5G時代開放教育信息化教學研究

袁 婷

（益陽廣播電視大學，湖南 益陽 413000）

0 引言

5G技術不僅可以有效滿足用戶對數據網絡傳輸速度的需求，還可以為用戶提供更穩定、更寬、更低的延遲，具有更高的數據可靠性、連續性和可擴展性。因此從某種意義上說，5G網絡連接可以看作是一個網絡平臺，可以通過各種實時訪問傳輸技術，并在現有的國內4G基礎上迅速發展網絡技術，實現基于國內現有網絡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模的新常態，為了有效應對5G教育時代的發展帶來的各種新機遇和新挑戰，促進成人教育的快速發展，根本途徑是探索中外5G內涵的融合發展道路，結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習或自主學習。第一代遠程教育通常指通信學習（函授學習），教師將閱讀材料和作業郵寄給學生，學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功能迅速得以推廣，特別是在第二次世界大戰前后。部分貢獻歸因于美國政府贊助了10億美金發展教育電影來支持第二次世界大戰。第二次世界大戰結束后，人們感受到了教學媒體的成功后，一些私人和公共機構開始注入額外經費努力改善教學媒體。收音機和電視機等潛在教學媒體得以迅速發展。這些教育媒體的發展讓遠程教育者們有了更多的教學選擇。美國的中學、初級學院和各地的大學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。通過這所遠程教育的大學，成千上萬的學生有機會接觸高等教育。教師繼續通過郵件的形式發送學習材料，學生繼續獨立完成他們的作業，師生繼續通過郵件服務的形式保持聯系。但是這種郵件傳輸的方式是靜態的，也嚴重缺乏互動。

隨著信息和計算機時代的崛起，這些缺陷發生了很大的改變。自1980年以來，計算機迅猛發展。此外，通信技術和與之配套的基礎設施為人們創造了在全世界范圍內進行任何時間、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。最大的標志就是學習環境要素的互動：師生之間、學習者之間、學習者與學習材料之間。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）為學習者和教師提供了足夠的某固定課堂環境下的學習機會。這些技術有助于創建超越傳統課堂的學習共同體，這也是混合式學習環境的一大特征。

成人教育課程作為我國現代國民教育課程體系的重要組成部分，對促進我國現代大學終身教育課程體系的健全建設和促進教育的發展具有重要作用。目前，盡管我國的開放大學在成人教育和教學方面取得了很大的進步，但其發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量的提高步伐較慢且滯后。成人教育與信息化教學的有效結合仍處于相對較早的階段。由于學校教學環境條件、教師和學生遠程自主學習等多種環境因素的影響，成人教育專業教學質量難以得到有效保證。另一方面，隨著中國知識產權的興起，近年來進入工作場所的許多年輕專業群體中，終身學習的意識逐漸增強，在線課程學習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繼續教育，并大多數采取了終身教育形式。

5G時代將不僅改變當今世界現有的技術面貌和教育形態，促使人們尋求新的理論指導來順利開展5G環境下的教育研究。基于4G教育時代學習技術的過程以及成人教育中學習技術的發展，5G教育時代的到來給成人教育帶來了更多發展可能性，也對成人教育中的教學質量提出了更高的學術要求。

2 5G時代教育信息化的主要特征

教育和教學信息化的建設側重于教育實踐。在這個發展過程中，5G的不斷進步和發展帶來了重大影響，網絡技術迅速普及。隨著信息技術高速的發展，云計算正在迅速重構教育信息服務行業市場競爭的整體格局。

2.1 智能教育環境

從開放教育的受教群體來分析，主要對象是已經參加工作的社會人員。教育學習環境將變得更加智能和面向生活，并積極適應不同學習者和個人的不同需求。通過無處不在的移動無線網絡和傳感器等設備，實時智能地感知學習的生活場景和心理特征，積極創建學習和生活環境，規劃學習增長路徑，并推動“更適合”的個人學習資源，從“尋找人的信息”到“尋找信息的人”的切換。

2.2 教育中的各種數據和信息將實現無縫循環

全面的數據分析是在人工智能時代加速實現教育信息服務的重要基礎，建立智能教育服務信息系統，建立管理規范和技術標準，及時收集，合理分析和利用各種教育數據。通過對學校教育環境的實時感知，實現了數據的實時匯總和跨域信息的傳遞，增強了教育信息服務的動態調整和管理功能。

2.3 教育業務將實現智能協作

基于現代智能技術和各種無處不在的高速網絡環境，各種電子教育服務將逐步實現多業務模型的連接和信息協作，突出了業務的便利性、速度、效率和智能。教育領域的業務管理、教學、培訓、服務等環節必須具有先進的智能教育協同管理能力，以促進教育業務流程的優化和重組，并不斷創新教育服務模式。

2.4 更好地實現按需提供高質量的教育資源

開放大學教師借助于“5G+大數據+學習分析”進行教學分析，將教學資源進行整合，在整個學習過程中促進學習資源數據的高效、高速傳輸。智能教育學習綜合服務平臺系統通過精確定位來分析不同的個體學習對象，并為他們的特定學習需求提供高質量和專業的智能教育資源和學習服務。

2.5 可以平等地提供學習機會，促進教育公平

大部分開放教育學生是學生和工作人員的雙重身份，集中面授課做不到讓每個學生都能按時參加學習，享受平等的學習機會。教育信息化的建設可以通過電子網絡互連教學資源，讓每個學生都能獨立自主地學習，從而創造了“技術無處不在，學習無處不在”的高質量學習機會。這是一個人人平等的良好教育環境。由此，我們可以從IT技術的水平來協助解決學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的研究與應用

