试论物联网技术在教育信息化应用中的问题及对策

汪泽仁

随着信息化技术的高速发展，计算机技术、网络通讯技术以及多媒体技术在教育中的应用越来越普遍，国家对教育信息化的建设也提高到战略新高度。1998年印发的《面向二十一世纪深化职业教育教学改革的原则意见》中，教育部首次提到教育信息化相关内容，到2018年，国家发布了教育信息化相关政策85项。其中，2005年以前主要集中在强调信息化技术在教学中的重要性，提高教学信息化认识水平；2006年至2016年，主要集中在以专业教学资源库建设为抓手促进教育信息化建设的全面规划和深入建设；2017之后，随着物联网技术、虚拟化技术、云计算技术的快速发展，促使国家在教育信息化方面展开了全方位的布局，对新时期的教育信息化发展进行了全面规划，准备实施“教育信息化2.0”行动计划。

一、物联网技术的发展背景

物联网技术是在互联网技术的发展和应用基础上，通过射频识别、传感设备、网络通讯等技术将物与物、人与物之间的通讯信息化、网络化、智能化，进而达到对物资的定位、跟踪、控制、管理等作用。大到教学楼，小到时钟，都可以通过物联网技术将其互联互通，构建一个庞大的网络控制系统。在此系统中，物与物之间的信息通讯可以自我识别，无需过多人为干预，让设施设备的运行更加高效、快捷、便利。

简单来说，物联网技术分为感知识别、通讯传输、应用服务三个层次①彭华林：《物联网技术在智慧校园建设中的应用》，《信息技术》2019年19期。，再进一步细化，可划分为物理支撑、感知识别、信息通讯、数据存储、处理控制五个层级（见图1），涉及传感器、FRID、互联网、SSD、云计算、自动控制等新型技术。

在智慧校园的建设中，通过物联网技术，可以将教学设施设备统一到一个物理网络之中，构建一个让师生在教学过程中全方位智能感知和控制的教学设备管理系统。建设智慧校园，智慧教室是基础，物联网是构建智慧教室基础中的基础，只有利用物联网技术将教学设施设备进行互联互通，才能使教学更加便捷、灵活、智能，最终达到建设智慧校园、提高教学质量的根本目的。

二、物联网技术在高职院校教育信息化过程中的应用现状

物联网技术在最近几年发展较快，我国物联网技术在相关领域的应用取得了一定的成效，比如在智能家居、物流仓储、固定资产管理、环境监测、城市交通、医疗卫生等领域。但目前物联网技术在我国教育领域还处于兴起阶段，特别是在中西部众多高职院校中，还处于物联网建设初期。通过对四川成都部分高职院校的调研走访，笔者发现物联网技术在高职教育信息化建设中的应用不足，原因主要有如下几点：

（一）物联网技术的应用成本较高

物联网技术在教育信息化的建设中可以发挥很大的作用，但在实际建设中首先面临的是资金问题。目前随着计算机技术的普及和制造成本的降低，一间传统普通PC多媒体教室的设备成本在1万元左右，而构建一间全套基于物联网技术的智慧教室需要约5.5万元左右（见表1），相对于传统PC多媒体教室，物联网技术智慧教室的建设成本增加了4倍以上，加上控制管理系统和配套服务器，物联网技术教室的建设成本会更加高昂。按100间多媒体教室计算，传统普通PC多媒体教室设备成本在100万元左右，而构建物联网智慧教室需要550万到600万元。诚然，对于东部经济较发达地区，这笔硬件投入不算太多，但是对于西部部分高职院校来说，这无疑是一笔较大开支。在办学经费紧张的情况下，加之物联网在教育行业中的应用还处于起步阶段，平均价格较高，使物联网技术的在教育信息化中的应用变得比较困难。

