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物联网时代传感器技术在教育领域的应用与反思

发布来源:发布时间:2017-05-15点击量:

物联网时代传感器技术在教育领域的应用与反思
蔡丹丹
(广州涉外经济职业技术学院,广东 广州 510540)
 
 
摘  要:随着物联网技术的不断兴起,传感器技术在教育领域的应用已经成时代发展的潮流,基于传感器技术在教育领域应用的背景,从在支持教学和改善教学管理方面分析了传感器技术在改变教学模式、丰富实践教学资源、优化教学环境的作用以及引领教学评价数字化革命、学生安全、校园安全等的作用,并针对传感器技术在教育领域的进行了反思。
关键词:物联网传感器技术教育领域
 
 
1 传感器技术在教育领域应用的背景
物联网(Internet of Things)随着计算机、移动通信网的兴起之后,成为信息产业发展的第三阶段,它代表了下一代信息发展的重要方向,被发达国家视为重点技术领域。从2004年开始,物联网相继被美国(SmartPlanet)、欧盟(Internet of Things——An action planfor Europe)、日本(U-Japan)、等国家和区域性组织列为领先全球和振兴经济的基础战略。我国也于2009年制定了“感知中国”的战略性新兴产业规划,将其列为重点研究领域。
物联网,简而言之是连接物品的网络,其基础和核心仍是互联网,没有互联网支撑,物联网将成为无源之水,无本之木,无异于空中楼阁。物联网的关键技术是传感器技术,要实现物品与物品之间的互通,最关键的是信息的精准采集,数据的及时传输,而这些则依赖于传感器技术的支持。物联网技术呈现出如下特点:全方位感知、可靠传送、智能处理。随着时代的发展,物联网技术已经从概念转化为现实,为经济发展提供新的动力和增长点,据最新数据,我国物联网产业规模已经突破6000亿元,物联网技术给我们生活的各个方面带来了深刻的影响,我们正身处网联网时代。
2 传感器技术在教育领域的应用
  传感器技术是物联网的核心技术,随着传感器技术的不断进步,其对人们生活的各个领域产生了巨大的冲击,传感器技术在教育领域的应用,是物联网时代的发展趋势。在一个充满数据、信息的黄金时代,人们的生活越来越多地依赖于各种电子设备,在教育活动过程中产生了大量的数据,在传感器技术的支持下,对教育的各个环节产生了深刻的影响。
2.1传感器在支持教学方面的应用
  2.1.1改变教学模式
传感器技术在支持课堂教学方面,具体体现为改变教学传统教学模式,有代表性的有慕课教学模式。慕课即大规模网络在线课程,在这样的教学模式下,教师角色发生了深刻转变,教师不在是教学的中心,不再有绝对权威,教师从某种程度上更是一个引导者;学生自主学习能力显得至关重要,通过传感器技术,将学生学习情况及时反馈,便于教师进行针对性指导。
2.1.2丰富实践教学资源
物联网时代,教育资源的重要性日益凸显,一方面,海量教育资源给师生带来极大便利,拓宽了学生的视野,丰富了教学内容,让学生自主学习成为了可能。另一方面,学生实践活动的时间会被压缩,以教学实验为例,物理、化学等自然学科需要学生做大量的实验来获得感性认识,但由于某些实验会因为实验器材不足或者出于安全性考虑等原因,导致学生不能亲自实践。传感器技术可以改善这种现状。教师可以使用附加传感器的实验器材,通过远程控制这些实验器材来实时采集实验数据(如温度、压强、液体浓度等),并将进行加工和分析后的结果通过网络提供给实验者,学生只需通过电脑等设备就能查看和分析数据。这样既保证学生获得真实可靠的实验数据,也实现了实验教学的方式转变,增强了学生的学习兴趣。
2.1.3优化学习环境
传感器技术为优化教学环境提供技术支持。教学环境对学生学习效果有重要影响。如教室内的光线强弱、空气质量、噪音大小等。国内外很多研究者通过控制变量来测量其对学习效果的影响,研究表明噪音不仅影响学生听课效果,还影响师生交流,对学生学习效果产生消极影响。在教室中安装传感器可以实现对学习环境的监控、调节,从而提高学生的学习效果。
2.2传感器在改善教学管理方面的作用
2.2.1引领教学评价的数字化革命
传感器技术在教学评价领域的应用,通过在平台中嵌入教学评价量表,利用手机、iPad、电脑等移动终端,在评价过程中,利用传感器技术,自动采集课堂教学中学生的表现性数据,对学生的课堂行为进行科学监控,让教师时刻了解学生的参与度,并根据学生的“数据”对学生进行有针对性的教学评价,实现互联网技术与教学评价的有机结合。此外,学生的学习行为还会产生其他大量数据例如:参加教学实践情况、实验操作完成情况、小组学习贡献度等等,这些数据对于分析学生的学习行为有着重要作用,改善了以成绩作为唯一评价标准的评价方式的缺陷。
2.2.2促进学生安全管理的智能化
传感器技术可以促进校园管理的智能化。校园安全一直是教育领域的一个重要环节,近年来各种校园安全事故频发,校园安全形势日益严峻。传感器技术支持学生健康及行踪管理,通过学生行踪管理,家长可以随时随地通过移动终端了解学生的行踪,有效弥补学校在学生安全管理方面的不足,实现学生安全的零隐患,当学生离开校园后,家长能及时了解孩子去向,避免其去不良场所;通过学生健康管理,对学生的身体状况实时监控,避免出现因发现不及时而延误治疗的情况,当学生体温、血压或者其他方面的数据出现异常时,及时发出警报,通知相关人员前去处理。
2.2.3提高校园安全的防范能力
  校园作为人员密集场所,容易发生安全事故,提高校园安全的防范能力刻不容缓。传感器技术通过在校园全方位,无死角安装RFID读取器,当出现安全隐患时候及时发出警报;校园外来车辆、人员管理,教学区、宿舍区安装传感器感应节点,如果外来人员出现,及时发出警报。校园火灾报警,即将各传感器节点重点安装在敏感区域,实时监测周围的温度和空气浓度,当火灾发生时,第一时间将数据——如火灾发生的具体地点,火势情况,附近人员分布情况等等,传送到控制中心,便于采取合理方案应对。
3 教育领域应用传感器技术的反思
  虽然传感器技术在教育领域的应用尚比较罕见,随着物联网技术的不断进步,可以预见的是,其在教育领域的应用必将越来越广泛。在校园安全管理方面,发挥着人为管理不可能实现的作用,对学生安全、校园安全有着更好的保障,此外在辅助课堂教学方面,传感器技术的优越性也日益凸显。在给我们提供技术支持的同时,我们也要看到其不足之处。传感器在教学层面技术提供了数据支持,但我们对其不能过分依赖,要将其视为一种辅助性工具,要提高利用数据、分析数据的能力。校园安全方面,也要不断更新技术,定期维护,避免技术故障带来隐患,要保持风险意识。
参考文献
[1]王帆.从智慧教育视角论教育数据的变迁与潜能[J].中国电化教育,2015(8):10-15.
[2]钱志鸿,王义君.物联网技术与应用研究[J].电子学报,2012,(05):1023-1029.

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