5G智能技術在網絡教育的應用

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5G智能技術在網絡教育的應用

摘要:5g技術是繼2G、3G、4G之后的第五代移動通信技術。文章圍繞著“5G技術”這條主線,首先探討了5G技術、智能網絡學習空間,然后關注智能技術網絡教育應用兩項內容,深入探討5G環境下智能技術在網絡教育中的應用。

關鍵詞:5G;智能技術;網絡教育;智能教育

1概述

近年來,4G網絡在教育、醫療、電商等各個領域都發揮著舉足輕重的作用。但是隨著社會的發展,傳統的4G網絡已無法承載網絡需求的激增。同樣的,4G網絡也無法為AR、VR、MR、AI等技術的發展提供良好的空間。2019年世界移動通信大會的主題為“智能互聯”,大會從5G、AI、IoT、bigdata等方面進行了討論,同時在會上有不少于10家的手機廠商了5G智能手機,比如華為、中興、三星等。我國的首批5G城市名單也已經公布,一瞬間,我們仿佛已經進入了5G時代。5G網絡的主要優勢在于,數據傳輸速率遠遠高于以前的蜂窩網絡,最高可達10Gbit/s,比當前的有線互聯網要快,比先前的4GLTE蜂窩網絡快100倍。另一個優點是較低的網絡延遲(更快的響應時間),低于1毫秒,而4G為30-70毫秒。5G技術除了高速率、低延時、高可靠性等帶來的極致的體驗,還允許更多的設備以更快的速度更加安全的連接在一起[1]。從教育的視角來看,5G技術的實現是智慧教育、智慧校園、智能遠程教育等“智能+”教育的關鍵。在教育信息化2.0背景下和大眾對5G的關注日益升溫下,5G必將對教育產生不可預估的影響,一方面會對傳統教育形式產生一定的沖擊,另一方面也會對現有的網絡教育產生影響。

2智能網絡學習空間結構

智能網絡學習空間主要包括基礎理論、核心內容、應用驗證三個部分。如圖1所示,5G技術主要應用于核心內容部分,5G與云計算、大數據、人工智能等智能技術推動智能網絡學習向更人性化、智能化發展。智能網絡學習空間的構建,需要技術、學習者、教師等多方面的共同努力。在此主要從技術角度出發,分析了5G與智能技術相結合,并闡述其在網絡教育中的應用。

35G+物聯網技術在網絡教育中的應用

物聯網是以感知為主導的物互聯的信息系統,它打破了時間、空間、地域的限制,不受時間、地點、人物的約束,萬物都可以連接到物聯網。網絡教育在其發展過程中有自身的優勢,也有許多不足,可運用互聯網技術,彌補教育的不足。目前,物聯網技術在網絡教育中的應用主要有:(1)在物聯網框架下,運用各種物理傳感器(如指紋傳感器、視頻傳感器、光電式脈搏傳感器等)構建一個相對“真實”的學習環境,補足網絡教育中學習者社會人格養成方面的缺失;(2)將物聯網與教學平臺相結合,研發一些閱讀器插件,讓學習者佩戴傳感器手表、眼鏡等,獲取多重數據,通過數據分析得出學習者的狀況,并反饋給學習者;(3)對于多校區和遠程實驗室,可將傳感器布置在相應的器材上,這樣,學習者可以遠程協同參與實踐、實驗課程。進入5G時代后,5G與物聯網技術結合,大規模機器通信可提供高達1000000/km2的連接密度能力,為教育提供必備甚至是更流暢的網絡環境。在5G時代,每個物件都將更加智能化,學習者可憑借移動終端,觸及“云上的所有”,使網絡學習更智能,更有效。

