基于第五代移動通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用研究

李小平 孫清亮

[摘 ? 要] 第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)（5G）技術(shù)具有超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動性、超高用戶體驗(yàn)速率、低時(shí)延高可靠等特性。文章重點(diǎn)關(guān)注5G對網(wǎng)絡(luò)教育產(chǎn)生的影響，從網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用的角度對5G的教育應(yīng)用場景和指標(biāo)設(shè)計(jì)、互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字化校園的關(guān)系、第五代移動網(wǎng)絡(luò)教育的核心技術(shù)進(jìn)行深入分析，提出5G環(huán)境下多源異構(gòu)的課程建構(gòu)模式、資源銀行的維度模型以及資源產(chǎn)生、資源交換和資源交易的實(shí)現(xiàn)策略，并基于理論模型研發(fā)了相應(yīng)的資源平臺。

[關(guān)鍵詞] 第五代移動通信網(wǎng)絡(luò); 5G; 網(wǎng)絡(luò)教育; 資源銀行

[中圖分類號] G434 ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡介] 李小平（1957—），男，廣東連縣人。教授，博士，主要從事教育技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究。E-mail：lxpmx@x263.net。

一、5G在網(wǎng)絡(luò)教育中的應(yīng)用

5G技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與普及，能夠促進(jìn)智慧教育、智慧校園、智能遠(yuǎn)程教育的應(yīng)用，還可以滿足教學(xué)、科研、學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和會議等各業(yè)務(wù)的多樣化需求。即便在師生密集的教學(xué)區(qū)、辦公大樓、實(shí)驗(yàn)區(qū)、各個(gè)分校區(qū)、空曠地操場等具有超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動性特征的場景，均可為用戶提供超清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、云桌面、安全檢測、在線游戲等高級業(yè)務(wù)的良好體驗(yàn)[1-2]。與此同時(shí)，5G還將滲透到校園監(jiān)控的探測識別、人群行為分析當(dāng)中，可以實(shí)現(xiàn)與CAD/CAM工業(yè)設(shè)施的融合，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)遠(yuǎn)程操控?zé)o人實(shí)驗(yàn)室，有效滿足工業(yè)教學(xué)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、一卡通、科研圖像共享、多校園智能化管理等垂直行業(yè)的多樣化業(yè)務(wù)需求。特別是遠(yuǎn)程教學(xué)與本部教學(xué)將會進(jìn)一步共享交換，從而推出游戲化教學(xué)課程和VR/AR教學(xué)課程[3]。桌面VR實(shí)驗(yàn)會逐步被嵌入式虛擬實(shí)驗(yàn)室所取代，3G環(huán)境中的資源也將被高清混合資源所取代，資源生成策略、資源框架也隨之改變[4]。人們的教育消費(fèi)方式也會改變，將出現(xiàn)新的教育經(jīng)濟(jì)格局和教育技術(shù)生態(tài)，打破現(xiàn)有的資源建構(gòu)理念和平臺架構(gòu)系統(tǒng)。

（一）5G的教育應(yīng)用場景和指標(biāo)設(shè)計(jì)

5G將解決數(shù)字化教學(xué)多樣化應(yīng)用場景下差異化性能指標(biāo)帶來的問題，不同場景所需要的性能指標(biāo)有所不同，用戶體驗(yàn)速率、流量密度、時(shí)延、能效和連接數(shù)（如圖1所示）都可能成為不同場景的挑戰(zhàn)指標(biāo)[1，5-6]。其主要應(yīng)用場景如下：

因其具有超高傳輸率（10Gbps），5G數(shù)字化教學(xué)環(huán)境將面向4K/8K超高清視頻、全息技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)等應(yīng)用，其中包括：（1）連續(xù)廣域覆蓋場景，該場景主要用于隨時(shí)隨地（包括校區(qū)邊緣、高速移動等惡劣環(huán)境）為用戶提供100Mb/s以上的用戶體驗(yàn)速度。（2）熱點(diǎn)高容量場景，主要面向局部熱點(diǎn)區(qū)域，為用戶提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足網(wǎng)絡(luò)的高流量密度需求。1Gb/s用戶體驗(yàn)速率、數(shù)十Gb/s峰值速率和數(shù)十Tb/s/km2的流量密度需求是該場景面臨的主要挑戰(zhàn)。例如：集中式VR學(xué)術(shù)會議、集中式虛擬實(shí)驗(yàn)、大規(guī)模現(xiàn)場在線學(xué)習(xí)、學(xué)生提交作業(yè)和試卷的并發(fā)操作、在同一個(gè)場所集中觀看高清晰視頻或游戲化課程、導(dǎo)播實(shí)習(xí)場所[5]。

