物联网在智慧教室中的应用探索与分析

何俊远

摘  要：随着大数据分析、人工智能、虚拟现实、物联网、5G等现代信息技术的高速发展，传统的多媒体网络教学已经不能满足院校教育信息化建设发展的要求。智慧教室已经成为现代教育技术领域的热点和潮流，是未来院校教育信息化发展的必然趋势。将物联网技术应用到智慧教室建设中，将教室资源、环境以及师生教学反应数字化和物联化，实现智慧教学，增强教学手段，从而提高教学质量和效果。本文着重对智慧教室建设中物联网技术的应用进行研究分析。

关键词：多媒体网络教学 物联网 智慧教室 教育信息化

引言：传统的多媒体教室配备了电脑、音响、投影仪等现代化教学设备，但是这些设备都没有联合起来，以至于它们的功能没有得到完全发挥。  随着信息化技术和教育理论的不断发展，信息技术与教室环境的深度融合越来越得到重视，多媒体教室及其设备逐步网络化、数字化、智能化。特别是物联网技术的发展，使多媒体教室以及教学设备可以通过网络联合起来，并使它们与教师、学生产生互动成为现实，使教学模式得以进一步变更，从而提升教与学的体验。

一、物联网及智慧教室的概念

物联网是互联网的延伸和拓展，是指利用各种信息传感器，将任何物品与互联网连接，实现物与物之间的信息化连接和网络通信，从而实现对物品的识别、监控、管理、定位、跟踪。智慧教室是高级形态的多媒体网络教室，它综合运用大数据、云计算、人工智能、虚拟现实、物联网、5G等现代先进信息技术，构建物理空间、信息空间、认知空间整体联合的智慧教学环境，旨在改善师生和教学环境的关系，实现师生与教学环境的自然交互，为教学活动提供智能化、人性化的互动。

二、智慧教室中物联网的应用

通过物联网技术，智慧教室将师生与设备、环境相互连接，实现师生与各类资源的网络关联，从而精准管控整个教学过程。在智慧教室建设中，物联网的应用集中在感知层和网络层，为智慧教室的后台应用系统收集和传输数据，为系统后台评估判断提供依据。

1.物联网在资产管理的应用

教室资产的管理是教学活动中重要的一个环节。根据形态划分，教室資产可分为有形资产和无形资产。

有形资产。传统教室中有形资产的管理是一个难点，桌椅、多媒体设备、门窗、钥匙、灯、空调等教学设施、教具，必须安排专人管理。这些资产的管理与维护主要取决管理人员与师生的思想意识，但人不同于机器，人都有疏忽大意或者使用不当的时候，很容易造成这些资产的损坏、丢失、门窗灯未关闭，并且有形资产也会自然损坏，这些情况很难避免和发现。如果不能在教学活动开始前及时发现，就会影响教学活动的运行或者造成能源的浪费。借助物联网技术，给这些资产加装传感器或者芯片，系统后台应用可以自动发现这些有形资产的是否损坏、是否遗失、是否堪用，教室一定时间内没有人员活动可自动关闭灯、空调、多媒体等电气设备以及门窗，从而实现教室资产的智能化管理。

无形资产。教室资产中最容易忽略无形资产，它主要是指教室内精彩的授课过程录像。传统教室要保存这些精彩的授课过程需要提前架设录像机进行摄录，或者后台人工操作保存。但是在平时上课，教师也会有精彩的授课，师生之间也有精彩的互动教学，这些精彩的瞬间很难保存下来。而借助物联网技术，智慧教室系统后台可根据师生的行为和身体反应实时评价教学过程，并根据教学评价的分数自动截取保存摄录的教学视频。

2.物联网在教学课堂的应用

信息反馈。师生的行为和身体反应是教学环节中最能体现课堂教学效果的证据。借助物联网技术，智慧教室可以将桌椅改装成集成各种收集人体数据传感器的桌椅，结合人体红外摄像仪，从教学课堂开始就收集并传输各种数据。这些数据信息反馈的是师生的行为和身体反应，经过人工智能和大数据分析处理，系统后台就能全程掌握整个教学课堂，可根据反馈的数据信息及时调整教学方案。以往的教学评价中，人为主观因素占据主导，很难客观公证的评价教学，而师生的信息反馈经过系统后台处理可以客观公证的评价教学。院校的教室也常作为考场，师生的信息反馈用于考场监控，可以将监考人员从考场中解放出来。

教学互动。智慧教室的教学互动可以分为师生互动、师生与系统的互动、师生与设备的互动。师生互动是教师与学生之间的沟通。师生与系统的互动，是指系统根据反馈的数据信息及时提醒教师和学生在教学课堂中出现或者即将出现的错误，避免造成不良的教学后果。师生与设备的互动是指师生通过语音、视角、身体姿态操作教学设备，从而获得较好的教学体验。

三、结语

随着现代信息技术的发展，未来的智慧教室不仅仅局限于物理空间的智慧教室，结合虚拟现实技术、人工智能、大数据分析、云计算、物联网、5G等技术，未来的智慧教室会拓展成网络智慧教室，教学行为不再受限于教室场所，通过装载了各种传感器的穿戴式VR设备，在网络空间中虚拟出教室、黑板、教师、学生等，师生在家就可以进行如同在现实空间一样的教学活动。

参考文献

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