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5G+教育:内涵、关键特征与传播模型
发布时间:2020-12-01    文章录入:gaojiaosuo    点击:[]

来源:《重庆高教研究》   2020年02期

摘要:作为新兴移动通信技术引领者,5G对教育的变革作用不容忽视。教育传播学为5G与教育建立了连接点并提供分析视角。首先,利用描述性定义法对5G+教育的内涵进行解析,并探讨在5G三大应用场景下5G+教育的五大特征;其次,以联通主义为指导,从教育传播视域构筑5G+教育传播模型。在传播内容上,创新传统网络传播内容且具有5G特性;在传播定位上,借鉴长尾理论划分教育市场、发挥国家与地方本土化优势以锚定5G+教育定位;在传播平台建设上,从5G+教育上、中、下游产业链入手剖析知识支持方、资源支持方及技术支持方对平台的建设作用;在传播载体上,在分析传统传播载体八大问题的前提下,建立跨媒、融媒、创媒的5G+教育多元传播载体。在传播内容、平台、载体等创新的基础上,5G+教育传播效果也将在信息、情感、态度与行为等4个层面协同显现。5G+教育未来发展应把握发展窗口、强调超前谋划、营造创新环境和加强国际合作。

关键词:5G+教育;关键特征;联通主义;传播模型

当前,5G作为新一代移动通信技术的引领者,将通讯传播从经典的流量服务模式向全要素生态链模式转变。未来科技领域的人工智能、物联网、高端机器人、3D打印和VR/AR五大核心技术皆具有革命性与颠覆性,在5G技术的支持下,五大核心技术相互作用,将彻底变革传统通信方式、商业模式与全球技术格局,促进教育变革,凸显技术对教育的强大助推力。为应对5G对教育带来的机遇与挑战,当前亟须探讨5G+教育的内涵,以及5G技术赋予5G+教育的主要特性,并从与5G通信技术息息相关的教育传播视域解析5G+教育。

一、5G+教育:新时代教育发展的机遇与挑战

5G+教育:内涵、关键特征与传播模型

(一)国内外5G产业发展迅速 

世界各国都非常重视5G技术,纷纷加快5G产业发展。美国Verizon等四大运营商积极部署5G商用网络计划。2018年12月,韩国成为首个5G商用国并积极推进相关业务进程、重点打造5G服务圈。欧盟制定了欧盟Horizon 2020、欧盟5G发展规划并剑指2020。根据2019年4月3日美国无线通信与互联网协会发布的《全球5G竞赛》,在5G领域,中国与美国处于并列第一的位置。另根据IHS预测,美国、中国、日本、德国、韩国、英国及法国将走在5G技术发展前列,而中国与美国将依旧主导5G技术的研发与资本支出。

中国以华为、中兴等企业为代表的5G技术在世界范围内居于领跑地位,带动我国5G专利数居于全球首位。中国将发展5G定为国家战略,加快推进5G标准制定、研发与应用。2013年,工信部、发改委与科技部成立IMT-2020(5G)推进组,明确5G技术场景、潜在技术与关键性能。2016年,《十三五国家战略性新兴产业发展规划》提出大力推进5G联合研发、试验与预商用试点计划。2019年全国两会提出推进5G网络共建共享与终端快速普及,以助力5G应用生态发展。2019年6月6日,工信部正式向中国移动、中国联通等4家企业颁发5G牌照,标志我国5G正式商用。中国5G未来走向呈迅速发展态势,据中国信通院预测,2020年5G将带动约4 840亿元产出,2025年、2030年将分别增长至3.3万亿元和6.3万亿元,预计到2025年我国5G连接数将超4亿个。另据全球移动通信协会预测,中国5G用户规模将因人口与技术优势居全球首位。

(二)国内外5G+教育蓄势待发

技术对教育的变革作用不容忽视,国内外教育领域众多专家学者已到5G+教育的巨大价值。目前关于5G+教育的探索多是理论层面,应用研究还不够深入。美国电信公司Verizon组织了一场将AI、AR或VR与5G结合的教育技术竞赛。李小平和孙清亮从教育应用场景与指标设计两个方面重点探究了5G技术对网络教育的影响。赵兴龙等在探讨5G教育应用的内涵与场景创新基础上论述了新兴技术对教育生态的变革作用。兰国帅等探讨了整合5G技术的智能教育生态系统面临的发展机遇与挑战,并指出5G支持下智能教育发展新路径。袁磊等论述了5G时代教师教学智能化、学生学习自主化、学习环境丰富化与学习资源多元化等教育场景要素变革并提出应对之策。中国移动发布《5G+智慧教育白皮书》,阐释了5G环境下智慧教育教、学、产、研、投相结合的思想,并与北京师范大学、科大讯飞、华为等40余家单位构筑5G智慧教育合作联盟。在实践探索上,2019年3月,中国首个5G+智能教育应用5G·我即校园在广东实验中学落地实施。此外,华中师范大学举办了教育拥抱5G时代:5G+智能教育行业应用发布会并探索5G技术教育实践价值。2019年5月,福建广播电视大学成立国内首个5G室联网联合实验室,以探索5G时代的教学创新。在技术革新教育的风口浪尖,如何发挥技术领先优势以促进我国教育质量的提升,增强我国的综合国力,是教育研究者的重要使命。

