從優(yōu)化管理到促進(jìn)創(chuàng)新
——物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用目標(biāo)發(fā)展概述 *

傅 騫

(北京師范大學(xué) 教育學(xué)部 教育技術(shù)學(xué)院，北京 100875)

從優(yōu)化管理到促進(jìn)創(chuàng)新
——物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用目標(biāo)發(fā)展概述 *

傅 騫

(北京師范大學(xué) 教育學(xué)部 教育技術(shù)學(xué)院，北京 100875)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用已經(jīng)滲透到中小學(xué)教育的管理和教學(xué)當(dāng)中。該文從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和教育目標(biāo)整合的緊密程度出發(fā)，把物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的目標(biāo)由低到高分成了優(yōu)化管理、技術(shù)體驗(yàn)、課程整合、科學(xué)探究和創(chuàng)新教育五個層次，并重點(diǎn)描述了各個層次的應(yīng)用特點(diǎn)及典型案例。同時，該文也指出物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的各個層次在目標(biāo)上雖然是遞進(jìn)關(guān)系，但在實(shí)踐上是包容關(guān)系，從而更好地從本質(zhì)上促進(jìn)教育的發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)；創(chuàng)客教育；探究性學(xué)習(xí)

一、問題的提出

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的逐步深入，已經(jīng)有越來越多的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被應(yīng)用到中小學(xué)的教育中來。如李盧一等[1]在2010年總結(jié)得出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被用于構(gòu)建智能化教育環(huán)境、豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)、促進(jìn)教學(xué)管理和擴(kuò)展課外教學(xué)。賀志強(qiáng)等[2]在2011年總結(jié)得出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被用于支持課堂教學(xué)，用以完成實(shí)時教學(xué)測評、實(shí)驗(yàn)交互指導(dǎo)等；用于支持課外教學(xué)用以完成課外研究性學(xué)習(xí)；用于支持教學(xué)管理，用以完成設(shè)備管理、校園監(jiān)控等。韓少勛[3]在2012年總結(jié)得出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被用于支持教學(xué)環(huán)境建設(shè)、模擬虛擬現(xiàn)實(shí)場景、加強(qiáng)家校溝通和拓展課外活動。孟繪[4]在2013年總結(jié)得出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被用于信息化教學(xué)、教育管理和智慧校園建設(shè)。

上述的物聯(lián)網(wǎng)教育綜述研究給教育工作者描繪了物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的主要場景，從而給一線教師如何在中小學(xué)教育中開展物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用提供了方向指導(dǎo)。但由于這些研究并沒有從物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的目標(biāo)上進(jìn)行深入思考，所以在他們總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用時，所有的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用都是等價的，這樣就給實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用帶來了以下問題：

1.難以選擇物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的初始起點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用類型多樣，差異顯著，而且成本較高，那么學(xué)校應(yīng)該最先選擇怎樣的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用才能起到最好的效果，同時也最有利于以后更多的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用開展呢？為了解決好此問題，必須給物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用進(jìn)行必要的層次劃分。

2.難以規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的發(fā)展路線。物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用是個年輕的同時又在不斷發(fā)展的事物，如果按照現(xiàn)有的應(yīng)用場景對物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用進(jìn)行限定顯然是有局限性的，那么學(xué)校應(yīng)該從哪個角度來對本校的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用進(jìn)行路線規(guī)劃呢？為了解決好此問題，同樣有必要對物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用進(jìn)行必要的層次區(qū)分。

3.難以體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的巨大價值。當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用主要還是輔助現(xiàn)有教學(xué)方式的開展，并沒有對教育的終極目標(biāo)即幸福人生的培養(yǎng)[5]產(chǎn)生一定的促進(jìn)作用，所以當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用發(fā)展空間和影響力都比較有限。但實(shí)際上，物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止上面總結(jié)的那些，如當(dāng)前比較火的創(chuàng)客教育[6]其實(shí)就是學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，而創(chuàng)客教育帶來的幸福成就感是有目共睹的。所以，我們有必要從物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的目標(biāo)上對物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的方式做進(jìn)一步地理解，并最終促進(jìn)教育終極目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

