“5G+智慧教育”融合發展和應用研究

郭亞寧?尹亞麗

摘要：以5G為代表的新一代信息通信技術正在加速與各行業領域的深度融合，助力社會經濟跨越式發展。5G技術是推動經濟社會數字化、網絡化、智能化轉型升級的關鍵驅動。教育是國、黨之大計，是5G服務社會民生的重要領域之一。因此，加強5G與教育的融合創新對推動教育模式變革、重構教育生態，支撐教育高質量發展具有重要意義。本文分析了5G技術發展現狀及其對智慧教育的影響，并剖析了應用發展中遇到的問題。最后，展望了“5G+智慧教育”融合發展前景，總結產業發展趨勢，旨在加速推進智慧教育產學研相結合，為完善體制機制提出發展路徑應用策略。

關鍵詞：5G技術；智慧教育；融合發展；應用策略

一、“5G+智慧教育”發展背景及現狀

2020年3月，中共中央政治局常務委員會會議強調，要加快5G網絡、數據中心等新型基礎設施建設進度[1]。同月，國家發展改革委辦公廳工業和信息化部辦公廳印發《關于組織實施2020年新型基礎設施建設工程寬帶網絡和5G領域的通知》，其中重點支持了“5G教育應用示范”在內的七大領域[2]。2021年，我國政府出臺了更具體和系統的政策措施，加大對“5G+智慧教育”發展的支持力度，引導和推動其規模化應用與產業發展。同年12月，中央網絡安全和信息化委員會印發《十四五國家信息化規劃》，從技術支持、資金保障、人才培養、內容建設多個角度[3]，為“5G+智慧教育”發展營造良好環境并提供支持。

“5G+智慧教育”融合發展是推動教育模式變革、促進教育質量提升的重要引擎。它強化了教育的質量性、公平性和創新性，豐富了智慧教育教學模式、教育管理、教學評價等內涵。這對于全面推動教育數字化轉型、支撐教育高質量發展具有重要意義[4]。

首先，“5G+智慧教育”模式可以豐富教育教學手段，實現教學效果最大化。5G的大帶寬、廣連接和低延時特性為增強現實（AR）、虛擬現實（VR）、4K/8K高清直播以及全息等技術手段在教學過程中的應用提供了有力支撐[5]。通過5G網絡支持的可互動教室，學生能更直觀地觀察和理解理論知識；5G支持的數字技術構建的在線課堂改善了網絡延時和卡頓問題，提升了在線課堂師生互動的體驗；而5G+全息技術實現的遠程教學具有較強的臨場感、真實感和即時感，推動了課堂教學模式的創新。

其次，“5G+智慧教育”模式提升了校園管理和服務水平，同時提高了師生的安全保障。5G技術打破了校園網絡傳輸的瓶頸，使得“萬物互聯”成為現實。通過結合5G、物聯網等技術，學校的網絡、硬件等基礎設施得到了全面升級，實現了智慧感知、虛實融合的智能學習空間和教學環境。在視頻監控、校舍安全、校車管理、安全事故協同處理、環境監測、能耗監控、數字班牌、智能簽到和場館管理等方面，5G技術發揮了積極作用，幫助打造了自動化、節能、綠色、低碳、安全的校園管理環境。

另外，“5G+智慧教育”模式有助于推動教育評價改革，提高評價的準確性。利用5G、人工智能（AI）和大數據等技術，通過各類數據終端采集，可以對整個教學過程進行觀測和跟蹤，記錄課內與課外、線上與線下、現實與虛擬等場景中的學生痕跡和數據，并進行傳輸、保存和分析。同時，基于視頻直播互動的遠程面試能夠突破時間和空間的限制，云計算和AI技術支持的云考場能夠實現考試全程有據可查，確保考試公平。運用數字技術的新型評價方式，能夠進一步助力教育評價方式的變革和創新，提高評價的智能化、個性化、客觀性和準確性。