(三)5G+教育发展的机遇与挑战

通过对国内外5G产业发展与5G+教育研究文献的分析,我们认为5G+教育将迎来以下发展机遇:一是5G技术研发已纳入我国国家战略,国家大力推进5G技术开发与创新应用,相应地,5G+教育的研究也将有序推进;二是当前已探索出5G三大应用场景,深度挖掘5G教育应用场景是一个重要发展方向;三是我国5G技术在世界范围内处于领跑地位,发挥我国技术优势以引领5G+教育发展也是一大机遇;四是5G+教育与我国现行互联网+教育优势互补,并凭借超高速率使得资源配置更优化以促进教育公平,人人有机会无缝无延时连接教育网以促进个性化发展,万物互联并打破学习时空限制以变革学习方式,5G解绑VR+云教育在移动终端应用的速率限制以丰富教学内容。

与此同时,5G+教育也将面临以下四大挑战:一是应用问题。5G+教育应用尚处于初探阶段,研究成果还不多,缺乏对5G+教育整体上的把握,学习者因缺乏相关知识储备而欠缺对新兴5G+教育的辨别与接受应用能力。二是安全问题。5G之于教育的重要之处是其传播价值。海量教育数据是涉及教育者与受教育者隐私的宝贵教育资产,其传输安全性对5G+教育而言是一大挑战。三是人才缺口问题。5G技术迅速兴起并将应用于教育的背景下,教师对于整合5G技术的教育理念与教学能力的掌握度有待提升,这将造成5G融入教育进程受阻的局面。四是治理问题。5G超高速传输带来海量多元的教育数据,如何协同多方力量推进教育数据治理、如何发挥5G传输速率优势,让依托网络进行的教学活动能令学习者体会师生面对面的情感交互是一大挑战。

5G+教育:内涵与关键特征

5G+教育:内涵、关键特征与传播模型

(一)5G+教育的内涵

当前学术界尚未形成5G+教育的统一定义。依据描述性定义法,5G+教育的内涵可以描述为:类似互联网+教育、教育人工智能,借助5G大连接、超低延时与超高速率等技术特性,从而使得教育资源无处不在,学生按需索取并促进教与学模式发生变革的新型教育形态。在移动学习、泛在学习与互动学习领域,超高清、VR/AR、物联网等虚拟仿真教学资源在5G万物互联教学条件下,在人才培养目的、培养过程和培养评价中发挥作用。5G+教育亦指5G技术介入教育领域。从技术介入教育的程度划分,5G+教育的浅层与中层应用是5G技术与教育的简单叠加,而较深层应用是5G技术与教育认知领域的深度融合。

5G本质是通信传播技术。教育传播学的研究范畴是教育信息系统运行规律。5G+教育依托5G三大技术应用场景URLLC、m MTC与eMBB,不仅拓宽了教育传播路径,且因其路径的拓宽创新了教育传播内容与教育传播方式,进而能实现精准教学、个性化教学、互联协作教学以及节能绿色教学等教学场景与教学体验的创新。

(二)5G+教育的关键特征

1.超低延时与精准自动化 

URLLC是5G技术的三大应用场景之一,凭借超可靠低延时为操控作业类行业提供超强可靠的使用体验。5G毫秒级端到端延迟是指5G网络传输的数据包从源节点到目标节点的持续时间是毫秒级。超低延迟对于延迟敏感领域有重要应用价值,自动驾驶、汽车物联网、自动化管理等领域亟待这种超低延时服务。

同样的,超低延时意味着可无缝支持传输大量教育数据包的设备,可很好地支持远程教育中精密的理化教学实验以及机电一体化、物联网教学等工业控制的远程运维。5G超低延时还可降低医学远程会诊等因4G、Wi Fi等偶发性卡顿酿成的危险系数。因此,超低延时的5G对教育领域精准自动化要求较高而又有远程操作需要的相关应用来说是一大福祉。

