5G对教育的影响

5G对教育的影响在10月31日举行的2019年中国国际信息通信展览会上，工信部与三大运营商举行5G商用启动仪式。中国移动、中国联通、中国电信正式公布5G套餐，并于11月1日正式上线5G商用套餐。这标志着我国将正式进入5G商用时代。那么什么是5G？他有什么样的特点？他在对教育有什么影响？本来就这几个问题做一下说明。5G即第五代的无线通信技术1G的时代，1G是模拟信号的语音通话，让我们可以用大哥大打电话，他是听觉的一个改变，海内存知己，天涯若比邻。2G的时代，2G是数字信号传输，让我们能够打电话、发短信、简单浏览网页和阅读电子书。3G的时代，3G开始支持高速数据传输，从此我们可以浏览大部分网页，并开始用手机玩微博、微信和手游，只是看视频还勉为其难。2010年之后进入了4G时代，4G又极大提高了数据传输的速度和容量，让我们可以随时随地畅快上网，不仅视频通话不再卡顿，还能进行直播和观看短视频。直到4G的大规模应用，人类才算真正进入了移动互联时代。我们每年都在消耗更多数据，尤其是视频、音乐流媒体的日益普及并增加。现在的频段越来越拥挤，导致服务中断，特别是当同一地区的许多人试图同时访问在线移动服务时，情况会更加严重。从手机到设备传感器，从摄像机到智能路灯，5G在处理大量设备方面的表现更加优异。5G的优势特点5G与4G相比，具有“更高网速、低延时高可靠、低功率海量连接”的特点。在超高速率方面，5G速率最高可以达到4G的100倍，实现10Gb/秒的峰值速率，能够用手机很流畅地看4K、8K高清视频，急速畅玩360度全景VR游戏等等。在超低时延方面，5G的空口时延可以低到1毫秒，仅相当于4G的十分之一，远高于人体的应激反应，可以广泛地应用于自动控制领域。在超大连接方面，5G每平方公里可以有100万的连接数，与4G相比用户容量可以大大增加，除了手机终端的连接之外，还可以广泛地应用于物联网。2G时代，大多为电脑和电脑的连接；3G/4G时代，开始向人与人之间的连接转变；到了5G时代，人与物、物与物将组成一个连接矩阵，每个人、每个物都会成为互联网上的一个节点，之间交互数据，形成一个大的数据网络。这将从根本上改变我们的生活方式，也将颠覆现阶段的生产方式。那么“5G遇上教育”，会对教育场景和模式产生怎样的影响和颠覆？未来的教育又会向怎样的形态演变？总体来说，5G在教育领域主要有三个应用场景，一是增强移动带宽，应用一般是超高清视频、VR、AR，会大幅度提高传输效率；二是海量大连接，5G可以链接PC、传感器、监控器，实现物联网相关连接数据的传输，打造智慧互联教室；三是低时延的高可靠，对于教育，对于时延要求会提高视觉的体验，甚至是互动的效率。5G改善在线教育体验、平衡教育资源直播技术迭代是5G带来的最基础的变化之一，视频可以实现4k/8k超高清、低时延。现在使用的网络是不对等的网络，上下行带宽是有差异的，尤其上行会比较差，所以无法进行高清双向的互动沟通。常见的一种场景，就是在线教学过程当中，一旦涉及到连麦，图片画面会立即缩小，体验非常差。无论是校内网站还是第三方收费网站，为了使视频传输稳定，都牺牲了视频质量，视频文字、图片不清楚难以识别，尤其使用移动端观看，严重影响了学习质量。而5G的大带宽、低延迟、高稳定性能够解决这些问题。当前在线教育大多都是单向传输，学生只坐在屏幕前听。无延时对教学起到最主要的作用就是可以进行课堂实时互动，现在线下的体验更好其中一个原因是师生之间能直接看到彼此的眼神和反应，而线上有延迟很难有线下面对面的体验感。而且通过5G实现在线教学，教学成本一定程度上也会下降，也能打破教育资源不平衡。一些偏远地区或者是农村地区想要享受到一线城市同样的优质教育资源，需要进行远程教学。对于偏远地区来说4G又不能满足远程直播教育的需要，架设光纤又极大地提高的成本。5G能够提供更好的互联网服务，超高清、语音交互、优质教育资源，让远程直播视频，高清无延迟的传输到偏远地区，让偏远地区的学生也能够享受优质教育资源。目前应用在远程教育上的“实景”教学，运营商走在了前列，比如中国移动在5G全息投影技术的帮助下，能够将远在异地的名师实现1:1真人比例出现在偏远地区的课堂上，拉近老师和学生的距离。