劉 露，溫小勇，金安琪

（贛南師范大學(xué)新聞與傳播學(xué)院，江西贛州 341000）

0 引言

通信技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合促進(jìn)多樣化、個(gè)性化學(xué)習(xí)需求的快速增長，4G 網(wǎng)絡(luò)承載能力有限，面臨的諸多挑戰(zhàn)無法得到有效解決，催生5G 技術(shù)發(fā)展。5G 作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)引領(lǐng)者，具有高速率、低時(shí)延、大連接三大顯著特性，與人工智能、VR/AR、大數(shù)據(jù)分析等智能技術(shù)結(jié)合，能夠有力化解當(dāng)前困境。

分析相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)5G+教育研究仍處于起步階段，如王勝遠(yuǎn)等［1］總結(jié)5G+教育的內(nèi)涵、關(guān)鍵特征與傳播模型；李小平等［2］基于5G 特性探討5G 對(duì)網(wǎng)絡(luò)教育產(chǎn)生的影響；蘭國帥等［3］提出5G 時(shí)代智能教育新生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)路徑。這些研究主要是基于5G 特性對(duì)未來教育的技術(shù)應(yīng)用場景進(jìn)行規(guī)劃和展望，涉及通信技術(shù)在教育中的應(yīng)用研究很少。眾所周知，5G 網(wǎng)絡(luò)搭建完成后，必定給社會(huì)帶來諸多改變，但目前仍然有很長一段路要走。因此，應(yīng)理性看待5G 對(duì)教育的影響。本研究在梳理通信技術(shù)教育應(yīng)用發(fā)展概況基礎(chǔ)上，提出5G+智能技術(shù)將重構(gòu)教育核心場景，包括課堂教學(xué)場景、教育管理場景、學(xué)生評(píng)價(jià)場景、終身學(xué)習(xí)場景等。結(jié)合當(dāng)前教育現(xiàn)狀，提出5G+智能技術(shù)教育應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)，以期為教育研究與實(shí)踐提供參考與借鑒。

1 移動(dòng)通信技術(shù)教育應(yīng)用發(fā)展概況

2019 年我國工信部向通信運(yùn)營商發(fā)放5G 商用牌照，標(biāo)志5G 時(shí)代正式開啟?？v觀移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展歷程，其在教育的應(yīng)用逐步深入，作用越來越大（見表1）。20 世紀(jì)80 年代，我國步入1G 時(shí)代，該時(shí)期通信工具性能僅停留在單一的語音通話，教育應(yīng)用處于空白。20 世紀(jì)90 年代，2G技術(shù)問世并在原有語音業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上發(fā)展低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，文本時(shí)代開啟?；ヂ?lián)網(wǎng)文本帶動(dòng)校園網(wǎng)站、BBS 興起，低互動(dòng)的在線交流打開人們求知的大門，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）成為課堂教學(xué)改革的重要推手。CAI 課件作為承載教學(xué)內(nèi)容、控制教學(xué)進(jìn)展的計(jì)算機(jī)軟件，在各學(xué)科應(yīng)用處于初步探索階段［4］。21 世紀(jì)，3G 技術(shù)在2G 技術(shù)基礎(chǔ)上增添多媒體業(yè)務(wù)［5］，多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源（如精品課程、教育博客、教育播客、農(nóng)遠(yuǎn)資源）促使網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育取得長足發(fā)展，智能手機(jī)的出現(xiàn)讓數(shù)字化學(xué)習(xí)更為普遍。4G 技術(shù)于2010 年開始落地，4G 網(wǎng)絡(luò)頻譜寬、傳輸速度明顯提升［6］，能夠滿足在線視頻觀看、快速下載和上傳，各類APP 得到廣泛應(yīng)用，豐富的學(xué)習(xí)資源以及廣闊的學(xué)習(xí)空間滿足學(xué)習(xí)者個(gè)性化需求，良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境加速在線學(xué)習(xí)興起，創(chuàng)客教育、游戲化教學(xué)走進(jìn)中小學(xué)課堂，大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算為精準(zhǔn)教學(xué)提供方向。由于4G 網(wǎng)絡(luò)承載能力有限，面臨服務(wù)需求的爆炸式增長，無法有效解決諸多挑戰(zhàn)，由此快速催生5G 技術(shù)。5G 技術(shù)是“面向2020 年及以后移動(dòng)通信需求而發(fā)展的新一代移動(dòng)通信技術(shù)”［7］，是一個(gè)真正意義上的融合網(wǎng)絡(luò)。5G 賦能不同教育場景，在課堂教學(xué)、教育管理、學(xué)生評(píng)價(jià)、終身學(xué)習(xí)等方面給教育帶來新機(jī)遇。