2.超广连接与互联协同化

现有4G网络已广泛应用于物联网并推动物联网应用模式创新,未来物联网技术若要大踏步发展,还需创新大规模连接、安全性、网络覆盖范围、低延迟等技术标准。作为5G技术的三大应用场景之一,m MTC即大连接物联网,其物联网终端用户体验为超多连接,且能为各行业物联网的创新应用提供技术支撑。

大连接物联网在教育领域具有极大应用潜力。在课堂上,可通过传感技术实现师生与机器间的交互以改善学习体验进而促进学习;在课外,m MTC超强连接特性支持泛在学习、移动学习,进而提升学生自主学习能力。5G大连接物联网还可用于智能考勤、教务管理、教学辅导、教学器材管理等智慧校园具体事项的建设,可为支持线上线下虚实结合、支持异地实时互动并支持智慧纸笔交互的室联网教学提供技术支撑。2019年5月,我国第一个室联网实验室——福建广播电视大学5G室联网实验室揭牌成立,这是5G应用场景之一——大连接物联网的一次落地实验。

3.超高速率与学习个性化

eMBB凭借超高速率优化了人们对3D、VR、超高清视频的应用体验,终端用户的体验为超快获取。近年来,3D、VR等资源在教学实践及相关研究中忽冷忽热的原因在于:一方面,此类资源确实具备非常高的教学价值及应用潜力;另一方面,此类资源由于内容过大而很难在实际教学场景中常态化应用。而5G技术凭借超强移动宽带,可实现从资源客户端服务模式到资源云端服务模式的转变,并使上述资源在教学中常态化使用成为可能。

因此,5G超高速率在个性化教学上的价值体现在:5G传播通道与教育传播内容是水管水流的关系,现在水管粗了,不仅能带来稳定的水流,还能丰富教育传播的内容与类型。超高速率足以支持包括4K、8K等超高清视频,支持VR、AR教学,支持构建虚拟仿真教学场景,这能帮助学生进行个性化学习。此外VR、AR等虚拟仿真资源在作为学习工具的同时,还能辅助创设良好的学习环境。这符合诺亚·詹丹利等修正的传播学中的4V理论,4V指视觉(visual)、声音(vocal)、语言(verbal)和交流中富有生气的元素(vital,也即场域,可辅助创设学习环境)。这些要素对丰富师生的教学选择、促进个性化学习有重要作用。

4.加密算法与传输安全性 

信息安全在教育数据安全与教育用户隐私保护方面发挥着至关重要的作用。为实现万物互联愿景,5G技术需满足异构网络(3G、4G与Wi Fi)与设备(移动手持设备与物联网设备)对资源的正常使用。5G通信安全性的强大之处在于,它不仅保证基础数据与语音通信服务安全,而且将安全服务覆盖到一切可互联产业。首先,5G建立统一安全管理机制,保证了跨设备接入的网络安全,包括面向传统教学终端的设备认证、隐私性加密以及海量物联网设备认证;其次,5G提供差异化安全机制服务、个人教育业务与垂直教育行业等服务;再次,5G提供全面的教育数据隐私保护服务。

相较于4G,5G加密算法、隐私保护与鉴权机制全面升级并使其安全性更强。5G作为传输通道,既不感知业务,也不碰DPI,更不碰管道内教育数据,这有利于无损传递教育数据及教育数据安全。 

5.超强连接与节能性

绿色节能对教育而言绝不仅是锦上添花,而是教育可持续发展的必然要求。5G节能属性与教育可持续发展不谋而合,5G技术从4个角度实现绿色节能:一是从连接角度实现绿色节能。5G具备超千亿连接支持能力,可保证终端设备低功耗和低成本。二是从器件角度实现降低功耗。基站接入能耗是移动网络耗能最高部分,5G通过无用户访问时自动进入休眠模式的智能基站设计与合理选择基站业务调度方式来降低能耗。三是从链路角度实现绿色节能。相较于基站能耗,5G链路能耗要低得多,但从整个5G教育网络看,基站射频能耗在整体能耗中的占比也高得惊人,高通公司等研发的5G自适应天线调节系统与芯片组是5G技术提高能源效率的有益尝试。四是从网络级别角度实现绿色通讯。在链路节能之外,5G还将异构无线通讯引入社区小站,并通过超密集部署降低无线通讯接入距离,最终达到提高5G网速与容量并降低基站能耗的目的。

