5G时代教育面临的新机遇新挑战

1黄荣怀 北京师范⼤学 huangrh@bnu.edu.cn5G时代 教育⾯临的新机遇新挑战遇见智能时代，发展智慧教育2淎鰢泍憲⼈类社会迎来 ⼈机协同、跨界融合、共创分享 的智能时代。国家主席习近平向“国际⼈⼯智能与教育⼤会”致贺信（2019年5⽉16⽇在北京召开）3•信息化应⽤⽔平和师⽣信息素养普遍提⾼•教学应⽤覆盖全体教师 •学习应⽤覆盖全体适龄学⽣ •数字校园建设覆盖全体学校三全两⾼•建成“互联⽹+教育”⼤平台⼀⼤区域学校师⽣保障底线⽹络扶智⼯程攻坚⾏动数字校园规范建设⾏动数字资源服务普及⾏动全⾯发展教育治理能⼒优化⾏动⽹络学习空间覆盖⾏动 信息素养全⾯提升⾏动引领创新百区千校万课引领⾏动 智慧教育创新发展⾏动碘殟鮼厴掹麩3/1㜱鷥㪌釒点殟鮼繽忼㰔䂾楢鮭4淎敮殟鮼钀飀請嘋蛚勗㬜淎敮嘋蛚㰍荳劥閄殟鮼臮懗智慧学习环境新型教学模式现代教育制度陽㼀殟鮼淎敮〩㻘嫃蚉淎敮媩鮼穩鏅淎敮123资源 利⽤理念 变⾰⼤ 数据技术 应⽤关爱适配感知公平和谐5淎鰢朾滾‵䙟殟鮼—Ronghuai HUANG, Dejian LIU, Kinshuk, etc., Transforming Education through Intelligent Technology: A comparison report of China and U. S. , March 20, 2019 喪挰麩第摌嘋麩第毈棛䥭鷥第汄殟鮼蚉拞6繚討殟嫃葍嘋稲暏麩嫃竪踀橢馝颽毈媬殟漷鯁語嫃竪匞顣㫩轃秈恞椥遙輬鷥嫃竪喪挰麩㹳寁嬑涻嫃竪7ｃ埊ｄ殟弴裌灎曄ｈ颹嫃蚉ꁬ鵒第鄶〦第蚘觪踲橢題第葦曡栯寁乁趨㻱㽭䓣䞓!ｈ 愰䞀嫃蚉楢䓣!ｈ 㬑㻸第鶔攧第愐歭繚討殟弴㢷鹷• 有理想信念 • 有道德情操 • 有扎实知识 • 有仁爱之⼼四有 好⽼师8嫃竪葍嘋炴濖ꇄ殟嫃.遡䓩.朾滾ꆲQTUꆳ9空间技术教学法惾屸巓縉㞐㰷鰢ꁬ鵒噅慩㞐歭圶• ⽀持任意时间、地点、⽅式和步调的学习 • 适应不同类型和不同条件的学习者 • 促进学习者轻松、投⼊、有效地学习 • 帮助学习者学会学习：掌握学习、发现学习、…智慧学习环境Smart Learning Environments嫃竪葍嘋裌ｃ淎敮ｄ臮懗10拥抱5G技术，优化学习环境11Source: IHS ECONOMICS & IHS TECHNOLOGY, The 5G economy: How 5G technology will contribute to the global economy (2017) 5G的实际GDP贡献相对于印度的规模(从2020到2035) 12.3万亿美元的全球经济产出(到2035年) 新增2千2百万⼯作岗位6H裌颪磗㰍荳)3146*124圶6H恄蚘䞀哅13增强移动宽带 Enhanced Mobile Broadband (EMBB)• 增强室内⽆线宽带覆盖范围 • 增强型户外⽆线宽带 • 固定⽆线宽带部署 • 企业团队合作/协作 • 培训/教育 • 增强和虚拟现实（AR / VR） • 扩展移动计算 • 增强的数字标牌⼤规模物联⽹ Massive Internet of Things (MIoT)• 资产追踪 • 智慧农业 • 智慧城市 • 能源/公⽤事业监控 • 物理基础设施 • 智能家居 • 远程监控 • 信标和关联的购物者特种业务服务 Mission Critical Services (MCS)• 动驾驶汽车 • ⽆⼈机 • ⼯业⾃动化 • 远程病⼈监护/远程医疗 • 智能电⽹6H恄蚘裌㜱繞礪弫14噅慩輬鷥嬺彨!