周艷芳

摘 要：各國5G商用牌照的陸續(xù)發(fā)放和5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)完成標志著5G時代的到來。本文從5G的定義、5G的時代特征和5G對教育的影響進行分析，闡述5G時代對教育的普惠化、教學(xué)模式、智慧教育和教師的角色等方面產(chǎn)生的積極影響。

關(guān)鍵詞：5G時代;教育;VR;MR;影響

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-2596（2021）03-0103-04

中國工業(yè)和信息化部于2019年6月6日向中國聯(lián)通、中國移動等4家企業(yè)正式頒布了5G牌照，標志著5G在中國的正式商用。隨著各國5G商用牌照的陸續(xù)發(fā)放，消費者已經(jīng)接近實際的5G時代。相較于傳統(tǒng)的移動網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)的功能更強，讓延遲變得更短，更穩(wěn)定，可提供5毫秒以下的延遲時間，比光導(dǎo)纖維速度更快，能穿越全部空間。5G擁有更快網(wǎng)絡(luò)的移動數(shù)據(jù)，但是僅僅是速度的提升嗎？對未來教育有什么影響？

一、5G的定義

5G是第五代通信技術(shù)的縮寫，也是移動通信的第五個標準，稱為“擴展至毫米波的增強型4G”或“擴展至毫米波的增強型長期演進技術(shù)”。毫米波通信技術(shù)的一個主要優(yōu)點是可用頻譜帶寬較大，在毫米波段中，移動應(yīng)用程序可使用的最大帶寬為400兆赫茲，數(shù)據(jù)速率大于或等于10千兆位/秒。其次，在毫米范圍內(nèi)的另一個特征是空氣中的浮力和彎曲能力減弱。5G技術(shù)正在建造一條新的高速信息公路，使信息傳播速度比4G快兩個數(shù)量級，信息傳輸?shù)膶挾龋葱畔⑷萘浚┰黾觾蓚€數(shù)量級，延遲時間減少到半毫秒以下（以前不到1/50），處理速度增加一倍。5G具有高速率、低延遲、高可用性、低功耗和低成本的特性。

二、5G時代特征

5G時代是一個萬物互聯(lián)的時代。5G就是一場革命，它以技術(shù)為驅(qū)動，從人與人的連接延伸到萬物互聯(lián)，從個人和家庭延伸到社會各個領(lǐng)域，進而為社會經(jīng)濟、生活帶來革命性的影響。

5G時代是一個高體驗的通訊時代。通過互聯(lián)網(wǎng)連接異地終端，區(qū)塊鏈技術(shù)（block chain）、萬物互聯(lián)（IoT）、機器學(xué)習(xí)（ML）、數(shù)據(jù)傳輸（DL）、云計算（cloud computing）、大數(shù)據(jù)分析（big data）、人工智能（AI）、虛擬仿真（AR/VR）等都得以實現(xiàn)，智慧教育數(shù)字化、智能化的速度全面提升，數(shù)據(jù)的監(jiān)測與傳輸速度更快，精準度更高，網(wǎng)絡(luò)容量、頻譜效率得到進一步提高，通信模式更加豐富，終端用戶體驗更加完善。

5G時代是一個實現(xiàn)不同需求的時代。網(wǎng)絡(luò)信息的主要目標是讓終端用戶始終處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，它不僅意味著更快的數(shù)據(jù)傳輸速度，更靈活地支持各種不同的設(shè)備，更多的數(shù)據(jù)和使用率，也標志著5G網(wǎng)絡(luò)能夠更靈活地滿足各種場景的需要。

三、5G對教育的影響

5G寬帶、短時間和廣泛的互聯(lián)技術(shù)為科技教育提供了更廣泛的發(fā)展視野和應(yīng)用空間。2019年，教育部通過“六卓越一拔尖”方案將5G技術(shù)放在了關(guān)鍵的位置上，那么，5G對教育將產(chǎn)生怎樣的影響？

（一）教育的普惠化

隨著5G技術(shù)的逐漸優(yōu)化，為教育+科技的深度融合帶來了新的發(fā)展空間，教育資源不均勻分布、教育地理分布不均勻、農(nóng)村和遠程教育質(zhì)量低，缺乏高質(zhì)量的教育資源等傳統(tǒng)教育的空間和時間限制有關(guān)的一些實質(zhì)性問題，將得到改變。