三、教育传播学视域中5G+教育传播模型

5G+教育:内涵、关键特征与传播模型

5G技术的本质是通信传播技术,从教育传播理论出发构建传播模型并分层解读5G在传播学视域中如何促进教育变革是技术变革教育的有益尝试。5G有利于增加教育服务种类,提高教育质量,从而提升教育服务价值,充分体现了间接网络效应。另外,5G在教育领域作为传统网络的互补,致力于对传统网络教育传播全过程不足之处的扬弃并实现教育网络整体价值的提升。据此,本文依托5G+教育万物互联特点,以联通主义为理论基础,以间接网络效应为导向,将5G+教育传播体系进行分解,从传播内容、传播平台、传播定位、传播载体及传播效果5个方面深度剖析,分析5G技术对4G等传统网络教育应用的补充与超越,并构建起5G+教育传播模型(如图1)。

 

1 5G+教育传播模型

(一)具有5G特性的传播内容

具有5G特性的传播内容是指在5G增强移动带宽、超低延迟可靠通信及大连接物联网等技术优势支持的教育场景下,在4G等传统网络通道中能够传播的教学内容及碍于传统网络传输通道劣势所不能传播的教学内容。在资源流入传输通道的初始阶段,传统网络因带宽小或网络不稳定等原因,造成部分有用教学资源未能流入资源传播通道。5G技术因传播通道的拓宽与传播速率的提升使得8K超高清视频、云3D、AR、虚拟仿真资源、游戏化资源等可与4G等传统网络传播内容一同流入传播通道。并不是说4G等传播技术不支持这些传播内容,部分传播内容在4G技术体系下就已被传输应用,但5G超高速、低延迟、大连接等特性能促进教育形态、教育场景或者教育元素等深层次的变革。

传播内容的更新还促使传播形式从二维向三维转换、非智能向智能转换、单一媒体平台向多媒体传播平台转换、现实向虚拟课程转换、理论讲授向理论+实践+讨论三位一体转换、知识传达向知识体验转换,且最终凭借5G物联创新实现教育场景、教学环境、教育主体、教育关系、教学模式、教育价值观等的创新发展(如图2)。

 

2具有5G特性的传播内容

(二)依托长尾理论的传播定位

5G+教育的传播定位于促进教育创新。许多未来教育领域技术的应用场景在4G等传统网络环境下已经被提及或已经落地实践,似乎5G+教育并非是整合5G技术的全新教育形态、教育场景及教育元素。假若5G+教育的传播定位果真如此,则这种定位下的传播内容不仅单一,且与4G+教育雷同。因此,能提供与4G+等传统网络互补性教育产品与服务对5G+教育定位而言有极大意义。长尾理论是美国学者克里斯·安德森提出的符合网络时代的产品定位理论,指在产品存储量足够多与流通渠道足够广的前提下,销售不佳或需求不旺的产品可以与少量热销产品所占据的市场份额相匹敌甚至更高。根据长尾理论,5G+教育需要调整传播定位,细分市场需求并挖掘本土化效应对5G+教育的价值。

1.细分教育市场

依据长尾理论,5G+教育应着眼于弥补教育市场空白点,避免重复建设。利用5G技术优势拓展4G+教育应用场景并促进教育场景革新。5G+教育能在任课教师以远程直播授课为主、辅导教师维护课堂秩序+课后答疑为主的双师课堂建设上发挥巨大作用,其高网速、低延时特性对于双师课堂内容传播来说是一大福祉。处于接受方的教育落后地区学习者可以享受质量上乘、传输清晰度高、传输画面无抖动、延时可忽略不计的同步资源。此外,5G基站小型化以及组网灵活等特点特别适合优先布局教育落后地区学校和课堂,促进教育质量提升并带动经济社会发展。 

在弥补教育市场空白点方面,5G超高速率为云计算在教育领域的普及应用打下基础,并通过物联网技术彻底打通线上与线下教育连接渠道,在创新教育人工智能、教育物联网、VR云教育、AR云教育等方面更是大有可为,并最终触发教育主体与内容、教育模式与环境的变革以及教育价值观定位的调整。

2.本土化效应:国家与地方强势发力

我国VR/AR、云计算、大数据以及人工智能等技术虽发展迅速,但欧美国家始终在此类先进技术领域居于领先地位。国内学界关注到技术领先使欧美国家在教育应用领域领跑,因此着手对国外先进技术在教育领域应用的政策文本解读,用以促进先进技术在教育领域的本土化应用研究。在此次技术浪潮中,我国5G技术在国际上处于领先地位,中国制定的5G标准在某种意义上可称为国际标准。在这种技术领先背景下,如何促进5G+教育本土化发展并实现在世界范围内5G+教育的引领值得深思。

