試論物聯(lián)網(wǎng)技術在教育信息化應用中的問題及對策

汪澤仁

隨著信息化技術的高速發(fā)展，計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術以及多媒體技術在教育中的應用越來越普遍，國家對教育信息化的建設也提高到戰(zhàn)略新高度。1998年印發(fā)的《面向二十一世紀深化職業(yè)教育教學改革的原則意見》中，教育部首次提到教育信息化相關內容，到2018年，國家發(fā)布了教育信息化相關政策85項。其中，2005年以前主要集中在強調信息化技術在教學中的重要性，提高教學信息化認識水平；2006年至2016年，主要集中在以專業(yè)教學資源庫建設為抓手促進教育信息化建設的全面規(guī)劃和深入建設；2017之后，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術、虛擬化技術、云計算技術的快速發(fā)展，促使國家在教育信息化方面展開了全方位的布局，對新時期的教育信息化發(fā)展進行了全面規(guī)劃，準備實施“教育信息化2.0”行動計劃。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展背景

物聯(lián)網(wǎng)技術是在互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展和應用基礎上，通過射頻識別、傳感設備、網(wǎng)絡通訊等技術將物與物、人與物之間的通訊信息化、網(wǎng)絡化、智能化，進而達到對物資的定位、跟蹤、控制、管理等作用。大到教學樓，小到時鐘，都可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術將其互聯(lián)互通，構建一個龐大的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，物與物之間的信息通訊可以自我識別，無需過多人為干預，讓設施設備的運行更加高效、快捷、便利。

簡單來說，物聯(lián)網(wǎng)技術分為感知識別、通訊傳輸、應用服務三個層次①彭華林：《物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧校園建設中的應用》，《信息技術》2019年19期。，再進一步細化，可劃分為物理支撐、感知識別、信息通訊、數(shù)據(jù)存儲、處理控制五個層級（見圖1），涉及傳感器、FRID、互聯(lián)網(wǎng)、SSD、云計算、自動控制等新型技術。

在智慧校園的建設中，通過物聯(lián)網(wǎng)技術，可以將教學設施設備統(tǒng)一到一個物理網(wǎng)絡之中，構建一個讓師生在教學過程中全方位智能感知和控制的教學設備管理系統(tǒng)。建設智慧校園，智慧教室是基礎，物聯(lián)網(wǎng)是構建智慧教室基礎中的基礎，只有利用物聯(lián)網(wǎng)技術將教學設施設備進行互聯(lián)互通，才能使教學更加便捷、靈活、智能，最終達到建設智慧校園、提高教學質量的根本目的。

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

物聯(lián)網(wǎng)技術在最近幾年發(fā)展較快，我國物聯(lián)網(wǎng)技術在相關領域的應用取得了一定的成效，比如在智能家居、物流倉儲、固定資產管理、環(huán)境監(jiān)測、城市交通、醫(yī)療衛(wèi)生等領域。但目前物聯(lián)網(wǎng)技術在我國教育領域還處于興起階段，特別是在中西部眾多高職院校中，還處于物聯(lián)網(wǎng)建設初期。通過對四川成都部分高職院校的調研走訪，筆者發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術在高職教育信息化建設中的應用不足，原因主要有如下幾點：

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術的應用成本較高

物聯(lián)網(wǎng)技術在教育信息化的建設中可以發(fā)揮很大的作用，但在實際建設中首先面臨的是資金問題。目前隨著計算機技術的普及和制造成本的降低，一間傳統(tǒng)普通PC多媒體教室的設備成本在1萬元左右，而構建一間全套基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧教室需要約5.5萬元左右（見表1），相對于傳統(tǒng)PC多媒體教室，物聯(lián)網(wǎng)技術智慧教室的建設成本增加了4倍以上，加上控制管理系統(tǒng)和配套服務器，物聯(lián)網(wǎng)技術教室的建設成本會更加高昂。按100間多媒體教室計算，傳統(tǒng)普通PC多媒體教室設備成本在100萬元左右，而構建物聯(lián)網(wǎng)智慧教室需要550萬到600萬元。誠然，對于東部經濟較發(fā)達地區(qū)，這筆硬件投入不算太多，但是對于西部部分高職院校來說，這無疑是一筆較大開支。在辦學經費緊張的情況下，加之物聯(lián)網(wǎng)在教育行業(yè)中的應用還處于起步階段，平均價格較高，使物聯(lián)網(wǎng)技術的在教育信息化中的應用變得比較困難。