2. 關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)

其具有高安全性、超低時(shí)延和超高可靠性，也稱為uRLLC（ultra-Reliable & Low Latency Communication）。如要體驗(yàn)VR/AR、遠(yuǎn)程協(xié)作和游戲化教學(xué)等場景中，采集到的數(shù)據(jù)需要傳送到云端，并實(shí)時(shí)傳回經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)或指令，數(shù)據(jù)往返的時(shí)延比人類更敏感，對時(shí)間延續(xù)要求更高，尤其是5G的虛擬現(xiàn)實(shí)控制實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人等應(yīng)用[5]。

3. 大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC，massive Machine Type Communication）

具有海量連接設(shè)備（超高密度）、超低功耗、深度覆蓋、超低復(fù)雜度等特點(diǎn)?？湛跁r(shí)延可達(dá)到1ms，這類應(yīng)用對時(shí)延和可靠性具有極高的指標(biāo)要求，需要用戶提供毫秒級的端到端時(shí)延和接近100%的業(yè)務(wù)可靠性。具有小數(shù)據(jù)包、低功耗、海量連接等特點(diǎn)。這類終端分布范圍廣、數(shù)量眾多，不僅要求網(wǎng)絡(luò)具備超千億連接支持能力，滿足100萬/km2連接數(shù)密度指標(biāo)要求，而且還要適應(yīng)終端超低功耗和超低成本[7]。如遠(yuǎn)程抄表、碎片知識點(diǎn)課程構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)室傳感器數(shù)據(jù)傳輸、物流專業(yè)實(shí)習(xí)、學(xué)習(xí)軌跡獲取等[5]。

隨著教育數(shù)字化環(huán)境下數(shù)據(jù)流量數(shù)十倍的增加，5G系統(tǒng)需承載10～20Gbit/s的峰值速率、100Mbit/s～1Gbit/s的用戶體驗(yàn)速率、每平方公里100萬的連接數(shù)密度、1ms的空口時(shí)延、相對4G提升3到5倍的頻譜效率、百倍的能效，以及350km/h的移動性支持、每平方米10Mbit/s的流量密度等關(guān)鍵性能指標(biāo)。為了支持超高清視頻和VR應(yīng)用，5G應(yīng)支持至少1G/s的數(shù)據(jù)速率。5G網(wǎng)絡(luò)潛在需求還包括增加容量近1000倍[2，8]。

（二）通信互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字化校園的關(guān)系

遠(yuǎn)程教育發(fā)展多年，卻依舊受限于網(wǎng)絡(luò)帶寬，所建立的資源課程和遠(yuǎn)程教學(xué)平臺仍有以下問題亟待解決：

（1）由于帶寬過窄，教學(xué)課件普遍存在分辨率低、色彩還原度弱、表現(xiàn)形式差的特點(diǎn)，在相當(dāng)長的一段時(shí)期，一直僵化于三分屏的解決方案上，圖像質(zhì)量剛從VCD升級為DVD。

（2）由于帶寬限制，時(shí)常會出現(xiàn)多用戶并發(fā)操作延遲、卡頓、宕機(jī)現(xiàn)象，尤其是集中繳費(fèi)、集中在線提交作業(yè)、3D資源虛擬實(shí)驗(yàn)多人上網(wǎng)等。

（3）由于分辨率兼容問題，手機(jī)和PC端若要正常顯示內(nèi)容，不得不為其開發(fā)兩套客戶端版本。

（4）帶寬延遲和抖動現(xiàn)象明顯，卡頓現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

（5）目前資源管理采用集中式的辦法（包括文字圖像管理、視頻管理、3D系統(tǒng)管理、動漫資源管理），多個(gè)服務(wù)器占用同一路帶寬線路，每個(gè)服務(wù)器還要承載以上資源的開發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境。由于帶寬緊張，無法實(shí)現(xiàn)按需租賃帶寬的構(gòu)想。

（6）遠(yuǎn)程教育從業(yè)人員既要負(fù)責(zé)課程開發(fā)、資源搜索、資源分類管理、資源維護(hù)等工作[9]，還要針對多媒體課件、游戲化課程、VR課件等維護(hù)多個(gè)資源驅(qū)動平臺，如VR平臺就需要Unity3D、Unreal Engine、VR制作軟件、3D Studio Max、Photoshop、3D采集軟件等。

