摘? 要：隨著教育信息化的不斷深入，各種新興信息技術(shù)與高校教育、教學(xué)業(yè)務(wù)深度融合，高校教育已逐步走向“智慧教育”的新階段，而智慧校園正是其發(fā)展方向。藝術(shù)院校在教育教學(xué)過程中自身的特色使得其智慧校園建設(shè)過程呈現(xiàn)新的特點與難點。2019年中國率先發(fā)放5G商用牌照，標(biāo)志著在中國5G技術(shù)正式進(jìn)入應(yīng)用，其在校園的推廣運用能夠應(yīng)對藝術(shù)院校教育信息化的眾多難點問題，將促進(jìn)藝術(shù)院校產(chǎn)生眾多新的藝術(shù)類教學(xué)與管理應(yīng)用場景，為藝術(shù)院校的智慧校園建設(shè)賦能。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);智慧校園建設(shè);藝術(shù)院校教育信息化

中圖分類號：TP399? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）21-0120-04

Abstract：With the continuous deepening of education informatization，the deep integration of various emerging information technologies and college education and teaching business，college education has gradually moved to a new stage of “smart education”，and the smart campus is its development direction. The characteristics of art colleges in the process of education and teaching make their smart campus construction process present new features and difficulties. In 2019，China took the lead in issuing 5G commercial licenses，marking the official entry of 5G technology in China. Its promotion and use on campus can cope with many difficult problems in the education of art colleges and universities，and will promote the creation of numerous new art teaching in art colleges and management application scenarios，empowering the intelligent campus construction of art colleges.

Keywords：5G technology;smart campus construction;education informatization of art colleges

0? 引? 言

教育信息化是教育現(xiàn)代化的核心動力。而智慧校園建設(shè)則是教育信息化的高級階段。未來，智慧校園的建設(shè)將會表現(xiàn)出教育環(huán)境智慧化、教育信息無縫流通、教育業(yè)務(wù)智能協(xié)同、教育資源智能分配等特征。而上述特征的實現(xiàn)將依托于5G時代以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能、云計算等為代表的技術(shù)的成熟和應(yīng)用，5G本身所能提供的高帶寬、低時延的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也將為智慧校園的建設(shè)提供極為強(qiáng)大的助力。

本文第一節(jié)將闡述智慧校園的內(nèi)涵，提出智慧校園建設(shè)的分層基礎(chǔ)構(gòu)架;第二節(jié)對5G概念進(jìn)行描述，并分析5G技術(shù)與智慧校園建設(shè)之間的關(guān)聯(lián);第三節(jié)提出5G賦能下的藝術(shù)院校智慧校園建設(shè)的幾個典型應(yīng)用場景;最后對全文進(jìn)行總結(jié)，并且對下一步的研究工作進(jìn)行展望。

1? 智慧校園內(nèi)涵

隨著“智慧地球”“智慧城市”等概念的提出，“智慧校園”的概念也隨之出現(xiàn)。浙江大學(xué)在信息化“十二五”規(guī)劃中首次提出了建設(shè)“智慧校園”的概念，這是教育信息化發(fā)展的必然趨勢[1]，其核心是“以人為本”，依托云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，使用全面覆蓋的智能終端對校園的人、物實現(xiàn)全面智能感知，對校內(nèi)大數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，以泛在網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，為管理員、教師、學(xué)生等人員提供各種個性化的智慧教育、教學(xué)服務(wù)及更為舒適便利的校園生活環(huán)境。

實現(xiàn)智慧校園的建設(shè)，需要整合各類智能技術(shù)建立智慧校園體系的分層基礎(chǔ)架構(gòu)，層次的具體劃分如圖1所示。基于物聯(lián)網(wǎng)和智能感知終端，以泛在網(wǎng)絡(luò)為通信基礎(chǔ)，匯聚校園內(nèi)眾多數(shù)據(jù)資源，提供統(tǒng)一入口及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，覆蓋包括智慧管理、智慧教學(xué)、智慧學(xué)習(xí)、智慧科研等多種業(yè)務(wù)的智慧應(yīng)用，為學(xué)校管理者、教師、學(xué)生、教輔人員等人員提供智慧化服務(wù)。而5G技術(shù)與智慧校園體系的分層基礎(chǔ)架構(gòu)中的每一層均有千絲萬縷的聯(lián)系，將為智慧校園的建設(shè)提供極大助力。

2? 5G與智慧校園

2.1? 5G概述

5G即第五代移動通信技術(shù)，是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)，與前幾代的移動網(wǎng)絡(luò)相比，5G網(wǎng)絡(luò)的能力將有質(zhì)的提升[2，3]：10Gbps的峰值數(shù)據(jù)速率，比4G提升數(shù)百倍;最低傳輸時延可達(dá)1ms，而4G手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)延時則約為30～70ms;頻譜效率可比4G提高3至5倍;每平方公里千兆的連接密度、每平方公里的業(yè)務(wù)密度可達(dá)10Tbps、功效將提升100倍。