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

（二）物聯(lián)網(wǎng)在教學管理中的配套體系不夠完善

物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展是基于互聯(lián)網(wǎng)技術基礎之上，物聯(lián)網(wǎng)技術的信息通訊依賴于強大并穩(wěn)定的網(wǎng)絡基礎。當前，部分高職院校的數(shù)字化教學設施設備投入不足，教學信息網(wǎng)絡化建設滯后，不能形成有效并穩(wěn)定的物理網(wǎng)絡系統(tǒng)，即便利用了感知傳感設備也是孤立的、片面的。如此，不能形成網(wǎng)絡的物聯(lián)不叫物聯(lián)網(wǎng)，更不能達到物聯(lián)網(wǎng)對教學設備管控并利用的目的和效果。

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術在高職院校中使用的意識尚未普及

如前文所述，物聯(lián)網(wǎng)技術在教育行業(yè)中的應用還處于初期階段，設備的最終使用者是教師和學生，其中又以任課教師為主。教師普遍習慣傳統(tǒng)的課件加板書形式，對物聯(lián)網(wǎng)技術、教學信息化技術了解不夠深入，尤以中老年教師為甚。教學信息化思維能力不足，也是物聯(lián)網(wǎng)技術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)硬件教學設備，但還處于開放式管理模式，教師根據(jù)自身習慣和意愿使用，基于習慣的粘性，導致了物聯(lián)網(wǎng)技術不能完全融入課堂教學。學校的激勵機制不到位，不能激勵教師開展以物聯(lián)網(wǎng)技術應用相關的教研活動，也無法通過物聯(lián)網(wǎng)技術應用創(chuàng)新教學方式和方法，以物聯(lián)網(wǎng)技術的應用來提高教學質量，在教研室層面對教學教法的研討和改革也就都成了無本之末。①徐鳳、李進：《企業(yè)參與高職院校校企合作的成本補償機制研究》，《職教論壇》2017年第21期。

（四）物聯(lián)網(wǎng)技術在教育行業(yè)中的產業(yè)發(fā)展不足

物聯(lián)網(wǎng)技術應用雖然在我國其他行業(yè)中取得了一定的成果，進入教育行業(yè)的時間較晚，產業(yè)化發(fā)展還不夠成熟。加之行業(yè)間的差異性和特殊性，對物聯(lián)網(wǎng)技術在教育領域的應用程序開發(fā)提出了新的挑戰(zhàn)，相關技術公司不得不另起爐灶，加大了的開發(fā)難度和開發(fā)成本。同時，教育領域的利潤空間有限，導致技術企業(yè)對教育領域的物聯(lián)網(wǎng)技術開發(fā)不重視，致使物聯(lián)網(wǎng)技術在教育行業(yè)中的產業(yè)發(fā)展不足。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術在教育信息化建設中的優(yōu)勢

盡管物聯(lián)網(wǎng)技術在教育行業(yè)中存在著上述問題，但不可否認其在教育信息化建設中的作用和意義是巨大的，對當前高職教育教學改革具有重要的作用和意義。

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術促進教育教學手段的改革

從傳統(tǒng)的教室到利用物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧教室，教室建設的系統(tǒng)升級，都會促使教學方法的改進和變革。根據(jù)“學習金字塔”模型（見圖2），以學生為中心的主動學習教育模式下，學生學習內容的平均留存率可以達到90%，教學方法上，需要促進被動學習向主動學習模式轉變，教學環(huán)境和工具的改變顯得尤為重要，而物聯(lián)網(wǎng)技術相關設備在智慧教室中扮演著不可或缺的角色，對傳統(tǒng)的教學方法提出了新的挑戰(zhàn)，從學生出發(fā)、從教學出發(fā)，構建主動學習物理空間體系，需要教師改革教學方法以適應科學技術的進步和社會的發(fā)展。

圖2 “學習金字塔”模型

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術可以優(yōu)化資源配置，降低教育教學運行成本

傳統(tǒng)的教室里有電腦主機、顯示設備、音響擴音設備、監(jiān)控設備、溫度及時鐘設備、門禁設施、燈光窗簾設施等多種電子設施設備幾十種，會花費較多人力、物力、財力進行管理、跟蹤、維護等工作。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，可以將上述設施設備對接教務系統(tǒng)進行統(tǒng)一管控，實現(xiàn)無人為干預的自動控制、預警、運維、數(shù)據(jù)分析等，極大地降低了運行成本。

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術可以構建新型教學及學習空間

物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展和應用，可以構建多種類型智慧教學空間。首先，可以建設多屏小組互動討論型教學空間，學生通過手機、電腦或者PAD等移動終端設備輕松接入課堂教學，教師可進行多種教學方式，使教學方法更具靈活性；其次，可以建設跨校區(qū)協(xié)作型教學空間，實現(xiàn)不同教室之間、異地校區(qū)師生之間、學生之間進行音視頻互動、點名搶答、分組討論、答疑測試等教學方法創(chuàng)新；再次，可以建設精品錄播教學空間，實現(xiàn)課堂錄播、課后點播，網(wǎng)絡課程錄制、智能化編輯等操作，對教學資源體系構建提供最直接、最真實有效的音視頻資源，方便學生進行課前預習或者課后復習。通過網(wǎng)絡，把學習場所從教室擴展到校園的任何空間，甚至是擴展到社會的任何空間。

