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探寻5G+智慧教育发展之路

2024-06-12 中国教育网络

　　2024年3月，工业和信息化部部长金壮龙在两会第二场“部长通道”上表示：目前我国5G基站数量已经达到338万个，我们已经实现“市市通千兆”“县县通5G”“村村通宽带”。在教育领域，5G以其超高速、低时延、高可靠、大容量、广连接等优势，也为教育领域带来了数字化转型的全新机遇。然而，由于“5G+智慧教育”当前正处于示范阶段，所以挖掘5G在教育多场景中的应用潜力、克服5G性能带来的挑战以及师生对5G应用的熟练掌握等都是高校接下来需要深入思考的重要命题。

　　回溯历史：“5G+智慧教育”未曾止步

　　当前，5G正以前所未有的深度与广度渗透进教育领域，成为推动教育数字化转型的重要引擎。回溯历史，这离不开近些年国家相关部门相继打出的“组合拳”。

　　2021年9月，工信部与教育部联合开展了“5G+智慧教育”应用试点项目申报工作，并于2022年2月发布了遴选入围的109个试点项目名单，旨在通过应用试点项目，积极探索5G技术在教育领域的创新应用，为破解教育难题、推进教育改革发展提供新的路径手段。

　　在试点项目带动下，5G与教育加速融合并取得积极成效。由5G应用产业方阵和中国互联网协会共同组织，中国信息通信研究院联合产学研用产业链主要单位编制的《“5G+智慧教育”发展及产业图谱白皮书》（以下简称《白皮书》）中显示，全国多地在教育信息化“十四五”规划中均明确对5G与教育融合进行部署，从加快5G等新基建建设、推进5G与校园网的深度融合等方面促进5G在教育领域的应用。

　　这些年，全球多个国家和地区持续推进智慧教育建设，随着5G在全球商用范围不断扩大，许多国家也开始探索5G技术与智慧教育的结合。

　　《白皮书》指出，目前国外“5G+智慧教育”的应用场景和范围有待拓展。全球主要国家虽然开展了部分应用场景的科研和试用，但是目前大部分国家主要关注5G+AR/VR、5G远程教学等有限应用场景。同时，大部分国家“5G+智慧教育”的应用范围有限，以单校开展为主，覆盖学校数量较少。我国“5G+智慧教育”应用探索步伐快于国外。当前我国5G网络规模全球首位，我国企业声明的5G标准必要专利数量蝉联全球前列。我国教育规模全球领先，各地多所学校积极探索“5G+智慧教育”实践落地，涌现出5G与“教、考、评、校、管”等教育重点环节结合的多样化场景，5G赋能教育的作用初显。截至目前，国内外也出现了一些5G教育应用方面的优秀案例。

　　例如在国内，北京邮电大学建设5G校园专网（包括人网和物网），并且在打通校园网与运营商的“人联网”、实现认证模式创新方面做出了探索尝试；浙江大学围绕5G创新特色应用进行了大量探索，如采用5G UPF（用户面功能）下沉、一站式登录等多种技术创新实现了5G和校园网的有效融合等。在国外，新加坡国立大学将5G和物联网解决方案纳入智慧校园创新中，在智能设施管理中运用5G和物联网，完成包括建筑外墙检查、校务和景观管理、安全管理以及AR/VR应用等任务；美国亚利桑那州立大学将VR与好莱坞风格的故事讲述方式相结合，设计了大学一年级的生物学课程，用沉浸式VR体验取代了传统实验室。

　　总体来说，我国5G进校园，一方面是国家的大力推进，从5G示范城市建设到“5G+智慧教育”应用试点项目的开展，高校5G部署大势所趋；另一方面是高校数字化转型对网络带宽和接入覆盖率提出了更高要求。一个是外驱力，一个是内需力，二者紧密结合，就好似螺栓碰上螺母，一拍即合。

　　建设应用：5G是机遇也是挑战

　　目前，我国“5G+智慧教育”更多是从5G的技术角度切入，进行技术驱动应用。武汉理工大学校长杨宗凯表示，高等教育数字化的第一个新特征就是借助5G、大数据等技术，学习环境正经历智能化升级，打破传统时空限制，提供沉浸式互动学习体验。

　　采访发现，5G在高校教学、科研、管理等方面都有用武之地。5G大带宽、低时延的特性，保证了高清视频直播的流畅性，使得跨地域、跨时空的实时互动教学成为可能。5G超高速、低时延的特性，使复杂、立体的教学内容得以实时传输，使学生身临其境地进行沉浸式学习。5G网络能够支持海量设备连接，实现教学环境智能化，如智能教室、远程实验室等。5G与AR/VR/MR、人工智能、大数据等技术的结合，为沉浸式教学、智能考试、综合评价等教育环节带来了革命性变化，让知识传递和校园生活更为生动有趣。5G网络切片技术的应用，也为教育行业提供了定制化的网络服务，优化了网络资源分配，满足了教育多样化的需求。

　　整体来看，5G与教育的深度融合，不仅打破了传统教育的时空限制，实现教育资源的公平分配，更有助于推动个性化、智能化教学模式的发展。它赋予了教育更强的创新力和生命力，有助于提升教学质量，培养符合时代需求的复合型人才。同时，“5G+智慧教育”能为终身学习、泛在学习提供强有力的技术支撑，加速教育体系的整体升级。

