5G+人工智能技术给教育带来的改变

　　摘    要：　美国、韩国、中国率先部署5G的商业运营，中美之间的贸易博弈实质是核心技术的竞争，尤其是5G主导权之争。随着5G技术的成熟和普及，未来2-3年内，人们的工作、学习将受到全面的冲击和全方位的影响。新时代，人们对教育的全方位需求与技术对人们学习支持的不充分和不平衡之间的矛盾也将愈发突出。5G+人工智能技术场景中数据的融合和学习技术的融合，使得基于5G智能技术的教育应用更加“以人为本”和“立体化”，人们的多元教育需求将得到极大的满足。随着用户数据的大量增长和海量级的学习交互需求，大量的深度学习、跨界深度融合、多主体交互与协同以及智能主体的自主操作等智能教育生态需要在新的通讯技术环境中实现，教育在新一轮信息技术革命浪潮中迎来新的机遇与挑战。

　　关键词：　5G; 人工智能技术; 教育;

　　Abstract：　　America,South Korea and China took the lead in employing 5 G business.The trade war between China and America is in essence the competition of core technology,particularly the dominance of 5G technology.As 5 G matures and popularizes,there will be comprehensive impacts on people's work and learning within two to three years.Entering a new era,the contradiction between people's overall needs for education and the inadequate and imbalanced technological support for people's learning is getting severer.5 G+ AI technology brings about thedataintegration and learning technology integration,which makes the education based on 5 GAI more human-centered and three-dimensional,thus greatly satisfying people's needs for diversified education.With the growing number of users'data and learning interaction needs,a multitude of intelligent education norms,such as deep learning,deep transboundary integration,multi-agent interaction and cooperation as well as autonomous operation of intelligent agent,need to be achieved amid new communication technology.Both opportunities and challenges in education are to be faced in the new round of information revolution.

　　Keyword：　5G; AI technology; Education;

　　一、全球5G技术的勃兴及其对教育生态的革新：教育更加“以人为本”和“立体化”

　　思科（Cisco）公司在2018年预测，世界移动用户和智能连接设备将在2019年达到115亿，数据量将突破24.3艾字节。新型的智能手机、智能电子产品如智能手表、智慧家电等进入寻常百姓家中将成为普遍现象，大量的智能技术如AR、VR、AI等需要在大数据容量状态下进行交互式应用。要满足百亿级及以上规模的用户数据需求，必须在超高速率、超低时延以及适度的能耗成本上达到技术要求，这导致第五代通信技术5G的全球商业化应用将在2019年开始达到高潮。

　　美国和韩国在2018年率先部署5G的商业运营。2019年6月6日，为应对美国对我国5G技术的打压和激活国内5G市场内需，中国商务部提前半年向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，中国5G的商业布局正式展开。众所周知，中国的5G技术明显领先于欧美等发达国家，美国等西方国家惧怕中国在未来通讯技术领域占据先机，因此以贸易战为名，对中国高科技企业进行打压，试图阻断中国5G技术在全球的商业推广和应用。历史上，一种新技术的率先使用和普及往往会受到诸如政治因素的影响，同时也最早应用在商业和军事领域，教育领域的应用往往会更加滞后一段时间。有意思的是，极力配合美国政府打压中国的芯片运营商美国高通公司，第一时间表示愿意为中国市场的5G运营提供全方位的芯片技术支持，WIFI和蓝牙技术协会在宣布将华为公司除名后的第三天又改变主意，将华为重新纳入技术联盟。中国这个全球最大的数据应用市场将为5G技术的迭代优化提供最好的研发基础，放弃中国市场基本上就放弃了技术创新的最优质的沃土。因此，面对巨大的中国市场的吸引，5G的所有技术厂商都将配合中国开展5G服务。

　　随着5G技术的成熟和普及，未来2-3年内，人们的工作、学习将受到全面的冲击和全方位的影响。人们对教育的全方位需求与技术对人们学习支持的不充分和不平衡之间的矛盾也将愈发突出，5G智能教育生态系统的发展将成为5G技术应用的热点领域。以第五代通讯技术、网联网、云计算、区块链以及学习分析技术为代表的智能技术正在为人们提供更多的智能化学习支持。路易斯撰写的最新研究报告“5G将如何塑造创新和安全”认为，5G技术为人们提供了更加立体化的数字化环境（Lewis James,2018）。[1]数据的融合和学习技术的融合，使得基于5G智能技术的教育应用更加“以人为本”和“立体化”。