表1 移動(dòng)通信技術(shù)教育應(yīng)用發(fā)展概況

2 5G 及智能技術(shù)基本概念

2.1 5G

自20 世紀(jì)80 年代以來，移動(dòng)通信幾乎每10 年出現(xiàn)一次新一代革命性技術(shù)。經(jīng)歷了從1G 到4G 近40 年的發(fā)展演變，5G 終于在2019 年呈現(xiàn)出“爆發(fā)”態(tài)勢。G 是英文Generation 的縮寫，5G 即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，國際電信聯(lián)盟（ITU）確定未來5G 的三大應(yīng)用場景：增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）、大規(guī)模機(jī)器類型通信（mMTC）、超可靠和低時(shí)延通信（URLLC）［8］，以及5G 技術(shù)8 個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)（見表2）［9］。5G 技術(shù)特征主要體現(xiàn)在：①高速率。用戶體驗(yàn)速率最高將達(dá)到1Gb 每秒，是4G 的100 倍，高速率幾乎可以忽略“本地”與“云端”的差別，保障在線學(xué)習(xí)、移動(dòng)辦公、即時(shí)會(huì)議等場景體驗(yàn)；②低時(shí)延。響應(yīng)時(shí)間從4G 的平均10ms 降低到1ms。5G 這一特性主要面向車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用需求；③大連接。連接密度將達(dá)到100 萬/km2，意味著每平方公里可容納100 萬個(gè)移動(dòng)終端接入網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)各類服務(wù)連接?？蔀榻尤刖W(wǎng)絡(luò)的物體建立檔案庫，實(shí)時(shí)觀察或發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)萬物皆可連，萬事皆智慧。

2.2 智能技術(shù)

智能技術(shù)在教育領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用，成為推動(dòng)教育深層次變革的創(chuàng)新動(dòng)力。嚴(yán)曉梅等［10］認(rèn)為，智能技術(shù)對(duì)教育的革命性影響日趨凸顯，學(xué)習(xí)環(huán)境、教學(xué)模式以及教育系統(tǒng)治理都面臨從傳統(tǒng)向智能轉(zhuǎn)變的機(jī)遇與挑戰(zhàn)；李華等［11］認(rèn)為，智慧學(xué)習(xí)通過與智能技術(shù)深度融合，推動(dòng)我國教育信息化向更高層次發(fā)展；逯行等［12］提出智能技術(shù)變革教育的方向與行動(dòng)路徑。

智能技術(shù)之所以在教育領(lǐng)域廣受歡迎，是由于它有著區(qū)別于一般技術(shù)的顯著特征，主要表現(xiàn)在：①擁有強(qiáng)大的算法。算法是智能技術(shù)核心，精準(zhǔn)的算法使智能技術(shù)以毫秒為單位進(jìn)行智能運(yùn)算，大大縮短響應(yīng)時(shí)間；②對(duì)數(shù)據(jù)依賴性較強(qiáng)。評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)進(jìn)度、發(fā)現(xiàn)潛在問題以及預(yù)測未來學(xué)習(xí)表現(xiàn)都必須建立在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，脫離學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，其智能特性便無以體現(xiàn)；③對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求較高。如網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不佳，體驗(yàn)效果將大打折扣。以VR 技術(shù)為例，早在20世紀(jì)70 年代初我國就開始VR 研究［13］，主要集中在航天領(lǐng)域，經(jīng)歷近半個(gè)世紀(jì)發(fā)展，VR 領(lǐng)域仍未出現(xiàn)顛覆性突破，究其原因，網(wǎng)絡(luò)條件限制是阻礙其發(fā)展的重要因素。

表2 5G 與4G 關(guān)鍵性能指標(biāo)對(duì)比

綜上所述，智能技術(shù)是指借助計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，通過模仿人類思維，對(duì)客觀事物進(jìn)行正確分析、判斷、推理并有效處理一系列復(fù)雜問題的相關(guān)技術(shù)，人工智能、VR/AR、大數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)、視頻分析與識(shí)別等技術(shù)都屬于智能技術(shù)范疇。需要說明的是，本文提及的智能技術(shù)不僅指代以上列舉的技術(shù)，還包括使用這些技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)和方法，是“有形”技術(shù)和“無形”技術(shù)的結(jié)合。

