“5G+智慧教育”背景下的校園網絡建設存在的問題及對策

皇甫繹達

（蘇州市電化教育館，江蘇 蘇州 215011）

近年來，智慧教育發展如火如荼，5G技術技術與教育領域深度融合已經成為必然趨勢[1]。5G技術作為一種新一代寬帶無線移動通信技術，其高速率、低時延、大容量等技術優勢，可為教育信息化提供更優質的網絡基礎設施支撐，加速推動智慧教育從數字化到網絡化再到智能化發展。

1 “5G+智慧教育”模式

1.1 “5G+智慧教育”概述

“5G+智慧教育”是以5G技術為支撐，應用人工智能、大數據、物聯網等新一代信息技術，通過網絡、平臺、應用和終端四個層次構建的新型教育模式。5G時代的到來，使各種場景應用趨于智能化。以5G技術為代表的新一代信息技術的迅猛發展，推動了教育教學的深刻變革。在5G技術的加持下，教育將更具實時性、交互性，“5G+智慧教育”將成為一種新的教育模式和教學生態，更好地滿足學生個性化發展需求，并在智慧校園、智慧教育等場景中得到廣泛應用。一是通過建立開放學習平臺和智能服務終端實現對學習資源的管理、共享與協同應用；二是通過建設“云”教室，利用云計算、大數據等技術，實現教、學、管、評等各環節的智能化；三是利用人工智能、物聯網等技術為學生提供個性化學習資源；四是構建科學合理的評價體系（見圖1）。

圖1 智慧教育的模式

1.2 應用場景

當前，在“5G+智慧教育”發展方面，國內眾多高校已進行了探索和實踐。北京科技大學基于5G技術構建了智慧教室、智慧圖書館和智慧管理系統；北京化工大學基于5G技術打造了混合學習環境、虛擬仿真實驗室；福建師范大學建立了5G智慧課堂等；蘇州科技大學基于5G技術建立了高質量虛擬仿真實驗教學平臺……總體來看，目前高校在推進“5G+智慧教育”方面都已取得了一定進展，但仍存在很多問題亟待解決[2]。

5 G 技術的應用場景包括：增強移動寬帶（Enhanced Mobile Broadband，eMBB）、超高可靠低時延通信（Ultra Reliable Low Latency Communication，uRLLC）以及海量機器通信（Massive Machine-type Communications，mMTC）。如圖2所示。

圖2 5G三大應用場景

1.3 5G技術給教育帶來的變革

5G技術的高速率、低延時特性可以為云化學習平臺、網絡教學系統、教學管理系統提供更加強大的計算與存儲能力，使其在未來智慧教育中發揮更大的作用，能夠將課堂上無法進行的教學內容直接傳遞給學生，有助于實現遠程授課；教師可通過智能化的數據采集與分析技術，了解學生對知識點的掌握情況，實現因材施教；人工智能等技術可幫助教師完成備課、批改作業、模擬考試等教學任務；借助5G技術，教師和學生之間可以進行實時交互共同協作完成教學任務。

5G網絡能夠構建一個更加開放的學習環境，為學生提供更加豐富和便捷的學習資源，通過5G網絡學生可根據自身需求自主選擇適合自己的學習資源。5G網絡使多媒體、多模態等技術深度融合到教學場景中，能夠提供更加多樣化的教學方式。同時利用物聯網、人工智能等技術，學校采集學生生活中各個方面產生的數據，基于此建立一個學生全生命周期個性化學習平臺，為學生提供更加智能的學習和發展空間。

5G技術所帶來的信息傳輸速率的提升以及移動終端設備性能的日益完善，將使得智慧教育成為可能。在這一過程中，學校可通過傳感器、邊緣計算等技術將實時采集到的教學活動數據傳輸到云平臺，通過對教學數據進行分析與處理，實現對教育資源智能化的管理與應用。

