物聯(lián)網(wǎng)將給教育帶來(lái)極大的變革

物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值不僅僅在于它是一個(gè)可傳感的網(wǎng)絡(luò)，而必須是各個(gè)行業(yè)參與進(jìn)來(lái)進(jìn)行應(yīng)用，不同行業(yè)，會(huì)有不同的應(yīng)用。很大程度上，這是非常難的一步。目前，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在教育中的研究與應(yīng)用雖尚處于起步階段，但筆者認(rèn)為這一問(wèn)題的探討將給教育帶來(lái)極大的變革。

1.有于建立全面和主動(dòng)的教學(xué)管理體系。在建立教學(xué)管理運(yùn)行體系方面，利用現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)：RFID技術(shù)的支持，有利于完善教學(xué)管理的組織系統(tǒng)、評(píng)價(jià)和考核系統(tǒng)，從而對(duì)教學(xué)的質(zhì)量建立保障和監(jiān)控體系。通過(guò)RFID標(biāo)簽和校園智能卡系統(tǒng)的結(jié)合，教師可利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行自動(dòng)的統(tǒng)計(jì)。例如：在分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以對(duì)學(xué)生的出席和對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材建立聯(lián)系，通過(guò)RFID系統(tǒng)建立實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理系統(tǒng)。院校各級(jí)教學(xué)管理部門(mén)也可利用RFID技術(shù)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況、到課情況進(jìn)行分析，從而有利于學(xué)生工作部門(mén)有針對(duì)性地開(kāi)展思想政治工作。同時(shí)還可以對(duì)學(xué)生在校園的行蹤進(jìn)行監(jiān)控，設(shè)立校園安全控制區(qū)域，減少不必要的校園安全事故的發(fā)生;建立基于物聯(lián)網(wǎng)的彈性修學(xué)模式，利用物聯(lián)網(wǎng)信息完整和可追述的特征，學(xué)生可以根據(jù)本人的興趣特長(zhǎng)，隨時(shí)修改或完成某一課程的學(xué)習(xí)，隨時(shí)選擇某一心儀教師的教學(xué)，在需要考試時(shí)，隨時(shí)連接到試題庫(kù)系統(tǒng)并完成考試過(guò)程，從而真正實(shí)現(xiàn)學(xué)分制;建立雙向的教學(xué)評(píng)價(jià)和考核系統(tǒng)，有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)生和教師同行對(duì)每一次教學(xué)的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，根據(jù)此評(píng)價(jià)，學(xué)生和教師雙方都可以調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高教師的教學(xué)效率。

2.有于構(gòu)建完全交互與智能的教研環(huán)境。利用傳感網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的實(shí)時(shí)信息反饋。目前，多數(shù)高校已經(jīng)實(shí)施多媒體教學(xué)設(shè)施進(jìn)課堂，利用物聯(lián)網(wǎng)，可對(duì)課堂教學(xué)設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能控制。例如：在教學(xué)樓里安裝上萬(wàn)個(gè)傳感器并用IPV6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，可根據(jù)教室光線(xiàn)強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)教室光源和投影機(jī)的流明度;也可根據(jù)教室環(huán)境溫濕度，通過(guò)紅外感應(yīng)設(shè)備自動(dòng)控制教室空氣的更換率;更可利用物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)，建立教師和對(duì)應(yīng)授課教室的關(guān)聯(lián)授權(quán)，智能控制教學(xué)儀器的使用等。這種方式的應(yīng)用，已在部分研究機(jī)構(gòu)中得以實(shí)現(xiàn)。

例如：在北京，西門(mén)子總部里面所有的燈光都是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)智能控制的，員工在進(jìn)入辦公室后頭頂上的燈自動(dòng)打開(kāi)，離開(kāi)位置后頭頂上的光源則自動(dòng)關(guān)閉。如果外面的陽(yáng)光太過(guò)強(qiáng)烈，窗簾則自動(dòng)拉下，各個(gè)光源都是通過(guò)傳感設(shè)備連接到電腦上，由電腦進(jìn)行操控。與此同時(shí)，筆者也認(rèn)為，利用物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的智能教學(xué)環(huán)境的應(yīng)用應(yīng)遠(yuǎn)不止于此。利用物聯(lián)網(wǎng)信息完整與可靠傳輸特性，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的真正交互。例如：物聯(lián)網(wǎng)的介入可以為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一個(gè)安全的、共享的、智能化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。在教師的授課過(guò)程中，隨時(shí)可以控制遠(yuǎn)在實(shí)驗(yàn)室中的教學(xué)儀器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果實(shí)時(shí)的顯示在課堂教學(xué)中，學(xué)生也可實(shí)時(shí)控制遠(yuǎn)程設(shè)備，自行得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。改變現(xiàn)行多媒體教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)過(guò)程模擬化，實(shí)驗(yàn)效果非直觀的弊病。