綜上所述，為了更好地利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)中小學(xué)教育的開展，我們有必要對物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的類型根據(jù)其應(yīng)用的目標(biāo)做層次化的區(qū)分，從而為日后物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的開展提供一條可擴(kuò)展的發(fā)展路線，并最終促進(jìn)教育終極目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

二、物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用目標(biāo)層次分析

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的目標(biāo)的不同，可以把物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用從低到高分成以下五個層次，它們分別是：(1)面向優(yōu)化學(xué)校教育管理的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用；(2)面向物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體驗(yàn)的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用；(3)面向課程整合教學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用；(4)面向科學(xué)探究的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用；(5)面向創(chuàng)新教育的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用。其實(shí)，這五個層次也是物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用歷史發(fā)展的五個階段，當(dāng)然，這里的不同層次并不是替換的關(guān)系，而是包容關(guān)系，我們建議用戶先開展較低層次的應(yīng)用再開展高一級層次的應(yīng)用。

1.面向優(yōu)化管理的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用

就如同當(dāng)前信息技術(shù)進(jìn)校園一樣，物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的第一層次也是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來優(yōu)化日常的學(xué)校管理并提高工作效率，其主要應(yīng)用有一卡通系統(tǒng)[7](包括家校通擴(kuò)展系統(tǒng))、能耗監(jiān)測[8]、電教設(shè)備管理[9]、智慧教室管理[10]、校車監(jiān)控[11]、車輛管理[12]和健康監(jiān)測等。該層次的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用目標(biāo)是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身的優(yōu)勢來優(yōu)化學(xué)校中的日常事務(wù)，通過提高管理效率來增加廣大師生的有效學(xué)習(xí)時間，從而促進(jìn)教學(xué)效果的提升。

校園一卡通系統(tǒng)是當(dāng)前面向優(yōu)化學(xué)校管理的最成熟的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用，它綜合采用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的RFID技術(shù)、嵌入式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)庫處理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于校園卡的標(biāo)準(zhǔn)化、唯一化管理。下圖是校園一卡通的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖1的下半部分是常規(guī)的校園一卡通應(yīng)用，通過無源RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器對人的唯一識別并完成相應(yīng)的消費(fèi)記錄和考勤記錄；圖1的上半部分是家校通擴(kuò)展應(yīng)用，通過有源RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)學(xué)生到校和離校信息，以方便家長查詢和學(xué)校推送。

圖1 校園一卡通示意圖

智慧教室管理系統(tǒng)是當(dāng)前最有前途的面向優(yōu)化學(xué)校管理的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用?！扒榫案兄笔侵腔劢淌夜芾硐到y(tǒng)的重要功能之一，它需要實(shí)時并自動地把教室中的噪音、光線、溫度、濕度、CO2濃度等調(diào)節(jié)到最合適的狀態(tài)，并實(shí)時感知學(xué)生的行為，包括學(xué)生的位置、姿態(tài)、操作等，從而方便教室分析學(xué)生的學(xué)習(xí)需求從而提供適應(yīng)性支持。顯然，這些功能的實(shí)現(xiàn)必須通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的傳感器技術(shù)、無線通訊技術(shù)等來完成，下表是智慧教室管理系統(tǒng)使用的主要技術(shù)。

智慧教室管理系統(tǒng)使用的主要技術(shù)列表

2.面向技術(shù)體驗(yàn)的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為信息技術(shù)的重要組成部分已經(jīng)融入到社會生活的各個方面，中小學(xué)生有必要盡可能地體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給社會帶來的巨大變革，從而在體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)功能的基礎(chǔ)上激發(fā)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)的熱情，同時也可以進(jìn)一步提高廣大師生的信息技術(shù)素養(yǎng)。這就是物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用第二層次的目標(biāo)。

