物联网在教育中的应用及发展趋势研究

2021-12-03张丹丹

电子元器件与信息技术 2021年8期

张丹丹

（沈阳职业技术学院，辽宁沈阳 110045）

0 引言

近年来，物联网迅猛发展，人们对物联网已经不再陌生，物联网在发展的过程中，受到各行各业的重视，在工业、医疗、金融、交通运输、教育行业中均有应用。教育中物联网的广泛应用，给教育工作带来诸多便利，教育工作者在享受物联网带来便利的同时，要注重促进物联网与教育的结合，使物联网在教育中得到更好的发展。

1 物联网的相关概述与技术原理

1.1 相关概述

物联网，顾名思义就是物物相连的互联网，其概念是在1999年提出的，它是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网的发展，通过促进物与物之间、信息和信息之间的相互联系，带动了各行各业的发展，有利于我国经济的发展。教育中的物联网，就是增强学生和学生之间、教师和教师之间、教师和学生之间、知识和知识之间、知识与师生之间的联系，不断地促进我国教育事业的发展[1]。

1.2 技术原理

物联网技术的基础是其对于信息的采集，到目前为止，物联网在采集信息的过程中主要使用的是传感器与电子标签等各种方法。其中传感器的作用是对采集点周边环境加以感知，电子标签的作用是将采集到的信息予以标识，基于此，物联网技术的两支柱就是传感器与电子标签。在科技进步的推动下，传感器与电子标签目前正在互相融合，在其融合过程中，出现了以传感器为媒介的电子标签系统，即RFID系统，这一系统不仅能够对所采集信息的目标进行自动识别，也能够由无线传感器网络对周边环境进行主动感知，因此集二者功能于一身的新型系统应用前景更为广阔。

使用传感器的物联网也叫作无线传感器网络，即WSN，这一网络中所使用的传感器能够对热与力、光与电、声与位移等各方面信息进行感知，并将感知到的信息转换为电信号予以输出，从而达到处于信息的目标[2]。相比之下，RFID则更为先进，其由各种不同的服务器共同构成，可以实现远距离信息采集，同时也能够在高速运动中实现穿透性反复读写，其抗水与抗油污能力及耐磨性都更为优秀，在对定位物体进行跟踪与识别过程中，RFID系统也更为合适，因而具有更为广泛的应用范围，就目前情况而言，RFID系统已在物流管理与门禁安防系统中取得了一定程度的应用，为人们生活提供了便利，也有效保障了人民群众的生命财产。

2 物联网在教育中的应用

2.1 物联网应用于课堂教学

传统的课堂教学是以传授知识为主，主要靠教师的讲解，而物联网进入课堂教学，丰富了课堂教学模式，有利于提升课堂教学效率。首先，物联网为课堂教学提供了大量的资源。传统的课堂教学中，教师单纯对文化知识进行传授，会导致学生缺少学习的兴趣，不利于课堂的教学。而物联网走进课堂之后，在学习枯燥的实验理论时，老师可以将传感器安装到实验器材上，可有效采集数据，进而对其进行一定的控制，学生可以通过电子大屏幕查看数据，并且对数据进行一定的分析，使学生更加直观的了解实验理论，提高了学生学习的兴趣。同时，物联网的发展也为学生提供了良好的学习环境，学校在教室中安装专门处理噪声、光线等问题的传感器，对教师中的噪声和强光进行采集，及时对噪音和过强光线进行处理，保证学生可以在安静舒适的环境中学习，以促进学生学习效率的提升[3]。

2.2 物联网应用于课后活动

在素质教育发展的大背景下，促进学生德智体美劳全面发展是教育的核心内容，因此，课外活动越来越重要，已经成为教学中的重要环节。物联网的发展，使教师可以采集课外活动的一些数据信息，在学校内部开展一系列课外活动，这样既保证了学生的安全，又促进了课外活动的开展。同时，物联网可以实现移动的课外学习，学生可以把学习材料与移动设备相连接，自由的分配学习时间，充分发挥学生学习的能动性[4]。