二、“5G+智慧教育”發展背景及現狀

“5G+智慧教育”涉及的企業眾多，包括電信運營企業、信息通信（ICT）設備商、教育硬件廠商、數字技術服務商、教育服務平臺企業、教育軟件服務商、安全廠商以及教育內容與出版商。這些企業在科研攻關和應用推廣等方面發揮著重要作用，共同推動該領域的全產業鏈發展。

目前，“5G+智慧教育”產業發展呈現三大態勢。首先，由于數字基礎設施建設加速，智慧教育需求也在持續擴大。伴隨著新基建和國家教育數字化戰略行動等政策的推進，教育數字化轉型已成為教育強國戰略的重要舉措和突破口[6]。教育數字化轉型意味著利用數字技術對教育進行升級改造，實現教學模式、組織架構、教育評價、管理方式和產業形態的全方位創新和變革。在這一過程中，產業鏈供應商需要針對教師、學生、教育管理者等用戶的實際需求，將物聯網、大數據、云計算等ICT技術深度融入教育全流程，構建網絡化、普遍化、個性化、終身化的高質量智慧教育體系，致力于打造人人皆學、處處能學、時時可學的學習型社會[7]。

第二，“5G+智慧教育”產業鏈上下游企業之間的緊密互聯和協同合作得到增強。隨著我國智慧教育不斷向著全面發展的方向推進，對智慧教育產品、智能服務以及新型解決方案的需求日益增加，全產業鏈協同機制變得更加重要。由于“5G+智慧教育”產業鏈比較長，不同類型的企業都具備各自的優勢，在未來將進一步加強合作，實現優勢互補。教育機構需要和電信運營商、教育信息化公司、互聯網企業等相關頭部企業聯合起來，共同構建智慧教育生態圈，推動跨行業多方合作和深度融合，形成高效的有機合作模式。如今，越來越多的電信運營商積極參與智慧教育的發展，例如中國電信成立了將教育作為重點領域的“5G產業創新聯盟”，中國移動打造了“5G智慧教育合作聯盟”，中國聯通也建立了“5G+智慧教育合作聯盟”。

第三，“5G+智慧教育”催生了越來越多的服務和創新應用。隨著高質量網絡解決方案的研發和部署，智慧教育新基建得到夯實，多種數字技術促進了課前、課中、課后教學以及教學、考試、評估等環節的數字化程度逐步提升，導致底層教育數據的指數式增長。借助人工智能技術處理這些海量教育數據，將進一步推動教學、評價和管理模式的變革。大數據、人工智能、區塊鏈等技術的融合，有助于構建可信的學生畫像，推進“五育”并重，全面提升學生核心素養的培養和個性化的發展，打造滿足“千人千面”教育方案，支持立體化的師生全面評價開展，同時促進校園和區域教育管理的精準化升級。

三、“5G+智慧教育”面臨的問題與挑戰

目前，“5G+智慧教育”在發展過程中面臨一些問題，包括機制的不完善、基礎設施建設、產業生態的形成、師生數字化能力以及網絡安全等方面。

首先，在應用方面，“5G+智慧教育”處于探索階段。盡管5G技術在高清的4K/8K畫質直播、在線課堂互動和虛擬仿真實驗等領域取得了一定的進展，但與教育的深度融合還比較有限。5G技術在教學、評價和管理等核心場景的應用程度有待提高，有效促進智慧教育的效果尚未完全顯現。目前，“5G+智慧教育”應用主要以單點或區域試點為主，還未實現大規模常態化、規模化應用，對教育數字化轉型的推動作用仍然有限。

其次，在基礎設施方面，“5G+智慧教育”的基礎設施水平還存在差異。不同地區之間的教育發展水平存在差距，這也反映在了助力“5G+智慧教育”應用開展的基礎設施不同程度的差異上。雖然5G網絡正在全國范圍內推廣，但尚未覆蓋到所有學校。對于已覆蓋5G網絡的學校，隨著智慧應用的增加，網絡的覆蓋深度仍需進一步加強。尤其是在偏遠地區，雖然基礎設施有所改善，但仍面臨著5G網絡部署困難、智能教育設施不足等問題，智慧教育發展的基礎還不夠完善。

