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摘要：5G技術在教育信息化中如何應用是一個人們都在關注的問題，同時人們也存在對教育裝備認識上的欠缺，研究試圖通過對教育信息化本質的分析和對智能化教育裝備的定位，給出5g在教育教學中應用的答案。

關鍵詞：教育裝備；教育信息化；5G技術；智能性；移動性；現場性

2019年8月22日，以“促進信息化技術與教育教學融合應用”為主題的第六屆ITE平臺峰會在昌平舉行。本次會議留下的懸念是：5G技術在教育信息化中的作用到底應該怎樣體現？這個問題困擾著與會代表，直至會議結束也沒達成共識。該問題的提出反映了三個方面的認知阻力：第一，人們對教育信息化的本質并沒有形成統一的、完整的、充分的認識，在此基礎上判斷5G技術在教育信息化中的作用便遇到了很大障礙；第二，在教育現代化的進程中，人們雖已跨入了智能化時代，但其思維方式還停滯在信息化時代，用信息化時代的經驗來預測智能化時代5G這種新技術的應用就會出現問題；第三，一種新技術的出現并非意味著能用“拿來主義”的辦法直接應用于教育教學，歷史上除了粉筆與黑板以外，大多數教育裝備所使用的技術都是在實踐相對穩定和成熟后，從其他領域借鑒或引用過來的，當前確實存在一股將新科技馬上推廣到教育教學應用上的熱情與沖動，而這正是人們在未對教育信息化的實際效果進行科學測量和評價的情況下，盲目地認為其必有顯著作用的又一突出表現。

一、教育信息化的本質

教育信息化的本質是教育資源的信息化，特別是作為教育人工資源中物力資源部分的教育裝備的信息化。教育資源包括教育的自然資源、人力資源、人工資源，而人工資源又可以分為物力資源(教育裝備)和智力資源(教育理論、課程等)，教育信息化主要是對它們造成影響(如圖1所示)。其中對教育人力資源的信息化，主要體現在教師、學生、教育管理者等主體在使用信息化裝備的熟練程度和技術水平以及對信息技術裝備的依賴和習慣的潛在需求(信息素養)等方面。2010年7月29日，《國家中長期教育改革與發展規劃綱要(2010-2020年)》正式，其第十九章《加快教育信息化進程》中非常明確地指出了教育信息化的具體建設內容和發展目標，后者被非常形象地稱為“三通兩平臺”，其中“三通”就是教育網絡建設，即教育物力資源的建設；“兩平臺”則是指教學內容資源建設和教育管理資源建設。2018年4月13日，教育部印發了《教育信息化2.0行動計劃》，其中心內容是提出到2022年要基本實現“三全兩高一大”的發展目標。“三全”是指教學應用覆蓋全體教師、學習應用覆蓋全體適齡學生、數字校園建設覆蓋全體學校；“兩高”是指信息化應用水平和師生信息素養普遍提高；“一大”是指建成“互聯網+教育”大平臺。其中，對“三全”的描述顯然是要讓信息化了的教育物力資源(信息技術裝備)的應用覆蓋全體教師、學生和校園；對“兩高”的說明是強調師生對信息化裝備的應用水平和潛在的需求意識(信息素養)；對于“一大”的解釋則引入“平臺+教育”服務模式，實現教學資源平臺、教育管理平臺的互通、銜接與開放，實現國家數字教育資源公共服務體系，這顯然是“兩平臺”作用的最大化，依然關乎教育資源利用的問題。所以教育信息化從本質上考慮的是對教育資源的信息化，進一步看可以發現是要落實到教育裝備(教育的物力資源)的信息化上。于是對5G技術在教育信息化中應用的討論與關注就應該聚焦到其對教育裝備發展與技術水平提高的作用方面，而空想其對泛指教育的作用是沒有任何實際意義的，正所謂“似花還似非花”。

二、人工智能裝置對5G技術的依

人類在經歷了數千年的農牧業社會，走過了數百年的工業化社會，穿越了數十年的信息化社會之后，正快步進入智能化社會。教育現代化在經過信息化發展后也必須開始認真面對智能化問題。但是，智能化設備在發展中出現了瓶頸，其最大問題是計算量、數據量對設備硬件的要求十分苛刻?，F以無人駕駛車輛(轎車)為例來做出解釋。無人駕駛汽車是人工智能技術的一個最為突出的應用，在這一應用中，人工智能將取代人類司機而使汽車完全智能化。無人駕駛汽車的車載計算機系統要完成對所有傳感器獲得大量數據的實時處理，要做快速的智能判斷，要執行大量人工智能算法的運算等，所以對車載計算機系統的要求十分高，這些要求使得目前的車載計算機重量普遍達到120千克到160千克，相當于兩三個人的重量，而它的體積幾乎占據了汽車的整個后備箱，這一情況嚴重地影響了無人駕駛汽車的實際應用。解決這個問題最為有效的方法是將數據和智能運算都放到網絡云端的服務器上，那里有巨大的服務器群可供使用，將運算結果傳去和傳回到汽車端，此時車載計算機就僅僅是一臺虛擬計算機，體積和重量都可能只有一個手機大小。但是數據傳輸必須依靠快速的通信方式，其數據傳輸的速度必須與計算機主板上總線的傳輸速度相當，人工智能控制才得以實現，而5G技術擔負起了這一重任。當然，如果有更加高速的6G技術、7G技術，效果將會更加明顯。5G技術在這里承擔著計算機快速總線一樣的關鍵作用，是4G技術、Wi-Fi等無線通信技術無法達到的。無人駕駛汽車的真正實際應用要依賴V2X(vehicletoeverything，車輛對外界的信息交換)的實現，而圖2則顯示了V2X與云端智能充分而密切的互聯。

