試論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育信息化應(yīng)用中的問(wèn)題及對(duì)策

汪澤仁

隨著信息化技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以及多媒體技術(shù)在教育中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，國(guó)家對(duì)教育信息化的建設(shè)也提高到戰(zhàn)略新高度。1998年印發(fā)的《面向二十一世紀(jì)深化職業(yè)教育教學(xué)改革的原則意見(jiàn)》中，教育部首次提到教育信息化相關(guān)內(nèi)容，到2018年，國(guó)家發(fā)布了教育信息化相關(guān)政策85項(xiàng)。其中，2005年以前主要集中在強(qiáng)調(diào)信息化技術(shù)在教學(xué)中的重要性，提高教學(xué)信息化認(rèn)識(shí)水平；2006年至2016年，主要集中在以專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)為抓手促進(jìn)教育信息化建設(shè)的全面規(guī)劃和深入建設(shè)；2017之后，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬化技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展，促使國(guó)家在教育信息化方面展開(kāi)了全方位的布局，對(duì)新時(shí)期的教育信息化發(fā)展進(jìn)行了全面規(guī)劃，準(zhǔn)備實(shí)施“教育信息化2.0”行動(dòng)計(jì)劃。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展背景

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用基礎(chǔ)上，通過(guò)射頻識(shí)別、傳感設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)將物與物、人與物之間的通訊信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，進(jìn)而達(dá)到對(duì)物資的定位、跟蹤、控制、管理等作用。大到教學(xué)樓，小到時(shí)鐘，都可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將其互聯(lián)互通，構(gòu)建一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，物與物之間的信息通訊可以自我識(shí)別，無(wú)需過(guò)多人為干預(yù)，讓設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行更加高效、快捷、便利。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分為感知識(shí)別、通訊傳輸、應(yīng)用服務(wù)三個(gè)層次①彭華林：《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用》，《信息技術(shù)》2019年19期。，再進(jìn)一步細(xì)化，可劃分為物理支撐、感知識(shí)別、信息通訊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理控制五個(gè)層級(jí)（見(jiàn)圖1），涉及傳感器、FRID、互聯(lián)網(wǎng)、SSD、云計(jì)算、自動(dòng)控制等新型技術(shù)。

在智慧校園的建設(shè)中，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以將教學(xué)設(shè)施設(shè)備統(tǒng)一到一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)之中，構(gòu)建一個(gè)讓師生在教學(xué)過(guò)程中全方位智能感知和控制的教學(xué)設(shè)備管理系統(tǒng)。建設(shè)智慧校園，智慧教室是基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)是構(gòu)建智慧教室基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，只有利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將教學(xué)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)互通，才能使教學(xué)更加便捷、靈活、智能，最終達(dá)到建設(shè)智慧校園、提高教學(xué)質(zhì)量的根本目的。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高職院校教育信息化過(guò)程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在最近幾年發(fā)展較快，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用取得了一定的成效，比如在智能家居、物流倉(cāng)儲(chǔ)、固定資產(chǎn)管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市交通、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。但目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)教育領(lǐng)域還處于興起階段，特別是在中西部眾多高職院校中，還處于物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)初期。通過(guò)對(duì)四川成都部分高職院校的調(diào)研走訪，筆者發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高職教育信息化建設(shè)中的應(yīng)用不足，原因主要有如下幾點(diǎn)：