45G+虛擬/增強/混合現實技術在網絡教育中的應用

虛擬現實(VR)可對現實生活中不存在的場景進行模擬;增強現實(AR)是創造出虛實融合的場景;混合現實(MR)是創建出新的可視化場景的技術,在教育領域中,可利用VR模擬體驗現實世界中難以體驗的活動場景,并可進行大量的、反復的嘗試和體驗;AR可以幫助學習者更好地理解抽象知識、讓學習者在安全的環境中進行爆炸性的化學實驗、具有放射性的物理實驗等、提升學習者的閱讀體驗、增強學習者的空間理解能力;MR是一種數字全息圖像技術,它的最關鍵的特征即是交互性,這一特性為網絡教育帶來了巨大的潛力。對于VR/AR/MR這些應用來說,學習者若想要有最真實的感知體驗,必須要求網絡延時遠遠低于人類視覺感知延時。而5G的增強型移動寬帶業務是低延時的原生平臺,能夠解決諸如VR/AR頭盔顯示器長時間使用帶來的眩暈感,消除與網絡延時有關的影響,為學習者提供真正的沉浸式的愉悅的學習體驗?;?G的VR/AR/MR技術的發展,也將為網絡教育注入新的活力。網絡教育存在的最大的問題就是學習者的孤獨感和隔離感,而VR/AR/MR技術可提供沉浸式學習服務,讓網絡學習者體驗到“真實的”學伴的存在,在很大程度上消除了學習者的學習孤獨感,增強了學習者的學習真實體驗感[2]。但目前基于4G的VR技術只能提供110度的視角,若要使學習者獲得最低的滿意度,視角最低為200度,這也是目前在移動環境中最大的一個障礙所在。VR/AR/MR服務需要極高的傳輸速率和更低的延遲。5G網絡的切片技術和其他無線技術的結合,成為實現VR/AR/MR服務的關鍵技術之一??傊?G的超低延遲和超高數據傳輸速率,可以有效支持VR/AR/MR和網絡遠程教育。

55G+AI技術在網絡教育中的應用

近年來,隨著人工智能技術的不斷發展,應用領域也不斷擴展。人工智能技術對人類社會生活的方方面面都產生了深刻的影響。在教育領域,人工智能+教育所形成的教育人工智能時代關注的是如何為學習者的高效學習創造條件。目前,AI已經滲透到教育領域的各個方面,比如,AI驅動學習分析智能化,為學習者動態推薦合適的學習路徑和內容,滿足學習者的個性化學習需求;AI驅動網絡學習真實化,通過對學習者的面部表情識別和語音情緒識別,再通過情感計算,生成課堂情感報告,了解學習者的學習狀態,為學習者的學習提供持續性反饋。進入5G時代后,AI與5G的強強聯手,會讓二者的發展勁頭更加強勁。首先,5G的高速率、低延時等特性為AI在云端與終端的良好互通,提供通信基礎設施支撐,為AI教育應用的普及提供助力。同樣的,AI技術的使用也將為5G網絡的智能化提供現實可能。其次,5G將驅動AI助力教育公平,教育公平的問題在某種程度上可讓“5G技術+互聯網”進行實現,5G時代的來臨,使自適應學習廣泛實現,可進一步促進教育公平[3]。

6結束語

5G是跨時代的技術,5G的出現把智能技術轉化為教育教學工具,更好地在傳統課堂內外或網絡教育上使用。5G與智能技術的融合會給高校智慧校園建設以及智慧教育、智能教育提供一條新的路徑。5G賦能智能技術,將協同云計算、大數據、物聯網、人工智能等新型學習方式深度融合,推動智能教育向著個性化、智能化的方向發展。

參考文獻:

[1]楊凌,高楠.5G移動通信關鍵技術及應用趨勢[J].電信技術,2017(05):30+33.

[2]程振林,孔維國.網絡學習中學習支持服務對學習投入的影響研究[J].中國信息化,2018(06):52-53.

[3]袁華兵.智慧校園信息化建設關鍵技術分析[J].數字技術與應用,2016(04):221.

作者:張繼芳 單位:揚州大學

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