　　二、5G+人工智能技术：新的教育场景技术催生教育产生结构性的变革

　　一直以来，人工智能技术在商业和军事领域的应用较为活跃，在教育中的推广与应用成效略显不足。“为什么计算机改变了几乎所有领域，却唯独对学校教育的影响小得令人吃惊？”[2]乔布斯之问问出的不是技术革新快与慢的问题，而是教育生态系统在技术要素的驱动下变革的问题。在乔布斯逝世8年之时，国际组织与各国政府机构正积极推动着技术在教育中的变革，一切似乎正在发生着改变。
 

　　（一）新一轮信息技术与教育深度融合

　　近十年来，以移动互联网技术、云计算技术、网联网技术、大数据技术以及人工智能技术为代表的新一轮信息技术正在对人类科技产生颠覆性的影响和革命性的变革。教育正在经历由1.0时代信息技术作为外力推动教育变革，转变为2.0时代通过新一轮的信息技术对整个教育生态系统的重构来实现教学模式和方法的创新，使得技术与教育实现深度的融合。教育信息化1.0时代，我国大部分的中小学校和高等院校，将信息技术的教育应用和教育信息化当作后勤工作来规划和管理，在教育信息化2.0时代显然是不合时宜，也不符合国家教育信息化2.0战略规划的方向。

　　（二）《北京共识》标志着人工智能教育2.0时代的到来

　　2017年国务院印发《新一代人工智能发展规划》，2019年5月联合国教科文组织在中国北京举办了主题为“规划人工智能时代的教育：引领与跨越”的首届国际人工智能与教育大会，***总书记向大会发去贺信，教育部部长陈宝生宣布中国将在2020年建立50家人工智能学院、研究院或交叉研究中心。[3]大会发布了《北京共识》，并在国际上产生深远的影响。大会对于以人工智能为代表的信息技术在教育中的创新应用、探索中国2035教育现代化目标的实现以及扩大国家之间的教育合作具有里程碑式的意义。

　　目前，中国在人工智能技术领域的成果（如研究类论文等）发表以及人工智能产业的规模上全球领先，尤其是5G+人工智能技术的应用，中国将成为世界上最大、技术研发应用最活跃的市场体系；而欧美尤其以美国为代表，其人工智能理论体系、人工智能技术以及人才储备等方面领先优势明显。[4]从国际经验来看，在更高效率和生产力的驱动下，人工智能技术一方面通过自动化和智能化的技术应用逐步代替一些机械重复的工作岗位，使得人们从繁重的、重复性的、以体力为主的工作中解放出来，一些劳动密集型的工作岗位被淘汰；另一方面，根据高德纳咨询公司Gartner的报告，[5]到2020年人工智能将创造出诸如机器训练师、人工智能工程师、测试员等超过230万个新的工作岗位。因此，在人工智能2.0时代，新型岗位的要求将使得教育生态体系重构，重新塑造人工智能教育的新体系。

　　联合国教科文组织协会世界联合会荣誉主席陶西平先生指出，人工智能与教育教学的深度融合正在个性化教育中产生奇妙的化学反应，结构上更加开放的教育和时时、处处、人人学习的泛在学习方式将使教育生态产生革命性的变革。[6]

　　（三）移动通信技术+人工智能技术对教育产生结构性的变革

　　移动通信技术的发展为人类生活带来了革命性的变革，尤其是对人们学习方式提供了更多的便利性，随时随地的学习需求得以极大的满足。以模拟语音业务为主的第一代通信技术（1st Generation,1G）为学习者带来了基于移动的语音学习支持，第二代2G和第三代3G通信技术以提供数字语音和数据业务为主，使得移动学习拓展到移动虚拟网络空间，第四代4G和第五代5G通信技术支持各种数据如文本、图像以及视音频传输，尤其是5G网络，使得学习者能够在海量的移动数据和智能设备间进行交互，智能的、多样化的随时随地学习场景使得泛在学习成为可能。4G及其之前的通讯技术将网络化学习和数字化学习的普及和应用推向了深入，然而随着用户数据的大量增长和海量级的学习交互需求，大量的深度学习、跨界深度融合、多主体交互与协同以及智能主体的自主操作等，[7]智能教育生态需要在新的通讯技术环境中实现，5G技术的快速普及将为人工智能技术在教育中的应用提供了天然的土壤。

