張雨迪

【摘要】5G作為一項顛覆性網(wǎng)絡通訊技術，必將深刻挑戰(zhàn)現(xiàn)有的學習方式、教學手段和師生生涯發(fā)展，從而引起教育生態(tài)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(jù)。

【關鍵詞】5G? 高職高專教育模式? 研究

在移動通信技術迅猛發(fā)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(yè)的生活方式，而5G是現(xiàn)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(yè)的發(fā)展這一塊卻還沒有相對統(tǒng)一的認知。教育信息化是現(xiàn)代化教育的動力核心。西方發(fā)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(fā)展、迎頭趕上。以現(xiàn)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(xiàn)代化的建設基礎。

1、5G移動通信技術

5G移動網(wǎng)絡與早期的2G、3G和4G移動網(wǎng)絡一樣，5G網(wǎng)絡是數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡，在這種網(wǎng)絡中，供應商覆蓋的服務區(qū)域被劃分為許多被稱為蜂窩的小地理區(qū)域。表示聲音和圖像的模擬信號在手機中被數(shù)字化，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)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(fā)器（發(fā)射機和接收機）進行通信。收發(fā)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(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)連接。與現(xiàn)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(wǎng)絡的主要優(yōu)勢在于，數(shù)據(jù)傳輸速率遠遠高于以前的蜂窩網(wǎng)絡，最高可達10Gbit/s，比當前的有線互聯(lián)網(wǎng)要快，比先前的4G LTE蜂窩網(wǎng)絡快100倍。另一個優(yōu)點是較低的網(wǎng)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(shù)據(jù)傳輸更快，5G網(wǎng)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(wǎng)絡提供商，與有線網(wǎng)絡提供商競爭。以前的蜂窩網(wǎng)絡提供了適用于手機的低數(shù)據(jù)率互聯(lián)網(wǎng)接入，但是一個手機發(fā)射塔不能經(jīng)濟地提供足夠的帶寬作為家用計算機的一般互聯(lián)網(wǎng)供應商？。

2、5G的內(nèi)涵及典型教育應用

2.1高速率。其典型教學案例體現(xiàn)在5G與機器人或無人機等大數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)量運算、存儲和傳遞問題。為了減少數(shù)據(jù)運算量，若將數(shù)據(jù)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(xiàn)在大數(shù)據(jù)量的存儲和傳遞上。5G能較好地解決這兩大困境，在數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)、小組合作數(shù)據(jù)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(xiàn)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(fā)學生的創(chuàng)新思維和能力?，F(xiàn)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(xiàn)。5G時代新的移動通訊技術和網(wǎng)絡連接設備將不斷促使學生通過探索、發(fā)現(xiàn)和同儕互助學習 。另一個典型應用體現(xiàn)在觸覺互聯(lián)網(wǎng)（ tactile internet） 。為了體驗更真實的學習場景，除環(huán)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(lián)網(wǎng)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(xié)作成為現(xiàn)實。

2.3移動性。5G的移動性教育應用是互惠互利的，體現(xiàn)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(qū)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(huán)境地區(qū)成為學習體驗場所?？梢灶A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(fā)展和推進。未來便攜式基站的發(fā)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(fā)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(nèi)的情感、行為進行分析和判斷。

3、5G時代下的教育挑戰(zhàn)

目前，很多學校都已經(jīng)逐漸向數(shù)字化教學轉(zhuǎn)型深入，各網(wǎng)絡和創(chuàng)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(wǎng)絡服務和各種優(yōu)質(zhì)的教育資源，其中當然也包括線上學習等，但對比現(xiàn)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(yè)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(shù)據(jù)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(xiàn)大流量大數(shù)據(jù)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(tǒng)建成以后，運營維護會相對于之前幾代移動通信系統(tǒng)而言費用會高昂，雖然以現(xiàn)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(yōu)質(zhì)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(shù)據(jù)反饋，都需要在將來有望能突破現(xiàn)在教育網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)。

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