　　虽然5G让教育变的更加智慧，但当前5G在高校部署过程中依然面临如下几个挑战。

　　一是特色应用还未将5G的优势充分表达出来。浙江大学信息技术中心主任陈文智指出：“当前高校5G应用部署的最大挑战在于特色应用还没有把5G的优势充分表达出来，再加上特色应用的种类不够多、用户覆盖面不够广泛，导致5G杀手级的应用成效还不够显著。”他认为，随着AI、IC等技术的进一步发展，AR眼镜等虚拟终端的建设成本也会日益递减，数字教学内容的AI制作效率会日益提升，师生对新教学应用的接受能力也会逐日增强，这些难题终将都不再是阻碍。

　　二是难以找到强需求、大规模的5G应用场景。上海外国语大学信息技术中心主任赵衍表示：“当前，校园5G网络部署最大的难题是难以找到强需求、大规模的应用场景。”对此，高校可以通过“5G+智慧教育”应用试点等方式，推进现有场景的开发和应用示范，进一步挖掘5G在教育多场景中的应用潜力，持续探索5G技术与“教、考、评、校、管”等融合的多样化教育场景，形成可持续、易于复制和推广的“5G+智慧教育”发展模式。另外，2024年1月，工信部、教育部等十一部门联合发布的《关于开展“信号升格”专项行动的通知》中也详细指出了下一步5G在高校的应用场景，点亮了“5G+智慧教育”的前行之途。

　　三是5G建设成本高，后期运维难。赵衍指出，5G网络建设耗资巨大，建设成本问题也成为大部分高校难以越过的高山。另外，5G设备耗电量大，且发热量非常高，夏季设备表面最高温度可达70℃，如果弱电间没有空调或通风不好，将会成为严重的校园安全隐患，并对弱电间其他设备的正常运行带来严峻挑战。针对资金问题，高校可以探索多元化的资金筹措机制，减轻其在5G建设和应用上的资金压力，如通过与企业的深度合作，费用共担。对于运维问题，高校还需做好运维管理的规划工作，并在执行过程中多下功夫，如完善弱电间的散热通风系统，以实现5G设备的健康运行。

　　此外，5G应用过程当中，师生的信息素养也有待加强。教育数字化趋势下，随着5G、人工智能等技术在教育领域应用的深入，师生的综合信息素养有待加强。对此，高校可以按学段对师生进行分层次、针对性的培训，采用线上、线下或混合式等方式，提升师生对新兴教育教学方式的熟练使用；鼓励教师积极参与数字教材、AR/VR课件等教育资源开发；探索以信息素养通识学分课程为主、培训讲座为辅等多样化的学生信息素养提升模式。

　　当然，由于各高校的具体情况不同，师生用户的需求各异，所以面临的困难和挑战也略有差异，因此各高校还需因地制宜，不要为了5G而5G。

　　未来已来：“5G+智慧教育”方兴未艾

　　2024年是实施“十四五”规划、建设教育强国的关键一年。教育数字化转型是当前高等教育领域培养拔尖创新人才、打造教育公平环境、提高素质化教育的必由之路。5G技术作为数字化转型的重要支撑和助力，须服务于这个大背景。

　　陈文智表示：“从当前高校数字化转型发展来看，未来5G教育应用更多的还是会在虚拟现实教育、AI智能教育大模型、大数据实时科学高性能计算、校园全映像数据感知等方面取得突破。”

　　根据采访，为进一步有效推进“5G+智慧教育”创新发展，高校可从以下几个方向发力。

　　一是加强顶层设计，制定5G应用的长远规划和阶段性目标。哈尔滨工程大学信息化处副处长徐俊波认为，校园5G网络建设的重点不在“人网”，而在“物网”，特别是通过5G大带宽、低时延如何支撑教学、科研方面。当然，这要基于高校明确自身的重点需求之上。

　　二是以“融合”为关键词，全面铺开5G在校园中的建设应用。当前，5G技术正引领高等教育的革新潮流，高校应积极探索5G在教学、科研、管理等方面的应用创新，实现做中学、做中研，重新定义“学校”“课堂”“实验室”等场景，如探索基于5G技术的远程实时互动、在线协作等新型教学模式。同时，遵循“先试点、后推广”的建设理念，实现“一地创新、多地应用”。

　　三是多方参与，形成“5G+智慧教育”的创新模式和图景。华东师范大学信息化治理委员会秘书长沈富可表示：“要使‘5G+智慧教育’形成创新模式及效果，在参与的主体上，需要研究者、政策制定者、建议方、应用者一起形成多元机制，进行进一步探索与推进。”

　　四是加强5G应用的宣传和培训，提高师生对5G技术的认识和应用能力。高校需强化师生的5G技术素养教育，培养具备5G思维的新一代教育工作者和学习者。

　　然而，由于各高校“5G+智慧教育”建设发展的实际情况不同，所以不能完全解决当前所有高校面临的难题。另外，采访发现，除以上四个发力点外，还涉及“5G+智慧教育”标准研制、安全保障体系构建、5G技术创新研发等。

　　如今，伴随5G技术的不断成熟和应用的深入，“5G+智慧教育”已成为当前教育领域的重点课题。5G技术的优势虽然能够为教育数字化转型提供强有力的支撑，但要实现“5G+智慧教育”的可持续发展，还需各方协同，积极探索更多5G在教育教学中的应用场景和解决方案。

　　来源：《中国教育网络》2024年4月刊

　　撰文：陈永杰

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