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教育是5G的重要場景，疫情之下正在進行的網絡課堂，能給5G在智慧教育真正落地有哪些啟示？
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文 | 賽迪智庫電子信息研究所 王翠林
隨著新一代信息技術的迭代加快，大型開放式網絡課程(MOOC)、小型限制性在線課程(SPOC)等教學方式已得到廣泛應用，智能教學系統、計算機輔助教學系統也迅速發展。疫情影響下中小學延期開學、線下培訓關閉以及教育部「停課不停學」的通知迅速催化在線教育接受度、引爆需求熱潮，並在一定程度上培養了用戶習慣，致使網際網路教育行業全面提速。未來隨著5G基礎設施搭建完成，憑藉5G Gbps級別的高速率、5ms-30ms級別的低時延以及超大規模連接的技術優勢，5G將支撐眾多教學方法創新，助力構建智慧教育新生態，成為推動教育信息化的新動能。
5G智慧教育有助於教育公平和教育質量提升
5G助力優質教育資源均衡分配，為教育扶貧帶來新的解決方案。5G網絡因其高速率、高容量、低時延、低功耗技術特性，成為未來智慧教育的基礎支撐。一方面5G網絡將實現對傳統3G/4G、寬帶、WIFI等已有網絡的融合，打造多網融合的泛在基礎網絡，實現網絡承載統一，減少貧困地區學校部署新的內部網絡的經濟成本。另一方面5G以其大寬帶、低時延以及邊緣計算保障了智慧課堂中交互顯示的終端設備，在感知層面、用戶層面和資源層面，將數位化、智能化普及到邊遠地區，實現真正的教育公平。例如河北移動通過5G網絡傳輸技術，把河北師範大學AR實驗室的科普教學進行VR攝錄成像，遠程實時傳送到蔚縣南留莊中學，有力支撐了農村地區開展互動教學、全息課堂等智慧教育核心業務。
5G技術優勢以及與多種智能技術完美結合，促使教學方式實現教與學深度融合。相比於4G網絡下利用網絡與大屏，以在線直播或「雙師課堂」為主的教育呈現形式，5G時代，藉助與4K/8K全景攝像機，VR/AR等智能技術融合，能夠實現立體數字環境構建，並以高質量的視頻傳輸讓學習者「身臨其境」。同時，5G作為技術和載體支持助力大數據中心、雲平臺提供高效、迅捷的數據傳輸和分析，實現對學習行為智能分析和可視化管理，實時了解學習情況、獲取需求反饋，實現師生良好互動。例如臨床醫學專業中，5G+VR技術的融合將藉助VR頭顯和5G網絡載體支持，通過仿真系統和三維動態視景高度還原真實場景，並藉助5G高速率、低時延的技術優勢，對學習中的疑問無縫對接連線專家進行視頻語音互動交流，實現浸入式、交互式教學。
後疫情時代5G+智慧教育將於三大場景率先實現應用
疫情催化下5G將實現對傳統遠程教育體驗提升和應用創新。為減輕疫情對教育領域衝擊，包括我國在內多個國家均加強遠程教育教學實踐，令遠程教育成為無法接受面授時的次優選擇，提升了遠程教育行業市場滲透率和接受度。然而，目前大部分遠程教學系統架構依然是以老師為中心的教學文件上傳和下載，並未體現教學實時互動和協作學習。5G時代依賴eMBB增強移動寬帶和uRLLC超可靠低時延通訊的載體支持，以及4K/8K超高清視頻、AR/VR、人工智慧等技術助力，遠程直播、在線點播和異地教學得以實現，海量優質教育課程資源實現均衡分配，為教育扶貧提供了全新解決方案。
復學潮推動下5G網絡將助力校園智能視頻監控業務大規模應用。伴隨多地明確開學時間，加強疫情防控期間校園安全管理，切實保障師生健康和校園財產安全成為學校當務之急，熱成像技術、高清視頻監控、人臉識別等技術或將率先實現大規模應用，滿足快速完成學生測溫及體溫監控，提升學校應急反應速度的現實需求。未來，在防疫需求常態化推動下，5G技術優勢將使得校園安防逐漸進入智能安防時代。首先，5G以其超大帶寬傳輸能力，滿足4K/8K視頻大規模應用需求，並通過部署在邊緣伺服器搭載AI人工智慧的視頻分析技術，將高清視頻及響應數據實時傳送至學校側雲平臺或大屏，幫助學校及教育主管部門築起疫情防控第一道防線。其次，5G網絡及數據中心等基礎設施的建設將極大降低學校網絡布線、維護以及存儲成本，帶動學校安全保障的變革，幫助學校構建智能感知、高效聯動、精準指揮的新型視頻安防業務模式。
5G網絡將賦能智慧課堂實現從二維向三維躍升的沉浸式教育。一方面，5G網絡將帶給VR行業新發展前景，推動智慧課堂教學呈現形式從二維向三維躍升。在5G超大帶寬承載下，可將VR領域運行、渲染、計算等工作放到雲端，並將VR畫面和聲音通過5G網絡實時傳輸至終端，實現VR設備輕量化，並藉助邊緣雲部署架構，提升網絡傳輸速率，緩解學生佩戴頭顯時的眩暈感和沉重感，提升學生對知識的立體感知體驗。另一方面，5G智慧課堂是對傳統在線課堂教學互動能力的全面革新。通過將軟硬體模塊5G化匹配，新一代的智慧課堂將實現從有線網絡、WiFi、藍牙、Zigbee、NB-IoT等網絡承載到高速率、高可靠、低時延、高安全的5G網絡。藉助交互智能平板、智能學習筆等5G化智能終端，利用5G網絡的高速率、低時延，實現授課過程中實時採集學生學習數據，掌握學生理解程度，同時利用5G網絡的高可靠性，保證數據採集和傳輸過程中的穩定性和可靠性，帶給師生更流暢的數據服務體驗。
對策建議
一是加強5G技術研發，注重與AI、VR/AR等技術融合應用。圍繞5G功率放大器、基站基帶等核心晶片、通信協議棧軟體、電信網絡作業系統等產業薄弱環節進行單點技術攻關。在基礎層面的數據採集方面注重發揮AI技術支撐作用。
二是加大5G基礎設施部署，助力校園數據中心基礎設施建設。依據5G基站站址規劃，強化5G基礎設施共建共享和節能管理，做到5G基站建設與校園數據中心建設相協調。建立彈性雲服務，整合數據資源，為智慧教育提供便捷、安全可靠的數據支撐。
三是加快5G公共服務平臺建設，助力智慧教育體驗升級。加快建設5G+智慧教育公共服務平臺，構建創新載體和教育公共服務能力，加快推進5G在教育領域的先導應用，打造各種符合教育行業特點和實際的學習平臺。
（原標題為：後疫情時期5G智慧教育發展方向）
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