3 5G+智能技術(shù)重構(gòu)教育核心場景

3.1 課堂教學(xué)場景

課堂教學(xué)作為學(xué)校教育的主陣地一直備受關(guān)注。20世紀(jì)以來，“大班額”與“知識(shí)傳遞型教學(xué)”逐漸成為我國課堂教學(xué)的基礎(chǔ)［14］。在大班額課堂教學(xué)暫時(shí)無法得到有效解決的現(xiàn)實(shí)條件下，如何正確規(guī)避知識(shí)傳遞型教學(xué)缺陷并探尋高質(zhì)量課堂發(fā)展可能路徑，是教育發(fā)展面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

知識(shí)傳遞型教學(xué)存在注重知識(shí)傳遞、弱化知識(shí)育人等問題，5G+VR/AR 教學(xué)寓教于樂，學(xué)生互動(dòng)性和參與性強(qiáng)，能破解當(dāng)前困境。5G+VR/AR 教學(xué)主要采用虛擬+現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將抽象的概念和理論更加直觀、形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前。學(xué)生借助VR/AR 設(shè)備，不僅可以在虛擬環(huán)境中觀測幾何學(xué)中抽象的三維物體，還能觀看平日里肉眼看不見的原子、細(xì)胞、電波等模型，課堂體驗(yàn)從2D 躍升到3D。形象化、情境化教學(xué)內(nèi)容，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣。此外，5G+VR/AR 教學(xué)還能將異地師生聚集在同一個(gè)虛擬課堂中。浙江大學(xué)利用該教學(xué)方式，使本校與哈佛大學(xué)學(xué)生能共同選修VR 考古課程［15］，促進(jìn)教育資源均等化。

3.2 教育管理場景

傳統(tǒng)的教育管理工作受網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)等條件限制，手段落后、程序繁瑣。5G 新特性賦能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，越來越多的終端設(shè)備連接入網(wǎng)，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)逐步增多，借助豐富的數(shù)據(jù)采集方法以及AI 分析技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)全面感知、智能處理的教育網(wǎng)絡(luò)，為教育管理工作帶來新的契機(jī)。

在校園安全管理方面，從學(xué)生考勤、校內(nèi)活動(dòng)、宿舍進(jìn)出，到消防、食堂衛(wèi)生監(jiān)控以及應(yīng)急調(diào)度等等，所有細(xì)節(jié)都將被高清攝像頭記錄下來，大數(shù)據(jù)后臺(tái)結(jié)合視頻分析與識(shí)別技術(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)監(jiān)控視頻進(jìn)行智能分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況立即提供預(yù)警服務(wù)。在教務(wù)管理方面，管理人員使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，為師生進(jìn)行精準(zhǔn)“畫像”，從而為教師提供改進(jìn)教學(xué)建議，為學(xué)生學(xué)習(xí)查漏補(bǔ)缺。目前考場監(jiān)控多采用人工監(jiān)考、巡視與視頻監(jiān)控組合方式，耗費(fèi)大量人力、物力。5G 網(wǎng)絡(luò)支持下的4K/8K 智能監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合深度學(xué)習(xí)、視頻分析與識(shí)別技術(shù)，能識(shí)別每位考生的考試狀態(tài)，實(shí)時(shí)標(biāo)注并記錄與考試無關(guān)的異常行為，生成考試行為分析報(bào)告，有望實(shí)現(xiàn)人工監(jiān)考為主向視頻監(jiān)控為主的監(jiān)考方式轉(zhuǎn)變。

3.3 學(xué)生評(píng)價(jià)場景

重分?jǐn)?shù)輕能力、重結(jié)果輕過程等導(dǎo)致應(yīng)試教育氛圍濃厚，素質(zhì)教育推進(jìn)十分困難。5G 支持下的教育評(píng)價(jià)將結(jié)合多元、多模態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析技術(shù)，為學(xué)習(xí)者提供立體、多元、復(fù)雜的評(píng)價(jià)。

