浅谈物联网在教育中的应用

2021-07-23 10:40:13 riehoo 0

利用物联网构建智能化教学环境


  教学环境直接影响教学成果。传统课堂教学的物理环境所包含的教学资源比较有限,虚拟学习环境又缺乏与现实世界的交互,而物理教学环境与虚拟学习环境的整合也容易停留在表层。通过物联网,不但使得现实世界的物品互为连通,而且实现了现实世界(物理空间)与虚拟世界(数字化信息空间)的互联,能够有效地支持人机交互、人与物之间的交互、人与人之间的社会性交互。物联网的引入使得物理教学环境的每个物品都具有数字化、网络化、智能化特性,可以与虚拟学习环境进行无缝整合,可以即时地捕捉、分析师生的教与学的需求信息,并进行相应的调整,为师生提供智能化的教学环境与教学资源。学生可以在教室内利用计算设备读取本地或调用异地嵌入了传感器的物体的数据用于当前的学习。

  利用物联网丰富实验教学


  实验教学是培养学生动手能力和创新思维能力的重要教学手段,但传统的实验教学有其局限性,例如,因为存在安全性问题或者缺乏实验器材,许多实验无法让学生亲自动手做。物联网的介入可以为实验教学提供一个安全的、共享的、智能化的实验教学环境,例如,每一种实验器材都有数字化属性与使用帮助信息,当实验器材使用不当时会自动启动报警系统;实验者可以远程控制异地纳入物联网的实验器材;实验过程数据可以被实时采集并以适当的方式提供给实验者,实现实验教学的数字化、网络化与智能化。

  利用物联网支持教学管理


  物联网可以用于学校考勤管理、学校图书管理、教学仪器设备管理、学校教育安全管理。例如,中国台湾利用物联网的核心技术RFID技术支持学校安全管理,主要包括8个服务领域:上下学及在校行踪通知服务;学生保健服务;校外教学管理;危险区域管理服务;校园访客管理系统;教育设备管理服务;学校大型会议人员管理服务;运动设施使用人员管理服务。2008年度,中国台湾成立了校园安全应用RFID技术协助学生安全建置计划,逢甲大学和台中特殊教育学校配合进行了包括上下学及在校行踪通知服务、学生体温异常管理服务、危险区域管理服务与访客机制管理服务4项实践。在实验学校的教室、走廊、大楼入口处、地下室及顶楼等地点架设约30个RFID读取器,每个学生配戴RFID标签。实验系统会自动感测RFID信息,统计学生出勤情况,老师可通过网络查询学生出勤情况及目前所在位置或行进路线。系统提供的腕带式标签可以自动感测学生体温,当学生体温异常时,系统将发出警报信息通知相关人员,做出即时健康管理及处置措施。当学生到了顶楼、地下停车室、因短期施工而具有不安全因素的环境时,系统可以灵活地变更RFID的感测范围的危险等级,自动发出语音做出现场警示,同时发出警报信息通知相关人员做即时处理,并配合校方监视系统以有效监视现场状况使得管理人员易于指挥调度。当访客进入校园有RFID的感测范围的管制区域时,系统将发出语音警示同时产生信息通知学校相关人员进行适宜处理。

  利用物联网拓展课外教学活动


  通过实地参观、观摩、实践,学生可以获得直观的体验与真实的感受。课外教学活动一直以来是激发学生学习兴趣、拓展学生知识空间与视野、培养学生科学探究能力的重要手段。物联网可以拓展课外教学活动。例如,我国香港、台湾、北京、广州等地区开展了基于物联网的“数字化微型气象站”在科学教育中的应用实践,将先进的测量技术、传感技术与现代教学理念相结合,支持学生的正式学习、户外学习、区域合作学习。2003年底,中国台湾台北市内中小学都建立了各自的校园气象台,每个校园气象台都可以是一个独立的气象观测站,通过传感器收集实时气象相关信息发布到各自的校园气象台网页上,各个校园气象台还会将每天收集到的数据发送至台北校园气象网实现数据与资源共享。