三、教育裝備在5G技術應用方面的設想

5G技術是FifthGeneration的意思，即指第5代通信技術，它意味著網絡信息通信的速率急速提高。傳統的教育信息化其實對5G技術應用的需求并不明顯，例如我們用手機播放網絡視頻教學節目，4G(FourthGeneration，第4代通信技術)已經能夠很好地滿足教學需求了，視頻流暢、畫質清晰、沒有卡頓，而使用5G技術播放，會發現效果與4G技術基本相同，看不出什么差異。如果希望直接將5G技術用于教育領域，最可靠的設計思路應該是將該技術用于教育裝備的智能化發展。目前學校教學要求智能化的教育裝備必須具有可移動、重量輕、體積小、功能全以及“渺無痕跡”和“智能涌現”等特點，實現這些要求的方法必然是將教育裝備設計成一個云終端設備，所有的復雜智能運算都依靠云端服務器群去完成，而與云服務器之間的連接就要依靠快速的5G技術了，因為5G技術的傳輸速率已經達到了1～4.5Gbps(Gbps表示每秒109bit)，是Wi-Fi速率的幾十倍到上百倍，并且Wi-Fi是多個設備共享帶寬，而5G是獨享帶寬。這就是5G技術在教育裝備智能化與信息化中的關鍵作用，也就是其在教育信息化中的應用體現?？梢?，傳統教育信息化可以沒有5G技術，但教育裝備智能化缺少了5G技術目前就已難前行；5G技術是為智能化而誕生，與傳統信息化無涉。通過上述分析我們可以得出結論，5G技術用于教育信息化時，教育裝備必須滿足以下3個必要條件：(1)智能性。教育裝備只有在智能化需求的情況下才會考慮使用5G技術，這在上面已有解釋，不再贅述。(2)現場性。教育裝備必須在教育教學場合下需要對現場采集到的各種信息數據進行實時的智能化處理，數據量之大和處理速度之快使得現場計算機性能遠不能達到要求，而必須依賴云端服務器群提供的大數據和并行計算進行處理，此時5G技術甚至高于5G技術速度的傳輸方式才具有實際意義。(3)移動性。5G技術本身就是在移動通信領域實現的，它的出現是要解決移動設備信息的快速傳輸問題，所以當沒有設備的移動性需求時，光纖、Wi-Fi都是比5G技術更好的選擇。此次ITE平臺峰會有很多企業提供了教育信息化設備和軟件應用系統產品，這些產品中有不少采用了人工智能技術，但是它們都不具有上述3個必要條件，于是也就都沒有表現出對5G技術的運用。例如，在《北京市教育信息化建設整體布局》的報告中并未涉及教育裝備(含軟件)的智能化問題，而且所提及的信息化設備都僅僅是被布置在校園之中而沒有滿足移動性需求；所以5G技術的應用在近期的北京市教育信息化整體布局中尚未得到體現。又例如，在新產品新技術的展示中的“AI英語中高考復習系統”是一個典型的智能化教育裝備產品，但是，該產品對用戶端設備的移動性沒有要求；另外，該產品的所有大數據分析和智能運算都事先部署在了云端，該軟件在應用時無需利用智能化處理現場的問題，或者說現場由教師或學生以及學生家長提出問題的需求之簡單，完全不必使用智能化處理，只要將少量數據傳輸到服務器上即可，而服務器端早已將所要求的其他條件處理和預設好，所以5G技術在此也沒有得到體現。

四、結語

關于5G技術在教育信息化中作用的討論沒有達成共識，恰恰說明目前對5G技術的了解、把握及科學預估仍存在未知領域，所以在面對此項新技術滿懷欣喜與崇拜的同時，不應忘記對教育教學應有的敬畏與初心。教育現代化的進程已經證明，教育科技發展勢頭迅猛，在推進教育教學急速前行的同時，“科技黑洞”產生的“吸附吞噬”現象也客觀存在。因此，駕馭并引導5G技術等教育科技尊崇和維護教育公平這一基本教育倫理，辦好讓人民滿意的教育，就務必處理好技術變革與教育教學、教育公平三者關系，使之處于有利、有益的位置，希望人們不要為領會這個真理而付出昂貴的代價。

作者：艾倫 張鵬 單位：中國現代教育裝備雜志社