通過能夠改變時間和空間距離的信息技術(shù)，并通過共享在線教育資源，教育是可以普及的。即使在偏遠地區(qū)，只要他們能夠上網(wǎng)，他們也可以在數(shù)千英里以外的地方接受在線教育，從而使所有學(xué)習(xí)者都能獲得高質(zhì)量的教育資源。隨著第五代網(wǎng)絡(luò)的完成和商業(yè)化，該網(wǎng)絡(luò)將無處不在，并將為農(nóng)村和偏遠地區(qū)的學(xué)生接受在線教育奠定基礎(chǔ)。讓貧窮地區(qū)的兒童通過互聯(lián)網(wǎng)了解世界，并接受在線教育，以跨越教育鴻溝。2019年3月，在廣州舉行的“中國首屆5G時代教育發(fā)展論壇”以探討5G時代推動教育創(chuàng)新為主題，倡引因材施教教育方向，集思廣益描繪5G時代下的教育藍圖，展望互聯(lián)網(wǎng)+教育新業(yè)態(tài)下的教育創(chuàng)新，推動中國教育普惠化，智能化，共享教育在5G時代下新的突破性發(fā)展機遇。

教育部最近發(fā)表的白皮書也強調(diào)減少教育方面的貧窮，優(yōu)先考慮在貧窮地區(qū)建立基本網(wǎng)絡(luò)，使貧窮地區(qū)的兒童能夠通過因特網(wǎng)接受教育。5G+MR總數(shù)將超過教育方面的差距，打破因地區(qū)差異而造成的教育不平等現(xiàn)象，并將傳統(tǒng)教育引入2.0時代。5G+MR遠程教育打破了時間和空間上的限制，即使在偏遠地區(qū)也是如此，只要學(xué)習(xí)者能夠上網(wǎng)，也可以在網(wǎng)上接受遠程教育。由于移動設(shè)備5G的高帶寬和可靠、低延遲的高長期特性使大量當?shù)亓鞒痰靡粤粼谠贫?，因此，遠程教育的硬件配置和最大帶寬不再存在。real MR技術(shù)使遠程教育更具活力，提供了廣泛的內(nèi)容和教學(xué)材料，學(xué)生和教師之間進行了全面的遠程互動，從而大大提高了教學(xué)的效率和質(zhì)量。5G+VR或消除地理區(qū)域的教育不平等，可以有效地提高教育水平。

（二）教學(xué)模式的革新

中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案（2018-2022年）》提出著力構(gòu)建基于信息技術(shù)的新型教育教學(xué)模式、教育服務(wù)供給方式以及教育治理新模式。5G正好給學(xué)校用戶更快、更好、更流暢的體驗，這種與生俱來的技術(shù)和業(yè)務(wù)優(yōu)勢，必將帶來教學(xué)模式的巨大變革。實施基于5G技術(shù)在線教育無限接近線下教育，在線實時交互在經(jīng)驗方面與離線的“教師場景學(xué)生”培訓(xùn)服務(wù)模式相近，同時能夠極好地擴大教學(xué)內(nèi)容的影響，提高教學(xué)效率。學(xué)生和教師可以在現(xiàn)場直播的任何時候進行有效的互動和反應(yīng)，這與線下學(xué)習(xí)的結(jié)果非常相似;在第五代時代，在重建網(wǎng)上直播后，課程教師可以監(jiān)測和監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)，通過互聯(lián)網(wǎng)與各種學(xué)習(xí)平臺可以了解和監(jiān)控學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)進度、學(xué)習(xí)效果等，這對提高學(xué)習(xí)效率和影響至關(guān)重要;現(xiàn)場直播的語言環(huán)境以及互動可以使參與者有一種更深的學(xué)習(xí)感，從而提高參與者的集中程度。光學(xué)和語音識別等技術(shù)將滲透到所有的在線學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中，提高學(xué)習(xí)過程中所有環(huán)節(jié)的效率，技術(shù)創(chuàng)新無疑將提升學(xué)習(xí)體驗。