　　代表人工智能系统的巅峰之作、Google DeepMind团队研发的AlphaGo,[8][9]写稿机器人、机器人记者、人工智能播音员以及微软（亚洲）互联网工程院研发的微软小冰，借鉴人们在现实环境中的学习交互策略和学习过程，融合深度神经网络和强化学习形成自动强化学习模型。该模型通过异构网络间的协同，模拟类脑功能、以提升智能教育生态系统水平为目的取得了人工智能的突破性进展，也拓展了类脑人工智能研究的新的方向和场域。2016年之后，以类脑为方向的5G+人工智能的环境开始影响人们的生活和工作，在教育领域，也出现AI+教育融合技术，如教育中的诸多要素如教师、学习者、环境、资源等交互更加多元化，如除了传统网络环境中的师生、生生、人机交互外，环境与环境、资源与资源之间也以类脑智能的方式进行交互与学习，[10]并在智能系统中不断迭代与优化，甚至在智能学习情境中超越人类的某些功能，一个囊括多元智能主体交互与学习的智能教育生态系统正在5G技术场景中形成。智能教育生态系统综合运用了5G+教育技术，将物联网技术、区块链技术、大数据技术、云计算技术、VR、AR等智能技术在5G技术场景中加以融合，使得真实世界与虚拟世界的知识得以无缝链接、教育教学与现代教育技术实现深度融合。[11]

　　三、5G+人工智能教育的机遇与挑战

　　郭绍青等学者指出，人工智能将对人类的生活、生产、思维与学习方式等产生结构性重组。[12]

　　5G+人工智能技术的教育应用首先为教育提供了创新驱动的关键技术要素和强大的助推力，使得基于人工智能技术的教学创新形态不断普及和深入，如写稿机器人、机器人记者等在语文教学中的应用，使得基于微信、脸书等超过10亿级用户的平台信息大数据和计算算法的稿件写作更加高效且全面。

　　其次，在5G+人工智能技术场景中，教育资源的生产结构产生了根本性的变化。5G技术解决了人工智能技术海量级数据传输的需求，更多非结构化数据的传输通过无线通讯技术的支持得以实现，使得个性化的、智能化的学习需求得以满足，极大的满足了教育的多元化需求，丰富和改变了教育资源的结构。

　　然后，5G+人工智能技术的教育应用将大大改善教育教学效果和教学效率。知识的生产、传递、更新将以多媒体形式快速在移动互联环境下转换，学习者通过智能技术环境开展随时随地的个性化学习，教师通过多智能主体创设学习空间，更加有效的促进学习者的深度学习效率。

　　参考文献

　　[1] Lewis J A.How 5G will Shape Innovation and Security:A Primer[R]. Washington:CSIS,2018.Lewis J A.How 5G will Shape Innovation and Security:A Primer[R].Washington:CSIS,2018.
　　[2] 王庆环．“乔布斯之问”问出什么教育问题？[N]．光明日报，2015-12-08.
　　[3] 百度百科．国际人工智能与教育大会[DB/OL].https：//baike.baidu.com/item/国际人工智能与教育大会/23495253?fr=aladdin，访问日期：2019-06-26.
　　[4]臧红岩．“负责任创新”：人工智能教育之基[N]．中国社会科学报，2019-06-06.
　　[5]Gartner.Gartner Special Reports[DB/OL].https：//www.gartner.com/en/products/specialreports，访问日期：2019-07-03.
　　[6]陶西平．积极推动人工智能和教育深度融合[N]．中国教育报，2019-06-15.
　　[7]朱永海．智能教育时代下人机协同智能层级结构及教师职业形态新图景[J]．电化教育研究，2019(1):104-111.
　　[8] Silver D, Huang A, Maddison C J,et al.Mastering the Game of Go with Deep Neural Networks and Tree Search[J].Nature,2016,529(7587):484-489.
　　[9] Silver D, Huang A, Maddison C J,et al.Mastering the Game of Go without Human Knowledge[J].Nature,2017,550(7676):354-359.
　　[10]袁磊．5G时代的教育场景要素变革与应对之策[J]．远程教育杂志，2019,(3):27-35.
　　[11]兰国帅．5G+智能技术：构筑“智能+”时代的智能教育新生态系统[J]．远程教育杂志，2019,(3):3-15.
　　[12]郭绍青．人工智能对教育的革命性影响[N]．学习时报，2019-05-31.