5G時代開放教育信息化教學(xué)研究

袁 婷

（益陽廣播電視大學(xué)，湖南 益陽 413000）

0 引言

5G技術(shù)不僅可以有效滿足用戶對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的需求，還可以為用戶提供更穩(wěn)定、更寬、更低的延遲，具有更高的數(shù)據(jù)可靠性、連續(xù)性和可擴展性。因此從某種意義上說，5G網(wǎng)絡(luò)連接可以看作是一個網(wǎng)絡(luò)平臺，可以通過各種實時訪問傳輸技術(shù)，并在現(xiàn)有的國內(nèi)4G基礎(chǔ)上迅速發(fā)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)基于國內(nèi)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的各種快速和實時無線連接，即用戶可以隨時隨地通過無線快速連接到任何事物。

1 5G時代開放教育信息化教學(xué)研究的概述和重要意義

面對我國消費者需求的快速變化和不斷擴大的市場規(guī)模的新常態(tài)，為了有效應(yīng)對5G教育時代的發(fā)展帶來的各種新機遇和新挑戰(zhàn)，促進成人教育的快速發(fā)展，根本途徑是探索中外5G內(nèi)涵的融合發(fā)展道路，結(jié)合新的市場條件和新的實際問題，研究制定新的政策措施和解決方案。

開放教育如今牢牢扎根于第三代，它從第一代的“單一媒體”演變到第二代的“多媒體”，然后發(fā)展至第三代的雙向互動媒體。遠程教育一開始只被視為信件學(xué)習(xí)或自主學(xué)習(xí)。第一代遠程教育通常指通信學(xué)習(xí)（函授學(xué)習(xí)），教師將閱讀材料和作業(yè)郵寄給學(xué)生，學(xué)生完成后讓教師打分。很顯然，師生之間缺乏有效的互動。第二代遠程教育讓媒體的教學(xué)功能迅速得以推廣，特別是在第二次世界大戰(zhàn)前后。部分貢獻歸因于美國政府贊助了10億美金發(fā)展教育電影來支持第二次世界大戰(zhàn)。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，人們感受到了教學(xué)媒體的成功后，一些私人和公共機構(gòu)開始注入額外經(jīng)費努力改善教學(xué)媒體。收音機和電視機等潛在教學(xué)媒體得以迅速發(fā)展。這些教育媒體的發(fā)展讓遠程教育者們有了更多的教學(xué)選擇。美國的中學(xué)、初級學(xué)院和各地的大學(xué)通過電視進行教育的嘗試取得了不同程度的成功。第二代遠程教育最成功的模式就是英國開放大學(xué)。通過這所遠程教育的大學(xué)，成千上萬的學(xué)生有機會接觸高等教育。教師繼續(xù)通過郵件的形式發(fā)送學(xué)習(xí)材料，學(xué)生繼續(xù)獨立完成他們的作業(yè)，師生繼續(xù)通過郵件服務(wù)的形式保持聯(lián)系。但是這種郵件傳輸?shù)姆绞绞庆o態(tài)的，也嚴重缺乏互動。

隨著信息和計算機時代的崛起，這些缺陷發(fā)生了很大的改變。自1980年以來，計算機迅猛發(fā)展。此外，通信技術(shù)和與之配套的基礎(chǔ)設(shè)施為人們創(chuàng)造了在全世界范圍內(nèi)進行任何時間、任何地點互動的可能。信息與計算機時代的到來克服了很多之前遠程教育中的局限性。最大的標志就是學(xué)習(xí)環(huán)境要素的互動：師生之間、學(xué)習(xí)者之間、學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)材料之間。有人指出當前的雙向互動多媒體（同步和異步的在線聊天室、雙向的視頻會議或成像等）為學(xué)習(xí)者和教師提供了足夠的某固定課堂環(huán)境下的學(xué)習(xí)機會。這些技術(shù)有助于創(chuàng)建超越傳統(tǒng)課堂的學(xué)習(xí)共同體，這也是混合式學(xué)習(xí)環(huán)境的一大特征。

成人教育課程作為我國現(xiàn)代國民教育課程體系的重要組成部分，對促進我國現(xiàn)代大學(xué)終身教育課程體系的健全建設(shè)和促進教育的發(fā)展具有重要作用。目前，盡管我國的開放大學(xué)在成人教育和教學(xué)方面取得了很大的進步，但其發(fā)展空間速度相對較慢。在3G和4G迅速普及之后，信息流的迅猛增長和教育信息質(zhì)量的提高步伐較慢且滯后。成人教育與信息化教學(xué)的有效結(jié)合仍處于相對較早的階段。由于學(xué)校教學(xué)環(huán)境條件、教師和學(xué)生遠程自主學(xué)習(xí)等多種環(huán)境因素的影響，成人教育專業(yè)教學(xué)質(zhì)量難以得到有效保證。另一方面，隨著中國知識產(chǎn)權(quán)的興起，近年來進入工作場所的許多年輕專業(yè)群體中，終身學(xué)習(xí)的意識逐漸增強，在線課程學(xué)習(xí)也逐漸成為一種趨勢。很多生活在底層的年輕人需要長期接受職業(yè)繼續(xù)教育，并大多數(shù)采取了終身教育形式。