表1 传统普通PC多媒体教室与物联网智慧教室建设成本比较

（二）物联网在教学管理中的配套体系不够完善

物联网技术的发展是基于互联网技术基础之上，物联网技术的信息通讯依赖于强大并稳定的网络基础。当前，部分高职院校的数字化教学设施设备投入不足，教学信息网络化建设滞后，不能形成有效并稳定的物理网络系统，即便利用了感知传感设备也是孤立的、片面的。如此，不能形成网络的物联不叫物联网，更不能达到物联网对教学设备管控并利用的目的和效果。

（三）物联网技术在高职院校中使用的意识尚未普及

如前文所述，物联网技术在教育行业中的应用还处于初期阶段，设备的最终使用者是教师和学生，其中又以任课教师为主。教师普遍习惯传统的课件加板书形式，对物联网技术、教学信息化技术了解不够深入，尤以中老年教师为甚。教学信息化思维能力不足，也是物联网技术融入高职教育的一大阻力。部分院校拥有良好的物联网硬件教学设备，但还处于开放式管理模式，教师根据自身习惯和意愿使用，基于习惯的粘性，导致了物联网技术不能完全融入课堂教学。学校的激励机制不到位，不能激励教师开展以物联网技术应用相关的教研活动，也无法通过物联网技术应用创新教学方式和方法，以物联网技术的应用来提高教学质量，在教研室层面对教学教法的研讨和改革也就都成了无本之末。①徐凤、李进：《企业参与高职院校校企合作的成本补偿机制研究》，《职教论坛》2017年第21期。

（四）物联网技术在教育行业中的产业发展不足

物联网技术应用虽然在我国其他行业中取得了一定的成果，进入教育行业的时间较晚，产业化发展还不够成熟。加之行业间的差异性和特殊性，对物联网技术在教育领域的应用程序开发提出了新的挑战，相关技术公司不得不另起炉灶，加大了的开发难度和开发成本。同时，教育领域的利润空间有限，导致技术企业对教育领域的物联网技术开发不重视，致使物联网技术在教育行业中的产业发展不足。

三、物联网技术在教育信息化建设中的优势

尽管物联网技术在教育行业中存在着上述问题，但不可否认其在教育信息化建设中的作用和意义是巨大的，对当前高职教育教学改革具有重要的作用和意义。

（一）物联网技术促进教育教学手段的改革

从传统的教室到利用物联网技术的智慧教室，教室建设的系统升级，都会促使教学方法的改进和变革。根据“学习金字塔”模型（见图2），以学生为中心的主动学习教育模式下，学生学习内容的平均留存率可以达到90%，教学方法上，需要促进被动学习向主动学习模式转变，教学环境和工具的改变显得尤为重要，而物联网技术相关设备在智慧教室中扮演着不可或缺的角色，对传统的教学方法提出了新的挑战，从学生出发、从教学出发，构建主动学习物理空间体系，需要教师改革教学方法以适应科学技术的进步和社会的发展。

图2 “学习金字塔”模型

（二）物联网技术可以优化资源配置，降低教育教学运行成本

传统的教室里有电脑主机、显示设备、音响扩音设备、监控设备、温度及时钟设备、门禁设施、灯光窗帘设施等多种电子设施设备几十种，会花费较多人力、物力、财力进行管理、跟踪、维护等工作。物联网技术的应用，可以将上述设施设备对接教务系统进行统一管控，实现无人为干预的自动控制、预警、运维、数据分析等，极大地降低了运行成本。

（三）物联网技术可以构建新型教学及学习空间

物联网技术的发展和应用，可以构建多种类型智慧教学空间。首先，可以建设多屏小组互动讨论型教学空间，学生通过手机、电脑或者PAD等移动终端设备轻松接入课堂教学，教师可进行多种教学方式，使教学方法更具灵活性；其次，可以建设跨校区协作型教学空间，实现不同教室之间、异地校区师生之间、学生之间进行音视频互动、点名抢答、分组讨论、答疑测试等教学方法创新；再次，可以建设精品录播教学空间，实现课堂录播、课后点播，网络课程录制、智能化编辑等操作，对教学资源体系构建提供最直接、最真实有效的音视频资源，方便学生进行课前预习或者课后复习。通过网络，把学习场所从教室扩展到校园的任何空间，甚至是扩展到社会的任何空间。