在国家层面,积极制定5G+教育的国家战略规划对5G+教育本土化发展意义重大。从2013年成立IMT工作组、2014年国家883计划、2015《中国制造2025》、2016十三五规划以及2018年发放5G牌照,国家政策一直驱动5G本土化与国际化大跨步发展。教育部在2019年提出六卓越一拔尖计划,将5G技术置于重要位置,这将大大推动我国5G教育本土化发展。地方教育层面本土化效应可以称为乡土效应。地方高校、中小学应注重本土化发展,鼓励地方教师无名参与进来并在5G教育资源的建设中融入乡土气息,以利于本地学生找到文化归属感,最大化地发挥5G+教育价值。

教育市场的细分及对本土化效应的重视于学习者的最大意义是,能最大程度、最大范围地实现因材施教。着眼于细分并弥补教育市场空白能促进教育场景创新,纵向提升对学习者的教育服务质量。多场景的教学内容能给予学生充足的选择权利,更利于提供符合不同学生学情的教学内容。本土化效应的发挥能最大范围地拓宽5G+教育应用覆盖面,并能提供更适合本国国情及地方特色的教学内容,乡土类教学内容则有利于学习者产生共情。

(三)多维交互的智能传播平台

传播平台的构建应考虑知识支持、技术支持与资金支持3个层面如何有效衔接,并构成5G+教育的传播产业链。从移动通信基础设施支持(上游产业)移动通信运营商服务(中游产业)终端及应用场景(下游产业)等上、中、下游产业链入手,协同构筑多维交互的智能传播平台。

作为知识支持方,高校、中小学等教学单位以及相应的科研机构拥有包括师资、教材、教辅、教室以及授课经验等大量软硬件资源,在5G+教育的传播内容上处于支配地位。同时,高校及相应的教学科研机构在5G+教育产业链中的下游产业——教育应用场景的探索上应勇做先锋,积极探讨教育与物联网、自动技术、VR/AR及超高清视频如何深度结合。

作为资金支持方,以中国移动、中国联通、中国电信为代表的5G+教育产业链中的中游产业——企业拥有大量的现金流并乐于在教育市场投资以弥补知识支持方的资金缺口。例如中国移动牵头的5G智慧教育合作联盟以及中国联通与华中师范大学5G+智能教育行业应用等,都是作为5G教育产业链的中游产业提供资金支持的有效佐证。

作为技术支持方,以华为、中兴等为代表的企业居于5G传播产业链中的中游产业,能提供包括天线、射频模块、小微基站等5G基站系统建设的技术支持;以宜通世纪、海格通信为代表的企业提供包括传输网、承载网、核心网等5G网络建设、网站规划及维护的技术支持。技术支持方还承担产业链中部分下游产业服务,例如移动终端设备以及智能设备的设计与开发业务。

1.5G+教育传播平台更具交互性

联通主义学习理论强调学习与资源发生在联结中”“节点与链的连接”“流通是联通的目的等观点与5G教育应用场景中万物互联、大联结可谓理论与技术的完美结合,其强调的学习也可存在于物化应用中的观点与mMTC强调万物互联的观点高度吻合。实践中有简单联通、社会化联通与复杂联通,但只有复杂联通真正体现了联通主义的精神实质,5G技术能够实现万物互联的大连接。

大数据结合5G+物联网构建的教学平台能帮助学习者获取海量信息,海量信息经过大数据智能处理后可满足学习者需求。另外,5G教学平台上的智能社区是联通主义视域中学习共同体的学习场,学习场中知识存在于连接中,学习者的交互也更加快捷化、多元化与泛在化。最后,5G技术支持下的学习环境(学校、家庭、社区)在联通主义与物联网的支持下,向更加智能、更具交互性的室联网转变。王涛将室联网教学平台阐释为将教室等教学场域连接起来、能凭借其面对面并处理情感交流问题的学习场,而不是彼此看不到对方的网络场。此种凭借5G低延迟、高网速特点而构建的新连接方式能促进智慧+智能学习平台与学习环境的改善。

2.5G+教育传播平台更具智能性

在平台内容建设上,5G网络将缩短视频下载延时、充实视频内容与扩展视频容量。5G传输速度相较4G提升10倍以上,能改变4G网络不满足VR/AR/3D等资源在教育网络中高速传播需求的现状,困扰VR因传统网络速率过低等原因而在学习平台、移动终端的应用率低下的难题也将迎刃而解。此外,困扰业内人士的VR显示终端长时间使用会造成眩晕感等问题也将伴随5G支持的VR移动设备与学习平台的建设而被攻克。 

