物聯(lián)網(wǎng)在高校教育中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢探析

張瑩 張雅昱

摘要：該文簡述了物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、特征和應(yīng)用領(lǐng)域，重點對物聯(lián)網(wǎng)在高校管理、教學(xué)等方面應(yīng)用的現(xiàn)狀進行了分析，指出數(shù)據(jù)驅(qū)動的探索將逐漸應(yīng)用于教育領(lǐng)域，讓個性化、精細(xì)化教育成為現(xiàn)實。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；高校教育；互聯(lián)網(wǎng)+；大數(shù)據(jù)

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）07-0263-02

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義

物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機和互聯(lián)網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。 在1999年，麻省理工最先提出了關(guān)于“物聯(lián)網(wǎng)”的含義，即物品通過射頻識別的信息傳感設(shè)備與現(xiàn)實生活中的物品相互關(guān)聯(lián)起來。從而實現(xiàn)智能化的識別和管理網(wǎng)絡(luò)。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛深入，各國政府都開始重視有關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的問題。物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)是新信息時代的特征產(chǎn)物，是人類跨時代的里程碑，其英文名稱是：“Internet of things（IOT）”。許多學(xué)者討論物聯(lián)網(wǎng)中，經(jīng)常會引入一個 M2M的概念，可以解釋成為人到人（Man to Man）、人到機器（Man to Machine）、機器到機器，從本質(zhì)上而言，在人與機器、機器與機器的交互，大部分是為了實現(xiàn)人與人之間的信息交互。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的主要特征

物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)是人類進行新的信息技術(shù)革命的成果，現(xiàn)今認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)有以下三大特征：“全面感知”、“可靠傳遞”、“智能處理”。

1）全面感知：即利用射頻識別技術(shù)（RFID、傳感器、二維碼等）隨時隨地獲取物體的深度信息。

2）可靠傳遞：即將物體的信息數(shù)據(jù)通過各種網(wǎng)絡(luò)的融合精準(zhǔn)高效的傳遞出去。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)關(guān)系密切，物聯(lián)網(wǎng)是對互聯(lián)網(wǎng)更深層次的延伸和發(fā)展，是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在型的網(wǎng)絡(luò)。

3）智能處理：即利用云計算以及各種智能計算技術(shù)，分析眾多數(shù)據(jù)及信息，同時智能化控制物體。

物聯(lián)網(wǎng)提供傳感連接的同時也具有智能處理能力，可以遠(yuǎn)程智能的控制物體。為了適應(yīng)不同用戶的需求，物聯(lián)網(wǎng)可以利用云計算以及模式識別等技術(shù)從海量數(shù)據(jù)中識別分析并整理出有用的信息，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項綜合性的技術(shù)，它具有三個重要的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，即：傳感器技術(shù)、RFID標(biāo)簽、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。這三個關(guān)鍵技術(shù)相互交融，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)萬物互聯(lián)，讓諸多域能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)定位、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能展現(xiàn)等功能。

1）傳感器技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，使其在物與物之間相互連接，進行信息交換與傳輸?shù)姆矫嫫鸬绞种匾淖饔谩?/p>

2）RFID標(biāo)簽是非接觸式自動識別技術(shù)的一種。RFID標(biāo)簽無須人工操作，在閱讀器的感應(yīng)下可以自動向閱讀器發(fā)送商品信息，從而實現(xiàn)商品信息處理的自動化。通過無線電訊號感知監(jiān)測目標(biāo)并進行數(shù)據(jù)的記錄。

3）嵌入式系統(tǒng)（Embedded system），是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計的專用計算機系統(tǒng)”。與個人計算機這樣的通用計算機系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)。

這三個關(guān)鍵性的技術(shù)使物聯(lián)網(wǎng)成功脫穎而出，成為高科技之一，并促進了很多產(chǎn)業(yè)進行技術(shù)升級與變革。

1.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于智能家居、軍事與安全、科研與教育、環(huán)境與交通、制造等各種領(lǐng)域。

1）智能家居

“智能家居系統(tǒng)”是一種全新的家居電器控制方式。不同于傳統(tǒng)家居，“智能家居系統(tǒng)”可以一鍵控制全屋的燈光、電器，使家庭成員可以隨心所欲地享受智能家居帶來的樂趣：在雨天無需戶主動手，窗磁感應(yīng)器會自動地將窗戶關(guān)閉；晚上的時候，人路過的地方就會觸發(fā)燈光感應(yīng)器，實現(xiàn)智能生活；當(dāng)冰箱缺少水果的時候，聯(lián)網(wǎng)冰箱將通過之前設(shè)置的程序自動預(yù)定水果；當(dāng)家中沒有人的時候，戶主外出時，煤氣傳感器、煙感傳感器、紅外對射傳感器等會隨時監(jiān)控家中的安全。