在双师课堂的基础上，5G未来可以实现全息投影，通过虚拟现实技术，更好地解决优质师资问题。5G改变教学方式更安全、高效5G会推动“AI+教育”智慧教育时代的到来。5G解决的是基础的信道容量传递效率的问题，AI解决教育各场景的效率问题，二者结合就是道路更宽了、车跑得更快了。目前，教育企业研发很多产品时还会考虑到底把计算能力放在前端还是后端，5G+AI来临后意味着不用再担心数据传输量、计算容量的问题，线下的感知可以瞬间传输到云端，系统架构将发生翻天覆地的变化。人工智能应用场景再次深化，基于“5G+AI”实现的实时记录反馈学习情况，。一方面，自然语言处理、自适应等功能可帮助学生获取满足个人需求的课程，提供精准教学；另一方面，视觉识别、语音识别等技术会渗透到在线学习各个环节，迭代出更加智能化的工具，提高各环节效率。5G会进一步促进VR、AR技术的广泛运用。比如使用VR虚拟实验室，在学生进行各种实验时会更加安全可靠。我们各个学习阶段都需要要做很多物理、化学实验，比如电路怎么接？比如化学实验浓硫酸和水应该达到多少比例配比？这些实验会存在一定的危险性，操作不当就会发生危险。但是，如果使用VR虚拟实验室，则不用担心发生危险。你在虚拟空间当中做实验，无论实验方式正确与否都能亲身体验，并目睹实验结果，而不会对身体造成伤害。就算把浓硫酸泼到手上或者是溶液配比不对都不会产生伤害。除了安全，在虚拟实验室学生还能够有多次反复的低成本尝试，以前做完一次就不能再做，现在可以反复做，这样对错误实验的理解也大大增强。作为学生亲眼目睹，当把高比例的浓硫酸和溶液放在一起，它到底会产生什么样的化学反应，比如产生爆炸。而对于老师来说教学效果更好，不再单纯的利用PPT和语言描述实验过程和结果，作为学生的认知会更加深刻。此外5G的应用对于学校硬件设施和教育结构教育硬件设备上研发相关产品，尤其是新材料、低耗能的高性价比产品，同时产品要具备物联网性；内容上，5G拥有高带宽、低延时、大容量等特点，研发高清画质、四维动画等相关内容也迫在眉睫，与VR/AR融合，让学习场景更加的接近现实，从而加速教育产业落地；在师资方面，优质的师资资源将惠及三四线城市，甚至是偏远的农村，双师课堂向成熟化发展，AI+互联网将促进教育公平化的进程。在开始发展阶段基础设施的建设和智能设备的开发都需要投入成本，对于教师也会发起新的挑战，去适应新的教学方式方法。目前已经有很多优秀教师在网络上进行授课，把他们的知识通过网络直播的形式分享，而学生不再向过去那样只能依靠课堂和图书获取知识。可以利用电脑或者移动终端进行观看，虽然观看体验较差，视频模糊不清传输画面卡顿的情况常有，但总算有了更多学习方式供我们选择。受限于时间、地点以及网络传输的情况下，在线学习还不能成为主流，学生反馈表示体验较差对于教师来说也大大降低了积极性，辛辛苦苦进行分享却达不到逾期的教育效果。而5G到来除了提高画质和稳定传输外，还可以通过连接大量移动终端设备获得像线下课堂一样的听课体验甚至像面对面一样的互动。这样一来学校不再是学生的活动中心，而是变成教育资源中心，在教室和上课时间有限的情况下，优质师资不再局限于某一所学校某一个课堂，任何人都可以通过网络分享他们掌握的资源，而学生可以通过各种移动终端学习，不受时间，地点，网络传输的限制。总结：目前来说5G对于教育的影响是多方面的，总的来说利大于弊。前期的基础建设固然需要投入一定经济成本，教学环境的升级、教学方式方法的变化也需要慢慢去适应，这需要一个过程。但是在未来对于平衡教育资源，提高教学质量提高学生学习热情都是非常大的帮助。而且把学校建成新型的学习中心，充分利用5G技术背景下教育资源获取的便利性、即时性、共享性特点，对现在的学校进行重构，建立国家优质教育资源中心打通学校与学校、学校与社会教育机构、学校与家庭的壁垒，创造“能者为师”“课程为王”的新的构想，不管身处何地都可以利用移动设备学习。在学校形态和教育结构进行变革的背景之下，再利用现在的5G、大数据、人工智能等现代技术，一套新的教育生态系统，一种面向未来的教育模式，就完全可以成为现实。5G只是技术，教学、教研、信息化等方面的改变，需要国家、学校、教育机构各方的全面合作，共同推进，在教育工具、教学内容、教育信息化平台建设等方面，实现质的提升。