利用物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能化教學(xué)環(huán)境
教學(xué)環(huán)境直接影響教學(xué)成果。傳統(tǒng)課堂教學(xué)的物理環(huán)境所包含的教學(xué)資源比較有限,虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境又缺乏與現(xiàn)實(shí)世界的交互,而物理教學(xué)環(huán)境與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合也容易停留在表層。通過物聯(lián)網(wǎng),不但使得現(xiàn)實(shí)世界的物品互為連通,而且實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)世界(物理空間)與虛擬世界(數(shù)字化信息空間)的互聯(lián),能夠有效地支持人機(jī)交互、人與物之間的交互、人與人之間的社會(huì)性交互。物聯(lián)網(wǎng)的引入使得物理教學(xué)環(huán)境的每個(gè)物品都具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化特性,可以與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行無縫整合,可以即時(shí)地捕捉、分析師生的教與學(xué)的需求信息,并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,為師生提供智能化的教學(xué)環(huán)境與教學(xué)資源。學(xué)生可以在教室內(nèi)利用計(jì)算設(shè)備讀取本地或調(diào)用異地嵌入了傳感器的物體的數(shù)據(jù)用于當(dāng)前的學(xué)習(xí)。
利用物聯(lián)網(wǎng)豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力的重要教學(xué)手段,但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有其局限性,例如,因?yàn)榇嬖诎踩詥栴}或者缺乏實(shí)驗(yàn)器材,許多實(shí)驗(yàn)無法讓學(xué)生親自動(dòng)手做。物聯(lián)網(wǎng)的介入可以為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一個(gè)安全的、共享的、智能化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境,例如,每一種實(shí)驗(yàn)器材都有數(shù)字化屬性與使用幫助信息,當(dāng)實(shí)驗(yàn)器材使用不當(dāng)時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng);實(shí)驗(yàn)者可以遠(yuǎn)程控制異地納入物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)器材;實(shí)驗(yàn)過程數(shù)據(jù)可以被實(shí)時(shí)采集并以適當(dāng)?shù)姆绞教峁┙o實(shí)驗(yàn)者,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化。
利用物聯(lián)網(wǎng)支持教學(xué)管理
物聯(lián)網(wǎng)可以用于學(xué)校考勤管理、學(xué)校圖書管理、教學(xué)儀器設(shè)備管理、學(xué)校教育安全管理。例如,中國臺(tái)灣利用物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)RFID技術(shù)支持學(xué)校安全管理,主要包括8個(gè)服務(wù)領(lǐng)域:上下學(xué)及在校行蹤通知服務(wù);學(xué)生保健服務(wù);校外教學(xué)管理;危險(xiǎn)區(qū)域管理服務(wù);校園訪客管理系統(tǒng);教育設(shè)備管理服務(wù);學(xué)校大型會(huì)議人員管理服務(wù);運(yùn)動(dòng)設(shè)施使用人員管理服務(wù)。2008年度,中國臺(tái)灣成立了校園安全應(yīng)用RFID技術(shù)協(xié)助學(xué)生安全建置計(jì)劃,逢甲大學(xué)和臺(tái)中特殊教育學(xué)校配合進(jìn)行了包括上下學(xué)及在校行蹤通知服務(wù)、學(xué)生體溫異常管理服務(wù)、危險(xiǎn)區(qū)域管理服務(wù)與訪客機(jī)制管理服務(wù)4項(xiàng)實(shí)踐。在實(shí)驗(yàn)學(xué)校的教室、走廊、大樓入口處、地下室及頂樓等地點(diǎn)架設(shè)約30個(gè)RFID讀取器,每個(gè)學(xué)生配戴RFID標(biāo)簽。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)感測(cè)RFID信息,統(tǒng)計(jì)學(xué)生出勤情況,老師可通過網(wǎng)絡(luò)查詢學(xué)生出勤情況及目前所在位置或行進(jìn)路線。系統(tǒng)提供的腕帶式標(biāo)簽可以自動(dòng)感測(cè)學(xué)生體溫,當(dāng)學(xué)生體溫異常時(shí),系統(tǒng)將發(fā)出警報(bào)信息通知相關(guān)人員,做出即時(shí)健康管理及處置措施。當(dāng)學(xué)生到了頂樓、地下停車室、因短期施工而具有不安全因素的環(huán)境時(shí),系統(tǒng)可以靈活地變更RFID的感測(cè)范圍的危險(xiǎn)等級(jí),自動(dòng)發(fā)出語音做出現(xiàn)場(chǎng)警示,同時(shí)發(fā)出警報(bào)信息通知相關(guān)人員做即時(shí)處理,并配合校方監(jiān)視系統(tǒng)以有效監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)狀況使得管理人員易于指揮調(diào)度。當(dāng)訪客進(jìn)入校園有RFID的感測(cè)范圍的管制區(qū)域時(shí),系統(tǒng)將發(fā)出語音警示同時(shí)產(chǎn)生信息通知學(xué)校相關(guān)人員進(jìn)行適宜處理。
利用物聯(lián)網(wǎng)拓展課外教學(xué)活動(dòng)
通過實(shí)地參觀、觀摩、實(shí)踐,學(xué)生可以獲得直觀的體驗(yàn)與真實(shí)的感受。課外教學(xué)活動(dòng)一直以來是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、拓展學(xué)生知識(shí)空間與視野、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的重要手段。物聯(lián)網(wǎng)可以拓展課外教學(xué)活動(dòng)。例如,我國香港、臺(tái)灣、北京、廣州等地區(qū)開展了基于物聯(lián)網(wǎng)的“數(shù)字化微型氣象站”在科學(xué)教育中的應(yīng)用實(shí)踐,將先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)、傳感技術(shù)與現(xiàn)代教學(xué)理念相結(jié)合,支持學(xué)生的正式學(xué)習(xí)、戶外學(xué)習(xí)、區(qū)域合作學(xué)習(xí)。2003年底,中國臺(tái)灣臺(tái)北市內(nèi)中小學(xué)都建立了各自的校園氣象臺(tái),每個(gè)校園氣象臺(tái)都可以是一個(gè)獨(dú)立的氣象觀測(cè)站,通過傳感器收集實(shí)時(shí)氣象相關(guān)信息發(fā)布到各自的校園氣象臺(tái)網(wǎng)頁上,各個(gè)校園氣象臺(tái)還會(huì)將每天收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至臺(tái)北校園氣象網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與資源共享。