5G移動通信技術(shù)帶來了“教育改革的暴風(fēng)雨”。5G與虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality Technology）與教育相統(tǒng)一，它將開辟一種新的教學(xué)方法，并在教育領(lǐng)域帶來前所未有的變化。虛擬現(xiàn)實技術(shù)顛覆了以往的教學(xué)方式，允許孩子們在虛擬環(huán)境中學(xué)習(xí)知識，從而解決了對傳統(tǒng)班級的弱交互性情況和沉浸狀況。移動通信技術(shù)的發(fā)展、5G和VR的啟用以及5G提供的高精度多線程視頻和云整合能力為VR教育的發(fā)展提供了更多的機會。Philippe Coiffet與Burdea G在1994年指出了虛擬現(xiàn)實的三項基本特性：互動性（Interaction）、想象性（Imagination）以及沉浸性（Immersion）等，也就是我們所說的3I特性。想象是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)將理性和情感結(jié)合在一起，這種技術(shù)可以創(chuàng)造出可以幫助人們加深概念和創(chuàng)造想法的假想或想象;互動意味著用戶在不使用鼠標和鍵盤等工具的情況下自然地與虛擬環(huán)境互動，而虛擬環(huán)境可以通過多種感官向用戶提供反饋;匿名性強調(diào)用戶身份從監(jiān)視者更改為參與者。用戶可以親自到場，感覺自己是虛擬世界的一部分，并在使用過程中采取更多的主動行動。

研究數(shù)據(jù)顯示，人們對所聽的內(nèi)容能記住20%，對所見能記住30%，而對參與其中的經(jīng)歷或模擬內(nèi)容能記住90%。5G所具有的毫秒級的端到端時延的特性可以極大地滿足VR對數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，通過轉(zhuǎn)移到云端的方式，實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)傳輸、存儲和計算功能。學(xué)生們通過VR場景模擬獲得更加身臨其境的體驗，因此，消極接受所獲得的知識將轉(zhuǎn)化為更為現(xiàn)實的積極經(jīng)驗假設(shè)情景，在這種假設(shè)情景中，可以“想象”教育景觀，從而可以進行傳統(tǒng)課堂無法實現(xiàn)的封閉學(xué)習(xí)體驗。

虛擬現(xiàn)實有助于在教育中傳授知識，提高知識轉(zhuǎn)讓和獲取的效率，并增強認知和理解的影響。聯(lián)通學(xué)習(xí)理論與強調(diào)“學(xué)習(xí)與資源”“節(jié)點與鏈的聯(lián)系”“分銷是聯(lián)通的目的”的觀點非常吻合，在5G培訓(xùn)應(yīng)用場景中，一切都是相連的，“大連接”是理論與技術(shù)的完美結(jié)合，“學(xué)習(xí)也可以存在于物化應(yīng)用中”，強調(diào)MMTC的連通性。

基于5G網(wǎng)絡(luò)的VR技術(shù)的教育將創(chuàng)造更多的應(yīng)用程序：第一，緊急模擬演練，這種演練可能造成以前無法實現(xiàn)的許多情況，例如地震、火災(zāi)等;第二，許多高成本、高風(fēng)險的教育課程，如汽車拆卸、飛機駕駛、手術(shù)模擬器等，都可以模仿;第三，能夠恢復(fù)歷史或其他三維設(shè)想，如博物館展覽、史前、深?？茖W(xué)、空間科學(xué)等;四是模擬真人陪練，如培訓(xùn)中的語言環(huán)境植入，一對一或一對多的遠程教學(xué)，讓學(xué)員與模擬真人進行對話。高帶寬、5G低延遲時間、6dof交互式視頻和高分辨率光照率，使學(xué)生能夠從不同角度進入世界任何地方的課堂，參與教師的實驗和探索活動，并與教師直接互動。

此外，5G、全息遠程技術(shù)、虛擬現(xiàn)實和課堂教學(xué)被整合到遠程教學(xué)中。通過5G超高速、超低時延的數(shù)據(jù)傳輸，打造異地雙師互動教學(xué)模式。

（三）智慧教育的變革

《中國教育現(xiàn)代化2035》指出要加快信息化時代教育變革，建設(shè)智能化校園，統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺。5G時代的到來，教育模式更趨智能化，智慧教育成為了大勢所趨。2019年4月29日，中國移動就聯(lián)合40家通信、互聯(lián)網(wǎng)、教育等領(lǐng)域的企事業(yè)單位、高校和科研機構(gòu)在杭州宣布成立5G智慧教育合作聯(lián)盟。該聯(lián)盟以在5G網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)建立一個“教育”“學(xué)習(xí)”“生產(chǎn)”“開發(fā)”和“投資”的教育合作系統(tǒng)，目的是促進教育技術(shù)的發(fā)展和一體化。5G智慧課堂將應(yīng)用而生。5G智慧課堂是對傳統(tǒng)在線課堂教學(xué)互動能力的全面革新，它通過將軟硬件模塊5G化匹配，新一代的智慧課堂將實現(xiàn)從有線網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、藍牙、Zigbee、NB-IoT 等網(wǎng)絡(luò)承載到高速率、高可靠、低時延、高安全的5G網(wǎng)絡(luò)。同時，5G的延遲將減少到10毫秒以下，借助交互智能平板、智能學(xué)習(xí)筆等5G化智能終端，將帶來更為流暢的體驗，學(xué)習(xí)將會變得無處不在，在教育過程中，隨時匯總孩子們的學(xué)習(xí)參數(shù)，了解他們的理解水平。同時使用可靠的第五代網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)采集和傳輸過程的穩(wěn)定性和可靠性。您可以在家中或任何地方使用物聯(lián)網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以獲得與真實課堂相同的學(xué)習(xí)體驗，這在4G時代是無法想象的。5G現(xiàn)代知識教育將具有以下特點和改變：