2）運動監(jiān)測

運轉(zhuǎn)監(jiān)測為我們帶來了全新的生活方式，實現(xiàn)更精準(zhǔn)的個人健康監(jiān)測模式。平時我們可以利用運動手環(huán)、智能手表來監(jiān)測每天的運動狀況；通過在產(chǎn)品中內(nèi)置傳感器，可以監(jiān)測空氣質(zhì)量和用戶的血壓、脂肪量等指標(biāo)，并通過這些指標(biāo)為用戶提供對應(yīng)的健康指導(dǎo)。

3）智能交通系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)由交通信息采集、互聯(lián)通信、交通狀況監(jiān)視、交通控制和信息發(fā)布五大子系統(tǒng)組成。智能交通系統(tǒng)需要的交通信息，通過布設(shè)各種傳感器獲得。獲取的交通信息再使用有線或者無線的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進行傳輸和匯集。所有數(shù)據(jù)進行融合處理后，可以達(dá)到監(jiān)控和管理交通基礎(chǔ)設(shè)施以及交通流量的目的，從而為交通使用者及管理者提供對應(yīng)的服務(wù)。

2 物聯(lián)網(wǎng)在高等教育的應(yīng)用分析

2.1 物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)開始深刻影響了高校的教育和學(xué)習(xí)方式，物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用大致可分為三個方面：信息化教學(xué)、智慧校園、教育管理。從長遠(yuǎn)角度來看，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在教育領(lǐng)域中前景相當(dāng)廣闊。

利用物聯(lián)網(wǎng)豐富實驗教學(xué) ，打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)的局限。比如因存在安全問題或缺乏實驗器材，令許多實驗無法讓學(xué)生親自動手做，使用物聯(lián)網(wǎng)就可以讓教學(xué)具有安全性、共享性以及智能性。物聯(lián)網(wǎng)可以在構(gòu)建智能化教學(xué)環(huán)境、教學(xué)、學(xué)校的考勤管理、圖書管理及教育安全管理等許多方面。

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，人的行為、習(xí)慣等可被數(shù)字化的內(nèi)容均可納入“物”的范疇，物已經(jīng)不僅僅是實體概念，而是擴展概念。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展能夠獲取原來無法獲取的內(nèi)容。學(xué)生抽象的行為如學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)過程、知識掌握的情況通過各類智能終端可以被捕捉到，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的形式，信息存儲后，加上大數(shù)據(jù)的分析，可以挖掘每一學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)的云錄播系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用案例

物聯(lián)網(wǎng)的云錄播系統(tǒng)是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云技術(shù)構(gòu)成的，具有設(shè)備的遠(yuǎn)程管理和故障診斷、云錄播等功能的智能管理系統(tǒng)，是升級智慧教室，打造智慧校園，建設(shè)校園物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分。

通過物聯(lián)網(wǎng)云錄播的常態(tài)化錄播和校園網(wǎng)設(shè)備的管理，可以實現(xiàn)對各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和教室多媒體設(shè)備的控制、管理以及故障診斷。也可以實現(xiàn)對各教室課堂的實況觀摩及遠(yuǎn)程教學(xué)等功能。

通過物聯(lián)網(wǎng)的云錄播系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠自動診斷各教室的設(shè)備故障情況，支持移動終端遠(yuǎn)程診斷；教師可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制各種教學(xué)設(shè)備開關(guān)運行，系統(tǒng)按課表提前打開教室所有的設(shè)備，實現(xiàn)教學(xué)設(shè)備的自動化控制；管理員可以對各教室設(shè)備、場所實現(xiàn)24小時監(jiān)控管理；可以同時支持許多學(xué)生遠(yuǎn)程參與課堂教學(xué)，有利于資源共享。

2.3 數(shù)字化學(xué)習(xí)中心的應(yīng)用

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的來臨，翻轉(zhuǎn)課堂、微課、MOOC已經(jīng)成為高校教育的一項重要補充性學(xué)習(xí)資源。利用移動終端和對應(yīng)的教學(xué)課件，從而引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、小組學(xué)習(xí)等高效率和質(zhì)量的學(xué)習(xí)方式。信息化設(shè)備和數(shù)字化資源開展資源，將得到廣泛的應(yīng)用。