3.1 遠程互動教學

當前，困擾我國教學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代化體系建設的一個重要步驟，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系統，在不同地區工作的開放教育學生也同樣能夠獲得更加優質的線上名師的課堂教學內容，而且能夠最大化的還原在課堂上，師生互動的場景，然而，遠程教學活動普及度較低，網絡教育的教學效果可能會受到一定的影響，所以多數學校和教育機構為了能夠保證遠程互動教學的學習效果，通常會采用專線的資源進行連接，這就可能導致在一些網絡不發達的地區，很難將一些優質的在線遠程教學資源進行共享，即便是網絡發達的地區，也可能面臨使用的資源和容量，以及一些設備的影響，導致課程資源的傳輸不及時，穩定性差等情況，這樣就會嚴重影響遠程教學的互動效果。

5G網絡作為當前速度最快的網絡，具有延時性較低，高數據，寬帶等特點能夠支持教師實現遠程網絡教學的公開課，能夠有效率地緩解當前網絡課堂師生互動體驗較差的問題，而且為網絡課堂的不斷優化創新提供了強有力的支持，5g教學模塊能夠使教師的遠程教學更加靈活，傳輸速度更加快，而且使學生擺脫了傳統課堂，受網絡傳輸影響的不足，這樣就能夠滿足課堂教學所必須的低延時和高可靠，以及超大數據寬帶的可能性，讓課堂有了更好的互動，能夠實時轉播。這樣就能更好地提升學生的參與度，能夠提高講課效率，提升學生的學習效果，與此同時，教學場景和地點還能根據不同場景的變化進行靈活的變化，課堂教學更具有靈活性。

3.2 VR/AR教學

基于5G的數據帶寬、低數據時延等技術特性，將所有VR/AR教學內容自動部署在教學云端，利用其在云端的計算處理能力實現了教學應用的自動運行、渲染、展現和遠程控制，并將所有VR/AR教學畫面和視頻高效地進行編碼并生成音/頻，通過5G網絡實時傳輸至教學終端。為了更好滿足課堂教學的低時延教學需求，采用教學云計算部署系統架構，有效率地解決了傳統教學方案中網絡連接延遲等不足問題。將知識內容轉化后成為一種數字化的、可以隨時觀察和交互的事物，讓教育學習者不僅可以深入地了解所要學習的知識內容，并對這些數字化后的內容處理進行一種可操作化的和可系統性地學習。

3.3 遠程聽評課

傳統的聽課和評課需要專家進入教室，聽取老師的課程進行，這樣可能影響學生當時的發揮狀態，以及影響到老師的現場教學效果，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新的教學模式，這樣能夠更好地避免傳統的聽評課帶來的不足。

將傳統的錄播設備依托5G網絡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，相對于有線網絡和Wi-Fi環境下的遠程聽評課，5G所具有的優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能夠實現針對整個課堂的綜合分析和測評，針對教師和學生的行為進行智能化的分析，這樣能夠形成教學的大數據情況，結合整個課堂和現場的數據，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 教學過程AI評測

在教學技術領域的AI應用技術是未來教育發展的大方向，涉及了對當前海量教育教學過程數據的多維度、多應用層面以及智能化的采集與數據處理以及分析，其如何趨向實用智能化仍然存在諸多挑戰。5G網絡處理環境憑借高網絡帶寬、高速率、低時延、邊緣自動計算等強大特性，使得在一個單位網絡和多個網絡單元中，我們可以實時采集和處理傳輸更全面的在線學習教育過程中的數據，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。據此，利用5G的網絡高速，實時地將各種教學行為數據上傳給學校授課教學老師以及接入學校教育管理人員系統，實現學校教學的各種實時信息互動以及學校教學管理者的聯動。AI信息技術在我國教育行業應用發展過程中，也同樣應高度重視關注潛在的技術風險和安全威脅。

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備進行安全的，智能化的管理利用，當前，5G的網絡以及人工智能和物聯網等系統，通過傳感器和攝像頭等各類智能的信息采集設備，全面實時的大量收集校園中的不同人群的動態信息，通過信息采集后，針對校園的環境和數據進行數據分析，將最終的分析結果擴大到各個學校在教學工作，教研工作，教務管理和針對學生的各項服務當中去，這樣就能實現學校真對于學校的各項設備環境的監控，針對校園的實時狀態進行監測，對于學校的安防情況進行監控，車輛管理等多項功能都能實現。這樣才能夠保證在大數據情況下，大學校園的智慧信息化正常運營。

5G時代的即將來臨，能夠實現教學智能設備的相互聯通，這樣不同時間，空間以及區域之間的平臺服務和資源都能夠實現互相的聯通，可以同時開展遠程管理和本地管理，這樣就能實現學校各項智慧設備的信息化管理，構建整個校園網絡和個人的智慧化信息管理環境，全面提高學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，還能夠實現環境數據采集和各項數據的優化管理，針對學校所有的設備進行長期的深入分析，優化學校的環境數據監測，控制學校各項資源的使用效率，提升學校的節能管理水平，這樣才能提升學校環境整體的管理程度。

4 結束語

5G已正式獲得商業運營許可證。我們已經目睹了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注的是5G對于高校發展的深遠影響。對于開放教育信息化課程教學，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，教育信息化教學模式應該真正適應當前的經濟社會快速發展，在當今時代不斷發展的教育浪潮中脫穎而出。