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物联网在网络教育中的应用构想

木马童年 2018-12-7 00:01 40 0

本文阐述了物联网的基本特征和关键技能,对目前网络教育的现状进行分析,对照了网络教育与传统在校教育的优劣,针对网络教育在营造校园氛围和实践课教学等方面的不足,建议引入物联网技能解决远程教育的沉浸感不足的 ...

   本文阐述了物联网的基本特征和关键技能,对目前网络教育的现状进行分析,对照了网络教育与传统在校教育的优劣,针对网络教育在营造校园氛围和实践课教学等方面的不足,建议引入物联网技能解决远程教育的沉浸感不足的问题。

物联网通过传感器和网络实现指标对象的识别与信息的互联与共享,“物”是在网络上交互的资源,它能够是人、产品、服务等,目前在诸多领域均有成功应用。将物联网技能应用于网络教育领域,能够增强网络教育的优势,构建更为合理的继续教育平台,为终身教育系统提供技能支撑。

一、物联网概括

物联网=云计算+泛在网络+智能传感器。而泛在网络更是物联网通讯技能的核心和远景。该技能包括3G、LTE、GSM、WLAN、WPAN、WiMax 、RFID、Zigbee、NFC、蓝牙等无线通讯协议和技能,还包括光缆和其他有线线缆的通讯协议和技能。[1]

(一)物联网的技能特征

物联网的基本特征可总结为全面感知、可靠传递、智能处理等三个方面。

物联网利用RFID、传感器、二维码等智能感知设备即时感知、获取指标对象的相关信息。通过各种信息网络和互联网的融合,将信息实时可靠的传输出去。依靠物联网本身的智能性,利用数据融合及处理、云计算等技能,对海量信息进行分析、融合和处理。

除上述3个基本特征,与接入网、互联网等其他网络相比,物联网还具有泛在化与智能化等特性。[2]

对应于物联网的3大特征――全面感知、可靠传递、智能处理,物联网大致有3个层次:感知层、网络层、应用层。本文探讨的网络教育处于物联网的应用层(如图1所示)。

(二)物联网的关键技能

物联网的关键技能是无线传感器网和射频识别。

为了实现对远程设备的通讯与抑制,对远程设备配备上特定的无线传感器,将采集到的信息编码、传输。射频识别技能则是为指标对象赋予一个唯一的ID号,这个ID号记录在射频IC芯片中,芯片则安放在对象上,并选取无线方式进行读取和识别。云南昆明学院开展的“校园手机一卡通工程”,在原有手机SIM卡芯片中集成无线射频(RF)模块。学生使用这种特制的RFID-SIM卡刷卡后即可完成身份识别、消费支付和信息交互等功能,实现购物、借书等校园活动。[3]

二、网络教育与传统在校教育的对照分析

(一)网络教育组织结构

我国目前官方的网络教育主体在远程与继续教育学院,对学员的管理主要为两种形式(如图2所示):一种为本部管理教学站点,由教学站点管理学员的纯站点管理模式;一种为联合站点管理,本部也管理局部学员的混合模式。

(二)网络教育与在校本科教育相比的优势

网络教育跨时空、跨地域的特点,实时或非实时的交互式教学形式,与传统的在校教育相比,具有独特的优势。

网络教育以学员为中心,弱化了传统在校教育中的教员中心和课堂中心;学员在任何时间、地点学习,自己掌握学习进度,势必增加学员的学习自主性;学员在网上学习所用的时间、作业的完成情况、考试情况等信息被教学平台记录,对记录进行数据挖掘,分析学员的学习特点,能够帮助学员养成良好高效的学习习惯。

知识共享是网络教育的最大特点,课程资源、教学过程中积累的FAQ、不同的网络教育机构的交换课程、名校的公开课,都为网络教育增色不少。

2002年麻省理工起初了一个开放课程打算,该校利用网络公开服务,目前至少已经将1800门课程向全世界免费开放。2010年秋季,耶鲁大学的网络公开课增扩至36门,其中的《死亡》、《博弈论》、《金融市场》、《倾听音乐》、《心理学导论》、《欧洲文明》、《公平与正义》等课程在网上拥有大量的拥趸,世界名校公开课由此在国内掀起网上听课热潮。同时,加州大学伯克利分校、卡耐基梅隆大学、英国公开大学、约翰霍普金斯大学、华盛顿大学等美国知名高校都纷纷在网上开课,提供课堂实录,求知的人们得以享受知识的大餐。

早在2003年4月,我国就起初加入大量经费着手实施优秀高等课程的教育共享,称之为“精品课程建设”,目前国家精品课程资源网上的资源丰富,国内众多高校网站上也开设了专门的网页。中国开放教育资源协会则汉化了世界各国高校的上千门课程,也包括小语种国家,如法国、西班牙、日本的高校。科目涵盖文史、理工、法律、商科。目前已发布了347门网络公开课的中文版。[4]

网络教育的学员自主选择学习内容,为个人兴趣的发展提供了充足的发展空间,兴趣是最好的老师,学员有足够的动力实现自己的发展指标。在课程资源的更新环节,能够跟踪本学科的最新科研成果,准时地更新和补充网络上的教学资源,传统的在校教育在这一点上难以企及。

