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教育信息化是教育现代化的核心动力。2018年教育部发布《教育信息化2.0行动计划》、2019年国务院印发了《中国教育现代化2035》,相继强调了教育信息化在推动教育现代化过程中的地位和作用。

当前时代的教育信息化将不仅信息环境建设、软硬件支持,更应该结合教育理论,分析技术应用的多种潜力和层次,建设多应用场景、多实践领域、宽技术场域的实施路径,在此过程中依赖智能技术(特别是大数据、人工智能、云计算等技术)推动教育服务行业的智能化、教育应用的情景化和普及化,实现教育的革命性转型。 

目前教育网络的痛点分析

现今教育网络任然存在很多挑战,主要体现在:

教育信息系统资源共享难。教学、科研、管理、技术服务、生活服务等信息化系统采用烟囱式建设模式,导致出现大量信息孤岛现象,业务流程整合度低。

新型教育业务承载力不足。4k/8k直播课堂、AR/VR课堂、全息教育、4K高清监控、学校移动巡逻车等新型业务对网络带宽提出更高需求。

数据安全风险大。跨校区的共享资源、学生家长信息等存在泄漏风险,教育大数据的汇聚也将进一步加剧数据安全风险。

建设与运维成本高。教育信息系统建设以及多网融合导致建设、运维成本高昂。

智能化教育趋势和发展

传统教育形式单一,资源不均,智能化教育势在必行。以前的智慧课堂存在不足,痛点主要如下:设备无法做到无缝互联,不能智能化信息采集与控制,智能化的发展遇到障碍;网络终端无法有效管控,面对学生的风险增大;学习行为比较集中,网络并发访问高,需要网络访问质量控制服务等。

5G的出现,给教育行业带来了机遇。相较于传统智慧课堂,5G智慧课堂通过各种组成硬件终端的5G化,充分利用5G网络与生俱来的技术和业务优势,带给学校用户更快、更好、更流畅的体验。做到网络承载统一、超高带宽、速率更快、时延更低,再教育教学上产生了新的应用场景,比如:游戏化课程、VR实验环境、虚拟现实控制环境、高清立体显示、远程考试监测、学习行为追踪和挖掘、智能实验系统和智能教学系统等。

5G时代要实现智能的教育,需要整合各类智能化技术建立“基础设施层、数据支撑层、平台能力层、业务应用层、用户层”的五位一体式基础架构。通过一套多种技术制式的泛在基础网络、基于物联网和感知终端设备的基础设施层,汇聚校园基础数据库和校园大数据规划的数据支撑层,五大能力的平台能力层,覆盖教学、教研、教育管理、评价、家校共育、区域治理、终生学习以及教育公共服务等业务应用层,从而为学生、教师、家长、教育管理人员、技术人员提供智能化的支持服务和解决方案。

针对教育业务需求,结合5G特性,通过接入多种形态的智能终端和教育设备,构建全连接教育专网,部署整合计算、存储、AI、安全能力的教育边缘云,提供具备管理、安全等能力的应用使能平台,来建设校园并打造多样化教育应用。

5G智能校园整体架构

相对于4G移动网络,5G可以通过网络切片和边缘计算来满足行业用户的应用需求。在教育行业汇总,通过网络切片技术可以实现教育专网。(5G切片技术、边缘计算需要单独讲述,有兴趣 也可以自己去学习。)

5G是信息高速公路,物联网是其典型应用。5G网络性能将达到端—端之间1毫秒超低时延,10Gb/S级高吞吐量,单位平方公里内百万连接,具备网络内的高速移动性。5G特性使能物联网,实现“万物沟通”,构建具有全面感知、可靠传送、智能处理特征的连接物理世界的网络,实现任何时间、任何地点及任何物体的联结。

5G物联网可助力实现教育用户与校园环境、设施、终端、平台的有机结合,使用户可以更加精细和动态的管理生产、学习和生活,从而提高整个教学管理等等信息化能力。依托5G通信技术,物联网结合智能感知终端、云计算、边缘计算等技术,构建融合泛在的智慧物联网。采用云计算处理技术,提升万物互联和决策的实时性和可靠性,提升万物互联的智慧,并最终实现人与人、人与物、物与物之间的信任可控的5A(Anytime、Anywhere、Anything、Anyone、Anydevice)泛在交流的物联网驱动的、软件定义自动化智能世界。