面向技術(shù)體驗(yàn)的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用在實(shí)踐操作中有兩種表現(xiàn)形式，一種是把現(xiàn)實(shí)在用的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用用作體驗(yàn)平臺，如前面的一卡通系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)等都可以讓學(xué)生理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的巨大生活變革，當(dāng)然，此種方式的體驗(yàn)注重的是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)整體的系統(tǒng)體驗(yàn)。而另外一種方式則是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)建立涵蓋從分立技術(shù)體驗(yàn)到整合系統(tǒng)體驗(yàn)的專門物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體驗(yàn)中心。但不管哪種方式，一定要明確物聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)中心的目標(biāo)不是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的學(xué)習(xí)理解，而是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)。

考慮到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)，筆者建議的物聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)中心體系結(jié)構(gòu)如下頁圖2所示，它由各類物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、數(shù)據(jù)接入模塊、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺[13]及各類真實(shí)應(yīng)用組成，可以完成各類分立物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)即具體物聯(lián)網(wǎng)真實(shí)應(yīng)用的體驗(yàn)。

在真實(shí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的選擇上，筆者根據(jù)學(xué)校本身的特點(diǎn)建議開展的體驗(yàn)應(yīng)用如下：

有源RFID應(yīng)用系統(tǒng)——學(xué)生考勤定位系統(tǒng)：該系統(tǒng)由學(xué)生隨身的有源標(biāo)簽和校園內(nèi)的大量有源標(biāo)簽讀卡器組成，該系統(tǒng)可以讓家長和老師實(shí)時了解學(xué)生的到校情況，也可以了解學(xué)生在整個校園內(nèi)的活動軌跡，以備日后進(jìn)一步的分析。用Wi-Fi、藍(lán)牙和以太網(wǎng)通訊技術(shù)，通過監(jiān)測各個電器的能耗消耗來完成節(jié)能減排的規(guī)劃，通過用戶手機(jī)來開關(guān)插座，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

3.面向課程整合的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用

圖2 物聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)中心體系結(jié)構(gòu)

超高頻RFID應(yīng)用系統(tǒng)——車輛出入管理系統(tǒng)：該系統(tǒng)由汽車上的超高頻RFID和門口的讀卡器組成，當(dāng)帶有標(biāo)簽的汽車到達(dá)門口時，門口的讀卡器檢測到后打開自動門，讓車輛進(jìn)入。

高頻RFID應(yīng)用系統(tǒng)——實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)：該系統(tǒng)由貼在各類實(shí)驗(yàn)設(shè)備上的標(biāo)簽和移動讀卡器(可以直接用支持NFC的手機(jī)代替)組成，可以在標(biāo)簽上通過讀卡器寫入設(shè)備的基本信息以便日后讀取，同時在設(shè)備被借出和還入等狀態(tài)變更時通過讀卡器和對應(yīng)軟件進(jìn)行管理。

無線校園環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)：該系統(tǒng)由部署在校園內(nèi)的多個環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和一個網(wǎng)關(guān)組成，采用802.15.4通訊技術(shù)，監(jiān)測節(jié)點(diǎn)主要監(jiān)測溫度、濕度、CO2濃度、噪音大小、光照強(qiáng)度等，這些數(shù)據(jù)最終將記錄到基礎(chǔ)平臺中，有權(quán)限的用戶可以通過網(wǎng)頁來查看。

校園車位管理系統(tǒng)：該系統(tǒng)由部署在多個車位上的車位傳感器和一個網(wǎng)關(guān)組成，采用802.15.4通訊技術(shù)，通過監(jiān)測車位附近的地磁偏轉(zhuǎn)來確定車位上是否有車，這些數(shù)據(jù)最終將記錄到基礎(chǔ)平臺中，有權(quán)限的用戶可以通過網(wǎng)頁來查看。