一定时期的教育平台建设状况与该时期的技术发展程度和教育需求程度相匹配。例如在广电技术大发展时期,广播电视被用作教育传播平台。在网络带宽逐步提升的互联网时代,线上远程教育、MOOC等加快了发展脚步。随着3G、4G技术发展,移动学习与泛在学习方式不断优化。整合随时部署与云处理能力的超高速5G传输技术能促进需要超高成本、超大存储空间的VR、AR等技术应用于教育平台。另外,影响VR/AR技术与教育市场结合的一大因素是家长对于学生在这种教育环境下只追求新鲜而忽视对知识的学习的担忧,而5G能为VR/AR技术搭建教育场景并助力建设整合VR教室、VR教师、VR教学管理等功能的智能教育平台,以保证教学任务顺利完成,真正实现寓教于乐。

3.5G+教育传播平台更具经适性

从经济性角度看,手机、平板等移动设备属于传播平台中的最小单元。3G、4G时代的移动终端分为WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000等各种制式,近两年才出现价位较高的全网通手机。在各通信公司力推统一制式的5G时代,移动终端有望实现统一制式标准,其成本必然在竞争中大幅下降。全网通手机作为5G时代重要的教育传播工具,将进一步促进资费下降,促进平台传播经济适用性的提升。

从适用性角度出发,借助5G支持的云计算、云存储的用户共享及按需匹配等优势,5G+教育可提供大规模在线学习服务。当前,移动计算、无线网络与云计算技术正向移动云计算方向发展,解锁移动云计算大门的钥匙正是大幅提升的5G网络容量。移动云计算将资源有限的各种移动服务终端升级为海量资源且更具交互性的移动终端。例如5G与云+VR教育的结合将开启寓教于乐的全新教学模式。VR教育高性能硬件成本以及相应的VR教学资源提高了准入门槛,而5G技术对VR的云化处理,包括云端随时随地部署与云端渲染将大幅降低教育成本。从更大范围看,5G+VR这种类真实情境的教学形式或将有效扫除教育不公平现象。显而易见的是,5G云处理的投入成本将远小于传统意义上扫除教育资源不均衡、教育不公平的成本。

总之,对信息接收方——学习者而言,5G传播平台可以有效弥补学习过程中交互性不足、泛在学习支持不够、智能支持匮乏与服务准入门槛高等缺陷,提升学习者学习的便捷性、沉浸性与在线学习体验感,并能有效促进学生学习方式与知识获取方式的变革。

(四)跨媒、融媒、创媒的传播载体

传统传播载体存在八大问题:(1)带宽限制导致教学课件分辨率低,色彩还原与表现形式差;(2)带宽过窄导致多用户在集中线上学习、提交信息等并发操作时出现延迟与卡顿问题;(3)带宽延迟、抖动现象明显,尤其影响双师课堂与3D/VR教学质量;(4)窄带宽传递动辄以G为单位的课件,影响资源的传输、共享、存储等的效率;(5)分辨率兼容问题导致需要配置PC端与移动客户端等多版本资源;(6)带宽限制导致无法实时远距离印证教学中极为重要的教学实践与毕业答辩等关键环节的学习成果的优劣;(7)传统传播载体在远程教育课程开发、资源搜索、管理与分类及维护等方面尚需完善;(8)由于带宽紧张,无法实现资源按需开发与运营。跨媒、融媒、创媒的传播载体辅以多元媒体架构能促进5G技术视域下教育传播载体的创新发展。

1.跨媒:一种资源多媒介共享 

跨媒是指一种学习资源可以跨媒介共建共享。4G技术已广泛应用于物联网,5G技术更能满足大规模连接、安全可靠、超低延时、高传输量等万物互联、跨媒介的需求。5G万物互联在教育传播载体应用上有巨大潜力:(1)传感器连接传统环境与智能化环境,实现生生、生机、师生交互等目标;(2)跨多种媒介并整合移动学习、泛在学习等学习方式,以丰富课内外学习方式;(3)跨多种媒介并实现考勤管理、图书档案管理、教学仪器管理、教学安全管理等的联通;(4)整合互联教室与物联网技术以实现室联网教学模式。

2.融媒:一种资源多媒介互补

融媒是指教育媒介的融合应用。在未来教育中,能有效降低眩晕感和教学终端成本的5G+云VR技术在现实物质条件基础上难以构建的教学场景或高成本、高风险的教学培训以及科普教学等高门槛教学应用方面有巨大潜力。此外,5G多频带宽技术能有效应用高质量的视频、音频、VR/AR等教学媒介,并实时有效地传递语言、声音与视觉等教学元素,有利于营造教学场域,并依托环境创新倒逼教育革命。