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方法簡單且技術(shù)有限，往往進(jìn)行總結(jié)性評(píng)價(jià)，這類評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生“容錯(cuò)”率較低，出現(xiàn)高考“一考定終身”現(xiàn)象。隨著多元評(píng)價(jià)出現(xiàn)，傳統(tǒng)總結(jié)性評(píng)價(jià)日益向過程性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變，學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)與學(xué)生日常學(xué)習(xí)、行為關(guān)聯(lián)，不僅增添評(píng)價(jià)結(jié)果的真實(shí)性，還能挖掘?qū)W習(xí)的隱性特征，及時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)指導(dǎo)及個(gè)性化推送。傳統(tǒng)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)注重知識(shí)和技能，評(píng)價(jià)內(nèi)容偏向?qū)W生智力，多元評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生社會(huì)技能、語言習(xí)得能力、信息素養(yǎng)以及高階問題解決能力等進(jìn)行全面評(píng)價(jià)［16］。健康監(jiān)測系統(tǒng)能夠依據(jù)學(xué)生體質(zhì)健康數(shù)據(jù)和多維度心理數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)生成監(jiān)測報(bào)告，幫助學(xué)生了解身體健康情況，為管理部門開展學(xué)生心理健康工作提供依據(jù)。

3.4 終身學(xué)習(xí)場景

終身學(xué)習(xí)是人們適應(yīng)社會(huì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)自我理想的必然途徑。隨著學(xué)習(xí)型社會(huì)來臨，終身學(xué)習(xí)得到前所未有的關(guān)注。5G 環(huán)境下終身學(xué)習(xí)將有力化解學(xué)習(xí)體驗(yàn)不佳、個(gè)性化學(xué)習(xí)需求無法得到滿足等學(xué)習(xí)痛點(diǎn)問題，為學(xué)習(xí)者提供一站式、智慧化終身學(xué)習(xí)服務(wù)。

博物館等場館作為非正式學(xué)習(xí)場所，其教育功能越來越受到重視。有效利用智能技術(shù)提升場館學(xué)習(xí)體驗(yàn)、增強(qiáng)互動(dòng)性，是場館建設(shè)與場館學(xué)習(xí)的重要課題［17］。5G 結(jié)合移動(dòng)技術(shù)、VR/AR 技術(shù)，有助于虛擬場館學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建，參觀者足不出戶就能登陸博物館網(wǎng)站，瀏覽展品相關(guān)信息和視頻，完成真實(shí)環(huán)境下的親身體驗(yàn)。5G 時(shí)代個(gè)性化學(xué)習(xí)成為最普遍的學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)者能夠借助人工智能、大數(shù)據(jù)分析等智能技術(shù)，把握學(xué)習(xí)重難點(diǎn)、學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果，監(jiān)控學(xué)習(xí)進(jìn)度，挖掘?qū)W習(xí)興趣點(diǎn)，以此探尋最佳學(xué)習(xí)路徑。

4 5G+智能技術(shù)教育應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

5G+智能技術(shù)給未來教育提供了豐富的應(yīng)用場景。然而5G 尚處于起步階段，5G+智能技術(shù)與教育融合發(fā)展是一個(gè)漫長的探索過程，面臨諸多挑戰(zhàn)。

（1）5G+智能技術(shù)與教學(xué)深度融合，對(duì)教師信息素養(yǎng)提出更高要求。5G+智能技術(shù)教育應(yīng)用能夠?yàn)榻處煖p輕各種重復(fù)性、機(jī)械性工作負(fù)擔(dān)，但也對(duì)教師的信息素養(yǎng)提出了更高要求。信息素養(yǎng)作為一個(gè)多維度概念，在教師身上不僅表現(xiàn)為擁有信息獲取、加工、管理、表達(dá)與交流的基本能力，還包括使用技術(shù)手段，組織開展信息共享、合作交流的意識(shí)。信息素養(yǎng)提升重點(diǎn)不局限于使用智能技術(shù)并恰當(dāng)?shù)匾胝n堂教學(xué)，更重要的是要有意識(shí)地設(shè)計(jì)出恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)內(nèi)容，訓(xùn)練學(xué)生借助智能技術(shù)發(fā)現(xiàn)并解決實(shí)際問題，激發(fā)高階思維能力。因此，為了適應(yīng)5G 時(shí)代教育信息化發(fā)展步伐，教師在努力改善自身教學(xué)技能的同時(shí)，應(yīng)該把信息素養(yǎng)提升放到同等高度。