校園能耗管理系統(tǒng)：該系統(tǒng)由多個支持能耗計(jì)量的插座、藍(lán)牙開關(guān)插座和一個網(wǎng)關(guān)組成，綜合采

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以很好地與課堂教學(xué)相結(jié)合，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助下，教師既可以把原先相關(guān)課程中的某些實(shí)驗(yàn)過程更加準(zhǔn)確、直觀、且持續(xù)地呈現(xiàn)，也可以把抽象的知識點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)的物理世界聯(lián)系起來，還可以把知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)和具體的情境結(jié)合起來，從而方便學(xué)生進(jìn)行更好的知識理解，同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步地發(fā)揮學(xué)生的主體作用[14]，整體提升學(xué)習(xí)效果。這就是物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用第三層次的目標(biāo)，即實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與其它學(xué)科的課程整合。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以和多個學(xué)科開展整合教學(xué)，其中包括生物、化學(xué)、地理、數(shù)學(xué)、物理和信息技術(shù)等[15]，www.manylabs.org是一個專門收集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與課程整合的公益網(wǎng)站，任何用戶都可以在該網(wǎng)站的指導(dǎo)下開展整合教學(xué)的應(yīng)用。另外，國內(nèi)已經(jīng)列入裝備的數(shù)字探究實(shí)驗(yàn)室從技術(shù)上來看其實(shí)就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種應(yīng)用方式，它已經(jīng)被應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)多年。從具體的應(yīng)用方式來看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在課程整合中的方式可以歸納為以下三類：

(1)用于開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)

這里的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有兩方面意思，一是教師在課堂上利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的展示，二是學(xué)生利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展實(shí)驗(yàn)探究。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以更加準(zhǔn)確地測量各類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而且還可以持續(xù)地自動記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以師生可以把更多地精力集中到數(shù)據(jù)分析中來，從而有助于學(xué)習(xí)效果的提升。

(2)用于呈現(xiàn)抽象概念

在科學(xué)課程中，教師經(jīng)常要講授一些抽象概念或不可見現(xiàn)象，如地球磁場、加速度、CO2濃度、Ph濃度等，這些都可以借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對這些事物進(jìn)行可視化測量，而且可以讓學(xué)生主動參與，并切身感受在自己影響下的這些事物的讀數(shù)變化，從而加深學(xué)習(xí)的理解。

(3)用于連接現(xiàn)實(shí)情境

情境化學(xué)習(xí)把需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容和用戶的真實(shí)處境聯(lián)系在一起，具有很好的學(xué)習(xí)效果，如當(dāng)我們見到不認(rèn)識的動植物時，都會主動詢問，而且一旦得到答案后就會記憶深刻，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以幫我們方便地感知現(xiàn)實(shí)情境。如在學(xué)習(xí)地貌分類時，可以借助于定位技術(shù)自動推送當(dāng)前的地貌信息；在學(xué)習(xí)英語時，同樣借助于定位技術(shù)推送合適的英語學(xué)習(xí)材料；在學(xué)習(xí)植物時，可以借助于RFID或二維碼技術(shù)現(xiàn)場了解植物的具體信息，這些都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過連接現(xiàn)實(shí)情境開展整合教學(xué)的具體應(yīng)用。

4.面向科學(xué)探究的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用

探究性學(xué)習(xí)是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的重要途徑，是當(dāng)前中國基礎(chǔ)教育改革重點(diǎn)推行的學(xué)習(xí)方式之一，但受到傳統(tǒng)探究性學(xué)習(xí)探究方式單一、探究對象有限等的限制，探究性學(xué)習(xí)在學(xué)校中的開展情況并不樂觀，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入可以更好地為開展探究性活動服務(wù)[16]，這就是物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的第四層次目標(biāo)，第三層次的應(yīng)用以教師指導(dǎo)為主，而這里則是以學(xué)生自主探究為主。