2 “5G+智慧教育”背景下校園網絡建設存在的問題

2.1 探索還處于起步階段，缺少相關指導政策

“5G+智慧教育”模式探索在全球范圍內都還處于起步階段，我國的部分城市和學校已經開始了相關的實踐探索，但是與發達國家相比還有一定的差距。一是尚未出臺相關國家指導政策和規劃。我國目前對于“5G+智慧教育”的研究剛剛起步，相關指導政策和規劃尚未出臺，無法形成系統指導方案。二是試點示范項目不夠突出。我國目前對于“5G+智慧教育”的試點項目還不夠多，試點項目主要集中在長三角地區，以杭州為代表的浙江省以及北京、上海等一線城市由于在政策方面和資金方面有優勢，所開展的試點示范項目數量較多，但其他地區相對較少，使得全國范圍內尚未形成一個完整的、廣泛的示范效應。

2.2 校園網絡建設中，存在網絡覆蓋和質量方面的問題

在“5G+智慧教育”背景下進行的校園網絡建設中，普遍面臨的一個關鍵問題是網絡覆蓋和質量方面的挑戰。盡管5G技術提供了更高的速度和更低的延遲，但實際上，校園網絡的覆蓋范圍往往不均勻，特別是在較大或地理上分散的校園區域，這導致某些校園區域享受到高速穩定的網絡服務，而其他區域則面臨網絡信號弱或不穩定的問題，影響了教學和學習的連續性。此外，網絡質量的不一致性，如在高峰時段的網絡擁堵或設備兼容性問題，進一步影響了網絡的實際應用效果，這些網絡覆蓋和質量問題不僅阻礙了智慧教育應用的推廣，也限制了學生和教師在教育活動中充分利用5G技術的潛力。因此，校園網絡建設在努力利用5G帶來的技術優勢的同時，也必須面對這些現實挑戰。

2.3 教師對新技術的掌握和應用能力參差不齊

在“5G+智慧教育”背景下的校園網絡建設中，教師對新技術的掌握和應用能力方面存在顯著差異，這種差異主要源于教師個人對技術的熟悉程度、培訓機會的不平等以及對新技術的接受度不同。一方面，一些教師可能因為缺乏必要的技術背景或對新技術的抵觸感，而難以有效地融入5G和智慧教育工具到他們的教學實踐中。另一方面，即便有意愿和興趣，教師可能也缺乏獲得系統培訓和實踐經驗的機會。這種能力的不均衡不僅影響了教學質量，也限制了智慧教育技術的充分發揮和普及。此外，教師在技術應用上的不自信或缺乏支持，還可能影響學生對這些新技術的學習和接受，從而在一定程度上阻礙了“5G+智慧教育”在校園中的有效實施和發展。

2.4 “5G+智慧教育”的安全問題

（1）信息安全基礎設施建設滯后，難以適應日益增長的信息技術應用需求。學校校園網絡基礎設施主要包括教學樓、圖書館、宿舍、食堂等建筑物內部網絡系統以及實驗室、機房等管理系統，目前這些網絡設備大多采用傳統交換機和防火墻設備，雖然能滿足校園網絡應用需求，但隨著學校業務范圍越來越廣，這些設備逐漸暴露出性能有限、不夠靈活的問題。由于校園網絡是整個學校網絡的基礎設施，是所有應用業務和數據的承載平臺，所以校園網絡基礎設施建設滯后將制約整個學校信息化建設的發展[3]。

（2）網絡安全意識薄弱，缺乏有效的安全防護手段和措施。當前信息化校園建設和應用已成為主流趨勢，但許多學校還不能充分認識到信息技術對于教育發展的重要性，對于信息技術應用的安全風險和隱患認識不足。雖然現在各個學校都有建立自己的校園網系統，但是由于網絡安全意識薄弱，導致數據泄露風險增大，不法分子可能通過網絡攻擊竊取或篡改信息，給學生和教師的隱私安全帶來威脅。

（3）隨著智慧教育應用的增多，如在線考試、遠程教學等，數據的完整性和真實性面臨挑戰，一旦數據被惡意篡改，將嚴重影響教育公正性和可靠性。因此，隨著“5G+智慧教育”的推進，信息安全問題逐漸成為制約其發展的重要因素，需要高度重視和深入研究。