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

教育教學宏觀管理是基于本校教學管理實際水平基礎之上的管理，而要知曉本校教學管理實際水平，就需要相關教育教學的信息和數(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，更不能對數(shù)據(jù)進行綜合分析處理。要提高教育教學宏觀管理的科學性和準確性，前提就是實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集的“兩多四化”，即多方位、多維度、源頭化、即時化、流程化、安全化，實現(xiàn)“兩多四化”的重要手段就是通過物聯(lián)網(wǎng)技術在教學過程中的應用，直接從教室、教學過程、教學參與者采集數(shù)據(jù)，要采集數(shù)據(jù)。

（五）物聯(lián)網(wǎng)技術是教學診斷數(shù)據(jù)的來源

2019年8月，全國診改專委會主任委員楊應崧在《以“診改”為動力，加快信息化建設步伐》的專題報告中明確提到，構建校園物聯(lián)網(wǎng)（CIOT），以物聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)和信息的采集、交流、互動、創(chuàng)新和存儲，以大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘（DM）來進行教育教學狀態(tài)診斷、偏差預測，以校園服務互聯(lián)網(wǎng)（CIOS）來進行狀態(tài)顯示、改進優(yōu)化。教學“診改”的基礎是大數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)分析的來源是數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集的終端是物聯(lián)網(wǎng)技術，構建良好的物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)采集具有真實性和系統(tǒng)性，才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、模型建立、預測診斷的功能，最終達到輔助決策的目的。

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

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術應用的普及，高職院校在培養(yǎng)技能型人才時，也需要與社會接軌，推進教育信息化的過程中，將物聯(lián)網(wǎng)技術相關理念、知識、技術融入教育教學相關環(huán)節(jié)，培養(yǎng)時代需要的技能人才。同時，利用物聯(lián)網(wǎng)技術紅利期，以人才培養(yǎng)為核心，開展教學、教研、實訓及科研活動，提高教師的物聯(lián)網(wǎng)相關科研能力和教育教學能力，為教育信息化做好人才儲備。

四、物聯(lián)網(wǎng)技術在教育信息化應用中的對策

（一）制定符合實際的發(fā)展規(guī)劃

推進教育信息化不是一日之事，需要頂層設計、長遠規(guī)劃，層層推進、步步為營。國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政策，但具體落地是需要各院校制定可行性強的實施計劃。把物聯(lián)網(wǎng)技術融合到職業(yè)院校教育信息化發(fā)展的整體規(guī)劃中，找準發(fā)展方向，才能盡可能的發(fā)揮物理網(wǎng)技術的優(yōu)勢，更好地促進教育信息化改革。

（二）完善促進物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的保障措施

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

（三）構建全面穩(wěn)定的物理網(wǎng)絡基礎

物聯(lián)網(wǎng)技術依賴于全面且穩(wěn)定的物理網(wǎng)絡基礎，首先必須在學校層面搭建一套完善的網(wǎng)絡系統(tǒng)。樓宇之間的光纖通信、千兆級教室有線和無線網(wǎng)絡、強大的數(shù)據(jù)處理和存儲服務器是構建物聯(lián)網(wǎng)的基礎硬件條件，全面且穩(wěn)定的物理網(wǎng)絡系統(tǒng)是發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢的基礎配套資源，能更好更全面的促進教育信息化的推進。

（四）提高相關人員素養(yǎng)

教育信息化改革需要技術的支持，技術運用需要相應的人才隊伍，一線教師需要熟練使用物聯(lián)網(wǎng)技術，將物聯(lián)網(wǎng)思路融入日常教學過程和方法中，才能發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術在教育信息化建設中的巨大潛力。因此，需要對教育教學一線教師進行物聯(lián)網(wǎng)技術培訓和評估，以便更好地發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術在教學管理、教育改革、教育信息化中的優(yōu)勢。

結 語

現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)技術融入高校教育已取得一定的進展，物聯(lián)網(wǎng)技術在教學信息化建設中的作用和意義值得肯定，需要繼續(xù)推進物聯(lián)網(wǎng)技術在教育行業(yè)的應用和普及，推動符合現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的智慧校園建設，提升教學管理水平，促進教育教法改革，達到培養(yǎng)更多優(yōu)質高技能型人才的目的。