一是教育環(huán)境將更完善，更能滿足個人的需要?？梢酝ㄟ^提供積極主動的學(xué)習(xí)環(huán)境、規(guī)劃學(xué)習(xí)途徑和通過通信網(wǎng)絡(luò)推動適應(yīng)性學(xué)習(xí)資源，來實現(xiàn)從信息搜索到信息搜索的轉(zhuǎn)變，而通信網(wǎng)絡(luò)是世界各地的傳感器，能夠了解學(xué)習(xí)者的形象和特點。

二是與教育有關(guān)的各種數(shù)據(jù)和信息都將順利流通。數(shù)據(jù)分析是實現(xiàn)智能教育服務(wù)的基礎(chǔ)。教育信息化建設(shè)將建立一個收集和分析各類數(shù)據(jù)的標準模式，通過了解物理環(huán)境，認識到數(shù)據(jù)的趨同和空間傳輸，加強教育服務(wù)的組織能力，以打破時間、空間、內(nèi)容和媒體方面的限制，并使教育信息能夠不受阻礙地傳播。

三是教育工作能實現(xiàn)智能化。在全世界的智能技術(shù)和高速通信環(huán)境中，所有類型的教育服務(wù)都可以在任何時間以任何形式方便、快速、有效和智能地提供和協(xié)調(diào)。

四是高質(zhì)量的教育資源將按需提供。通過互聯(lián)網(wǎng)連接異地終端、教室，實現(xiàn)異地同窗或同步教學(xué)。區(qū)塊鏈技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)分析、人工智能、智慧教育等促使教學(xué)進入到深度學(xué)習(xí)與個性化學(xué)習(xí)。智能時代的在線信息傳輸技術(shù)允許在整個過程中傳輸學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，因此，智能學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)能夠?qū)€人進行仔細分析，從而根據(jù)個人的具體需要提供高質(zhì)量的資源和服務(wù)。

五是學(xué)習(xí)機會的均等供應(yīng)將得以實現(xiàn)。在教育中應(yīng)用信息和通信技術(shù)使人們能夠通過網(wǎng)絡(luò)交流享受高質(zhì)量教育資源和服務(wù)，在這種網(wǎng)絡(luò)中，教育可以成為正規(guī)教育之外的日常生活的一個不可分割的組成部分，以實現(xiàn)“技術(shù)無處不在，學(xué)習(xí)無處不在”的平等。

（四）教師的角色的轉(zhuǎn)變

隨著5G移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，未來基于云端的教學(xué)會越來越多被大眾所接受和使用。只要5G網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋的地方就能享受來自頂尖教育專家的教學(xué)指導(dǎo)。教育在這一階段變得更加公平，教育資源的分配可能會打破地理上的限制。隨著云端方案的提供，傳統(tǒng)的教師教學(xué)也會發(fā)生改變，可能更多的學(xué)校會出現(xiàn)雙師課堂，主體的教學(xué)內(nèi)容通過國家或者省市統(tǒng)一組織專家制作云端課程，而傳統(tǒng)意義上的教師可能會變?yōu)橹蹋o助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)負責(zé)給學(xué)生答疑并指導(dǎo)后進生轉(zhuǎn)化，有更多的時間和精力來進行因材施教。

