物联网技术在教学信息化的应用

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一、物联网技术在教学信息化中应用的意义

物联网技术是基于互联网技术发展的基础上，通过应用射频识别技术、传感器技术、RFID技术、云计算技术、自动化控制技术、通信技术等先进的技术，实现物与物之间、物与人之间、人与人之间的良好通信，从而实现万物互联，形成庞大的物联网控制网络系统。随着智能化、信息化的迅猛发展，物联网目前已经应用到了各个领域，如基于物联网的智能家居的应用、基于物联网的智慧医院、基于物联网的智慧交通等。在教育教学领域，物联网的应用及发展相对比较晚，然而，近年来，随着我国教育信息化的加强，智慧校园的建设脚步加快，物联网在教育教学中的应用也得到了迅猛发展，物联网在教育教学中的应用对促进教育信息化的发展有重要意义。

（一）促进教学方法创新

物联网技术在教学信息化中的应用，将教室从传统的教室改为基于物联网技术搭建的智慧教室，全新的教学环境为教学方法带来了新的挑战。基于物联网技术的智慧教室的建设，构建了学生主动学习的教学空间体系，能够更好地发挥学生的主观能动性，提升学生的学习兴趣及学习效果。教学环境及学习方式的转变，需要教师创新教学方法来适应新技术带来的变革及发展，这样就推动教师促进教学方法的创新发展。

（二）降低教育教学运行成本

传统的教育教学方式，由教师采用黑板讲授知识为基础，如果教师一个人带多个班级，则需要将同样的知识讲授多遍，甚至到各个校区来回奔波上课，因此，需要教师有大量的时间和精力。另外，传统的多媒体教室，各项信息化设备，如音响、显示设备、电脑主机、监控设备等，处于孤立状态，不能对设备统一控制，设备的管理和运行成本较高。而基于物联网的智慧教室，可以构建新型的教学空间，实现一个教师讲课，多个班级同时在线学习，没有区域的限制，还可以实现课程回放，大大节约了教师的时间。另外，基于物联网技术的智慧教室，可实现对教室中的所有智能设备统一控制，对教学设备的状态监控、运行、维护、数据分析等，都可完全实现全自动控制，大大降低了设备管理和运行的成本。

（三）多场景教学空间的应用可以提升教学的效果

基于物联网技术的智慧教室，可以通过网络将教室的空间延伸到校园任何角落，甚至是社会任何地方，学生可随时随地地进行学习。可以构建新型的智慧教室，通过不同的教学场景及内容创新教学空间。如可构建多屏小组互动讨论教学场景，学生可通过智能电子设备，如手机、电脑等接入课堂教学，进行小组讨论。可构建跨区域教学的协作教学空间。不同校区的学生及教师之间，可在线实现互动教学，也可构建在线抢答、在线测试教学空间等。通过多场景教学空间的构建，让学生更好地融入教学环境，达到更好的教学效果。

二、物联网技术在教育信息化中应用的不足

目前，我国仍然有许多学校在物联网技术应用上存在很多的不足，主要有以下原因。

（一）基于物联网的智慧教室建设成本高

基于物联网的智慧教室建设，对需要建立教室各个智能设备之间的联系，各个智能设备与教师及学生的联系以及教师和学生可以讨论、沟通的平台，对教室中智慧化设备及网络的配置要求比较高，其建设成本相比普通的多媒体教室要高很多。如智慧黑板一体机、音响、智能门锁、传感器、电子班牌等设备都价格不菲，一间基于物联网的智慧教室的建设成本约为5万元，相比传统的多媒体教室建设成本约1万元，基于物联网的教室建设成本大约高了4倍，因此，其建设成本较高，部分学校迟迟无法解决建设成本问题，只能暂缓建设计划。

（二）教师队伍的素质能力提升不足

物联网技术在教学中的应用比较晚，目前还处于初期发展阶段，还未形成普及。而很多学校的教师习惯了采用传统的课件加板书的讲授方式，未对物联网技术的教学方式进行深入理解，特别是中老年教师，形成了多年以来教学的固有思维和习惯，很难接受新的信息技术带来的教学变革，对物联网教学信息化的应用带来一定的阻力。部分学校虽然已经作为物联网教学信息化的应用试点，但是只是针对部分专业，并未形成普及，教师队伍也未能进行专业的物联网教学信息化变革及提升的培训，因此，普遍存在教师队伍对物联网教学的能力提升不足的问题。

（三）物联网在教学信息化中的创新应用不足

物联网技术在教学信息化建设中的发展相对比较晚，已经建立物联网技术的学校，许多还处于应用的初步状态或是仅仅用于取代传统的多媒体教室及增加了部分的专业课程情景化设计的应用，其应用的创新性不足。物联网技术在教学信息化中的应用，需要在对教学目的充分认识的情况下，熟练掌握物联网技术的应用方式，并结合物联网技术在教育信息化中的应用特点及教学科目的自身特点，创新教学方式，来提升教学的目标和效果。