3 “5G+智慧教育”背景下校園網絡建設的對策研究

3.1 明確“5G+智慧教育”的發展方向

在“5G+智慧教育”的背景下，5G網絡建設將會成為推動教育信息化發展的關鍵力量。為有效解決與此相關的問題，需要政府、學校和社會各界的協同努力。政府層面應加強對5G智慧教育的支持和宣傳推廣，比如通過舉辦相關活動和比賽來提高政府官員和公眾對5G技術的認識和理解，從而為5G在教育領域的應用創造積極的發展環境。在政策引導和支持下，高校、科研機構和企業應密切合作，深化5G技術在教育領域的集成和應用，探索并實踐“5G+智慧教育”的新模式，這包括建立5G智慧教育實驗室，充分利用5G技術在智慧教學中的優勢，并在實際應用中不斷完善和優化相關方案。此外，學校還應著重于提升師生對教育信息化的認識，強化其對“5G+智慧教育”價值的理解，通過加強培訓和實踐，讓教師和學生更加主動地融入到“5G+智慧教育”的實踐中。這不僅有助于提升教學質量和學生的學習能力，而且將促進我國教育信息化的整體進步[4]。

3.2 增強網絡基礎設施建設，提高網絡的整體性能

針對校園網絡覆蓋和質量方面的問題，應通過增強網絡基礎設施建設來提高網絡的整體性能。首先，可采用先進的網絡技術，如部署更多的5G基站和Wi-Fi 6接入點，這不僅增強了網絡信號覆蓋，還提升了網絡承載能力，尤其是在人員密集的教學樓和宿舍區。其次，實施動態網絡管理系統，該系統能夠根據網絡流量和使用模式實時調整網絡資源分配，確保在高需求時段網絡仍保持高效運行。最后，引入云邊緣計算技術，將數據處理和存儲更靠近用戶端，這樣可以減少數據傳輸延遲，提高網絡響應速度。為更好地監控和維護網絡性能，可以建立一個綜合網絡監測平臺，該平臺不僅能實時監控網絡狀況，還能預測潛在的問題并快速響應。

3.3 完善教學應用場景，創新教學的多樣性

（1）各級政府部門應重視5G網絡在智慧教育中的應用，通過政府政策、資金支持等措施引導、鼓勵、支持5G應用在智慧教育中的創新發展。

（2）學校應積極推進“5G+智慧教育”建設，推動“5G+智慧教育”的發展。

（3）企業應加大對5G智慧教育系統建設及應用方面的研發投入，進一步完善網絡環境建設。

（4）教師應提升自身信息化素養和技能，積極主動地在實踐中探索、創新教學方法，為學生提供更好的教學環境，促進5G技術與教育教學深度融合。

3.4 “5G+智慧教育”的安全問題的解決對策

“5G+智慧教育”的安全問題也是國家和學校高度重視的問題，國家和學校已成立專門的工作組來應對。首先，根據《中華人民共和國網絡安全法》《中華人民共和國數據安全法》《中華人民共和國個人信息保護法》等法律法規，國家有關部門出臺了相關法律法規，并將進一步完善網絡安全法律制度體系。其次，建立“5G+智慧教育”網絡安全保障機制。一方面，健全組織機構和管理機制，成立5G+智慧教育安全工作領導小組，并設立5G+智慧教育安全管理中心；另一方面，建立安全防范機制及應急預案體系，提高網絡安全監管的技術和手段[5]。最后，加強技術研發及人才培養。“5G+智慧教育”網絡安全問題有其特殊性和復雜性，目前的應對措施還是比較滯后的，國家應該在政策、資金等方面加大對“5G+智慧教育”網絡安全的投入力度。

4 結束語

文章對“5G+智慧教育”背景下校園網絡建設存在的問題和解決策略進行了分析和研究。未來，隨著5G技術的不斷發展成熟和應用范圍的不斷擴大，基于5G技術的智慧教育將成為智慧城市建設中一個不可或缺的組成部分。隨著我國教育事業逐步進入全面發展新階段，未來將會有更多先進科技為智慧教育提供技術保障，從而促進我國教育事業向更高層次邁進。