物聯網技術在教學信息化的應用

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一、物聯網技術在教學信息化中應用的意義

物聯網技術是基于互聯網技術發展的基礎上，通過應用射頻識別技術、傳感器技術、RFID技術、云計算技術、自動化控制技術、通信技術等先進的技術，實現物與物之間、物與人之間、人與人之間的良好通信，從而實現萬物互聯，形成龐大的物聯網控制網絡系統。隨著智能化、信息化的迅猛發展，物聯網目前已經應用到了各個領域，如基于物聯網的智能家居的應用、基于物聯網的智慧醫院、基于物聯網的智慧交通等。在教育教學領域，物聯網的應用及發展相對比較晚，然而，近年來，隨著我國教育信息化的加強，智慧校園的建設腳步加快，物聯網在教育教學中的應用也得到了迅猛發展，物聯網在教育教學中的應用對促進教育信息化的發展有重要意義。

（一）促進教學方法創新

物聯網技術在教學信息化中的應用，將教室從傳統的教室改為基于物聯網技術搭建的智慧教室，全新的教學環境為教學方法帶來了新的挑戰。基于物聯網技術的智慧教室的建設，構建了學生主動學習的教學空間體系，能夠更好地發揮學生的主觀能動性，提升學生的學習興趣及學習效果。教學環境及學習方式的轉變，需要教師創新教學方法來適應新技術帶來的變革及發展，這樣就推動教師促進教學方法的創新發展。

（二）降低教育教學運行成本

傳統的教育教學方式，由教師采用黑板講授知識為基礎，如果教師一個人帶多個班級，則需要將同樣的知識講授多遍，甚至到各個校區來回奔波上課，因此，需要教師有大量的時間和精力。另外，傳統的多媒體教室，各項信息化設備，如音響、顯示設備、電腦主機、監控設備等，處于孤立狀態，不能對設備統一控制，設備的管理和運行成本較高。而基于物聯網的智慧教室，可以構建新型的教學空間，實現一個教師講課，多個班級同時在線學習，沒有區域的限制，還可以實現課程回放，大大節約了教師的時間。另外，基于物聯網技術的智慧教室，可實現對教室中的所有智能設備統一控制，對教學設備的狀態監控、運行、維護、數據分析等，都可完全實現全自動控制，大大降低了設備管理和運行的成本。

（三）多場景教學空間的應用可以提升教學的效果

基于物聯網技術的智慧教室，可以通過網絡將教室的空間延伸到校園任何角落，甚至是社會任何地方，學生可隨時隨地地進行學習。可以構建新型的智慧教室，通過不同的教學場景及內容創新教學空間。如可構建多屏小組互動討論教學場景，學生可通過智能電子設備，如手機、電腦等接入課堂教學，進行小組討論。可構建跨區域教學的協作教學空間。不同校區的學生及教師之間，可在線實現互動教學，也可構建在線搶答、在線測試教學空間等。通過多場景教學空間的構建，讓學生更好地融入教學環境，達到更好的教學效果。

二、物聯網技術在教育信息化中應用的不足

目前，我國仍然有許多學校在物聯網技術應用上存在很多的不足，主要有以下原因。

（一）基于物聯網的智慧教室建設成本高

基于物聯網的智慧教室建設，對需要建立教室各個智能設備之間的聯系，各個智能設備與教師及學生的聯系以及教師和學生可以討論、溝通的平臺，對教室中智慧化設備及網絡的配置要求比較高，其建設成本相比普通的多媒體教室要高很多。如智慧黑板一體機、音響、智能門鎖、傳感器、電子班牌等設備都價格不菲，一間基于物聯網的智慧教室的建設成本約為5萬元，相比傳統的多媒體教室建設成本約1萬元，基于物聯網的教室建設成本大約高了4倍，因此，其建設成本較高，部分學校遲遲無法解決建設成本問題，只能暫緩建設計劃。

（二）教師隊伍的素質能力提升不足

物聯網技術在教學中的應用比較晚，目前還處于初期發展階段，還未形成普及。而很多學校的教師習慣了采用傳統的課件加板書的講授方式，未對物聯網技術的教學方式進行深入理解，特別是中老年教師，形成了多年以來教學的固有思維和習慣，很難接受新的信息技術帶來的教學變革，對物聯網教學信息化的應用帶來一定的阻力。部分學校雖然已經作為物聯網教學信息化的應用試點，但是只是針對部分專業，并未形成普及，教師隊伍也未能進行專業的物聯網教學信息化變革及提升的培訓，因此，普遍存在教師隊伍對物聯網教學的能力提升不足的問題。

（三）物聯網在教學信息化中的創新應用不足

物聯網技術在教學信息化建設中的發展相對比較晚，已經建立物聯網技術的學校，許多還處于應用的初步狀態或是僅僅用于取代傳統的多媒體教室及增加了部分的專業課程情景化設計的應用，其應用的創新性不足。物聯網技術在教學信息化中的應用，需要在對教學目的充分認識的情況下，熟練掌握物聯網技術的應用方式，并結合物聯網技術在教育信息化中的應用特點及教學科目的自身特點，創新教學方式，來提升教學的目標和效果。

