristics of efficient mode， convenient use， interconnection of resources， low cost and so on， thus breaking the limitations of traditional education in time and region. Therefore， in the field of education， especially the online field， 5G has brought tremendous changes to people's ways of life and learning. Online education in the 5G era will surely be the most powerful trend in the development of education in the future.

Keywords： 5G; online education; Internet Plus; AI; cloud computing; VR （virtual reality）

1 當前教育現狀

和傳統教育模式相比，5G技術下的教育具有很大的優勢。傳統的教育模式受到時間和空間上的限制，教學效率低。一位優秀的老師，最多只能同時教授幾十個人，或者是幾百人的大課堂，而且難以保證每位學生都能擁有最佳的上課效率。目前我國的基礎教育存在部分問題，比如教育資源配置的不平衡、東西兩部地域教育差距大、農村偏遠等地區教育力量薄弱、基礎教育設施跟不上、各個地區的教育模式和水平差異大，導致教育不公平現象加大。大多數的學生在課堂上大多保持沉默，老師也就不能了解到學生的實際情況，因材施教;這樣的上課模式也就成為了老師講課學生聽課，而并非是老師講解知識難點，學生接受和理解知識。

2 5G下教育特點

在5G時代下，教育能夠打破時間和空間上的限制。從理論上來講，只要網絡承載力足夠大，一位優秀的老師就可以同時給數萬、甚至是數十萬以上的學生上課，如果再給授課老師配以一定數量的助手，授課老師就可以跟遠隔萬里的學生進行實時互動;反之學生也可以挑選適合自己的老師，實現因材施教。諸如采用國際知識品牌Polycom（寶利通）遠程音頻技術實現的遠程教育，VR、AR、遠程互動等新興技術也讓在線教育更為生動，各種不同的教學內容、素材觸手可及，也能提高學生的學習興趣。

借助5G、互聯網+等網絡技術的力量，也能使國家教育地域差異的問題得到巨大的改變?；ヂ摼W+彌補了現如今教學模式在時空上的不足，通過遠程音視頻技術，能夠將基礎教育資源在網絡上進行資源共享，實現教學資源上一個相對的平等，讓絕大多數的學生都能夠享受到來自四面八方優質的教育資源，即使是最偏遠的山區，只要能夠使用網絡，就可以從網絡上接受來自萬里之外的互聯網線上教育，甚至是來自全球頂尖院校的授課資源。在即將到來的5G時代，在線教育會更加接近傳統的教育模式，更加接近“老師-場景-學生”的教育模式，打破了傳統教育的弊端，這樣能夠最大限度地提高教學的質量和效率。在這個教學過程中，老師和學生之間可以進行有效的交流互動并且做到隨時提問隨時答疑，與傳統的教學模式達到的學習效果非常相似，也極大減少了學生過去因為羞澀而不敢答的問題。在線教育場景化改造之后，上課時的環境和場景為學生提供了浸入式的環境氛圍，重現了傳統教學的場景，從而提高了學生上課的專注程度和學習知識的接受程度，這也是在線教育的優勢之一。

在5G時代下的教育同時也將具備以下四點優勢：

第一，空間優勢。在線教育的全方位發展，可以讓人們直接在家里學習，不用外出學習，人們也就可以不用再擔心學習機構離家太遠的問題。第二，時間優勢。線上教育相較線下教育而言，擁有一個更大的優勢就是在線教育支持課后重溫，同樣的一個內容可以反復不斷地學習。更不用擔心因為沒時間而不能去上課，人們可以合理安排自己的學習時間，同時也節約了從家到學習機構的往返時間。第三，對知識的掌控更強。當今時代，互聯網技術的不斷發展，焦慮也是不斷增強。我們所需要學習的知識面變得更加寬泛，線下教育的課程都是規定好了的，沒有選擇的余地;而在線教育則不同，它已經把所有的課程羅列好、分好類擺在我們面前，然后讓我們有選擇性地學習想要學的課程，我們就可以根據自身的條件和需要選擇我們想要學習的課程。第四，費用少的優勢。除了以上所說到的這三點優勢之外，線上教育還具有費用少的優勢。線上教育可以設置從基礎性學習到深度學習等各種不同難度等級的學習規劃，針對不同的人群制定不同標準的收費規則，既可以減輕過重的費用負擔，也可以提高家長對線上教育的信任感，還可以免去從家到教育機構來回的時間和交通成本。[1]