5G時代將不僅改變當今世界現(xiàn)有的技術(shù)面貌和教育形態(tài)，促使人們尋求新的理論指導(dǎo)來順利開展5G環(huán)境下的教育研究?；?G教育時代學(xué)習(xí)技術(shù)的過程以及成人教育中學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，5G教育時代的到來給成人教育帶來了更多發(fā)展可能性，也對成人教育中的教學(xué)質(zhì)量提出了更高的學(xué)術(shù)要求。

2 5G時代教育信息化的主要特征

教育和教學(xué)信息化的建設(shè)側(cè)重于教育實踐。在這個發(fā)展過程中，5G的不斷進步和發(fā)展帶來了重大影響，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速普及。隨著信息技術(shù)高速的發(fā)展，云計算正在迅速重構(gòu)教育信息服務(wù)行業(yè)市場競爭的整體格局。

2.1 智能教育環(huán)境

從開放教育的受教群體來分析，主要對象是已經(jīng)參加工作的社會人員。教育學(xué)習(xí)環(huán)境將變得更加智能和面向生活，并積極適應(yīng)不同學(xué)習(xí)者和個人的不同需求。通過無處不在的移動無線網(wǎng)絡(luò)和傳感器等設(shè)備，實時智能地感知學(xué)習(xí)的生活場景和心理特征，積極創(chuàng)建學(xué)習(xí)和生活環(huán)境，規(guī)劃學(xué)習(xí)增長路徑，并推動“更適合”的個人學(xué)習(xí)資源，從“尋找人的信息”到“尋找信息的人”的切換。

2.2 教育中的各種數(shù)據(jù)和信息將實現(xiàn)無縫循環(huán)

全面的數(shù)據(jù)分析是在人工智能時代加速實現(xiàn)教育信息服務(wù)的重要基礎(chǔ)，建立智能教育服務(wù)信息系統(tǒng)，建立管理規(guī)范和技術(shù)標準，及時收集，合理分析和利用各種教育數(shù)據(jù)。通過對學(xué)校教育環(huán)境的實時感知，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時匯總和跨域信息的傳遞，增強了教育信息服務(wù)的動態(tài)調(diào)整和管理功能。

2.3 教育業(yè)務(wù)將實現(xiàn)智能協(xié)作

基于現(xiàn)代智能技術(shù)和各種無處不在的高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，各種電子教育服務(wù)將逐步實現(xiàn)多業(yè)務(wù)模型的連接和信息協(xié)作，突出了業(yè)務(wù)的便利性、速度、效率和智能。教育領(lǐng)域的業(yè)務(wù)管理、教學(xué)、培訓(xùn)、服務(wù)等環(huán)節(jié)必須具有先進的智能教育協(xié)同管理能力，以促進教育業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化和重組，并不斷創(chuàng)新教育服務(wù)模式。

2.4 更好地實現(xiàn)按需提供高質(zhì)量的教育資源

開放大學(xué)教師借助于“5G+大數(shù)據(jù)+學(xué)習(xí)分析”進行教學(xué)分析，將教學(xué)資源進行整合，在整個學(xué)習(xí)過程中促進學(xué)習(xí)資源數(shù)據(jù)的高效、高速傳輸。智能教育學(xué)習(xí)綜合服務(wù)平臺系統(tǒng)通過精確定位來分析不同的個體學(xué)習(xí)對象，并為他們的特定學(xué)習(xí)需求提供高質(zhì)量和專業(yè)的智能教育資源和學(xué)習(xí)服務(wù)。

2.5 可以平等地提供學(xué)習(xí)機會，促進教育公平

大部分開放教育學(xué)生是學(xué)生和工作人員的雙重身份，集中面授課做不到讓每個學(xué)生都能按時參加學(xué)習(xí)，享受平等的學(xué)習(xí)機會。教育信息化的建設(shè)可以通過電子網(wǎng)絡(luò)互連教學(xué)資源，讓每個學(xué)生都能獨立自主地學(xué)習(xí)，從而創(chuàng)造了“技術(shù)無處不在，學(xué)習(xí)無處不在”的高質(zhì)量學(xué)習(xí)機會。這是一個人人平等的良好教育環(huán)境。由此，我們可以從IT技術(shù)的水平來協(xié)助解決學(xué)校教育中的教育不公平問題。