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用成本較高

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育信息化的建設(shè)中可以發(fā)揮很大的作用，但在實(shí)際建設(shè)中首先面臨的是資金問(wèn)題。目前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和制造成本的降低，一間傳統(tǒng)普通PC多媒體教室的設(shè)備成本在1萬(wàn)元左右，而構(gòu)建一間全套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧教室需要約5.5萬(wàn)元左右（見(jiàn)表1），相對(duì)于傳統(tǒng)PC多媒體教室，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智慧教室的建設(shè)成本增加了4倍以上，加上控制管理系統(tǒng)和配套服務(wù)器，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教室的建設(shè)成本會(huì)更加高昂。按100間多媒體教室計(jì)算，傳統(tǒng)普通PC多媒體教室設(shè)備成本在100萬(wàn)元左右，而構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)智慧教室需要550萬(wàn)到600萬(wàn)元。誠(chéng)然，對(duì)于東部經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，這筆硬件投入不算太多，但是對(duì)于西部部分高職院校來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑是一筆較大開(kāi)支。在辦學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張的情況下，加之物聯(lián)網(wǎng)在教育行業(yè)中的應(yīng)用還處于起步階段，平均價(jià)格較高，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的在教育信息化中的應(yīng)用變得比較困難。

表1 傳統(tǒng)普通PC多媒體教室與物聯(lián)網(wǎng)智慧教室建設(shè)成本比較

（二）物聯(lián)網(wǎng)在教學(xué)管理中的配套體系不夠完善

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之上，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的信息通訊依賴于強(qiáng)大并穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。當(dāng)前，部分高職院校的數(shù)字化教學(xué)設(shè)施設(shè)備投入不足，教學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)滯后，不能形成有效并穩(wěn)定的物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即便利用了感知傳感設(shè)備也是孤立的、片面的。如此，不能形成網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)不叫物聯(lián)網(wǎng)，更不能達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)對(duì)教學(xué)設(shè)備管控并利用的目的和效果。

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高職院校中使用的意識(shí)尚未普及

如前文所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育行業(yè)中的應(yīng)用還處于初期階段，設(shè)備的最終使用者是教師和學(xué)生，其中又以任課教師為主。教師普遍習(xí)慣傳統(tǒng)的課件加板書(shū)形式，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、教學(xué)信息化技術(shù)了解不夠深入，尤以中老年教師為甚。教學(xué)信息化思維能力不足，也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入高職教育的一大阻力。部分院校擁有良好的物聯(lián)網(wǎng)硬件教學(xué)設(shè)備，但還處于開(kāi)放式管理模式，教師根據(jù)自身習(xí)慣和意愿使用，基于習(xí)慣的粘性，導(dǎo)致了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不能完全融入課堂教學(xué)。學(xué)校的激勵(lì)機(jī)制不到位，不能激勵(lì)教師開(kāi)展以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的教研活動(dòng)，也無(wú)法通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新教學(xué)方式和方法，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量，在教研室層面對(duì)教學(xué)教法的研討和改革也就都成了無(wú)本之末。①徐鳳、李進(jìn)：《企業(yè)參與高職院校校企合作的成本補(bǔ)償機(jī)制研究》，《職教論壇》2017年第21期。

（四）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育行業(yè)中的產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用雖然在我國(guó)其他行業(yè)中取得了一定的成果，進(jìn)入教育行業(yè)的時(shí)間較晚，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還不夠成熟。加之行業(yè)間的差異性和特殊性，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)提出了新的挑戰(zhàn)，相關(guān)技術(shù)公司不得不另起爐灶，加大了的開(kāi)發(fā)難度和開(kāi)發(fā)成本。同時(shí)，教育領(lǐng)域的利潤(rùn)空間有限，導(dǎo)致技術(shù)企業(yè)對(duì)教育領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)不重視，致使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育行業(yè)中的產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育信息化建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)

盡管物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育行業(yè)中存在著上述問(wèn)題，但不可否認(rèn)其在教育信息化建設(shè)中的作用和意義是巨大的，對(duì)當(dāng)前高職教育教學(xué)改革具有重要的作用和意義。