一旦5G+互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)模式得到普及，傳統(tǒng)意義的教師必然會受到?jīng)_擊，未來只有更加個性化的教師才會有更大的舞臺，而同質(zhì)化的一些老師則會被技術(shù)和人工智能所淘汰。教師也將從傳統(tǒng)的一張嘴、一支粉筆、一套PPT的課堂授課教師轉(zhuǎn)向多重身份與角色。如：教學(xué)資源使用者，學(xué)會使用互聯(lián)網(wǎng)上的教學(xué)資源，利用資源進行教學(xué)、科研、分析，掌握學(xué)習(xí)理論，根據(jù)學(xué)習(xí)者的需求構(gòu)建課程體系與知識框架，提高教學(xué)效果;同時，也可以是教學(xué)資源的貢獻者，每一位教師都可將自己的優(yōu)秀成果上傳至互聯(lián)網(wǎng)供他人學(xué)習(xí)與使用，實現(xiàn)“共建共享”;新時代研究者與創(chuàng)新者，探究“問題驅(qū)動”的創(chuàng)新教學(xué)模式，從新教學(xué)語境中出現(xiàn)的新問題出發(fā)，加強對新教學(xué)現(xiàn)象的研究，進而構(gòu)建新的理論;批判型學(xué)習(xí)者與教學(xué)者，能夠發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)自己與學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)與終生學(xué)習(xí)的理念與方法等。只有當一位老師具備了別人不具備的能力和知識時，他才會受到更多學(xué)習(xí)者的青睞。未來的老師就是在保證追隨時代主流的同時一定要讓自己變得與眾不同，需要不斷地學(xué)習(xí)、進步才不會被時代拋棄。

結(jié)語

5G時代將對目前的教育狀況和教育改革產(chǎn)生重大影響。利用5G通信技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)打通課內(nèi)外的數(shù)據(jù)壁壘，促進線上線下課程的無縫融合。讓每個孩子通過教育獲得美好人生均需要不斷采用新技術(shù)，使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)從被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極參與。5G是佳音，也是轉(zhuǎn)折，5G技術(shù)將給教育的發(fā)展注入新的活力。

——————————

參考文獻：

〔1〕Burdea G， Coiffet P. Virtual reality technology， second edition[M]. New York： John Wiley & Sons， 2003：3-4.

〔2〕付思墁，張麗，呂婷，羅冬梅，趙倩，朱山立.5G技術(shù)應(yīng)用于教育的現(xiàn)狀分析[J].通信電源技術(shù)，2020（01）：23-26.

〔3〕國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知[EB/OL].（2019-06-06）[2019-07-15].http：//www.miit.gov.cn/n1146285/n114 6347/n1147691/n1147694/c6994482/content.html.

〔4〕中共中央、國務(wù)院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》[EB/OL].2019-02-23.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201902/t20190223_37 0857.html.

〔5〕教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》的通知[EB/OL].文件編號：教技〔2018〕6號.2018-04-18.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s334 2/201804/t20180425_334188.html.

〔6〕中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案（2018-2022年）》[EB/OL].2019-02-23.http：//www.moe.gov.cn/jyb_x wfb/s6052/moe_838/201902/t20190223_370859.html.

〔7〕葛詩婕.5G互聯(lián)網(wǎng)時代下基于STEAM的藝術(shù)發(fā)展新趨勢[J].美術(shù)教育研究，2019（19）：99-101.

〔8〕工業(yè)和信息化部向四家企業(yè)頒發(fā)5G牌照[EB/OL].（2019-06-06）[2019-07-15].http：//www. miit.gov.cn/n1146285/n1146347/n1147691/n114 7694/c6994482/content.html.

〔9〕王翠林，“5G+教育”該學(xué)到什么？后疫情時期5G智慧教育發(fā)展方向，通信產(chǎn)業(yè)報[N].2020-04-27（017）.

〔10〕王勝遠，王運武.5G+教育：內(nèi)涵、關(guān)鍵特征與傳播模型[J].重慶高教研究，2020，8（02）：35-47.

〔11〕吳越，楊進中.5G時代下教學(xué)模式發(fā)展新趨勢[J].教育教學(xué)論壇，2021（01）：133-136.

（責(zé)任編輯 賽漢其其格）

An Analysis of the Influence of 5G Era on Education

ZHOU Yan-fang

（School of Foreign Languages， Xiangnan University， Chenzhou 423000， China）

Abstract： With the issuance of 5G commercial licenses in various countries and the completion of the construction of 5G networks， the era of 5G has come. What impact will 5G have on education？ This paper analyzes the definition of 5G， the era characteristics of 5G and the influence of 5G on education. The era of 5G will certainly have a positive and significant impact on the inclusive education， teaching mode， intelligent education and the role of teachers.

Keywords： 5G era; Education; VR; MR; Impact