三、物联网技术在教育信息化中创新应用的策略

（一）解决基于物联网的智慧教室建设成本高的难点

基于物联网的智慧教室建设，需要投入较高的成本，部分学校很难有较高的预算来进行物联网教育信息化的投入建设。可通过以下几个方面来解决投入成本高的问题：首先，学校进行长远规划，物联网技术的智慧教室的建设，虽然前期投入比较多，然而，后期的运营和维护，却能节约很多成本，如教室中的智能设备实现了物物之间的互联，可直接进行设备之间的自动控制，节约了传统孤立设备高额的管理和运营成本。可通过智慧教室实现各种教学场景的设计，实现跨校区同时上课的可能，节约了教师重复授课，来回奔波，布置不同教学场景的人力、物力成本，从长远发展来看能够节约成本。其次，可引入社会资本，共同建设。学校可通过引入社会资本，与公司、机构等建立人才培养计划，通过引入社会资本建设智慧教室。

（二）提升教师队伍的信息化素质能力水平

基于物联网技术的教学信息化应用，离不开熟练应用物联网技术的教师队伍，教师只有熟练掌握物联网技术以及本学科的知识技能，才能很好地应用物联网技术，创新本学科的教学方法。因此，提升教师队伍的信息化素质能力水平，使教师熟练掌握物联网技术是非常重要的。可通过以下方式培养教师队伍掌握物联网技术的应用：首先，在学校内定期开展物联网技术应用的专题知识培训，制订奖惩激励方式，激励教师更好地参与到培训中，取得更好的培训效果。其次，可组织教师学习对物联网技术应用比较好的学校的教学方法，通过借鉴，引进好的方法，达到提升教学效果的目的。最后，可通过教师之间互相交流、探讨，应用物联网技术在教师之间模拟师生教学，并提出改进意见的方式，提升教师应用物联网技术的能力。

（三）物联网技术在教学信息化中的创新应用

1.改革教学内容物联网技术应用与高校各个学科的教学中，应将教学内容作为重点改革对象，强化教学的重点和难点。教学内容中，应增加物联网技术的基础知识和技能的学习，通过学习掌握物联网技术，并应用物联网技术，结合物联网技术与本学科专业知识，融会贯通，掌握综合能力，改变传统单一、枯燥的教学形式。2.加强教学实践基于物联网技术的教学信息化的应用，可通过物联网进行多种教学场景的模拟，达到更好的实践教学效果。应通过应用物联网技术加强教学实践，如对于医学院的学生，运用物联网、大数据等前沿技术，开发患者用药跟踪及指导APP；对于家装设计的学生，运用物联网技术搭建“智慧家居安防系统”等，通过应用物联网技术与本学科专业知识结合，加强教学实践，创新出更好的教学效果。3.创新教学方式基于物联网技术开展教学，要转变传统的教师板书讲授知识、学生被动学习知识的模式，构建新型的信息化教学模式。教师给学生传授的主要是积极主动学习的思想以及学习的方法，具体的知识需要学生主动学习，要通过整合教学资源、搭建精品课程，通过视频点播、直播、电子课件、电子教案等方式，使学生可以随时随地地学习，不必拘泥于教室中。另外，可通过营造小组协作讨论学习、师生互动学习等方式，提升学生的学习交流及反馈，提升学生的学习主观能动性。并且，可通过运用物联网技术搭建专业的实训室，创设不同专业的不同场景，让学生将所学的理论知识带到实际的工作中，进行理论与实践的结合验证，达到更好的教学效果。4.监控学习情况，反馈教学效果基于物联网技术开展教学，可以更好地综合应用大数据技术，对教师的教学情况、学生的学习效果进行教学效果反馈。可通过对学生在线测评，分析学生每个月的测试情况以及在班级、年级的综合排名情况等，及时掌握学生对知识的掌握情况及学习状态情况，如果遇到异常的情况，还可进行异常提示及初步分析，教师如果发现异常情况的学生，可深入调查该学生异常的原因，有针对性地解决问题。通过监控学生的学习情况，更好地反馈教学效果。目前，已经进入信息化时代，教育教学也应跟上信息化时代发展的步伐，将物联网技术引入教学信息化建设中，能提升教学的信息化水平，促进教学方式的改革创新，提升教学效果，加强信息技术与各科专业知识的融合应用，提升教师及学生的综合能力素质水平。因此，建议各个学校响应跟上时代发展步伐，积极规划智慧校园建设方案，引入物联网技术在教学信息中的应用，提升教育教学信息化建设水平。

作者：苏建凯 单位：天津市机电工艺技师学院