3 5G時代開放教育信息化教學(xué)的研究與應(yīng)用

3.1 遠程互動教學(xué)

當前，困擾我國教學(xué)改革的一個突出的問題，就是教育資源空間和時間上的分布不均，師資隊伍的水平參差不齊，隨著5G時代的來臨，教育信息化改革作為國家教育現(xiàn)代化體系建設(shè)的一個重要步驟，一直被國家重視，而且解決這些問題也是迫在眉睫的，通過遠程實時在線直播進行的師生互動教學(xué)系統(tǒng)，在不同地區(qū)工作的開放教育學(xué)生也同樣能夠獲得更加優(yōu)質(zhì)的線上名師的課堂教學(xué)內(nèi)容，而且能夠最大化的還原在課堂上，師生互動的場景，然而，遠程教學(xué)活動普及度較低，網(wǎng)絡(luò)教育的教學(xué)效果可能會受到一定的影響，所以多數(shù)學(xué)校和教育機構(gòu)為了能夠保證遠程互動教學(xué)的學(xué)習(xí)效果，通常會采用專線的資源進行連接，這就可能導(dǎo)致在一些網(wǎng)絡(luò)不發(fā)達的地區(qū)，很難將一些優(yōu)質(zhì)的在線遠程教學(xué)資源進行共享，即便是網(wǎng)絡(luò)發(fā)達的地區(qū)，也可能面臨使用的資源和容量，以及一些設(shè)備的影響，導(dǎo)致課程資源的傳輸不及時，穩(wěn)定性差等情況，這樣就會嚴重影響遠程教學(xué)的互動效果。

5G網(wǎng)絡(luò)作為當前速度最快的網(wǎng)絡(luò)，具有延時性較低，高數(shù)據(jù)，寬帶等特點能夠支持教師實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的公開課，能夠有效率地緩解當前網(wǎng)絡(luò)課堂師生互動體驗較差的問題，而且為網(wǎng)絡(luò)課堂的不斷優(yōu)化創(chuàng)新提供了強有力的支持，5g教學(xué)模塊能夠使教師的遠程教學(xué)更加靈活，傳輸速度更加快，而且使學(xué)生擺脫了傳統(tǒng)課堂，受網(wǎng)絡(luò)傳輸影響的不足，這樣就能夠滿足課堂教學(xué)所必須的低延時和高可靠，以及超大數(shù)據(jù)寬帶的可能性，讓課堂有了更好的互動，能夠?qū)崟r轉(zhuǎn)播。這樣就能更好地提升學(xué)生的參與度，能夠提高講課效率，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，與此同時，教學(xué)場景和地點還能根據(jù)不同場景的變化進行靈活的變化，課堂教學(xué)更具有靈活性。

3.2 VR/AR教學(xué)

基于5G的數(shù)據(jù)帶寬、低數(shù)據(jù)時延等技術(shù)特性，將所有VR/AR教學(xué)內(nèi)容自動部署在教學(xué)云端，利用其在云端的計算處理能力實現(xiàn)了教學(xué)應(yīng)用的自動運行、渲染、展現(xiàn)和遠程控制，并將所有VR/AR教學(xué)畫面和視頻高效地進行編碼并生成音/頻，通過5G網(wǎng)絡(luò)實時傳輸至教學(xué)終端。為了更好滿足課堂教學(xué)的低時延教學(xué)需求，采用教學(xué)云計算部署系統(tǒng)架構(gòu)，有效率地解決了傳統(tǒng)教學(xué)方案中網(wǎng)絡(luò)連接延遲等不足問題。將知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化后成為一種數(shù)字化的、可以隨時觀察和交互的事物，讓教育學(xué)習(xí)者不僅可以深入地了解所要學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容，并對這些數(shù)字化后的內(nèi)容處理進行一種可操作化的和可系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)。

3.3 遠程聽評課

傳統(tǒng)的聽課和評課需要專家進入教室，聽取老師的課程進行，這樣可能影響學(xué)生當時的發(fā)揮狀態(tài)，以及影響到老師的現(xiàn)場教學(xué)效果，所以評價可能會有失水準，而遠程聽評課是名師進行授課，在遠端教室進行互動，旁聽和點評的一種創(chuàng)新的教學(xué)模式，這樣能夠更好地避免傳統(tǒng)的聽評課帶來的不足。