歔橽6H殟鮼恄蚘!2035年与5G相关的全球经济活动将达12万亿美元 (2016年为⼗亿美元)农、林、渔业所有⾏业健康与社会⼯作⾦融与保险教育基建艺术与娱乐批发零售实⽤⼯具运输与仓储房地产活动公共服务专业服务采矿与采⽯制造信息与通信医院⾏业增强 移动宽带⼤规模 互联⽹特种 业务服务5G赋能 产值(M$)⾏业 产值占⽐縞蓙6H釁鄴䏲彎禰ⅲ䖼淵䗵眜)3146怇*15总产值就业岗位总产值就业岗位总产值就业岗位总产值就业岗位总产值就业岗位总产值就业岗位总产值就业岗位总产值就业岗位中国美国⽇本德国法国英国韩国世界 其它国家2035年全球5G价值链产出和就业前景 6H裌灎曄麩ⅲ㿖駇㻉恞163133怇!6H裌㢩玕㿖駇乁恄蚘!5G标准化时间表(标准制定与部署)17縞蓙6H曄囸裌轃恞澀勔乁駰勔!図匞6H㿖駇裌鎩釕!• 泛在⽆线接⼊，打造随需随⽤的移动式远程教学 • 多模态数据实时传输，打造远程⾃然交互式教学 • 超⾼清视频数据边缘计算，打造智慧平安校园 • ⾼清⾳视频实时交互，打造AR沉浸式互动教学 • ……⾼带宽 • 峰值10G • 均值1G低时延 • 端到端< 10ms • 空⼜< 1ms • 边缘计算海量连接 • 连接密度⾼ • 随时在线6H㰷鰢淎敮灹劻愄㪩18拓展5G应⽤场景，提升学习体验1920橢題區瞊礐愩嫃竪裌葎嬑䗵㡦ꇄWS0BS,JpU73%70%33%殟弴㪏賒淎敮朾滾鰢彸鴯溰歽㻰恄趨▃嫃竪䟉炣帝殟弴匞㺵係6怇愐塆䂶蚘淎敮袿膙乁橢題袿膙帝嫃灹弌颪㢮孹鉬臔鬿馝宻嫃竪杦縉裌楢鮭帝2/ 淎敮殟嬚0淎敮灹劻)臔鬿馝*!3/ 噅慩葎嬑區殟鮼!4/ 喪挰麩嫃竪第嫃蚉沜顣鯟篳第ｄ沜嘾ｄ殟嬚!5/ 軩嫃殟鮼第TUFN殟鮼第臮痆殟鮼!6/ 㣋㢮題鬿馝區ｃ朾鰢㼈厴ｄ6H!裌簐匞殟鮼恄蚘匼涻2122唈討6H,WS0BS0NS,JpU裌瞊礐愩嫃竪圶㢩玕圸顣朾滾!Nbttjwf!NJNP㺧餣㪌鉨!Fehf!dpnqvujoh馝颽礱膗!Ofuxpsl!tmjdjoh互联传感器云计算IoT平台https://cosmos-lab.org/cosmos-toolkit/index.php/educational-toolkit/index.html22个数学实验室15个科学实验室10个计算机实验室• 曾赢得Verizon 5G EdTech challenge竞赛的10万美元⼤奖(5G与中⼩学课程融合，共10个项⽬获奖)。 • COSMOS RET⼯具包将数学、科学和计算机⽆缝整合到课程中，以帮助学⽣应对发展和国际合作的需要。 • 这是NSF⼀系列资助项⽬的物化成果，也是其Platforms for Advanced Wireless Research (PAWR) 项⽬的组成部分。6H區TUFN殟鮼!)駰勔伇藥癛銅圶嫃*23https://www.ee.columbia.edu/5g-3d-immersive-cosmos-education-toolkit-wins-verizon-edtech-challengeVersion Lab：将VR、AR和“问题解决线索”整合，学⽣在⼀组与云、物联⽹等的虚拟实验室中合作探究。 5G COVET：包括⼀套⾼科技游戏化学习模块,整合⽿机、传感器、相机和艺术联结活动状态.區6H襺繚裌TUFN殟鮼廰繰篳24Adnan Aijaz, et al, Realizing the Tactile Internet: Haptic Communications over Next Generation 5G Cellular Networks, IEEE Wireles