一個完整的探究性學(xué)習(xí)由以下5個相互關(guān)聯(lián)的環(huán)節(jié)組成：選擇需要探究的問題、獲取分析該問題所必須的各種證據(jù)、分析證據(jù)并解釋結(jié)果產(chǎn)生的原因、評價學(xué)習(xí)者得出的解釋、發(fā)布成果。應(yīng)該說，在這5個環(huán)節(jié)中，獲取證據(jù)是其中最關(guān)鍵也是最復(fù)雜的一個環(huán)節(jié)，需要占用學(xué)習(xí)者大量的精力和時間，但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入可以大大節(jié)省這部分的重復(fù)勞動，從而把更多的時間利用到探究方案的設(shè)計(jì)和探究數(shù)據(jù)的處理上，從而提升探究活動的應(yīng)用效果。比較典型的案例有：國內(nèi)多地開展的基于自動氣象站的探究性學(xué)習(xí)、美國開展的面向K12的熱帶海洋氣候研究(Ossabest項(xiàng)目)、無錫地區(qū)開展的感知生長項(xiàng)目研究等。從活動類型上分類，我們可以把基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的探究性活動分成以下四類：

(1)面向情境的知識發(fā)現(xiàn)類活動

在該種活動類型下，首先由教師提出需要探究的問題并講解探究活動需要的知識，然后引導(dǎo)學(xué)生去現(xiàn)實(shí)中利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備去直觀地感受這些科學(xué)知識并解決教師提出的問題，最后是師生之間通過討論加深理解。這樣的活動可以是：河流Ph值變化的原因、房間中溫度的高低分布、高度和氣壓的關(guān)系等。

(2)面向問題的混合交互類活動

在該種活動類型下，首先由教師講解相關(guān)的科學(xué)知識并提供必要的數(shù)字資源，然后提出一個查找類的探究問題并要求學(xué)生通過掃描二維碼或RFID來提供答案，最后是系統(tǒng)或教師提供合適的反饋，如果是正確的，則給以知識強(qiáng)化，如果不正確的則給以新的要點(diǎn)提示。這樣的活動可以是植物的識別、巖石類型的識別等。

(3)面向主題的環(huán)境感知類活動

在該種活動類型下，教師只給定探究范圍以及必要的學(xué)習(xí)資源，由學(xué)生自己去提出問題，并借助于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，學(xué)生通過查閱資料、分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論，最后在教師的指導(dǎo)下展示成果并討論，在該類活動下，學(xué)生需要更多地發(fā)揮主觀能動性。這樣的活動可以是環(huán)境污染主題下的噪音的來源、溫室效應(yīng)的產(chǎn)生、PM2.5的產(chǎn)生等。

(4)面向協(xié)同的對比探究類活動

此類活動的開展需要把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和社交網(wǎng)絡(luò)整合在一起，首先是教師提出需要對比協(xié)同探究的問題，然后多個地域的學(xué)生通過物聯(lián)網(wǎng)和社交網(wǎng)絡(luò)收集并交換數(shù)據(jù)，同時在社交網(wǎng)絡(luò)上協(xié)商這些數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)系，從而得出需要的結(jié)論。由于此類活動的開展需要多個地域的學(xué)生參與，所以其開展對促進(jìn)教育資源的共享有一定的促進(jìn)作用。這樣的活動可以是氣候和植物生長的關(guān)系、地理環(huán)境和氣候的關(guān)系等。

5.面向創(chuàng)新教育的物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用

創(chuàng)新教育是當(dāng)前教育改革的主要目標(biāo)，筆者認(rèn)為創(chuàng)新教育的主要目標(biāo)就是激發(fā)和保持學(xué)生與生俱來的創(chuàng)新能力，同時培養(yǎng)學(xué)生的交流與分享欲望，塑造學(xué)生完整健康的人格。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育中的廣泛應(yīng)用給學(xué)校的創(chuàng)新教育創(chuàng)造了更好的條件，主要包括更加完備的硬件實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和更加優(yōu)化、民主與開放的軟環(huán)境建設(shè)兩方面內(nèi)容[17]。這就是物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的最高目標(biāo)——通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力和分享能力的提升，而當(dāng)前最主要的應(yīng)用方式就是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用為主的創(chuàng)客教育的開展[18]。