總而言之，5G將引入更為先進(jìn)的技術(shù)，通過更高的頻譜效率、更多的頻譜資源等滿足移動業(yè)務(wù)流量高速增長的需求，應(yīng)對4G網(wǎng)絡(luò)難以解決的問題。5G將為用戶提供超越光纖的接入速率，“零”時延的應(yīng)用體驗，超大規(guī)模設(shè)備的連接能力，超高流量密度和超高移動性支持等多種場景的服務(wù)，同時，網(wǎng)絡(luò)能效將得到百倍提升，而比特成本則百倍降低，最終構(gòu)建高速率、大容量、低時延、高可靠性的網(wǎng)絡(luò)社會，實現(xiàn)“信息隨心至，萬物觸手及”的總體愿景[4-6]。

2.2? 5G與智慧校園各層的關(guān)聯(lián)

智能感知層：以5G融合網(wǎng)絡(luò)為通信基礎(chǔ)，實現(xiàn)全面的物聯(lián)網(wǎng)終端布局，實現(xiàn)校園的全面感知，為智慧校園提供數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)通信層：5G網(wǎng)絡(luò)將與傳統(tǒng)的3G/4G、WIFI等網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)多網(wǎng)融合與互聯(lián)，成為智慧校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的基礎(chǔ)，提供不分時地、泛在的通信支撐。

智慧數(shù)據(jù)層：5G的高速傳播將為智慧校園信息數(shù)據(jù)收集與傳輸提供強(qiáng)有力的支持，而5G的低時延的特性將為數(shù)據(jù)的云端處理提供通信基礎(chǔ)。

統(tǒng)一平臺層：5G融合網(wǎng)絡(luò)及其他各種信息技術(shù)將實現(xiàn)支撐服務(wù)的構(gòu)建，成為智慧校園的各類智慧應(yīng)用獲取統(tǒng)一入口和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的保障，同時，5G邊緣端可計算的特性可進(jìn)行基于安全協(xié)議和規(guī)范的信息處理，保障平臺登錄的安全認(rèn)證。

智慧應(yīng)用層：5G高速率低時延的特點，將為智慧管理、智慧教學(xué)、智慧學(xué)習(xí)等各種智慧型校園應(yīng)用采集更為全面和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，而通過5G技術(shù)建立的各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的私有基站，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)和計算的高速處理，為各類用戶提供更為優(yōu)質(zhì)、智能的學(xué)習(xí)、生活、管理等全面的功能服務(wù)。

2.3? 5G與智慧校園相關(guān)的信息技術(shù)

智慧校園的建設(shè)需要運用多種新興信息技術(shù)，而5G往往正是推動這些技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵力量，下面將對智慧校園建設(shè)中可能涉及到的幾種主要技術(shù)與5G的關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析。

2.3.1? 物聯(lián)網(wǎng)

萬物聯(lián)網(wǎng)將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，5G具有高帶寬的特點，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)超大數(shù)據(jù)量的需求;5G的低時延特性能夠適用于對實時性要求極高的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景（如無人駕駛）;5G廣泛采用D2D技術(shù)使數(shù)據(jù)采集的智能終端與用戶的5G手機(jī)能夠直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，節(jié)省通信時間，且更經(jīng)濟(jì)便捷。

2.3.2? 云計算與云存儲

目前，云計算與云存儲無法在移動端大范圍推廣使用，制約其發(fā)展的關(guān)鍵在于云計算服務(wù)器端與客戶端之間的無線通信，4G網(wǎng)絡(luò)無法滿足云計算低時延的要求，云端產(chǎn)生的運算結(jié)果與存儲的數(shù)據(jù)無法及時到達(dá)客戶端，影響用戶的使用體驗，而5G的高帶寬，低時延可以在極短的時間內(nèi)傳輸大量數(shù)據(jù)，且用戶幾乎感覺不到延時，這為云計算與云存儲的落地提供了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

2.3.3? 大數(shù)據(jù)

5G高帶寬、低時延的特點，將使網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)量急劇增長，而物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也會帶來海量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量的增加和更為豐富的數(shù)據(jù)類型為大數(shù)據(jù)提供了豐富的數(shù)據(jù)來源;5G的高帶寬可以滿足大數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?大數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)的存儲與處理速度提出很高的要求，未來的發(fā)展趨勢是采用云計算、云存儲的方式，而這也需要5G的通信支持。

