物聯(lián)網(wǎng)將給教育帶來極大的變革

物聯(lián)網(wǎng)的價值不僅僅在于它是一個可傳感的網(wǎng)絡(luò)，而必須是各個行業(yè)參與進(jìn)來進(jìn)行應(yīng)用，不同行業(yè)，會有不同的應(yīng)用。很大程度上，這是非常難的一步。目前，對物聯(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)為這一問題的探討將給教育帶來極大的變革。

1.有于建立全面和主動的教學(xué)管理體系。在建立教學(xué)管理運行體系方面，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)、評價和考核系統(tǒng)，從而對教學(xué)的質(zhì)量建立保障和監(jiān)控體系。通過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)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行自動的統(tǒng)計。例如：在分組實驗教學(xué)中，可以對學(xué)生的出席和對應(yīng)的實驗器材建立聯(lián)系，通過RFID系統(tǒng)建立實驗室教學(xué)管理系統(tǒng)。院校各級教學(xué)管理部門也可利用RFID技術(shù)，對學(xué)生學(xué)習(xí)情況、到課情況進(jìn)行分析，從而有利于學(xué)生工作部門有針對性地開展思想政治工作。同時還可以對學(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，隨時修改或完成某一課程的學(xué)習(xí)，隨時選擇某一心儀教師的教學(xué)，在需要考試時，隨時連接到試題庫系統(tǒng)并完成考試過程，從而真正實現(xiàn)學(xué)分制;建立雙向的教學(xué)評價和考核系統(tǒng)，有利于實現(xiàn)學(xué)生和教師同行對每一次教學(xué)的實時評價，根據(jù)此評價，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)，可實現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的實時信息反饋。目前，多數(shù)高校已經(jīng)實施多媒體教學(xué)設(shè)施進(jìn)課堂，利用物聯(lián)網(wǎng)，可對課堂教學(xué)設(shè)備實現(xiàn)智能控制。例如：在教學(xué)樓里安裝上萬個傳感器并用IPV6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，可根據(jù)教室光線強弱自動調(diào)節(jié)教室光源和投影機的流明度;也可根據(jù)教室環(huán)境溫濕度，通過紅外感應(yīng)設(shè)備自動控制教室空氣的更換率;更可利用物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)，建立教師和對應(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，已在部分研究機構(gòu)中得以實現(xiàn)。

例如：在北京，西門子總部里面所有的燈光都是通過物聯(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打開，離開位置后頭頂上的光源則自動關(guān)閉。如果外面的陽光太過強烈，窗簾則自動拉下，各個光源都是通過傳感設(shè)備連接到電腦上，由電腦進(jìn)行操控。與此同時，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)的介入可以為實驗教學(xué)提供一個安全的、共享的、智能化的實驗教學(xué)環(huán)境。在教師的授課過程中，隨時可以控制遠(yuǎn)在實驗室中的教學(xué)儀器，通過網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備，將實驗過程與結(jié)果實時的顯示在課堂教學(xué)中，學(xué)生也可實時控制遠(yuǎn)程設(shè)備，自行得到正確的實驗結(jié)果。改變現(xiàn)行多媒體教學(xué)中，實驗過程模擬化，實驗效果非直觀的弊病。

通過將大型科研設(shè)備納入物聯(lián)網(wǎng)，可有效改變目前教研資源不平衡問題，經(jīng)過授權(quán)后的研究者可以在全球范圍內(nèi)控制該設(shè)備，科研過程數(shù)據(jù)也可以被實時采集并以適當(dāng)?shù)姆绞教峁罱K實現(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近期實施的CSAIL計劃，該計劃是利用一群實驗室機器人與嵌入在盆栽植物中的傳感器的通信。機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)行實時存儲。成熟的西紅柿被識別之后，機器人能準(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)域的研究優(yōu)勢，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，對教學(xué)中的結(jié)構(gòu)化信息進(jìn)行處理，也可對常規(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、情感、意志等進(jìn)行整合，從而真正實現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的智能和交互。

3.有于重構(gòu)創(chuàng)新和開放的教學(xué)模式?；谖锫?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，具有更加開放和創(chuàng)新的特征?？梢砸劳形锫?lián)網(wǎng)強大的物質(zhì)和信息資源優(yōu)勢來建立基于物聯(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)信息的同時促進(jìn)高級思維能力的發(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)者在每次知識建構(gòu)、剖析、探討和問題解決會進(jìn)行反思、總結(jié)和提煉有價值的內(nèi)容，并在物聯(lián)網(wǎng)上與其他學(xué)習(xí)者共享。同時，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，運用到科學(xué)教學(xué)活動中，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)生主動進(jìn)行知識融合的欲望，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)和滿足個性化學(xué)習(xí)需要。學(xué)習(xí)者可以通過物聯(lián)網(wǎng)，探究任何感興趣的問題并及時地得到解決。例如：中國電信的全球眼技術(shù)，其實就是遠(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，物聯(lián)網(wǎng)的感知特性，也能夠使教育者對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行有效管理。

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