什么是創(chuàng)客，不同的人有不同的理解，筆者認(rèn)為：創(chuàng)客就是一些把自己的創(chuàng)意轉(zhuǎn)變成實(shí)物并在與他人的不斷分享中享受幸福和快樂的人，對于創(chuàng)客來說，成就感的滿足不是來源于創(chuàng)意帶來的經(jīng)濟(jì)價值而是創(chuàng)意完成本身的快樂。而創(chuàng)客教育就是在教育中讓學(xué)生能夠體會這種通過創(chuàng)新帶來快樂的教育方式。在沒有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之前，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新并由此帶來快樂是很困難的，因?yàn)槿魏蝿?chuàng)新事物的產(chǎn)生和完成都要大量的知識積累，而這過程顯然是痛苦的；而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)帶來了大量的積木化二次開源組件，從而使創(chuàng)新的激發(fā)和完成都變得簡單，學(xué)生的快樂成就感比較容易獲得，學(xué)生更愿意去開展創(chuàng)新實(shí)踐。

當(dāng)前國內(nèi)外開展的創(chuàng)客教育內(nèi)容主要有以下幾類：以圖形化編程軟件SCRATCH及擴(kuò)展硬件為核心的創(chuàng)意程序設(shè)計(jì)、以開源硬件如mbed,Arduino,rasperberry Pi為核心的創(chuàng)意電子設(shè)計(jì)、以圖形化編程軟件Appinventor為核心的創(chuàng)意移動應(yīng)用開發(fā)、以結(jié)構(gòu)件和3D打印機(jī)為基礎(chǔ)的創(chuàng)意造型設(shè)計(jì)、以機(jī)器人為切入點(diǎn)的創(chuàng)新機(jī)器人開發(fā)。從創(chuàng)客教育的內(nèi)容也可以看出，創(chuàng)客教育的本質(zhì)其實(shí)就是學(xué)生基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)意開發(fā)，但我們在開展創(chuàng)客教育的過程中一定要牢記，創(chuàng)客教育的關(guān)鍵不是知識的傳授，而是創(chuàng)新意識和分享精神的激發(fā)，讓學(xué)生體會創(chuàng)造的成就感才是關(guān)鍵。

創(chuàng)客教育的開展離不開創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，而創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)從本質(zhì)上來說就是前面提及的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體驗(yàn)中心的擴(kuò)展，所以在實(shí)際的建設(shè)中是可以復(fù)用的。

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傅騫：副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)技術(shù)及教育應(yīng)用(fredqian@bnu.edu.cn)。

2014年8月1日

責(zé)任編輯：馬小強(qiáng)

From the Optimization of Management to the Promotion of Innovation——Review of the Development Objectives of the Application of the Internet of Things Education

FU Qian
(School of Educational Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875)

With the development of Internet of things technology, Internet of things education has been used widely in teaching and management in primary and secondary education. From the close degree of the integration of Internet of things technology and education objectives, this paper divides objectives of Internet of things Education applications from low to high intofive levels of optimization management, technical experience, curriculum integration, scientific inquiry and innovative education, and describes the application characteristics and typical cases of all levels. At the same time, this paper also points out that the application of the Internet of things education at all levels in the target is a progressive relationship, But in practice it is inclusive relations, so as to better promote the development of education in essence.

Internet of Things ( IoT) ; Hacker Education ;Inquiry Learning

G434

A

1006—9860(2014)11—0069—05

* 本文受到中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金“物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用中間件研究”(項(xiàng)目編號：2012LYB16)資助。