(三)网络教育与在校教育相比的劣势

网络教育纵有千般优势,在校学员的集体概念和协作精神与网络教育学员相比,则有云泥之判。网络教育不拘时空的泛在性优势,在学员的社会性培养方面,反而成了最大的劣势。人际交往方式因多样而精彩,它是学员人格养成的一个重要方面。目前网络教育重视知识传授,由于客观条件的的制约,相对轻视了学员之间的直接或间接交住,没有让学员体会到大学校园的氛围,导致其群体意识和集体概念日趋淡薄。

在目前的网络教育模式中,教员与学员的交流一般是约定答疑时间,在教学平台提供的答疑空间进行答疑,这种模式本身没有问题,确实是一种对照有效获取知识辅助的手段,但这种预约式交流本身有极大的局限性,学员和教员都会有一种现实交流中所没有的拘束感。学生在知识体系构成之余,还有人生观、价值观、世界观的变成,而在这一方面,身教胜于言传,由于技能条件的制约,在目前的网络教育体系中,教员对于学员缺少“现场感”。

对于自律性较差的学员,在传统的教育体系中,教员能够面对面督促学员学习,在目前的网络教育体系中,教员无法对远距离的学员采取有效的督导措施。

目前,并不是所有传统教育课程都能移植到网络教育体系中,较方便移值的课程多是偏重于理论而实践比率偏少甚至没有。远距离教授实践课中教学手段的缺乏,导致了网络教育在此类课程中的缺失。

(四)分析归纳

综合分析,对照目前网络教育与传统在校教育,对于网络教育的劣势归纳如下:

一是在学员社会人格养成方面,由于缺乏校园氛围,网络教育先天不足;

二是网络教育中,教员的言传身教没有落到实处,与传统在校教育相比,至少存在某种程度上的缺失;

三是对于学习主动性不够强的学员,网络教育的效果逊于传统在校教育;

四是网络教育在偏重于实验或实践的课程教学中表现不力,在知识传播的完善性方面做得不够。

三、物联网在网络教育中的应用构想

相对年轻的网络教育自有其优势,但与传统的在校教育相比,也存在诸多不足。联合物联网的发展应用现状,运用物联网技能,补强网络教育的先天不足,使网络教育技能更上一层楼。

目前各种物理传感器、生物传感器飞速发展,指纹传感器、视频传感器、光电式脉膊传感器等均已进入工业生产。在相对飘渺的气味传送方面,2010年,日本的资生堂公司研发出一种通过网络传输香水气味的装置,它通过确认所需的气味,使用特定装置散发出指定的气味。在美国计算机产品展示会“COMDEX”上也有气味传输样品的展示。

人是一种感性动物,视觉与听觉、嗅觉、味觉、触觉同样重要,看到影像,听到声音,闻到气息,尝到味道,接触到实体(或者有接触实体的感觉),将人类的“五感”结合起来实时传输,真正“身临其境”。在物联网框架下对网络教育进行整合,加快对网络传递气息、感观触觉等技能的应用,无论何时、何地,学员身处“真实”的同学氛围下,在知识攫取之余,游走于一个和现实社会极度类似的环境之中,完美克隆在校大学生的课余生活方式,为学员营造朝气蓬勃丰富多彩的校园氛围,补强网络教育体系下学员在社会人格养成方面的不足。

通过交代连接点、基站、联合RFID等相关技能,将移动设备接入物联网,教员在移动的学习环境中与学员进行交流,学员与学员在移动的学习环境中交流,将个性化学习和协作工学习联合起来,变成一个个家庭校园、事务校园、户外校园、移动校园,网络教育学员在非常程度上具有与在校大学生类似的交流式体验。

将物联网与现有教学平台集成,开发阅读器接口中间件,对于需要督导的自律性较差的学员,定时佩戴传感器手表、眼镜等记录学员的多重数据,如脑电图、血压、体温等生理信息及眼动、手部轻微移动等运动信息,引入心理学相关测试技能,得出学员的紧张程度、注意力状况、动脑情况等。将传感器获取的实时数据导入现有教学平台,教员根据这些反馈信息对学员进行有效的督促辅导。[3]

将传感器材安装在实验器材上,通过远程抑制实验器材实时采集实验数据,并将加工和分析后的结果通过网络提供给实验者。学员能够在没有专业实验室的条件下也能进行实时的科学实验。

在实践课程中,在局部教学站点设置实践课基地,在基地交代相应的的无线传感器节点,将收集到的数据发送到本部教学平台,学员能够到邻近的实践基地现场参与,也能够在网上协同参与实践课程。应用相关技能,组建物联网,远距离实践课程离学员不再遥远。

四、结语

交代连接点、基站,加快应用新的生物传感技能,将物联网与现有教学平台集成,优化学习环境、丰富学习资源、改善学习交流方式,使人们可以更好地通过网络教育手段接受继续教育,物联网在网络教育领域必将具有巨大的应用前景。

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