智慧校园——5G为教育信息化带来新机遇
2020-12-12 15:39
智慧校园和智慧课堂的数据获取主要依托校园内的有线宽带网络和无线Wi-Fi网络，设备物联层面则主要通过蓝牙技术实现。5G时代的到来，为教育形态的进一步发展提供了新动力和更多可能。5G技术的主要特点是增强型移动宽带、超高可靠与低时延通信、大规模物联等，结合最新的边缘云技术、网络切片技术、人工智能技术，可通过将各种硬件终端5G化，打造全新升级的智慧校园、智慧课堂，充分利用5G网络与生俱来的技术和业务优势，为教师和学生用户提供更快、更好、更流畅的体验。
学校将不再需要部署多种网络，而可以由统一网络承载。5G网络的特性，能够保证智慧课堂中终端设备的交互显示、信号传输及处理运行流畅。在进行远程授课时，远端会场可以毫无延迟地体验4K，甚至更高清晰度的名师优课。
教育信息化应用一般包括教育管理、教研、教学三大领域。在教育管理领域，5G可以与物联网技术结合应用于校内各种教学设备、生活设施、公共设施的智能化管理。在教研领域，可以尝试将5G与人工智能结合应用于远程听评课和教学效果评测。在教学领域，5G可与VR/AR技术相结合，应用到远程互动教学、虚拟实验教学等。
以下将结合目前软件、硬件、网络技术的发展状况和教学工作的实际需要，重点研究、探索智慧课堂应用5G技术进行教育信息化升级的几种方案。
5G技术可以发挥新的推动作用，如在远程教学中通过提供低时延、高速率的互动反馈，促进教学效果的提升。远程互动教学可使教育资源的不均衡得到良好的改善。远程互动教学的主要应用场景“远程双师课堂”，可以让教育资源相对匮乏地区的学生通过实时直播互动教育系统，享受外地名校名师的同步线上教学，结合本地教师的答疑辅导，最大化地实现资源利用，提高学生的学习效果，缓解教育资源分布不均衡的问题。
基于“5G＋云VR技术”，依据教材进行体系化设计，无缝融入现有学科教学计划，实现以班级为单位的虚拟教学。为提高学生实验和操作技能，可以借助虚拟仿真技术建立小学的科学和中学的物理、化学、生物等学科的虚拟仿真实验室。
基于5G网络实时传输实习场景画面，学生可借助虚拟设备进入多种复杂的虚拟实训场景，并通过与现实物体的对比，在操作过程中获得相应反馈。虚拟仿真实验室不仅可以协助教师提高教学效率与质量，还可以帮助学生提高实操能力与应变能力。
随着5G网络的广泛覆盖及相关应用技术的逐步成熟，可以预期，未来应用5G技术，将人工智能、大数据、云计算、物联网等技术与教育教学深度融合的“5G+智慧课堂”将会步入规模化推广阶段，应用范围也将进一步扩展到在线巡课、校园安防、教学管理等更多领域，从而引领教育信息化的新潮流。