（7）動輒上百兆的課件資源，始終羈絆著教師在不同電腦間的保存、傳播、共享等任務(wù)。同樣是礙于帶寬的原因，許多可供創(chuàng)作課件的奇思妙想最終未能實(shí)現(xiàn)，制作出的課件改動起來還需要最初的資源開發(fā)平臺以及技術(shù)人員方可完成，教師無法從容地對資源進(jìn)行后續(xù)完善工作。

（8）教學(xué)實(shí)踐和畢業(yè)答辯，無法在線監(jiān)督，不能觀看視頻成果，無法有效地遠(yuǎn)距離印證成果。甚至程序運(yùn)算結(jié)果通過超頻方式傳輸可能會造成系統(tǒng)死機(jī)。

（9）礙于帶寬所限，大規(guī)模答疑答辯系統(tǒng)的會話人數(shù)受到限制。即使微信平臺也會人數(shù)受限，分發(fā)、群發(fā)傳輸受限，資源傳輸包的大小受限。

隨著4G/5G帶寬從100Mb/s到10Gb/s的提升，4G/5G先進(jìn)技術(shù)的不斷應(yīng)用，以上問題都將得到有效解決，主要反映在以下幾個(gè)方面（見表1）：

（1）通信業(yè)務(wù)。逐步從簡單的文字短信、彩信、數(shù)據(jù)，發(fā)展到融合通信（包括音頻、視頻、多人會話等），滿足人們?nèi)粘５脑诰€支付、轉(zhuǎn)賬、朋友圈、購物等功能需求。

（2）教育教學(xué)應(yīng)用。從校園基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、各業(yè)務(wù)部門子網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到校園全網(wǎng)融合、多種業(yè)務(wù)融合、校園網(wǎng)一卡通的局面。特別是隨著在線教育理念的提升，5G網(wǎng)絡(luò)與游戲化課程、VR實(shí)驗(yàn)環(huán)境、交互虛擬現(xiàn)實(shí)控制、高清立體顯示、人群行為分析、遠(yuǎn)程考試監(jiān)測、學(xué)習(xí)行為追蹤和挖掘、智能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、智能教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)電子商務(wù)、學(xué)分銀行、CAD/CAM工業(yè)設(shè)施的融合等必將全面展開。

（3）資源形式。隨著帶寬的不斷改善，出現(xiàn)了多種網(wǎng)絡(luò)課程形式，即微課程、網(wǎng)絡(luò)課程、精品課程、高清手機(jī)課程、游戲化課程、VR體驗(yàn)空間、多類型媒體網(wǎng)絡(luò)融合課程、物聯(lián)網(wǎng)課程、高品質(zhì)高帶寬課程、移動實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。其使用范圍將隨著5G的擴(kuò)張逐步擴(kuò)大，即從二維向三維轉(zhuǎn)換，非智能向智能轉(zhuǎn)換，單一媒體平臺向多種媒體平臺轉(zhuǎn)換，窄帶向?qū)拵мD(zhuǎn)換，現(xiàn)實(shí)向虛擬轉(zhuǎn)換，理論課程逐步向理論、實(shí)踐、討論一體化設(shè)計(jì)方面轉(zhuǎn)換，從知識傳達(dá)向知識體驗(yàn)轉(zhuǎn)換[10]。

（4）平臺技術(shù)架構(gòu)。技術(shù)時(shí)代的引領(lǐng)，系統(tǒng)平臺開發(fā)中出現(xiàn)了幾次有影響力的開發(fā)體系架構(gòu)，即三層體系架構(gòu)、多層體系架構(gòu)、面向服務(wù)的架構(gòu)、分布式體系架構(gòu)等。

（5）資源管理方式。在4G環(huán)境下，資源管理方式以資源專業(yè)開發(fā)與個(gè)人開發(fā)相結(jié)合。各種資源庫分類獨(dú)立存儲。從課程為單元的資源集中式管理初步向資源交換方式轉(zhuǎn)變。5G環(huán)境下，資源更傾向于專業(yè)開發(fā)。資源交易、有償制作服務(wù)與資源共享相結(jié)合，資源從集中式管理開始向資源分布式管理方式轉(zhuǎn)變。采取架構(gòu)式服務(wù)模式，不同目標(biāo)、不同類型的資源和管理軟件由專業(yè)公司開發(fā)、維護(hù)和交換。還會涌現(xiàn)出啟發(fā)式的專家資源庫、資源銀行、學(xué)分銀行等虛擬資源倉庫。資源管理的粒度極小，如以最小知識點(diǎn)為管理單元。形成跨領(lǐng)域、跨學(xué)科、跨技術(shù)平臺的資源交換管理模式，以及形成多源異構(gòu)的課程框架建構(gòu)模式。