2.3.4? VR/AR

若想獲得極佳的VR視覺體驗，對視頻的清晰程度要求極高，一段幾秒鐘的高清全景視頻便可達(dá)幾十兆甚至幾百兆字節(jié)，傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)無法流暢地觀看視頻，而5G的高速傳輸正可以滿足使用需求;對于AR體驗來說，當(dāng)識別的景象發(fā)生大量的動態(tài)變化時，會帶來計算工作的增加，終端無法負(fù)荷這種龐大的計算量，為此，需將原本由終端進(jìn)行的計算向云端轉(zhuǎn)移，而此種解決方案依然需要依托5G技術(shù);基于微基站而采用邊緣計算機(jī)制的5G網(wǎng)絡(luò)，高效的傳輸使VR/AR應(yīng)用在移動終端的時延大大縮短，消除由時延帶來的眩暈感，提升移動終端的虛擬體驗。

3? 5G支持下的藝術(shù)院校智慧校園應(yīng)用場景

5G賦能下的藝術(shù)類智慧校園將擁有眾多應(yīng)用前景，5G將極大地推進(jìn)教學(xué)、科研、教育管理、教學(xué)評價等業(yè)務(wù)的智慧化與信息化進(jìn)程。下面將列舉幾個最常見的場景進(jìn)行分析。

3.1? 智能校園安防

3.1.1? 場景說明

（1）在校園人流密集處、出入口、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施等地設(shè)置高清視頻監(jiān)控，5G將為高清視頻的傳輸提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。結(jié)合人工智能增強(qiáng)的云服務(wù)可以提供巨大的存儲空間與強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析服務(wù)，從圖像、聲音和文本中提取大量的數(shù)據(jù)（人臉識別，車輛、車牌識別或其他視頻分析）并進(jìn)行智能報警。（2）以5G為基礎(chǔ)構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)及智能感知終端系統(tǒng)，實時采集校園內(nèi)的人員、建筑物、硬件設(shè)備、道路、車輛等數(shù)據(jù)，掌控校園狀況。（3）使用校園安防智能無人機(jī)，利用5G低延遲的特性將無人機(jī)的計算能力置于云端，能夠借由無人機(jī)實現(xiàn)校園無盲點自主巡邏、環(huán)境監(jiān)控、身份識別、車輛識別等。在突發(fā)狀況發(fā)生時，無人機(jī)能夠及時到達(dá)現(xiàn)場并采集高清視頻，并利用5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)視頻傳輸。（4）為學(xué)生配備智能穿戴設(shè)備（如智能腕表），可對學(xué)生的情況進(jìn)行實時監(jiān)控，保障學(xué)生安全。5G的高帶寬可支持智能設(shè)備大量數(shù)據(jù)的傳輸，智能設(shè)備的相關(guān)的智能軟件均駐留在云端，基于5G的低延遲特性讓可穿戴設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)充分利用云端人工智能的力量，為學(xué)生提供更多智慧支持和安全保障。

3.1.2? 應(yīng)用場景的價值

與普通院校相比，藝術(shù)院校更具有開放性：學(xué)生可在沒有教師指導(dǎo)的情況下自主使用校內(nèi)眾多教室、實驗室（如琴房、舞蹈教室）;藝術(shù)院校展演眾多，每天均有大量的外來參演人員及觀眾，而每年數(shù)次藝考期間，更是人員數(shù)量激增，同時，由于藝術(shù)院校的教學(xué)特點，學(xué)生從低年級開始就需頻繁地參加各類校外活動，這些均對藝術(shù)院校的校園與人員安全提出更高的要求。

以5G為支持的智能校園安防，可隨時查看校內(nèi)高清監(jiān)控視頻信息，結(jié)合智能無人機(jī)的使用，可以實現(xiàn)24小時無死角的學(xué)校安全監(jiān)控，借助先進(jìn)的人工智能后臺，根據(jù)大量數(shù)據(jù)對校園狀況進(jìn)行智能分析，識別各種異常事件，進(jìn)行預(yù)告警服務(wù)和及時響應(yīng)，能夠極大地豐富安保任務(wù)內(nèi)容，提高工作效率。

3.2? 智能高清藝術(shù)類視頻教學(xué)

3.2.1? 場景說明

（1）教師可利用智慧教室或移動智能終端設(shè)備錄制高清藝術(shù)類教學(xué)視頻，借由5G網(wǎng)絡(luò)上傳至云端服務(wù)器。（2）學(xué)生的移動終端安裝智能應(yīng)用，可在線觀看藝術(shù)類教學(xué)視頻，5G的高帶寬可以支持智能設(shè)備傳輸大量數(shù)據(jù)。（3）借由5G的低時延特性，在云端利用大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)個性化視頻推送。

