“5G+智慧教育”背景下的校园网络建设存在的问题及对策

皇甫绎达

（苏州市电化教育馆，江苏 苏州 215011）

近年来，智慧教育发展如火如荼，5G技术技术与教育领域深度融合已经成为必然趋势[1]。5G技术作为一种新一代宽带无线移动通信技术，其高速率、低时延、大容量等技术优势，可为教育信息化提供更优质的网络基础设施支撑，加速推动智慧教育从数字化到网络化再到智能化发展。

1 “5G+智慧教育”模式

1.1 “5G+智慧教育”概述

“5G+智慧教育”是以5G技术为支撑，应用人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术，通过网络、平台、应用和终端四个层次构建的新型教育模式。5G时代的到来，使各种场景应用趋于智能化。以5G技术为代表的新一代信息技术的迅猛发展，推动了教育教学的深刻变革。在5G技术的加持下，教育将更具实时性、交互性，“5G+智慧教育”将成为一种新的教育模式和教学生态，更好地满足学生个性化发展需求，并在智慧校园、智慧教育等场景中得到广泛应用。一是通过建立开放学习平台和智能服务终端实现对学习资源的管理、共享与协同应用；二是通过建设“云”教室，利用云计算、大数据等技术，实现教、学、管、评等各环节的智能化；三是利用人工智能、物联网等技术为学生提供个性化学习资源；四是构建科学合理的评价体系（见图1）。

图1 智慧教育的模式

1.2 应用场景

当前，在“5G+智慧教育”发展方面，国内众多高校已进行了探索和实践。北京科技大学基于5G技术构建了智慧教室、智慧图书馆和智慧管理系统；北京化工大学基于5G技术打造了混合学习环境、虚拟仿真实验室；福建师范大学建立了5G智慧课堂等；苏州科技大学基于5G技术建立了高质量虚拟仿真实验教学平台……总体来看，目前高校在推进“5G+智慧教育”方面都已取得了一定进展，但仍存在很多问题亟待解决[2]。

5 G 技术的应用场景包括：增强移动宽带（Enhanced Mobile Broadband，eMBB）、超高可靠低时延通信（Ultra Reliable Low Latency Communication，uRLLC）以及海量机器通信（Massive Machine-type Communications，mMTC）。如图2所示。

图2 5G三大应用场景

1.3 5G技术给教育带来的变革

5G技术的高速率、低延时特性可以为云化学习平台、网络教学系统、教学管理系统提供更加强大的计算与存储能力，使其在未来智慧教育中发挥更大的作用，能够将课堂上无法进行的教学内容直接传递给学生，有助于实现远程授课；教师可通过智能化的数据采集与分析技术，了解学生对知识点的掌握情况，实现因材施教；人工智能等技术可帮助教师完成备课、批改作业、模拟考试等教学任务；借助5G技术，教师和学生之间可以进行实时交互共同协作完成教学任务。

5G网络能够构建一个更加开放的学习环境，为学生提供更加丰富和便捷的学习资源，通过5G网络学生可根据自身需求自主选择适合自己的学习资源。5G网络使多媒体、多模态等技术深度融合到教学场景中，能够提供更加多样化的教学方式。同时利用物联网、人工智能等技术，学校采集学生生活中各个方面产生的数据，基于此建立一个学生全生命周期个性化学习平台，为学生提供更加智能的学习和发展空间。

5G技术所带来的信息传输速率的提升以及移动终端设备性能的日益完善，将使得智慧教育成为可能。在这一过程中，学校可通过传感器、边缘计算等技术将实时采集到的教学活动数据传输到云平台，通过对教学数据进行分析与处理，实现对教育资源智能化的管理与应用。