二、第五代移動網(wǎng)絡(luò)教育核心技術(shù)

第五代移動網(wǎng)絡(luò)教育核心技術(shù)即5G網(wǎng)絡(luò)切片（Network Slice）技術(shù)，是將一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)切割成多個(gè)虛擬的端到端的網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)之間，包括網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備接入、傳輸和核心網(wǎng)絡(luò)，都是邏輯獨(dú)立的。任何一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障都不會影響到其他的虛擬網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)具有自己的功能、特點(diǎn)，面向不同的需求和服務(wù)，可以靈活調(diào)整配置，甚至可由用戶自己定制網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)（NaaS即Network as a Service）。

此項(xiàng)技術(shù)的推出將有效地解決各類教學(xué)需求，充分發(fā)揮各個(gè)軟件層級、各個(gè)系統(tǒng)功能、各個(gè)媒體特性的最大化。5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是在線教育向三維、游戲化、虛擬現(xiàn)實(shí)、高清、高密度高熱點(diǎn)、大規(guī)模低時(shí)延、可靠物聯(lián)等過渡時(shí)重要的制程技術(shù)。例如：將通信互聯(lián)網(wǎng)的連續(xù)廣域覆蓋場景教學(xué)高清視頻和立體視頻、高容量場景會議VR/AR切片、游戲化教學(xué)切片、手機(jī)切片（微信）熱點(diǎn)等切割成多個(gè)端對端的虛擬網(wǎng)絡(luò)，享受20Gbps移動寬帶資源;將物聯(lián)課程資源網(wǎng)中的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)切片單獨(dú)分割成獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)，享受200000連接數(shù)/km2高密度、低功耗低時(shí)延的海量物聯(lián)網(wǎng);將虛擬現(xiàn)實(shí)控制網(wǎng)中的虛擬現(xiàn)實(shí)控制關(guān)鍵單獨(dú)切片形成獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)，享受低于1ms的時(shí)延性能（如圖2所示）。

三、異地多源異構(gòu)的課程框架建構(gòu)模式

（一）本地多源異構(gòu)的課程框架建構(gòu)模式

4G環(huán)境的課程資源建設(shè)開始在多種媒體、多種類型資源、多種技術(shù)融合上進(jìn)行轉(zhuǎn)換，出現(xiàn)了以教師構(gòu)建為中心、以技術(shù)為依托，為核心思想服務(wù)的課程資源，具有很強(qiáng)的理論與實(shí)踐相融合的內(nèi)容填充模式。并在4G環(huán)境下形成了以當(dāng)?shù)胤?wù)平臺和技術(shù)支撐為依托的、全建制服務(wù)的課程建構(gòu)系統(tǒng)和維護(hù)系統(tǒng)，形成了以課程為中心的龐大教師團(tuán)隊(duì)和技術(shù)團(tuán)隊(duì)，投入相當(dāng)大的人力資源和服務(wù)器以及高帶寬。雖然教學(xué)效果非常好，但本地資源采購、本地資源加工、本地工程技術(shù)人員技術(shù)儲備、本地高代價(jià)的硬件支撐、長年課程結(jié)構(gòu)的維護(hù)等一系列弊端都進(jìn)一步凸顯，其合理性仍有待于研究（如圖3所示）。

（二）異地多源異構(gòu)的課程框架建構(gòu)模式

針對上述本地多源異構(gòu)的課程框架建構(gòu)模式中存在的問題，借助5G新一代移動通信技術(shù)，提出了異地多源異構(gòu)的課程框架建構(gòu)模式（如圖4所示），其設(shè)計(jì)思想如下：

（1）采用分布式資源交換方式，利用5G的低時(shí)延、高帶寬、多連接特性，高速率地完成資源即用即取。低于1ms的時(shí)延大大提升了資源和資源之間在時(shí)間性能上的無縫銜接。