除此之外，5G教育能夠促進課堂教學質量，并且通過傳感器技術，實現學生和學生、學生和智能機器之間的交流互動行為，在教學基礎上提供智能化環境，改善傳統的學習環境和學習方式，并且隨時可以調整更改教學結構;同時也可用于課外的學習研究，它支持各方面不同類型的課外學習和研究，豐富課外的學習方式，促進學生各方面能力的發展;還可用于工作上的考勤管理、圖書館的圖書管理、教學儀器設備的管理、學校教育安全管理等學校管理，用以改變更新學校管理的手段，提高管理效率和質量。[2]

3 5G在教育中的應用

5G技術將會是一個全新的技術領域，可以運用到各方面的技術中，在教育領域能夠進一步深入研究。

3.1 AI、混合現實

AI 和教學領域的融合，能夠提高教學效率，為學生更好地學習知識以及老師更好地教學創造條件和提供環境。隨著AI人工智能在教育中的應用進一步加深，人工智能已經逐漸滲透到教學領域的各個方面，比如，利用AI 為教師開發虛擬的教學助手，為教師、學生和家長提供有關學生如何學習的方法，向老師和家長進行學生學習情況的反饋，為學生提供所需要的學習資源，以此來減輕老師和家長的壓力;這樣也有利于學生和教師進行個性化的教學，讓在線教育更傾向于智能化。

在進入K-12（美國基礎教育統稱）領域的新興技術中，虛擬、增強和混合現實有著巨大潛力。混合現實仍然屬于一個新興的領域，雖然現在有很多研究正在展示這一新興領域的好處，但是教師們希望虛擬現實能真的為學生打開新的學習大門，它能讓學生置身于他們從未體驗過的情境。[3]

K-12教育已經開始嘗試物聯網整合。通過5G擴展互聯網設備的容量，有望極大地擴展教師在課堂上的能力。據研究，互聯網可以幫助改變老師在課堂上的角色，以便減輕他們的負擔，讓他們可以更加關注學生。該研究報告稱：“學生一旦進入課堂學習，就會自動登錄。如果上課時分散注意力，AI智能就會自動向老師反映情況，也會根據學生的筆記情況實時分析并向老師反饋學生學習的情況?！蔽④浕旌犀F實教育總經理Dan Ayoub說，這是一種沉浸式體驗，可以對參與者產生強大的影響?！叭绻阏娴目梢宰寣W生體驗到或看到他們剛剛在課堂上聽到的內容，甚至能與之互動，那么對他們的理解與記憶會很有好處，”Ayoub解釋道，“你可以讓他們做現實中永遠不會做的事情，比如讓他們炸掉化學裝置，或者讓他們到月球表面上?！盵3]

進入5G時代之后，5G+AI將會“強強攜手”，實現互相促進發展，混合現實便是很好的例子，混合現實并不是一種宣傳的噱頭，而是可以用來改變學生大腦在課堂上的運作方式的一種高科技智能工具。

第一，5G網絡對大數據提出了高速率、低延遲、高效使用頻譜和不同網絡技術共存等硬性技術要求，同時也需要結合AI和大數據的反饋，及時做出有效的決策。5G網絡為AI在云端和多個終端之間的良好銜接，提供了基礎的設施支撐，5G將助力AI的教育應用更加豐富和走向普及;而AI技術的應用也將實現5G技術的智能化，在節省人工成本的同時，還可以給廣大的用戶帶去不一樣的真實體驗。[4]第二，5G將驅動AI人工智能更具備“教育智能化”的功能，促進教育更快走向公平化、個性化和智能化，即5G+AI將進一步催動向智能教育的發展，促使“學以致用”到“用以致學”的過程更加迅速，即從傳統的知識傳授轉變為個性化知識的接收;促進人機的和諧分配，需要與智能機器協助合作;促使自身適應學習廣泛的實現，進而促進教育的公平。[4]第三，5G+AI賦予教育創新性，從而形成一個互相協作、資源共享、數據智能等多方面合為一體的智能教育新生態系統。[4]

3.2 5G和云計算

云計算的優勢在于，云計算的資源不僅僅是簡單的由多個用戶共享，還可以根據用戶的不同需求，重新分配給用戶所需要的資源。云計算可以根據教師和學生不同的需求，提供相應的教育資源。云計算將分散的教育資源上傳并集中存儲在云端服務器，能夠實現教育資源共享與統一管理，也增加了資源管理的便利性。

另外，學習者只需要使用可以聯網的終端設備、電腦或智能手機，就可以輕松獲取自己想要了解和需要的資源，同時也可以把自己擁有的資源分享給其他人，實現了教育資源的開放與共享，將使許多資源有限的移動終端，有望獲得與自身環境和條件所匹配的資源，達到個性化的學習服務。

