搭上5G时代的快车，大学课堂将迎来新一轮的教学创新，大学校园也将变得越来越“智慧”。但相伴产生的新问题或也对高校信息化建设与管理部门提出新挑战。
有句话说，“4G改变生活，5G改变社会。”5G网络超高速、低时延、大连接、高可靠等特性正吸引国内外大学竞相将其引入校园。
年初，工信部、教育部联合公示年“5G﹢智慧教育”应用试点项目入围名单，遴选出了个利用5G网络的教育信息化最佳实践和解决方案，涉及互动教学、智能考试、综合评价、智慧校园、区域教育管理等7个重点方向，覆盖“教、考、评、校、管”等多个教育教学的关键环节。
通过盘点国内外大学的5G应用案例可以发现，5G走进校园后改善了今天高校教育教学和管理中的如下“痛点”。
破解跨校区教学互动难题
大学对5G的热情主要来自于它的速度。在课堂上，千里之外的教师、专家为学生视频授课时，5G网络的超高速将使学生和教师的交流更接近于“无缝沟通”。当教学中需要使用视频资料时，5G网络也能让下载瞬间完成。这也意味着教师可以将课堂上的时间专门用于教学，而不是等待缓慢的下载或处理网络连接问题。对中国大学而言，在跨学区教学，以及疫情发生以来广泛开展的线上教学、混合式教学中，5G技术对解决远程师生交流困难就尤为重要。
早在年秋季学期开学，北京邮电大学便通过“5G+全息投影”技术首次实现了跨校区远程互动教学。凭借5G低时延、高速率特性实现的4K影像实时传输，以及全息投影带来的全新体验，任课教师的三维全息投影人像跨越25公里清晰呈现在学生眼前，如同站在本教室讲台上为大家实时授课。基于5G技术实现的4K全息影像传输非常流畅，上课过程中几乎没有出现卡顿现象。
实行多校区办学的广东工业大学亦是如此。该校拥有大学城、东风路、龙洞、番禺、沙河、揭阳等多个校区，教师常需跨校区上课。为解决优质教学资源在不同校区共享的难题，学校将“推进‘智慧广工’建设”“加强公共课室设施设备整体提升”列入学校年发展大事中。如今，广工教师在智慧教室里为同学们授课，凭借5G实现的4K影像实时传输以及多屏实时互动技术，不同校区的学生也可参与到课堂中，并通过手机实时观看高清直播。
沉浸式体验提升学生学习兴趣
5G速度不仅拉近了师生交流物理上的距离，还拉近了虚拟与现实之间的距离。随着5G网络使用率的上升，一些带宽密集型技术，比如VR技术能够更广泛地应用于课堂教学，为学生提供一种沉浸式的学习体验，医学教育是较为常见的领域之一。
年秋季，费斯克大学联合VictoryXR等厂商推出了全美首个由5G驱动的交互式VR人体遗体实验室，供该校医学预科和生物相关专业的学生使用。这种全新的学习模式将面对面的课堂体验与5G驱动的VR技术结合起来，让学生能更好地在学习中探索人体完整的骨骼结构、肌肉结构和11个人体器官系统，同时还能与教师和同学面对面沟通。在实验室里，教授甚至可以从“人体”内取出器官，并递到学生手上。学生则可以将器官打开并放大到足够的尺寸，以便深入了解，并学习它们的工作原理。
与传统使用的真实“教具”相比，虚拟实验室的成本实际上更低，也更易于维护。随着时间的推移，虚拟实验室还可以将更多其他专业的教学添加到软件中，比如外科手术，人类和动物之间的比较学习，以及细胞水平的微生物学，等等。费斯克大学校长认为，这种将虚拟学习和面对面学习的最佳方面结合起来，将是教育的未来。
医学生可以借助VR技术学习认识人体结构，对数字患者进行手术和医疗护理。其实在其他学科教学中，有关立体物体展示、立体空间展示、展品介绍、虚拟空间的营造与构建、虚拟场景的构造等诸多方面，VR技术也都不同程度地发挥了作用。比如现在已经有部分国内高校通过5G+VR技术模拟物理环境和历史环境实现“时光倒流”，为学生开启一次独特的教育之旅。