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)教育教學(xué)手段的改革

從傳統(tǒng)的教室到利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧教室，教室建設(shè)的系統(tǒng)升級(jí)，都會(huì)促使教學(xué)方法的改進(jìn)和變革。根據(jù)“學(xué)習(xí)金字塔”模型（見(jiàn)圖2），以學(xué)生為中心的主動(dòng)學(xué)習(xí)教育模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的平均留存率可以達(dá)到90%，教學(xué)方法上，需要促進(jìn)被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變，教學(xué)環(huán)境和工具的改變顯得尤為重要，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)設(shè)備在智慧教室中扮演著不可或缺的角色，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法提出了新的挑戰(zhàn)，從學(xué)生出發(fā)、從教學(xué)出發(fā)，構(gòu)建主動(dòng)學(xué)習(xí)物理空間體系，需要教師改革教學(xué)方法以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展。

圖2 “學(xué)習(xí)金字塔”模型

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以優(yōu)化資源配置，降低教育教學(xué)運(yùn)行成本

傳統(tǒng)的教室里有電腦主機(jī)、顯示設(shè)備、音響擴(kuò)音設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、溫度及時(shí)鐘設(shè)備、門(mén)禁設(shè)施、燈光窗簾設(shè)施等多種電子設(shè)施設(shè)備幾十種，會(huì)花費(fèi)較多人力、物力、財(cái)力進(jìn)行管理、跟蹤、維護(hù)等工作。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可以將上述設(shè)施設(shè)備對(duì)接教務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管控，實(shí)現(xiàn)無(wú)人為干預(yù)的自動(dòng)控制、預(yù)警、運(yùn)維、數(shù)據(jù)分析等，極大地降低了運(yùn)行成本。

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以構(gòu)建新型教學(xué)及學(xué)習(xí)空間

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，可以構(gòu)建多種類(lèi)型智慧教學(xué)空間。首先，可以建設(shè)多屏小組互動(dòng)討論型教學(xué)空間，學(xué)生通過(guò)手機(jī)、電腦或者PAD等移動(dòng)終端設(shè)備輕松接入課堂教學(xué)，教師可進(jìn)行多種教學(xué)方式，使教學(xué)方法更具靈活性；其次，可以建設(shè)跨校區(qū)協(xié)作型教學(xué)空間，實(shí)現(xiàn)不同教室之間、異地校區(qū)師生之間、學(xué)生之間進(jìn)行音視頻互動(dòng)、點(diǎn)名搶答、分組討論、答疑測(cè)試等教學(xué)方法創(chuàng)新；再次，可以建設(shè)精品錄播教學(xué)空間，實(shí)現(xiàn)課堂錄播、課后點(diǎn)播，網(wǎng)絡(luò)課程錄制、智能化編輯等操作，對(duì)教學(xué)資源體系構(gòu)建提供最直接、最真實(shí)有效的音視頻資源，方便學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)或者課后復(fù)習(xí)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，把學(xué)習(xí)場(chǎng)所從教室擴(kuò)展到校園的任何空間，甚至是擴(kuò)展到社會(huì)的任何空間。

（四）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是教育信息數(shù)據(jù)收集的基礎(chǔ)

教育教學(xué)宏觀管理是基于本校教學(xué)管理實(shí)際水平基礎(chǔ)之上的管理，而要知曉本校教學(xué)管理實(shí)際水平，就需要相關(guān)教育教學(xué)的信息和數(shù)據(jù)支撐。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集都是割裂的管理系統(tǒng)，不能形成數(shù)據(jù)池，更不能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析處理。要提高教育教學(xué)宏觀管理的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，前提就是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集的“兩多四化”，即多方位、多維度、源頭化、即時(shí)化、流程化、安全化，實(shí)現(xiàn)“兩多四化”的重要手段就是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用，直接從教室、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)參與者采集數(shù)據(jù)，要采集數(shù)據(jù)。

（五）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是教學(xué)診斷數(shù)據(jù)的來(lái)源