（2）采用框架式的課程資源架構(gòu)，該架構(gòu)的每一部分是由指向資源的指針構(gòu)成，所指向的資源包含各種類型的媒體接口、軟件平臺的開發(fā)功能接口、最小虛擬實(shí)驗(yàn)單元接口、虛擬在線控制接口等;這些接口將會被標(biāo)準(zhǔn)化，形成資源互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）實(shí)現(xiàn)多個(gè)異構(gòu)平臺的連接，由多個(gè)資源創(chuàng)作單位、多個(gè)資源制造商、多個(gè)學(xué)校、每個(gè)教師發(fā)布的資源等構(gòu)成各種異構(gòu)平臺，每個(gè)異構(gòu)平臺提供自己的產(chǎn)品。課程的構(gòu)造者和教師可以通過5G互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)訪問相應(yīng)的異構(gòu)平臺，以在線方式在自己的課程資源空間中上傳教學(xué)所需的內(nèi)容，其中視頻平臺、VR平臺、游戲平臺、PPT等均可以按照單位時(shí)間或者頁碼形式檢索并獲取資源，VR和游戲資源能夠以獨(dú)立單元的形式發(fā)布和交換，異構(gòu)平臺可以包括微信等通信平臺、專業(yè)考核平臺。最終形成邏輯組合、物理分離、教學(xué)策略設(shè)計(jì)與資源維護(hù)分離的專業(yè)化異構(gòu)平臺，即誰制作、誰提供，誰提供、誰維護(hù)的資源供給方式。

（4）在課程組合的各類資源屬性上，標(biāo)注兩個(gè)以上的同類型資源，并且注明其被點(diǎn)擊的狀況，以方便用戶選擇。

（5）發(fā)布者和資源構(gòu)造者的主要工作就是編輯串講，將教學(xué)與資源基礎(chǔ)建設(shè)工作分離。

（6）大數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)每個(gè)知識點(diǎn)的點(diǎn)擊頻度，給出課程推薦網(wǎng)站，給出知識點(diǎn)表述的推薦。

通過以上設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)5G環(huán)境下的教學(xué)目標(biāo)：

（1）提高教師的資源自主制作和選擇能力，提高教師的資源翻新、與時(shí)俱進(jìn)的能力。

（2）5G大幅度提升了微信等通信平臺的空間和帶寬，多種媒體會話得以開展，大規(guī)模的微信課堂教學(xué)得以實(shí)施，答疑答辯工作將支持學(xué)生異地展示各類設(shè)計(jì)作品，包括音樂藝術(shù)專業(yè)的提升、虛擬現(xiàn)實(shí)混編教學(xué)。

（3）從資源構(gòu)造上，作者可以憑借自己的藝術(shù)素養(yǎng)，構(gòu)造游戲化的網(wǎng)絡(luò)課程、影視課程;允許學(xué)生上傳影視作品，在線演示、交流。

（4）將現(xiàn)有的教學(xué)管理平臺與手機(jī)平臺整合統(tǒng)一，實(shí)施高清手機(jī)教學(xué)，將傳統(tǒng)課堂或虛擬課堂上完成的作業(yè)提交，再進(jìn)行現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)和點(diǎn)評。

（5）實(shí)施課堂、現(xiàn)場插班教學(xué)。

（6）提供高清下的人臉識別、考場監(jiān)控技術(shù)。

（7）在VR實(shí)驗(yàn)中建立“一人操作，多人協(xié)作”的教學(xué)系統(tǒng)。

（8）作業(yè)的提交形式多媒體化、交互化。

（9）VR和游戲化網(wǎng)絡(luò)課程、虛擬教室、三維實(shí)驗(yàn)室、多人協(xié)作在線實(shí)驗(yàn)室、多人游戲教學(xué)將融合性實(shí)現(xiàn)。

綜上所述，5G移動互聯(lián)技術(shù)的出現(xiàn)，將推動課程資源建構(gòu)模式向多連接、多碎片、低時(shí)延、大組合的方向發(fā)展，為資源的構(gòu)建提供了新的模式。

四、資源銀行交換設(shè)計(jì)與研究

在上述本地、異地多源異構(gòu)的課程框架建構(gòu)模式的基礎(chǔ)上，提出了在5G移動通信環(huán)境下資源銀行的概念，以及在資源銀行框架下完成資源的等價(jià)交換。