2.4 物聯(lián)網(wǎng)對教育的作用及影響

物聯(lián)網(wǎng)既方便了校園的統(tǒng)一管理，維護了一個良好的校園秩序，又豐富了在校學(xué)生的學(xué)習(xí)生活。在物聯(lián)網(wǎng)作用下的課外教學(xué)活動激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓展了學(xué)生知識空間與視野，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究能力，通過實地的參觀、實踐，使使學(xué)生可以更為直觀的體驗和感受課外教學(xué)活動的樂趣的同時了解學(xué)習(xí)的本質(zhì)。

物聯(lián)網(wǎng)對教育的影響是廣泛而又深遠(yuǎn)的，市場研究公司Gartner（高德納咨詢公司）研究表明，2016年物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增長率達(dá)到30%以上，增長數(shù)目超過60億，2017年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量達(dá)到84億以上——比2016年的64億增長30%多，2020年物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將達(dá)到204億。由此看出，人們已經(jīng)深刻認(rèn)識到物聯(lián)網(wǎng)的廣泛影響。物聯(lián)網(wǎng)與教育也是緊密相連的，現(xiàn)代社會將先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代教學(xué)教育理念相結(jié)合起來，從事于科學(xué)的教學(xué)活動中，有利于提高教學(xué)模式的協(xié)調(diào)。物聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)域受益最大的是學(xué)生，物聯(lián)網(wǎng)模式下的教育體系能為學(xué)生的常規(guī)學(xué)習(xí)、課后學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)提供良好的環(huán)境和模式，有利于學(xué)生自助學(xué)習(xí)。

3 物聯(lián)網(wǎng)在教育應(yīng)用的發(fā)展方向

物流產(chǎn)業(yè)與市場化進程的快速發(fā)展，雖然很多高校都建設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)實驗室，但普遍存在技術(shù)先進性、實驗項目設(shè)備和實驗組織模式等方面的不足，未來發(fā)展不是一蹴而就。

3.1 建立開放式物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實驗中心環(huán)境

目前盡管很多高校都建設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)實驗環(huán)境，但普遍在物流技術(shù)先進性，實驗項目設(shè)置、實驗組織形式等方面都存在著不足，應(yīng)該與企業(yè)或相關(guān)協(xié)會合作，共建創(chuàng)新實驗中心。健全高校物流實驗環(huán)境建設(shè)，引入云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等創(chuàng)新物流技術(shù)，對接產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。

3.2 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

在Intel 2015智慧教育信息化峰會上，作為實現(xiàn)智慧課堂的重要媒介之一交互電子白板由Intel與合作伙伴推出了。通過交互電子白板，不僅實現(xiàn)了教學(xué)環(huán)節(jié)的便利與簡化，更為主要的是學(xué)生在這一解決方案下實現(xiàn)了課堂互動，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力和想象空間。在教室環(huán)境中，通過端到端的硬件設(shè)備創(chuàng)新，將傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)節(jié)信息單向流動變?yōu)殡p向流動，為精細(xì)化、個性化教育打下基礎(chǔ)。

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，其基礎(chǔ)是需要有海量的數(shù)據(jù)。但由于智慧教育方面的應(yīng)用范圍不很廣泛，當(dāng)前基于智慧教育方面收集到的數(shù)據(jù)很有限，無法利用大數(shù)據(jù)分析來實現(xiàn)個性化教育。但隨著數(shù)據(jù)量收集的擴大和相關(guān)領(lǐng)域進行規(guī)?；瘻y試后，數(shù)據(jù)驅(qū)動的探索將逐漸應(yīng)用于教育領(lǐng)域，讓個性化、精細(xì)化教育成為現(xiàn)實。

4 結(jié)束語

雖然物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮的作用越來越大，但是物聯(lián)網(wǎng)的研究主要在物流管理等相關(guān)領(lǐng)域，在教育領(lǐng)域的研究正處于起步階段，但隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益成熟，物聯(lián)網(wǎng)將在教育領(lǐng)域有著越來越好的發(fā)展前景，在物聯(lián)網(wǎng)模式下，學(xué)習(xí)者可以最大限度地利用物聯(lián)網(wǎng)資源，提高學(xué)習(xí)知識的能力并促進思維的發(fā)展。它是互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展代表了下一代信息技術(shù)發(fā)展的重要方向。

盡管物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，但同時我們也應(yīng)認(rèn)識到物聯(lián)網(wǎng)從了解到發(fā)展不是一蹴而就的，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不斷更新、突破。隨著物聯(lián)網(wǎng)商用的成熟，教育領(lǐng)域應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的案例和成果會越來越多，物聯(lián)網(wǎng)是新一輪教育產(chǎn)業(yè)革命的重要方向和推動力量，利用物聯(lián)網(wǎng)的新技術(shù)將教育某些方面的劣勢轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)勢，推動教育轉(zhuǎn)型升級。

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