（四）物联网技术是教育信息数据收集的基础

教育教学宏观管理是基于本校教学管理实际水平基础之上的管理，而要知晓本校教学管理实际水平，就需要相关教育教学的信息和数据支撑。传统的数据采集都是割裂的管理系统，不能形成数据池，更不能对数据进行综合分析处理。要提高教育教学宏观管理的科学性和准确性，前提就是实现对数据采集的“两多四化”，即多方位、多维度、源头化、即时化、流程化、安全化，实现“两多四化”的重要手段就是通过物联网技术在教学过程中的应用，直接从教室、教学过程、教学参与者采集数据，要采集数据。

（五）物联网技术是教学诊断数据的来源

2019年8月，全国诊改专委会主任委员杨应崧在《以“诊改”为动力，加快信息化建设步伐》的专题报告中明确提到，构建校园物联网（CIOT），以物联网进行数据和信息的采集、交流、互动、创新和存储，以大数据和数据挖掘（DM）来进行教育教学状态诊断、偏差预测，以校园服务互联网（CIOS）来进行状态显示、改进优化。教学“诊改”的基础是大数据分析，数据分析的来源是数据采集，数据采集的终端是物联网技术，构建良好的物联网信息系统，使数据采集具有真实性和系统性，才能实现数据分析、模型建立、预测诊断的功能，最终达到辅助决策的目的。

（六）物联网技术是培养符合社会需求的综合型技能人才的需要

随着物联网技术应用的普及，高职院校在培养技能型人才时，也需要与社会接轨，推进教育信息化的过程中，将物联网技术相关理念、知识、技术融入教育教学相关环节，培养时代需要的技能人才。同时，利用物联网技术红利期，以人才培养为核心，开展教学、教研、实训及科研活动，提高教师的物联网相关科研能力和教育教学能力，为教育信息化做好人才储备。

四、物联网技术在教育信息化应用中的对策

（一）制定符合实际的发展规划

推进教育信息化不是一日之事，需要顶层设计、长远规划，层层推进、步步为营。国家布局了教育信息化的宏观发展，各省教育厅有配套的指导政策，但具体落地是需要各院校制定可行性强的实施计划。把物联网技术融合到职业院校教育信息化发展的整体规划中，找准发展方向，才能尽可能的发挥物理网技术的优势，更好地促进教育信息化改革。

（二）完善促进物联网技术发展的保障措施

物联网技术是教育信息化工作的重要环节，在学校层面，需要将物联网技术引入教育教学的思路纳入教育信息化的整体规划中，为物联网技术融入教育教学提供制度保障。高校是教育信息化工作的推进者，匹配足够的资金，可以保障物联网技术在教育信息化过程中发挥更好的效果。相应的激励机制可以缩短现代化技术与使用者的磨合期，降低时间成本，使现代化技术更好更快的为职业教育服务。

（三）构建全面稳定的物理网络基础

物联网技术依赖于全面且稳定的物理网络基础，首先必须在学校层面搭建一套完善的网络系统。楼宇之间的光纤通信、千兆级教室有线和无线网络、强大的数据处理和存储服务器是构建物联网的基础硬件条件，全面且稳定的物理网络系统是发挥物联网优势的基础配套资源，能更好更全面的促进教育信息化的推进。

（四）提高相关人员素养

教育信息化改革需要技术的支持，技术运用需要相应的人才队伍，一线教师需要熟练使用物联网技术，将物联网思路融入日常教学过程和方法中，才能发挥物联网技术在教育信息化建设中的巨大潜力。因此，需要对教育教学一线教师进行物联网技术培训和评估，以便更好地发挥物联网技术在教学管理、教育改革、教育信息化中的优势。

结 语

现阶段，物联网技术融入高校教育已取得一定的进展，物联网技术在教学信息化建设中的作用和意义值得肯定，需要继续推进物联网技术在教育行业的应用和普及，推动符合现代职业教育发展的智慧校园建设，提升教学管理水平，促进教育教法改革，达到培养更多优质高技能型人才的目的。