最為重要的是，5G和云計算的聯合互相彌補了缺點，解決了自身弱點的限制性，為在線學習的廣泛應用提供了契機。而教育平臺和基礎設施，加速了物理世界和數字世界的融合過程，不斷推動互聯網向教育智能化的方向發展，為學校的人才培養、數字治理、科研平臺等，構建了一個融合云儲存、云計算、人工智能、大數據、互聯網的數字化學習生態體系平臺，5G便是中間橋梁。

3.3 5G與VR的相遇

2018年12月26日，中國首屆5G云VR及云游戲產業論壇上，百度教育事業部總經理張高博士表示，VR技術能夠輔助教育知識的傳授，提高知識傳授的效率，提升對知識認識和理解的效果。而5G時代下的VR技術將會在原有的基礎上，再提升一個檔次，為教育領域帶來變革。張博士指出，在VR體驗中，由于VR技術對圖像的要求非常高，導致相關的圖像素材的所占空間比非常大。而目前的技術還不能滿足VR教育對網絡的高標準傳輸要求，但是5G網絡為VR的發展提供了“基礎設施”建設。在5G時代到來時，VR在傳輸方面的屏障也會被打破，VR技術在移動端應用的問題也會迎刃而解。

與此同時，也有不少專業人士和用戶對此提出質疑?，F有的VR使用一段時間之后便會產生眩暈感，長久下去會危害身體。其次，VR教育高性能高成本，并非所有學生都可以體驗。最后，有家長會擔心孩子只是追求新鮮感而忽略了知識的學習，這會導致VR教育難以實施。張博士也對此為VR教育發聲，VR的眩暈感將會隨著5G時代的到來和VR設備的不斷升級而逐漸減弱甚至消失;5G與VR不斷發展升級后，普及度和成本也會相應得到大幅度減少;最后張博士指出，VR教育的生態系統要想建立起來，要包括VR教室軟硬件設備和大量技術專家的引進，教學管理、課堂管理、內容管理等系統的優化，嚴格把控學生的VR使用，保證教學任務的完成，只有這樣才能算真正利用VR技術實現寓教于樂，從而達到跨世紀的教育效果。

4 結束語

根據相關研究表明，互聯網和教室的結合，會使學生擁有跟以往完全不一樣的學習體驗。5G+AI+IoT等技術一旦集成，將會推動教育和萬物互聯，使教育邁向智能化、個性化時代?？傊?，5G技術將會使教育更上一層樓，更加便利化，將使基礎教育設施比現在更具備智能化、個性化，從而讓教學環節和教學管理更具智能化和便利化。

在5G時代下，科學技術的創新必然會改變現有的教學模式，現在的教學模式太過于局限;而在線教育、人工智能AI以及大數據和云計算的連接會更加緊密，將會使未來的線上教育更加便利，更貼近因材施教，有利于學生接收各種各樣的知識。隨著技術的進一步深入，各種不同的需求催生了在線教育趨向便利化、智能化和數字化的教學趨勢。在線教育借助5G時代下互聯網技術突破線下傳統教育模式目前所不能突破的瓶頸，也為在互聯網時代下成長起來的新一代學生提供了新型教學模式，讓教學更加便利化，提高了效率，實現了資源共享。在這兩方面因素的催促下，在線教育將會是互聯網時代下教育發展的必然趨勢。隨著在線教育的不斷深入研究，在未來的5G時代下，教育模式也將做出相應的變革。在互聯網時代在線教育的沖擊之下，傳統的教育模式應當要像在線教育那樣進行合理的融會貫通以及本地化，尋求更加穩定且適應未來智能化發展方向[5]。

參考文獻：

[1]陳（赤兒）娥，王燕，王瑾紅，等.利用現代教育技術，構建個性化大學英語教學模式[J].井岡山學院學報，2006（5）：122-124.

[2]盧光盛，鄭咸義，陶志穗，等.個性化·智能化·情景化：“高等數學習題課學習系統”的研制[J].高等工程教育研究，1999（4）：87-90.

[3]李飛.美國佛羅里達州K-12在線學習的支持主體研究[D].重慶：西南大學，2017.

[4]梅雅鑫.5G開啟云VR教育新篇章 讓知識觸手可及[J].通信世界，2019，795（3）：32.

[5]劉瑞獻，高嶺.一個個性化網絡教學系統研究[J].計算機應用與軟件，2009，26（10）：143-145，148.