（2）加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全與個(gè)人隱私保護(hù)工作。網(wǎng)絡(luò)安全問題一直備受關(guān)注，智能技術(shù)的飛速發(fā)展引發(fā)人們對(duì)數(shù)據(jù)安全與個(gè)人隱私保護(hù)的擔(dān)憂。5G 時(shí)代來臨，萬物互聯(lián)成為常態(tài)，各大智能終端在給師生提供極大便利的同時(shí)，師生的個(gè)人隱私通過“大數(shù)據(jù)”形式也暴露無遺，這些數(shù)據(jù)包括學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、上網(wǎng)行為數(shù)據(jù)、消費(fèi)數(shù)據(jù)，甚至包括個(gè)人生物體征數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)作為智能技術(shù)分析的“原料”，是5G 智能時(shí)代最為重要的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源，其價(jià)值不言而喻。因此，學(xué)校應(yīng)在優(yōu)化校園管理的同時(shí)，加強(qiáng)師生數(shù)據(jù)安全保護(hù)工作。

（3）優(yōu)質(zhì)教育資源的開發(fā)與教育公平的實(shí)現(xiàn)依然任重道遠(yuǎn)。教育公平是教育最核心的主題，李克強(qiáng)總理在十三屆全國人大二次會(huì)議作政府工作報(bào)告時(shí)提出“發(fā)展更加公平更有質(zhì)量的教育”［18］。4G 時(shí)代，教育實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，但教育公平仍然沒有達(dá)到預(yù)期效果，于是人們寄希望于5G時(shí)代。利用5G 網(wǎng)絡(luò)可將諸多優(yōu)勢，可將雙師課堂、全息課堂等優(yōu)質(zhì)教育資源從城市向農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)流動(dòng)，從而改變教育資源不均衡局面，促進(jìn)教育公平實(shí)現(xiàn)。5G 技術(shù)雖然解決了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延問題，但如果缺少相配套的教育資源，傳輸速率再快也無濟(jì)于事。因此，不能簡單將5G 突出特性與教育公平劃等號(hào)，應(yīng)借助多方力量加快優(yōu)質(zhì)教育資源的開發(fā)。教育公平并不是簡單地把城市的優(yōu)質(zhì)資源照搬到農(nóng)村，而是要直面、尊重甚至開發(fā)差異，讓農(nóng)村教育獨(dú)具風(fēng)格和內(nèi)涵［19］。總之，5G 時(shí)代教育公平還有很長一段路要走。

（4）智能技術(shù)教育應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范制定。隨著智能技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的逐步深入，其與教育深度融合是發(fā)展趨勢。為確保教育教學(xué)良性有序發(fā)展，制定智能技術(shù)教育應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范迫在眉睫。作為一項(xiàng)引領(lǐng)未來的戰(zhàn)略技術(shù)，人工智能在教育、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療、養(yǎng)老、環(huán)境保護(hù)等方面應(yīng)用潛力巨大，但可能帶來侵犯個(gè)人隱私、沖擊法律法規(guī)與倫理道德、挑戰(zhàn)國際關(guān)系準(zhǔn)則等問題。為降低人工智能在教育領(lǐng)域可能帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，教育主管部門在大力發(fā)展人工智能的同時(shí)，必須加緊制定人工智能教育應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，確保人工智能在教育領(lǐng)域安全、可控發(fā)展。

5 結(jié)語

5G 作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)引領(lǐng)者，一經(jīng)提出便受到廣泛關(guān)注。本文通過梳理移動(dòng)通信技術(shù)教育應(yīng)用情況，提出5G+智能技術(shù)教育應(yīng)用將重構(gòu)課堂教學(xué)、教育管理、學(xué)生評(píng)價(jià)、終身學(xué)習(xí)等核心場景觀點(diǎn)。結(jié)合當(dāng)前教育現(xiàn)狀，從教師信息素養(yǎng)、數(shù)據(jù)安全與個(gè)人隱私保護(hù)、優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)與教育公平、智能技術(shù)教育應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等方面提出5G+智能技術(shù)教育應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)。本文從理論層面探討了5G+智能技術(shù)給教育帶來的革新影響，未來將進(jìn)一步開展5G+智能技術(shù)教育應(yīng)用實(shí)證研究。