在北京理工大学虚拟仿真实验室开设的一门名为“重走长征路”的党史教育课堂上，学生头戴VR眼镜，眼前是满天飞雪，背后是万丈悬崖，老班长提醒别掉队的声音时不时出现在耳边。互动化、个性化、沉浸式课堂教学体验，极大地提升学生学习兴趣，利于快速吸收知识。
5G物联融合
让校园管理更加精细、高效
5G的应用为教学创造了更多可能，当它扩展到校内专网则意味着可以通过开发各种物联网应用来改善校园服务。在最新公布的年“5G+智慧教育”应用试点项目入围名单中，就有不少高校提到了通过场景终端与5G物联融合赋能智慧校园、绿色校园、平安校园建设。
国外高校中，新加坡国立大学利用物联网应用程序实现精细化校园管理也是一个有代表性的案例。据悉，该校在与当地电信公司StarHub为期两年的合作中，将通过开发各种5G和物联网应用，改善户外校园设施运营管理，包括预测性维护、建筑外墙检查、内务管理、安全管理。最初的探索将集中在使用物联网传感器更有效地维护校园设施。例如有限的人力资源将对一些劳动密集型的校园服务提出挑战。为此学校大学城安装了智能卫生传感器，当水龙头或冲洗系统出现故障时，设施管理人员将及时收到提醒。这不仅减少了定期维护的需要，降低了成本，而且还加快了设施维修响应速度。此外，卫生间里还部署了用于跟踪和监测氨气、占用率情况的传感器，以便在卫生间需要清洁时发送通知。5G物联网使管理人员可通过移动仪表板访问这些数据，以便及时清洁和维护。
另外还有一些试验已在进行中，譬如使用无人机和巡逻机器人来创造更安全的校园环境。在5G的支持下，安装在无人机和巡逻机器人上的移动摄像头可以将实时信息无缝传输到安全指挥中心，以快速检测校园内的任何可疑物体和活动。研究表明，人工智能驱动的无人机对建筑立面的检查耗时可以减少70%。
新的问题，新的挑战
搭上5G时代的快车，大学课堂将迎来新一轮教学创新，大学校园也将越来越有“智慧”。但相伴产生的新问题或也对高校信息化建设与管理部门提出新挑战。
譬如在网络管理层面，目前校园网经过多年的迭代，已经形成具有一定规模的园区组网。5G专网的建设是否意味着要替代现有的校园网？再如，下沉到校园的5G专网用户既可能是B端用户，也可能是C端用户，两者如何融合？若C端用户只有使用具备5G功能的设备终端才能享受到5G专网带来的便利，那么由此可能产生的教育公平问题将如何解决？
当然还有数据安全与隐私保护的问题。利用伴随式数据采集、动态大数据分析等技术可实现学生事务管理供需的精准化，但又如何为人工智能算法的应用划出“红线”？5G网络可实现课堂教学视频快速录制并上传到云端，但此后如何审核上传云端的内容并保障传播安全？教学空间的隐私如何保护？这些都有待高校在跑步进入5G时代的过程中充分思考，提出合理可行的解决方案。
主要参考文献：
[1]叶子.5G让智慧教育更有趣[N].人民日报海外版，-02-23（8）.
[2]LarryBernstein.How5GWillAdvanceEducationalTechnologyonCampus[EB/OL].-01-16.edtechmagazine.
[3]EileenYu.SingaporeuniversitytotapIoT,5Ginsmartcampustrial[EB/OL].-02-08.ZDNET.
[4]北京邮电大学、广东工业大学网站
作者
麦可思郭坤
本期责编
麦可思王捷