3.创媒:创新资源传播载体

创媒是指对传统教育媒介的变革性改进。国际电信联盟(ITU)依据覆盖半径将5G基站分为:宏基站(>200米)、微基站(50~200米)、皮基站(20~50米)、飞基站(10~20米)等四类。微基站与皮基站有智能化、小型化、低发射功率、可控性高与组网灵活等特点,可作为智慧校园、智慧教室传输载体的优先选择项,在大规模、高质量资源的传输、共享存储方面发挥优势。此外,5G基站还能凭借其组网灵活的特点,在双师课堂、三通两平台等促进教育公平事业上做出应有贡献。

5G系统架构满足了学习者对流量与速度的双重追求,会对教育领域视频、流媒体、高流量应用等的发展产生不可低估的影响。大数据+物联网让教育智慧相连,互联网+加速数据社会化,跨媒、融媒的5G+教育传播载体能实现全程全时、高效有序、数据开放、共融共享的高层次教育信息化,实现教育与技术深度融合进而创新教育生态。

(五)联通立体式传播效果

依据教育传播四要素说,教育者、教育信息、教育媒体与学习者构成教育传播系统。其中学习者既是信息接收主体又是学习行为主体,教育传播需充分考虑学习者的学习需要,教育传播效果的好坏也要依据学习者对其他三要素的接受程度来判定。教育传播视域中5G+教育在传播内容、传播定位、传播平台、传播载体等方面的革新,必然会带动传播效果变化的连锁反应。根据教育传播效果渐进递增、积累、深化与扩展等特性,教育传播效果即学习者对传播内容的接受程度由低到高可分为信息层次、情感层次、态度层次,并最终促进学习者学习行为层次的转变。

信息层次指5G+教育传递给学习者的教育信息是完整的、清晰的、立体的、丰富的。5G传播特性配合教育应用场景,通过多种媒介向学习者推送知识,并凭借传播内容与传播形式的创新实现教育信息的高效传递。

情感层次指5G+教育使学习者产生情感上的认同。在万物互联的5G技术作用下,学习者作为学习链上的节点,与链上其他学习者产生连接并凭借5G万物互联维持这种连接,物联网技术能实现线上虚拟连接与线下实体教学场景、教学设备的连接。联通主义认为,连接使得受教育者获得持续学习并更新知识的途径,联通中的学习者可实现线上线下身份的互认、多渠道学习互动与交流,有利于提高认同感与归属感。

态度层次指5G+教育条件下学习者对于学习内容与学习场景的转变表现出的接纳态度并转化为自觉学习习惯。配合3D/VR/云/AR等技术的5G万物互联的教育场景,线上学习与线下学习的边界必将更加模糊,开放远程学习与传统本地课堂教育的体验感差距必将进一步缩小。以联通主义为基点,5G+教育能将线上线下学习、远程与本地学习紧密连接,并且这种学习模式更容易提高学习者学习认同感。

行为层次指学习者在对5G技术支持下高速、清晰与超低延迟的在线学习与逐渐转向虚拟化、联通化的课堂学习的感性认识基础上,表现出与传播者目标要求相符的学习行为。从长远看,凭借5G技术优势,网络学习空间中学习者的学习行为与学习应用之间弱协调的弊端将得到解决,相互间独立的学习体系将被打通并形成育人空间与育人场景。5G网络与物联网技术结合更能有效记录线上与线下双重学习行为痕迹与学习过程,学习者将能更加充分了解自己并解决实际问题。换句话说,5G网络与物联网技术结合为解决实际教学复杂、综合问题提供情境与语境资源,也更适合不同学习者的学习需要。

四、5G+教育发展的建议

5G+教育:内涵、关键特征与传播模型

基于教育传播学视域5G+教育的发展态势分析,5G+教育的未来发展应把握发展窗口、强调超前谋划、营造创新环境和加强国际合作,形成5G+教育未来发展的良好生态。

(一)把握发展窗口,加快产业化进程

发展窗口意指事物发展趋势明显前的一段时间。国内外的5G技术及5G+教育正处于发展窗口期,在其发展趋势渐趋明朗之际,我们须牢牢扭住此时的发展空白点。国家层面既要增强对5G技术研发及对5G+教育产业化的支持力度,加快研究制定5G+教育中长期规划,把握住5G+教育发展黄金期并促进政府、相关企业与教育教学单位各自对5G+教育发展的优势形成合力。积极沟通协调并提升技术服务品质,加快5G增强移动带宽、超可靠低延时通讯与大连接物联网等应用场景在教育领域的产业化进程,力争将5G+教育的发展与5G技术发展的黄金阶段相匹配。历次科技革命大都是西方国家主导产品技术标准,因此,产品标准的制定是决定我国5G+教育产业化进程能否处于国际领先地位的关键因素。我国需加强5G产品标准研制及相关标准由点成面发展,最终形成产业标准以加快5G+教育产业化进程。