再次，在產業生態方面，“5G+智慧教育”的終端產品還有待提升。由于AR/VR等沉浸式內容資源的開發門檻較高且研發成本昂貴，市場上5G教育終端產品比較匱乏。盡管5G模組的價格大幅下降，但其售價仍然接近4G模組價格的7倍左右。全球商用5G設備數量超過1000款，但主要集中在智能手機、CPE、無人機等領域，用于教育場景的專用5G終端較為稀少。這說明產業鏈中其他環節參與方的影響力還需要加強，集群發展的生態還需要完善。

同時，師生的數字化能力也需要提升。盡管通過“教育信息化2.0行動”計劃等一系列實施，全國師生的數字化素養得到了提高，但由于地區發展水平的差異，仍有一些地區的教師在日常教學、評價和管理等方面對信息技術的應用程度不夠深入，師生們對新興教育工具和模式的掌握程度還有待加強。隨著5G等數字技術在教育領域的深入應用和教育數字化的推進，需要進一步提升師生的綜合數字化能力，以適應新型教育方式的快速發展。

最后，網絡和信息安全問題也需要得到妥善解決。在當前環境下，全國各地的教育組織機構在信息化安全防護能力方面存在較大差異。隨著“5G+智慧教育”應用的逐步擴大，海量教育數據的生成速度加快，其中包含大量師生生物特征識別和未成年人信息等敏感信息和個人隱私。在數據的采集、傳輸、處理和應用等環節中，都存在著被篡改、竊取和濫用等風險，給個人隱私和數據安全帶來了挑戰。

四、“5G+智慧教育”發展建議

第一，應加強5G應用場景的培育。目前，5G技術在教育領域的應用還處于探索階段，需要加快5G與教育全過程要素相結合，推進現有場景的開發和應用示范，發掘“5G+”對教育多場景賦能的潛力，并形成易于推廣的發展模式。同時，要建立常態化應用機制，提升5G教育服務能力，滿足多樣化、個性化的教育需求，推動應用規模不斷擴大，促進教育教學模式的改革與創新。

第二，需要加快5G基礎設施建設。利用5G核心技術網絡切片和邊緣計算，實現固移融合、多網融合、多云融合，提升校園網絡帶寬和跨平臺數據融通水平，構建快速穩定、綠色安全的校園網絡環境。同時，加快推進5G網絡在教育領域的布局和部署，增強5G校園網絡的覆蓋范圍和深度，利用微基站等硬件設施，快速搭建微型5G智慧學習環境，實現優質資源共享，促進城鄉教育均衡發展。

第三，豐富5G教育產品供給。推動行業龍頭企業、科研院所、高校等開展教育領域5G應用的關鍵技術研發，研發多樣化、便攜化的5G教育終端產品，探索輕量化技術在教育領域的應用。同時，加強AR/VR等配套內容資源的研發，提升資源的適配度，降低研發成本和價格。鼓勵全產業鏈的協作，優勢互補，共同營造良好的發展生態，打造可持續發展的共贏模式。

第四，加強人才培養和培訓。進一步加強師生的信息技術應用培訓和信息素養培養，分層次、針對性地進行培訓，滿足不同階段師生的需求，提升師生對新興教育教學方式的熟練程度。加強對教師實操技能的培訓，鼓勵教師參與數字教材等教育資源的開發，加大對師范生的信息素養培養力度。探索多樣化的學生信息素養提升模式，以信息素養通識學分課程為主，培訓講座為輔。

第五，要提升網絡和信息安全保護能力。建立5G教育網絡信息安全保障機制，加強網絡安全防御體系，提升教育系統對網絡安全威脅的處置能力。加強教育系統的網絡和數據安全建設，嚴格落實安全責任，提升師生的網絡安全和個人信息保護能力。加強安全管理機制，包括加密技術、訪問控制、身份認證等，保護教育數據安全和個人隱私。提高師生的網絡安全意識，通過宣傳、培訓和網絡安全演練等方式，提升他們的安全意識和應對能力。

參考文獻

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[7]雷彬，張成成，閆鵬.基于“以文化人”理念的大學生思想政治教育獲得感提升路徑研究[J].法制博覽，2020（04）：40-42.