（一）資源銀行概念

資源銀行是借助銀行的商務(wù)理念，在學(xué)分銀行之后，提出的以課程、知識點(diǎn)、媒體設(shè)計(jì)單元、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)單元、功能模塊等實(shí)體為資源交易對象，通過網(wǎng)絡(luò)貨幣的流通，完成資源的兌換或等價(jià)交換[11]。從市場經(jīng)濟(jì)學(xué)、教育心理學(xué)的角度分析，所有的教育資源若都采用共享方式傳播和使用，必將大大損害設(shè)計(jì)者、開發(fā)者等資源生產(chǎn)者的利益，唯有通過交易和競爭才能激發(fā)出資源的魅力和生命力，后續(xù)才會有更多的經(jīng)費(fèi)涌入，用以發(fā)展網(wǎng)絡(luò)課程和相應(yīng)知識體系。資源銀行理念的提出，或許能夠?yàn)榻逃a(chǎn)化注入新鮮血液和源源不斷的動力，促使個(gè)人和利益集團(tuán)研發(fā)出更多、更有效的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，同時(shí)，又給予資源生產(chǎn)者一定的回報(bào)，健康和充滿活力的教育生態(tài)從此誕生。

（二）資源銀行維度模型

5G移動互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)異的性能，為資源銀行的交易打下了基礎(chǔ)，由此提出了資源銀行的設(shè)計(jì)維度模型，涉及顆粒維度、類型維度、交互維度、場景維度、技術(shù)維度、知識維度這六個(gè)方面。該模型分別從交易尺度、交易類型、交互功能、交易方式、交易技術(shù)平臺、交易價(jià)值的角度進(jìn)行了設(shè)計(jì)。根據(jù)5G的技術(shù)特性，各維度中包含的內(nèi)容將隨著交易量的劇增、新媒體的出現(xiàn)、資源類型的增加、交易形式智能化、其他新技術(shù)的發(fā)展而改變?？偟内厔菔菑馁Y源共享逐步發(fā)展為資源交換，不斷提升資源的利用率，減少重復(fù)開發(fā)，從課程整體交換逐步過渡到細(xì)粒度資源交換，高密度資源鏈接與本地資源獲取相結(jié)合，從實(shí)驗(yàn)整體交換向微實(shí)驗(yàn)單元交換過渡，形成系統(tǒng)化的資源銀行（如圖5所示）。

在5G移動互聯(lián)網(wǎng)性能的支持下，集中式資源銀行應(yīng)該向?qū)I(yè)分布式銀行轉(zhuǎn)換，專業(yè)銀行將以行業(yè)、領(lǐng)域、學(xué)科、專業(yè)進(jìn)行分類，有效提升資源銀行主辦者的知名度和學(xué)科影響力（如圖6所示）。

（三）資源銀行交易方式設(shè)計(jì)

要滿足以上設(shè)計(jì)目標(biāo)，資源銀行的構(gòu)建應(yīng)該是以公平、合理、健康、動態(tài)評價(jià)的方式完成資源交易。資源交易者可以是個(gè)人開發(fā)者、學(xué)校、公司。在公平交易理念基礎(chǔ)上，我們提出了資源交易的兩種形式：

1. 本地多源異構(gòu)資源框架下的網(wǎng)上交易

獲取資源的途徑，除了目前較為普遍的借助網(wǎng)絡(luò)爬蟲搜索所需的在線資源外，另一種便是個(gè)人開發(fā)者或者公司（培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、教育集團(tuán)）與資源銀行直接交易，其目的主要是獲取其他的資源，當(dāng)然除了下載后為己所用，也可以兌換成虛擬貨幣，以便將來用于資源交易，其定價(jià)方式是按照以下動態(tài)方式進(jìn)行結(jié)算的（如圖7所示）。

其動態(tài)資源定價(jià)過程是根據(jù)用戶評定、系統(tǒng)核算和專家評定來完成初始資源當(dāng)量和初始資源價(jià)值標(biāo)定工作，并按其價(jià)值展示在資源交易平臺上;之后將根據(jù)點(diǎn)擊的頻度、預(yù)估值、標(biāo)定人身份進(jìn)行資源權(quán)重值運(yùn)算，再根據(jù)資源權(quán)重值、資源類型動態(tài)計(jì)算出資源價(jià)值。