2 “5G+智慧教育”背景下校园网络建设存在的问题

2.1 探索还处于起步阶段，缺少相关指导政策

“5G+智慧教育”模式探索在全球范围内都还处于起步阶段，我国的部分城市和学校已经开始了相关的实践探索，但是与发达国家相比还有一定的差距。一是尚未出台相关国家指导政策和规划。我国目前对于“5G+智慧教育”的研究刚刚起步，相关指导政策和规划尚未出台，无法形成系统指导方案。二是试点示范项目不够突出。我国目前对于“5G+智慧教育”的试点项目还不够多，试点项目主要集中在长三角地区，以杭州为代表的浙江省以及北京、上海等一线城市由于在政策方面和资金方面有优势，所开展的试点示范项目数量较多，但其他地区相对较少，使得全国范围内尚未形成一个完整的、广泛的示范效应。

2.2 校园网络建设中，存在网络覆盖和质量方面的问题

在“5G+智慧教育”背景下进行的校园网络建设中，普遍面临的一个关键问题是网络覆盖和质量方面的挑战。尽管5G技术提供了更高的速度和更低的延迟，但实际上，校园网络的覆盖范围往往不均匀，特别是在较大或地理上分散的校园区域，这导致某些校园区域享受到高速稳定的网络服务，而其他区域则面临网络信号弱或不稳定的问题，影响了教学和学习的连续性。此外，网络质量的不一致性，如在高峰时段的网络拥堵或设备兼容性问题，进一步影响了网络的实际应用效果，这些网络覆盖和质量问题不仅阻碍了智慧教育应用的推广，也限制了学生和教师在教育活动中充分利用5G技术的潜力。因此，校园网络建设在努力利用5G带来的技术优势的同时，也必须面对这些现实挑战。

2.3 教师对新技术的掌握和应用能力参差不齐

在“5G+智慧教育”背景下的校园网络建设中，教师对新技术的掌握和应用能力方面存在显著差异，这种差异主要源于教师个人对技术的熟悉程度、培训机会的不平等以及对新技术的接受度不同。一方面，一些教师可能因为缺乏必要的技术背景或对新技术的抵触感，而难以有效地融入5G和智慧教育工具到他们的教学实践中。另一方面，即便有意愿和兴趣，教师可能也缺乏获得系统培训和实践经验的机会。这种能力的不均衡不仅影响了教学质量，也限制了智慧教育技术的充分发挥和普及。此外，教师在技术应用上的不自信或缺乏支持，还可能影响学生对这些新技术的学习和接受，从而在一定程度上阻碍了“5G+智慧教育”在校园中的有效实施和发展。

2.4 “5G+智慧教育”的安全问题

（1）信息安全基础设施建设滞后，难以适应日益增长的信息技术应用需求。学校校园网络基础设施主要包括教学楼、图书馆、宿舍、食堂等建筑物内部网络系统以及实验室、机房等管理系统，目前这些网络设备大多采用传统交换机和防火墙设备，虽然能满足校园网络应用需求，但随着学校业务范围越来越广，这些设备逐渐暴露出性能有限、不够灵活的问题。由于校园网络是整个学校网络的基础设施，是所有应用业务和数据的承载平台，所以校园网络基础设施建设滞后将制约整个学校信息化建设的发展[3]。

（2）网络安全意识薄弱，缺乏有效的安全防护手段和措施。当前信息化校园建设和应用已成为主流趋势，但许多学校还不能充分认识到信息技术对于教育发展的重要性，对于信息技术应用的安全风险和隐患认识不足。虽然现在各个学校都有建立自己的校园网系统，但是由于网络安全意识薄弱，导致数据泄露风险增大，不法分子可能通过网络攻击窃取或篡改信息，给学生和教师的隐私安全带来威胁。

（3）随着智慧教育应用的增多，如在线考试、远程教学等，数据的完整性和真实性面临挑战，一旦数据被恶意篡改，将严重影响教育公正性和可靠性。因此，随着“5G+智慧教育”的推进，信息安全问题逐渐成为制约其发展的重要因素，需要高度重视和深入研究。