2.3 物联网应用于校园监管

校园环境经过岁月的洗礼，逐渐出现各种问题，物联网在教育中的应用，有利于校园设备的管理。例如，可以在一些复杂的设备上安装传感器，之后对这些设备进行统一的管理工作，这样便于设备的管理工作。这些设备一旦出现问题，人们就会接收到传感器传出的数据，这样就可以对症下药，解决相应的问题。其次，在学校公共场所的灯和水龙头上装上传感器，有利于节约资源，减少浪费。最后，物联网的应用，便于对学校的管理。目前大多数学校的大门上都会安装传感器，当有人进去校园时，会通过传感器进行实时的监控，对营造和谐安全校园提供了一定的保障。在一些电源接口处安装的报警系统等，同样利用的是物联网系统，一旦出现危险报警系统就会报警，很大程度上能保证师生的身体健康。

3 物联网在教学应用中出现的问题

3.1 教学配套设备不完善

尽管近几年物联网技术迅速发展，但是部分学校仍存在网络体系不健全、数字化教学设备不充足、教学软件不先进等问题，这些问题将不利于物联网在教学中的发展，物联网的相关技术无法得到有效的应用。针对此类情况，国家必须提供大量的政策和资金的支持，完善学校的物联网配套教学设备，致力于促进物联网和教学的共同发展[5]。

3.2 教师的物联网教学意识不高

对于部分教师来说，传统的教学模式才是提高成绩的有效教学模式，传统的教育思想在他们的脑海中根深蒂固，并没有认识到先进科学技术给教育事业带来的积极影响，因此，他们无法在教学中使用物联网技术。针对这种现象，各教育局应加强对这些教师进行思想的熏陶，讲解物联网在教育学校中的应用价值，转变这些教师传统的教育思想，并且对这些教师进行培训，让他们了解如何物联网技术，引导他们慢慢接受新科技在教育教学中的应用。

4 物联网在教育中的发展趋势

4.1 建立教学反馈系统

在现代教学中，尤其注重课堂的互动反馈，课堂的互动与反馈在课堂教学中至关重要。而物联网在教学中的应用，给课堂互动和反馈提供了很大的便利。在传统的课堂教学中，老师想要了解学生，只能通过自己的观察、平时的作业完成情况、以及各种测试等方法，通过这些方式了解学生的情况可能会出现一些问题，例如，仅仅观察学生可能使观察的结果有一定的主观盲目性；通过作业和试卷来分析学生有一定的滞后性。物联网进入课堂教学，完美的克服了这些问题。通过物联网，学生可以运用自己手中的投票器对老师的教学进行评价，老师可以根据学生的评价及时的进行改进和完善。同时，老师也可以根据物联网设备，观察学生的学习情况，及时又准确的了解学生学习的信息，获得反馈信息，有利于提高课堂教学的效率。

4.2 对学生进行发展性评价

在素质教育迅速发展的今天，对学生进行发展性评价至关重要。随着物联网技术在教育中的广泛运用，有利于学生发展性评价的进行。教师可以运用物联网设备，对学生课堂、课下的学习和行为方式进行数据信息的采集，并且对这些数据进行细致的分析，对学生的发展进行研究分析，及时鼓励有进步的学生，并且善于发现学生的优缺点，引导学生发扬优点克服缺点，及时更正学生出现的错误，保证学生朝着更好的方向发展。

4.3 建立智能化图书馆

为了促进学生全面发展，就要倡导学生多读书、读好书，学校的图书馆是学生读书的主要场所，师生对图书馆的要求极高，这就要求在图书馆中广泛应用物联网系统，建立智能化的图书馆。智能化图书馆中，可以在图书上设置RFID标签，并且在图书馆中安放一些阅读器，师生通过扫描阅读器，就可以了解到图书所在的位置，这样寻找图书的方式，比以往通过条形码查找图书的方式更加的便捷。除此之外，在高校中，还应该应用物联网系统建立虚拟的图书馆，虚拟图书馆的建立，可以让师生足不出户就可以快速的查找到所需要的资料，给师生带来了很大的便利[6]。

4.4 实现校园智能化

物联网迅速的在课堂教学中的使用，让人们了解到互联网给教学带来的各种便利，所以，随着物联网的发展，打造智能化校园指日可待。智能化的校园，需要将全体师生都纳入到物联网体系中，使广大师生借助物联网体系进行上课、课后辅导等，教师也可以在网络上留课后作业，“无纸化”作业给教师的批改带来了很大的便利，教师可以在线上浏览学生的家庭作业，及时掌握学生的学习情况，提高教师的批改效率。