將傳統(tǒng)的錄播設(shè)備依托5G網(wǎng)絡(luò)進行遠端的教師互動，讓專家進行旁聽和點評，這樣才能夠打造實時的雙向互動，形成一個智慧化的聽評課系統(tǒng)，相對于有線網(wǎng)絡(luò)和Wi-Fi環(huán)境下的遠程聽評課，5G所具有的優(yōu)點是超低的延時特性，而且超高寬帶這樣可以充分保障在遠端的聽課教師能夠及時地感知到課堂當中的變化，享受到高清的教學(xué)視頻，這樣才能夠保證專家真對于課堂評價的準確性和客觀性，通過5G進行的實時AI能夠?qū)崿F(xiàn)針對整個課堂的綜合分析和測評，針對教師和學(xué)生的行為進行智能化的分析，這樣能夠形成教學(xué)的大數(shù)據(jù)情況，結(jié)合整個課堂和現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，以及專家的評審意見，通過算法生成最終的聽評課反饋，這樣能夠直觀的給教師進行反饋，能夠提升教師的講課水平。

3.4 教學(xué)過程AI評測

在教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的AI應(yīng)用技術(shù)是未來教育發(fā)展的大方向，涉及了對當前海量教育教學(xué)過程數(shù)據(jù)的多維度、多應(yīng)用層面以及智能化的采集與數(shù)據(jù)處理以及分析，其如何趨向?qū)嵱弥悄芑匀淮嬖谥T多挑戰(zhàn)。5G網(wǎng)絡(luò)處理環(huán)境憑借高網(wǎng)絡(luò)帶寬、高速率、低時延、邊緣自動計算等強大特性，使得在一個單位網(wǎng)絡(luò)和多個網(wǎng)絡(luò)單元中，我們可以實時采集和處理傳輸更全面的在線學(xué)習(xí)教育過程中的數(shù)據(jù)，這也就賦予了在線教育軟件AI的一種靈活運用上的可能性。據(jù)此，利用5G的網(wǎng)絡(luò)高速，實時地將各種教學(xué)行為數(shù)據(jù)上傳給學(xué)校授課教學(xué)老師以及接入學(xué)校教育管理人員系統(tǒng)，實現(xiàn)學(xué)校教學(xué)的各種實時信息互動以及學(xué)校教學(xué)管理者的聯(lián)動。AI信息技術(shù)在我國教育行業(yè)應(yīng)用發(fā)展過程中，也同樣應(yīng)高度重視關(guān)注潛在的技術(shù)風(fēng)險和安全威脅。

3.5 智慧校園管理

智慧校園的管理主要是指針對校園各類信息和各類設(shè)備進行安全的，智能化的管理利用，當前，5G的網(wǎng)絡(luò)以及人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)，通過傳感器和攝像頭等各類智能的信息采集設(shè)備，全面實時的大量收集校園中的不同人群的動態(tài)信息，通過信息采集后，針對校園的環(huán)境和數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，將最終的分析結(jié)果擴大到各個學(xué)校在教學(xué)工作，教研工作，教務(wù)管理和針對學(xué)生的各項服務(wù)當中去，這樣就能實現(xiàn)學(xué)校真對于學(xué)校的各項設(shè)備環(huán)境的監(jiān)控，針對校園的實時狀態(tài)進行監(jiān)測，對于學(xué)校的安防情況進行監(jiān)控，車輛管理等多項功能都能實現(xiàn)。這樣才能夠保證在大數(shù)據(jù)情況下，大學(xué)校園的智慧信息化正常運營。

5G時代的即將來臨，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)智能設(shè)備的相互聯(lián)通，這樣不同時間，空間以及區(qū)域之間的平臺服務(wù)和資源都能夠?qū)崿F(xiàn)互相的聯(lián)通，可以同時開展遠程管理和本地管理，這樣就能實現(xiàn)學(xué)校各項智慧設(shè)備的信息化管理，構(gòu)建整個校園網(wǎng)絡(luò)和個人的智慧化信息管理環(huán)境，全面提高學(xué)校的智慧化信息管理程度，并且能夠有效的收集信息，減少資源的浪費，與此同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集和各項數(shù)據(jù)的優(yōu)化管理，針對學(xué)校所有的設(shè)備進行長期的深入分析，優(yōu)化學(xué)校的環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測，控制學(xué)校各項資源的使用效率，提升學(xué)校的節(jié)能管理水平，這樣才能提升學(xué)校環(huán)境整體的管理程度。

4 結(jié)束語

5G已正式獲得商業(yè)運營許可證。我們已經(jīng)目睹了5G給我們的日常生活帶來的巨大變化，但是我們需要更加關(guān)注的是5G對于高校發(fā)展的深遠影響。對于開放教育信息化課程教學(xué)，我們首先要認真考慮的是5G時代教育將面臨什么樣的方向，我們應(yīng)該如何嘗試，什么樣的才是改革的方向。在5G時代下，教育信息化教學(xué)模式應(yīng)該真正適應(yīng)當前的經(jīng)濟社會快速發(fā)展，在當今時代不斷發(fā)展的教育浪潮中脫穎而出。