3 “5G+智慧教育”背景下校园网络建设的对策研究

3.1 明确“5G+智慧教育”的发展方向

在“5G+智慧教育”的背景下，5G网络建设将会成为推动教育信息化发展的关键力量。为有效解决与此相关的问题，需要政府、学校和社会各界的协同努力。政府层面应加强对5G智慧教育的支持和宣传推广，比如通过举办相关活动和比赛来提高政府官员和公众对5G技术的认识和理解，从而为5G在教育领域的应用创造积极的发展环境。在政策引导和支持下，高校、科研机构和企业应密切合作，深化5G技术在教育领域的集成和应用，探索并实践“5G+智慧教育”的新模式，这包括建立5G智慧教育实验室，充分利用5G技术在智慧教学中的优势，并在实际应用中不断完善和优化相关方案。此外，学校还应着重于提升师生对教育信息化的认识，强化其对“5G+智慧教育”价值的理解，通过加强培训和实践，让教师和学生更加主动地融入到“5G+智慧教育”的实践中。这不仅有助于提升教学质量和学生的学习能力，而且将促进我国教育信息化的整体进步[4]。

3.2 增强网络基础设施建设，提高网络的整体性能

针对校园网络覆盖和质量方面的问题，应通过增强网络基础设施建设来提高网络的整体性能。首先，可采用先进的网络技术，如部署更多的5G基站和Wi-Fi 6接入点，这不仅增强了网络信号覆盖，还提升了网络承载能力，尤其是在人员密集的教学楼和宿舍区。其次，实施动态网络管理系统，该系统能够根据网络流量和使用模式实时调整网络资源分配，确保在高需求时段网络仍保持高效运行。最后，引入云边缘计算技术，将数据处理和存储更靠近用户端，这样可以减少数据传输延迟，提高网络响应速度。为更好地监控和维护网络性能，可以建立一个综合网络监测平台，该平台不仅能实时监控网络状况，还能预测潜在的问题并快速响应。

3.3 完善教学应用场景，创新教学的多样性

（1）各级政府部门应重视5G网络在智慧教育中的应用，通过政府政策、资金支持等措施引导、鼓励、支持5G应用在智慧教育中的创新发展。

（2）学校应积极推进“5G+智慧教育”建设，推动“5G+智慧教育”的发展。

（3）企业应加大对5G智慧教育系统建设及应用方面的研发投入，进一步完善网络环境建设。

（4）教师应提升自身信息化素养和技能，积极主动地在实践中探索、创新教学方法，为学生提供更好的教学环境，促进5G技术与教育教学深度融合。

3.4 “5G+智慧教育”的安全问题的解决对策

“5G+智慧教育”的安全问题也是国家和学校高度重视的问题，国家和学校已成立专门的工作组来应对。首先，根据《中华人民共和国网络安全法》《中华人民共和国数据安全法》《中华人民共和国个人信息保护法》等法律法规，国家有关部门出台了相关法律法规，并将进一步完善网络安全法律制度体系。其次，建立“5G+智慧教育”网络安全保障机制。一方面，健全组织机构和管理机制，成立5G+智慧教育安全工作领导小组，并设立5G+智慧教育安全管理中心；另一方面，建立安全防范机制及应急预案体系，提高网络安全监管的技术和手段[5]。最后，加强技术研发及人才培养。“5G+智慧教育”网络安全问题有其特殊性和复杂性，目前的应对措施还是比较滞后的，国家应该在政策、资金等方面加大对“5G+智慧教育”网络安全的投入力度。

4 结束语

文章对“5G+智慧教育”背景下校园网络建设存在的问题和解决策略进行了分析和研究。未来，随着5G技术的不断发展成熟和应用范围的不断扩大，基于5G技术的智慧教育将成为智慧城市建设中一个不可或缺的组成部分。随着我国教育事业逐步进入全面发展新阶段，未来将会有更多先进科技为智慧教育提供技术保障，从而促进我国教育事业向更高层次迈进。