2019年8月，全國(guó)診改專(zhuān)委會(huì)主任委員楊應(yīng)崧在《以“診改”為動(dòng)力，加快信息化建設(shè)步伐》的專(zhuān)題報(bào)告中明確提到，構(gòu)建校園物聯(lián)網(wǎng)（CIOT），以物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的采集、交流、互動(dòng)、創(chuàng)新和存儲(chǔ)，以大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘（DM）來(lái)進(jìn)行教育教學(xué)狀態(tài)診斷、偏差預(yù)測(cè)，以校園服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)（CIOS）來(lái)進(jìn)行狀態(tài)顯示、改進(jìn)優(yōu)化。教學(xué)“診改”的基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)分析的來(lái)源是數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集的終端是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建良好的物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)采集具有真實(shí)性和系統(tǒng)性，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、模型建立、預(yù)測(cè)診斷的功能，最終達(dá)到輔助決策的目的。

（六）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是培養(yǎng)符合社會(huì)需求的綜合型技能人才的需要

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的普及，高職院校在培養(yǎng)技能型人才時(shí)，也需要與社會(huì)接軌，推進(jìn)教育信息化的過(guò)程中，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)理念、知識(shí)、技術(shù)融入教育教學(xué)相關(guān)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)時(shí)代需要的技能人才。同時(shí)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)紅利期，以人才培養(yǎng)為核心，開(kāi)展教學(xué)、教研、實(shí)訓(xùn)及科研活動(dòng)，提高教師的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)科研能力和教育教學(xué)能力，為教育信息化做好人才儲(chǔ)備。

四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育信息化應(yīng)用中的對(duì)策

（一）制定符合實(shí)際的發(fā)展規(guī)劃

推進(jìn)教育信息化不是一日之事，需要頂層設(shè)計(jì)、長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，層層推進(jìn)、步步為營(yíng)。國(guó)家布局了教育信息化的宏觀發(fā)展，各省教育廳有配套的指導(dǎo)政策，但具體落地是需要各院校制定可行性強(qiáng)的實(shí)施計(jì)劃。把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合到職業(yè)院校教育信息化發(fā)展的整體規(guī)劃中，找準(zhǔn)發(fā)展方向，才能盡可能的發(fā)揮物理網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，更好地促進(jìn)教育信息化改革。

（二）完善促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的保障措施

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是教育信息化工作的重要環(huán)節(jié)，在學(xué)校層面，需要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入教育教學(xué)的思路納入教育信息化的整體規(guī)劃中，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入教育教學(xué)提供制度保障。高校是教育信息化工作的推進(jìn)者，匹配足夠的資金，可以保障物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育信息化過(guò)程中發(fā)揮更好的效果。相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制可以縮短現(xiàn)代化技術(shù)與使用者的磨合期，降低時(shí)間成本，使現(xiàn)代化技術(shù)更好更快的為職業(yè)教育服務(wù)。

（三）構(gòu)建全面穩(wěn)定的物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)依賴于全面且穩(wěn)定的物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，首先必須在學(xué)校層面搭建一套完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。樓宇之間的光纖通信、千兆級(jí)教室有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)服務(wù)器是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)硬件條件，全面且穩(wěn)定的物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)配套資源，能更好更全面的促進(jìn)教育信息化的推進(jìn)。

（四）提高相關(guān)人員素養(yǎng)

教育信息化改革需要技術(shù)的支持，技術(shù)運(yùn)用需要相應(yīng)的人才隊(duì)伍，一線教師需要熟練使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將物聯(lián)網(wǎng)思路融入日常教學(xué)過(guò)程和方法中，才能發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育信息化建設(shè)中的巨大潛力。因此，需要對(duì)教育教學(xué)一線教師進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)培訓(xùn)和評(píng)估，以便更好地發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)管理、教育改革、教育信息化中的優(yōu)勢(shì)。

結(jié) 語(yǔ)

現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入高校教育已取得一定的進(jìn)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)信息化建設(shè)中的作用和意義值得肯定，需要繼續(xù)推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育行業(yè)的應(yīng)用和普及，推動(dòng)符合現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的智慧校園建設(shè)，提升教學(xué)管理水平，促進(jìn)教育教法改革，達(dá)到培養(yǎng)更多優(yōu)質(zhì)高技能型人才的目的。