(二)强调超前谋划,从教学试点到广泛落地

试点先行,以点促面是改革与推广的重要原则。5G+教育在我国乃至世界范围内都处于起步阶段,操作不成熟、配套设施不完善且缺乏成熟的发展体系及实施路径。国家需加强对5G+教育的统筹指导与规划引领,采取种子孵化的教学试点形式来探索可供推广的实践范式,以降低新事物的风险性与不确定性,进而推动5G+教育广泛落地。待孵化种子的挑选重点考虑以下两类:一是在教育信息化程度较高地区进行教学试点,因为这些地区的软硬件条件利于5G+教育设施建设,且更便于聘请权威5G技术专家进行改进升级。二是在教育资源相对匮乏、亟须提高教育教学水平的相对落后地区进行试点,以充分发挥5G技术低延迟、高速率等特点,建设真正同步的双师课堂。如在两地实施效果较好则可大规模播撒种子。同时要着重培养5G+教育专业人才,依托带头人示范与培养扩散作用,发展壮大5G+教育队伍。与5G+教育密切相关的部门应加强合作,从顶层设计出发确保相应教学试点的落地与推广。

(三)营造创新环境,促进产教融合发展

创新环境为5G+教育的发展提供肥沃土壤。为营造创新环境,政府需充分发挥引领作用。依托工业互联网联盟、IMT-2020(5G)推进组等行业平台,统筹高校、科研机构等产学研力量,促进他们在整体运转中充分发挥各自创新优势,实现1+1>2的创新创造合力。政府需加大对5G+教育相关企业、单位或个人的政策与资金的帮扶力度,为其插上创新之双翼。

产教融合可以促进技术与教育的相互渗透,政府须承担起促进产教融合发展的主要责任,鼓励多元化市场主体平等进入,促进创新主体多元化。多元化的5G+教育创新主体能使教育主管部门充分认识技术主推企业的5G技术优劣势,有针对性地促进技术与教育融合并推动教育发展;技术主推企业在充分理解教育问题的前提下,针对不同教育机构的需求,定制相应技术,以最大程度拓宽5G教育应用场景。经济较发达地区需在充分利用资金、技术与人才的基础上发挥5G拓宽教育场景及相应场景资源建设优势;经济欠发达地区需在充分利用教育均衡等政策便利的基础上充分发挥5G高速率、低延时等特性在优质教育资源共享上的优势。多学科交叉融合,发挥不同学科优势,促进5G新技术、新业态、新模式及新产业在交流与碰撞中发展壮大。

(四)加强国际合作,共享全球发展红利

放眼国际,各国教学单位、科研机构、通信企业甚至政府间的合作不仅适用于建设5G+教育的特定需求,其作用范围也可扩大至满足5G+教育国际合作的需要。不同国家的知识、技术及资金支持方既可在对应领域实现点对点合作,还可以跨领域实现新的排列组合,以最大程度地实现国与国之间优势互补。人类命运共同体思想以合作共赢的国际观、共同发展的价值观凸显了我国对全球化的现实关照,也彰显了中国负责任大国的形象。当前单边主义、保护主义甚嚣尘上,已不可避免波及学术领域。从维护全人类利益出发,我国在5G+教育的未来发展过程中,需要协同构筑跨国5G+教育学术共同体与社会责任共同体;积极参与3GPP、ITU等国际组织相关活动并加强组织内外沟通;打造国际化5G+教育试验平台以促进技术标准全球统一;深化与欧盟、美国、韩国、日本以及我国港澳台地区的5G技术与应用相关交流;消解国际社会包括教育领域的中心边缘结构,共同为促进公平、合作共赢的世界秩序做贡献。

五、结语

5G+教育:内涵、关键特征与传播模型

对新兴技术在教育领域实践的预测都摆脱不了彼时技术与思维的限制。从站在过去预测未来的视角看,在2013年4G元年前后,国内外教育界对4G技术变革教育的预测,只是能提供高清教学视频、支持移动学习与泛在学习等。实际上,4G技术在此后的数年时间内,对教育支付领域、在线学历认证、教学APP、移动教学平台、教育大数据、互联网+教育、智慧校园建设、教育人工智能等领域产生了始料未及的冲击。因此,5G应用场景虽已创设,但技术变革教育能力之强、波及范围之广的趋势不会改变,并将远超我们的想象。