物聯(lián)網(wǎng)在智慧教室中的應(yīng)用探索與分析

何俊遠(yuǎn)

摘? 要：隨著大數(shù)據(jù)分析、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已經(jīng)不能滿足院校教育信息化建設(shè)發(fā)展的要求。智慧教室已經(jīng)成為現(xiàn)代教育技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)和潮流，是未來院校教育信息化發(fā)展的必然趨勢。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智慧教室建設(shè)中，將教室資源、環(huán)境以及師生教學(xué)反應(yīng)數(shù)字化和物聯(lián)化，實(shí)現(xiàn)智慧教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)手段，從而提高教學(xué)質(zhì)量和效果。本文著重對智慧教室建設(shè)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究分析。

關(guān)鍵詞：多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué) 物聯(lián)網(wǎng) 智慧教室 教育信息化

引言：傳統(tǒng)的多媒體教室配備了電腦、音響、投影儀等現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，但是這些設(shè)備都沒有聯(lián)合起來，以至于它們的功能沒有得到完全發(fā)揮。? 隨著信息化技術(shù)和教育理論的不斷發(fā)展，信息技術(shù)與教室環(huán)境的深度融合越來越得到重視，多媒體教室及其設(shè)備逐步網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化。特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使多媒體教室以及教學(xué)設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合起來，并使它們與教師、學(xué)生產(chǎn)生互動(dòng)成為現(xiàn)實(shí)，使教學(xué)模式得以進(jìn)一步變更，從而提升教與學(xué)的體驗(yàn)。

一、物聯(lián)網(wǎng)及智慧教室的概念

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和拓展，是指利用各種信息傳感器，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)物與物之間的信息化連接和網(wǎng)絡(luò)通信，從而實(shí)現(xiàn)對物品的識(shí)別、監(jiān)控、管理、定位、跟蹤。智慧教室是高級(jí)形態(tài)的多媒體網(wǎng)絡(luò)教室，它綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等現(xiàn)代先進(jìn)信息技術(shù)，構(gòu)建物理空間、信息空間、認(rèn)知空間整體聯(lián)合的智慧教學(xué)環(huán)境，旨在改善師生和教學(xué)環(huán)境的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)師生與教學(xué)環(huán)境的自然交互，為教學(xué)活動(dòng)提供智能化、人性化的互動(dòng)。

二、智慧教室中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智慧教室將師生與設(shè)備、環(huán)境相互連接，實(shí)現(xiàn)師生與各類資源的網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)，從而精準(zhǔn)管控整個(gè)教學(xué)過程。在智慧教室建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用集中在感知層和網(wǎng)絡(luò)層，為智慧教室的后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)收集和傳輸數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)后臺(tái)評估判斷提供依據(jù)。

1.物聯(lián)網(wǎng)在資產(chǎn)管理的應(yīng)用

教室資產(chǎn)的管理是教學(xué)活動(dòng)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)形態(tài)劃分，教室資產(chǎn)可分為有形資產(chǎn)和無形資產(chǎn)。

有形資產(chǎn)。傳統(tǒng)教室中有形資產(chǎn)的管理是一個(gè)難點(diǎn)，桌椅、多媒體設(shè)備、門窗、鑰匙、燈、空調(diào)等教學(xué)設(shè)施、教具，必須安排專人管理。這些資產(chǎn)的管理與維護(hù)主要取決管理人員與師生的思想意識(shí)，但人不同于機(jī)器，人都有疏忽大意或者使用不當(dāng)?shù)臅r(shí)候，很容易造成這些資產(chǎn)的損壞、丟失、門窗燈未關(guān)閉，并且有形資產(chǎn)也會(huì)自然損壞，這些情況很難避免和發(fā)現(xiàn)。如果不能在教學(xué)活動(dòng)開始前及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就會(huì)影響教學(xué)活動(dòng)的運(yùn)行或者造成能源的浪費(fèi)。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，給這些資產(chǎn)加裝傳感器或者芯片，系統(tǒng)后臺(tái)應(yīng)用可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)這些有形資產(chǎn)的是否損壞、是否遺失、是否堪用，教室一定時(shí)間內(nèi)沒有人員活動(dòng)可自動(dòng)關(guān)閉燈、空調(diào)、多媒體等電氣設(shè)備以及門窗，從而實(shí)現(xiàn)教室資產(chǎn)的智能化管理。

無形資產(chǎn)。教室資產(chǎn)中最容易忽略無形資產(chǎn)，它主要是指教室內(nèi)精彩的授課過程錄像。傳統(tǒng)教室要保存這些精彩的授課過程需要提前架設(shè)錄像機(jī)進(jìn)行攝錄，或者后臺(tái)人工操作保存。但是在平時(shí)上課，教師也會(huì)有精彩的授課，師生之間也有精彩的互動(dòng)教學(xué)，這些精彩的瞬間很難保存下來。而借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智慧教室系統(tǒng)后臺(tái)可根據(jù)師生的行為和身體反應(yīng)實(shí)時(shí)評價(jià)教學(xué)過程，并根據(jù)教學(xué)評價(jià)的分?jǐn)?shù)自動(dòng)截取保存攝錄的教學(xué)視頻。

2.物聯(lián)網(wǎng)在教學(xué)課堂的應(yīng)用

信息反饋。師生的行為和身體反應(yīng)是教學(xué)環(huán)節(jié)中最能體現(xiàn)課堂教學(xué)效果的證據(jù)。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智慧教室可以將桌椅改裝成集成各種收集人體數(shù)據(jù)傳感器的桌椅，結(jié)合人體紅外攝像儀，從教學(xué)課堂開始就收集并傳輸各種數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)信息反饋的是師生的行為和身體反應(yīng)，經(jīng)過人工智能和大數(shù)據(jù)分析處理，系統(tǒng)后臺(tái)就能全程掌握整個(gè)教學(xué)課堂，可根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)信息及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案。以往的教學(xué)評價(jià)中，人為主觀因素占據(jù)主導(dǎo)，很難客觀公證的評價(jià)教學(xué)，而師生的信息反饋經(jīng)過系統(tǒng)后臺(tái)處理可以客觀公證的評價(jià)教學(xué)。院校的教室也常作為考場，師生的信息反饋用于考場監(jiān)控，可以將監(jiān)考人員從考場中解放出來。

教學(xué)互動(dòng)。智慧教室的教學(xué)互動(dòng)可以分為師生互動(dòng)、師生與系統(tǒng)的互動(dòng)、師生與設(shè)備的互動(dòng)。師生互動(dòng)是教師與學(xué)生之間的溝通。師生與系統(tǒng)的互動(dòng)，是指系統(tǒng)根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)信息及時(shí)提醒教師和學(xué)生在教學(xué)課堂中出現(xiàn)或者即將出現(xiàn)的錯(cuò)誤，避免造成不良的教學(xué)后果。師生與設(shè)備的互動(dòng)是指師生通過語音、視角、身體姿態(tài)操作教學(xué)設(shè)備，從而獲得較好的教學(xué)體驗(yàn)。

三、結(jié)語

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，未來的智慧教室不僅僅局限于物理空間的智慧教室，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)，未來的智慧教室會(huì)拓展成網(wǎng)絡(luò)智慧教室，教學(xué)行為不再受限于教室場所，通過裝載了各種傳感器的穿戴式VR設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)空間中虛擬出教室、黑板、教師、學(xué)生等，師生在家就可以進(jìn)行如同在現(xiàn)實(shí)空間一樣的教學(xué)活動(dòng)。

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