通過(guò)將大型科研設(shè)備納入物聯(lián)網(wǎng)，可有效改變目前教研資源不平衡問(wèn)題，經(jīng)過(guò)授權(quán)后的研究者可以在全球范圍內(nèi)控制該設(shè)備，科研過(guò)程數(shù)據(jù)也可以被實(shí)時(shí)采集并以適當(dāng)?shù)姆绞教峁?，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)科研的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化。此方面的先例有TAMU和MIT近期實(shí)施的CSAIL計(jì)劃，該計(jì)劃是利用一群實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人與嵌入在盆栽植物中的傳感器的通信。機(jī)器人和傳感器之間的交流可以允許每棵植物要求額外的水分和養(yǎng)分，并進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。成熟的西紅柿被識(shí)別之后，機(jī)器人能準(zhǔn)確地從植物上摘除。TAMU的研究人員可以利用MIT在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究?jī)?yōu)勢(shì)，直接獲取該研究成果數(shù)據(jù)。

此外，利用嵌入了傳感芯片的教學(xué)設(shè)施，不但能夠像多媒體設(shè)施一樣，對(duì)教學(xué)中的結(jié)構(gòu)化信息進(jìn)行處理，也可對(duì)常規(guī)多媒體設(shè)施所不能處理的非結(jié)構(gòu)化信息，諸如學(xué)生的思維、體會(huì)、情感、意志等進(jìn)行整合，從而真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的智能和交互。

3.有于重構(gòu)創(chuàng)新和開(kāi)放的教學(xué)模式。基于物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)環(huán)境下的教學(xué)模式相比于以往的各種教學(xué)模式，具有更加開(kāi)放和創(chuàng)新的特征?？梢砸劳形锫?lián)網(wǎng)強(qiáng)大的物質(zhì)和信息資源優(yōu)勢(shì)來(lái)建立基于物聯(lián)網(wǎng)的科學(xué)探究模式。在該模式中，學(xué)習(xí)者可以最大限度地利用物聯(lián)網(wǎng)資源，并在發(fā)掘物聯(lián)網(wǎng)信息的同時(shí)促進(jìn)高級(jí)思維能力的發(fā)展。例如：在虛擬社區(qū)的學(xué)習(xí)交互模型中，基于物聯(lián)網(wǎng)的模式要比基于互聯(lián)網(wǎng)的模式更能激發(fā)出學(xué)習(xí)者的深層思考，并產(chǎn)生交互。該模式更能引導(dǎo)學(xué)習(xí)者在每次知識(shí)建構(gòu)、剖析、探討和問(wèn)題解決會(huì)進(jìn)行反思、總結(jié)和提煉有價(jià)值的內(nèi)容，并在物聯(lián)網(wǎng)上與其他學(xué)習(xí)者共享。同時(shí)，將先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代教學(xué)理念相結(jié)合，運(yùn)用到科學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，也能夠?qū)f(xié)作和協(xié)同教學(xué)模式起到很好的支撐作用。傳統(tǒng)的協(xié)作和協(xié)同教學(xué)模式標(biāo)志著開(kāi)放系統(tǒng)中大量亞系統(tǒng)之間相互作用的，整體的，集體的或合作的效應(yīng)，能夠很好地解決教學(xué)過(guò)程中的/導(dǎo)）學(xué)0關(guān)系。比較著名的有密歇根大學(xué)的跨學(xué)科協(xié)同教學(xué)模式。而基于物聯(lián)網(wǎng)的跨學(xué)科協(xié)同教學(xué)模式，則可以很好地克服原有模式中的障礙。同時(shí)它的海量數(shù)據(jù)與多視角處理特征，也能夠進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行知識(shí)融合的欲望，發(fā)展整合和協(xié)調(diào)多學(xué)科的能力。

4.有于拓展學(xué)習(xí)空間、培養(yǎng)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)能力。物聯(lián)網(wǎng)能為學(xué)習(xí)者的常規(guī)學(xué)習(xí)、課后學(xué)習(xí)、區(qū)域合作學(xué)習(xí)提供支撐環(huán)境，拓展學(xué)習(xí)空間，有利于學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)和滿(mǎn)足個(gè)性化學(xué)習(xí)需要。學(xué)習(xí)者可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，探究任何感興趣的問(wèn)題并及時(shí)地得到解決。例如：中國(guó)電信的全球眼技術(shù)，其實(shí)就是遠(yuǎn)程監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。與傳感系統(tǒng)相結(jié)合，學(xué)習(xí)者就可以利用它完成諸如材料學(xué)、氣象學(xué)、生物學(xué)等集成應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的多種科學(xué)探究。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)的感知特性，也能夠使教育者對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行有效管理。

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