3.2.2? 應(yīng)用場景的價值

藝術(shù)院校的高清教學(xué)視頻包括教師錄制的授課視頻或是各類展演視頻，出于藝術(shù)的觀賞性和細(xì)節(jié)性要求，藝術(shù)類學(xué)習(xí)對視頻的清晰程度要求很高，而藝術(shù)類視頻的時間也相對較長，一部完整的高清視頻的數(shù)據(jù)量是很驚人的，這就對網(wǎng)絡(luò)授課過程中的數(shù)據(jù)傳輸提出很高的要求。而5G的高帶寬正可以應(yīng)對這一使用需求。另外，隨著藝術(shù)院校教育信息化的發(fā)展，藝術(shù)類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻的數(shù)量與種類將會越來越豐富，與文字不同，視頻內(nèi)容的甄選需要花費更多的時間，借由5G的低時延特性，在云端利用大數(shù)據(jù)分析，可以幫助學(xué)生在海量的教育視頻資源中找到最適合的資源，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。

3.3? AR/VR教學(xué)

3.3.1? 場景說明

將5G與云平臺相結(jié)合，一方面利用云端的計算能力實現(xiàn)AR/VR應(yīng)用的運行、渲染、展現(xiàn)和控制，另一方面利用5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高清AR/VR視頻的傳輸。借由AR/VR云平臺的建設(shè)，開發(fā)諸如虛擬琴房、虛擬舞蹈教室、虛擬藝術(shù)史空間等富有藝術(shù)院校特色的AR/VR云化應(yīng)用。將藝術(shù)類知識轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的、可觀察可交互的虛擬事物，讓學(xué)生能夠在更為真實的空間中去直觀了解所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，并可對數(shù)字化學(xué)習(xí)對象進(jìn)行實際操作。

3.3.2? 應(yīng)用場景的價值

采用AR/VR，教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)形式將更加生動形象。藝術(shù)院校的課程往往具有較強(qiáng)實踐性，且對現(xiàn)場感悟的要求比較高。例如舞蹈、書畫、樂器修造等專業(yè)，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)方式很難展現(xiàn)細(xì)節(jié)，學(xué)習(xí)效果將大打折扣，而借助AR/VR 技術(shù)，課堂形式將由2D變?yōu)?D，內(nèi)容更為直觀、形象。這種真實情境的體驗有助于提升學(xué)生的認(rèn)知和理解，也能夠增強(qiáng)學(xué)生的互動性與參與性，同時，在AR/VR的學(xué)習(xí)場景中，學(xué)生還可以自由選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，隨時暫?；蛑貜?fù)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的交互性，不僅如此，AR/VR更可以和游戲教學(xué)相結(jié)合，寓教于樂，大幅增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿，更能滿足藝術(shù)院校學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

3.4? 智慧科研

3.4.1? 場景說明

（1）采用云端大數(shù)據(jù)分析，個性推薦最適合教師申報的藝術(shù)類課題，同時推薦最合適的科研合作者。（2）云端存儲海量研究資源，可利用5G的高帶寬直接下載至移動智能終端，且能根據(jù)申報課題及教師自身特點，借由云端大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行資源的個性化推薦。（3）借由智慧教室、智能終端等實現(xiàn)藝術(shù)類資源的數(shù)字化，并可利用5G網(wǎng)絡(luò)即時上傳至教師的校內(nèi)個人云存儲空間。（4）利用云端計算功能，對科研數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計及匯總。

3.4.2? 應(yīng)用場景的價值

科研信息化是數(shù)字化校園多年未能解決好的問題，智慧校園建設(shè)將極大改變此現(xiàn)狀。對于藝術(shù)院校的科研而言，無論是課題選取，課題前期參考藝術(shù)類資源獲取或是科研中期藝術(shù)類數(shù)字化數(shù)據(jù)的獲取都有較大難度，而后期的項目管理也沒有可用的智能應(yīng)用工具，科研數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計和匯總等工作基本只能依靠手工進(jìn)行，效率極為低下。采用5G、大數(shù)據(jù)和云計算相結(jié)合的智能藝術(shù)類科研支持，能夠幫助藝術(shù)類院校教師獲得課題申報、科研合作、科研資源獲取、課題分析研究等一系列的高效智慧支持。

4? 結(jié)? 論

智慧校園的建設(shè)將是大勢所趨，智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、開放化、社交化與個性化已成為教育信息化的新要求。5G時代的到來將大大推動智慧校園建設(shè)的進(jìn)程，而5G也將成為各種新技術(shù)落地與運用的助力，而這些新興信息技術(shù)將大大促進(jìn)高校的教育信息化，可以說，5G與智慧校園的融合將改變高校教育、教學(xué)與管理的格局。5G也將使藝術(shù)院校智慧校園的建設(shè)展現(xiàn)全新的面貌，智慧安防、智慧藝術(shù)教室、VR藝術(shù)課程等應(yīng)用場景將會逐一實現(xiàn)。

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作者簡介：吳艷潔（1982-），女，漢族，江蘇南京人，講師，碩士，研究方向：信息技術(shù)、教育信息化。