2. 異地多源異構(gòu)資源框架下的協(xié)議結(jié)算

系統(tǒng)通過異地多源異構(gòu)資源框架下相互協(xié)議結(jié)算，以訪問量或資源級別進(jìn)行定價(jià)，可以是誰用誰繳費(fèi)，用哪部分就結(jié)算哪部分，而不是按照整個(gè)課程進(jìn)行結(jié)算。用戶可以有選擇性地挑選感興趣的資源進(jìn)行學(xué)習(xí)或者體驗(yàn)。

（四）資源銀行的內(nèi)部運(yùn)行

通過網(wǎng)上交易所獲得的資源，將存儲至資源平臺中。資源平臺根據(jù)資源最初的屬性，先進(jìn)行智能分類，為其標(biāo)識類別、關(guān)鍵字、發(fā)布者、發(fā)布時(shí)間、文件類型、主題風(fēng)格等信息，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲。管理平臺可以實(shí)現(xiàn)對資源平臺的常規(guī)管理，包括添加、刪除、修改和查詢等操作。除此之外，管理平臺也可以根據(jù)資源的類別對其進(jìn)行組合，形成不同的新資源或課程，再導(dǎo)入至在線教學(xué)平臺上以供用戶使用。用戶可以根據(jù)需求在資源平臺上進(jìn)行資源的收購、選購以及其他交易活動，系統(tǒng)為資源的使用過程提供了一種方便快捷的方式（如圖8所示）。

（五）資源的加工、重組及復(fù)用

資源銀行對交易過的資源進(jìn)行加工，比如對課程進(jìn)行碎片知識加工，利用經(jīng)過處理的碎片知識點(diǎn)組合成新的課件，依靠復(fù)用、引用及再造機(jī)制實(shí)現(xiàn)新資源的自由重組，達(dá)到資源的二次升華利用（如圖9所示）。按照應(yīng)用系統(tǒng)對資源的需求，借助對影視資源的分類、碎片化、重組等技術(shù)，完成資源的重組及再生，實(shí)現(xiàn)對資源的有效復(fù)用，進(jìn)行新課件資源的邏輯構(gòu)造和知識單元的采編。采用語義化組織方式，使用課程語義描述語義基因的技術(shù)，清晰地表述課程的特征以及課程之間的語義關(guān)系，形成一個(gè)資源關(guān)聯(lián)的語義網(wǎng)絡(luò)，將各種資源和知識點(diǎn)用傳統(tǒng)的樹狀結(jié)構(gòu)組織起來，實(shí)現(xiàn)共享、交換與復(fù)用。

綜合本研究中的理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了多媒體資源智能拆裝平臺。該系統(tǒng)以用戶至上為初衷，從教師和學(xué)生視角設(shè)計(jì)功能模塊，采用資源銀行的初步設(shè)想，實(shí)現(xiàn)了資源的上傳、分類、拆分、標(biāo)記、積分交易等功能。學(xué)生可以瀏覽多種資源，包括視頻、音頻、Word、PPT、Flash、PDF、三分屏以及Rar、Zip壓縮包等。并實(shí)現(xiàn)了兌換積分、購買積分，以完成對付費(fèi)資源的交易。借用成熟的技術(shù)、完善的服務(wù)、精致的資源、用戶的虛擬資源購買習(xí)慣等，本研究中涉及的理論與實(shí)踐將進(jìn)一步得以驗(yàn)證。

（六）資源篩選策略模型

在資源銀行的交易平臺上，將按照學(xué)科分類，鼓勵優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)行交易。為此提出了資源篩選算法，對資源進(jìn)行資源等級鑒別，其因素包括資源的搜索熱度、交易頻率、交易熱度、新鮮度等，并對其進(jìn)行綜合評判，然后給出在交易平臺上的展示順序、呈現(xiàn)時(shí)間（如圖10所示）。結(jié)合系統(tǒng)構(gòu)造的用戶數(shù)字畫像，不同用戶看到的界面會有所不同。

隨著云端投射技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)與電腦之間的界限會越來越模糊，而5G技術(shù)的應(yīng)用與普及將會大大加快這一進(jìn)程。隨著越來越多的科技公司、學(xué)校、教師的參與，將會為我們的工作、生活、教育帶來巨大的變革。而隨著5G網(wǎng)絡(luò)的建成并商用，上網(wǎng)速度更快，網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)更低，各種先進(jìn)的教育技術(shù)手段融入課堂教學(xué)與在線教育，教育從業(yè)人員應(yīng)用教育技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)也會更加豐富，學(xué)生、教師、管理人員都將會從中受益。

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