三、物聯網技術在教育信息化中創新應用的策略

（一）解決基于物聯網的智慧教室建設成本高的難點

基于物聯網的智慧教室建設，需要投入較高的成本，部分學校很難有較高的預算來進行物聯網教育信息化的投入建設。可通過以下幾個方面來解決投入成本高的問題：首先，學校進行長遠規劃，物聯網技術的智慧教室的建設，雖然前期投入比較多，然而，后期的運營和維護，卻能節約很多成本，如教室中的智能設備實現了物物之間的互聯，可直接進行設備之間的自動控制，節約了傳統孤立設備高額的管理和運營成本。可通過智慧教室實現各種教學場景的設計，實現跨校區同時上課的可能，節約了教師重復授課，來回奔波，布置不同教學場景的人力、物力成本，從長遠發展來看能夠節約成本。其次，可引入社會資本，共同建設。學校可通過引入社會資本，與公司、機構等建立人才培養計劃，通過引入社會資本建設智慧教室。

（二）提升教師隊伍的信息化素質能力水平

基于物聯網技術的教學信息化應用，離不開熟練應用物聯網技術的教師隊伍，教師只有熟練掌握物聯網技術以及本學科的知識技能，才能很好地應用物聯網技術，創新本學科的教學方法。因此，提升教師隊伍的信息化素質能力水平，使教師熟練掌握物聯網技術是非常重要的。可通過以下方式培養教師隊伍掌握物聯網技術的應用：首先，在學校內定期開展物聯網技術應用的專題知識培訓，制訂獎懲激勵方式，激勵教師更好地參與到培訓中，取得更好的培訓效果。其次，可組織教師學習對物聯網技術應用比較好的學校的教學方法，通過借鑒，引進好的方法，達到提升教學效果的目的。最后，可通過教師之間互相交流、探討，應用物聯網技術在教師之間模擬師生教學，并提出改進意見的方式，提升教師應用物聯網技術的能力。

（三）物聯網技術在教學信息化中的創新應用

1.改革教學內容物聯網技術應用與高校各個學科的教學中，應將教學內容作為重點改革對象，強化教學的重點和難點。教學內容中，應增加物聯網技術的基礎知識和技能的學習，通過學習掌握物聯網技術，并應用物聯網技術，結合物聯網技術與本學科專業知識，融會貫通，掌握綜合能力，改變傳統單一、枯燥的教學形式。2.加強教學實踐基于物聯網技術的教學信息化的應用，可通過物聯網進行多種教學場景的模擬，達到更好的實踐教學效果。應通過應用物聯網技術加強教學實踐，如對于醫學院的學生，運用物聯網、大數據等前沿技術，開發患者用藥跟蹤及指導APP；對于家裝設計的學生，運用物聯網技術搭建“智慧家居安防系統”等，通過應用物聯網技術與本學科專業知識結合，加強教學實踐，創新出更好的教學效果。3.創新教學方式基于物聯網技術開展教學，要轉變傳統的教師板書講授知識、學生被動學習知識的模式，構建新型的信息化教學模式。教師給學生傳授的主要是積極主動學習的思想以及學習的方法，具體的知識需要學生主動學習，要通過整合教學資源、搭建精品課程，通過視頻點播、直播、電子課件、電子教案等方式，使學生可以隨時隨地地學習，不必拘泥于教室中。另外，可通過營造小組協作討論學習、師生互動學習等方式，提升學生的學習交流及反饋，提升學生的學習主觀能動性。并且，可通過運用物聯網技術搭建專業的實訓室，創設不同專業的不同場景，讓學生將所學的理論知識帶到實際的工作中，進行理論與實踐的結合驗證，達到更好的教學效果。4.監控學習情況，反饋教學效果基于物聯網技術開展教學，可以更好地綜合應用大數據技術，對教師的教學情況、學生的學習效果進行教學效果反饋。可通過對學生在線測評，分析學生每個月的測試情況以及在班級、年級的綜合排名情況等，及時掌握學生對知識的掌握情況及學習狀態情況，如果遇到異常的情況，還可進行異常提示及初步分析，教師如果發現異常情況的學生，可深入調查該學生異常的原因，有針對性地解決問題。通過監控學生的學習情況，更好地反饋教學效果。目前，已經進入信息化時代，教育教學也應跟上信息化時代發展的步伐，將物聯網技術引入教學信息化建設中，能提升教學的信息化水平，促進教學方式的改革創新，提升教學效果，加強信息技術與各科專業知識的融合應用，提升教師及學生的綜合能力素質水平。因此，建議各個學校響應跟上時代發展步伐，積極規劃智慧校園建設方案，引入物聯網技術在教學信息中的應用，提升教育教學信息化建設水平。

作者：蘇建凱 單位：天津市機電工藝技師學院