时间：2023-10-10 10:36:00
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇物联网技术学，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：物联网技术与应用 教学目标 知识体系 内容安排 教学方法
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（a）-0162-03
物联网（Internet of Things，IoT）概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出，随着技术和应用的发展，物联网内涵不断扩展[1]。目前业界普遍认为：物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的[2-5]。
物联网可以广泛应用于经济社会发展的各个领域，引发和带动生产力、生产方式和生活方式的深刻变革，成为经济社会绿色、智能、可持续发展的关键基础和重要引擎[6]。近年来，在“两化融合”和“感知中国”等国家战略背景下，物联网发展受到了我国政府、科研、教育、产业界的高度关注。我国经济社会各领域蕴含巨大的物联网应用潜能，众多行业对物联网技术人才需求旺盛[7]。为此，中国传媒大学于2012年通过教育部审批，依托理工学部信息工程学院网络工程系开办物联网专业方向，成为全国较早面向本科生开设物联网专业方向的高校之一。
1 课程教学目标
《物联网技术与应用》是网络工程系物联网技术专业方向学生学习的第一门专业课，其主要目的是使学生了解物联网的基本概念和相关技术，对物联网在各个领域的典型应用有所认识，在此基础上了解物联网系统的整体框架，明确物联网工程各个专业课程的意义和课程之间的关系，为后续的学习打好基础，同时激发学生的学习兴趣[8]。因此，《物联网技术与应用》课程的讲授成功与否关系到物联网人才培养的质量，进而影响到我国物联网技术发展的进程[9]。
2 课程知识体系及内容安排
2.1 知识体系
物联网的架构分为3个层次：感知层、网络层和应用层，如图1所示[1]。
感知层是物联网的“皮肤”和“五官”，用于识别物体、采集信息，是联系物理世界与虚拟信息世界的纽带。感知层中的自动感知设备包括：RFID标签与读写设备、传感器、GPS、智能家用电器、智能测控设备等；感知层中的人工生成信息设备包括：智能手机、智能机器人等。
网络层分为接入层、汇聚层与核心交换层。接入层通过各种接入技术连接最终的用户设备。汇聚层的功能为：汇接接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇聚、转发与交换；根据接入层的用户流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、优先级管理，以及安全控制、地址转换、流量整形等处理；根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理。核心交换层为物联网提供一个高速、安全与保证服务质量的数据传输环境。汇聚层与核心交换层的网络通信设备与通信线路构成了传输网。
应用层可以进一步分为管理服务层和行业应用层。管理服务层通过中间件软件实现了感知硬件与应用软件物理的隔离与逻辑的无缝连接，提供海量数据的高效、可靠地汇聚、整合与存储，通过数据挖掘、智能数据处理与智能决策计算，为行业应用层提供安全的网络管理与智能服务。行业应用层由多样化、规模化的行业应用系统构成，包括：智能电网、智能环保、智能交通、智能医疗等。
此外，涉及感知层、网络层与应用层的共性技术包括信息安全、网络管理、对象名字服务与服务质量保证等。
2.2 内容安排
《物联网技g与应用》课程的内容安排[10-12]如图2所示，其中，各部分包含的主要内容有[1-6]以下几方面。
物联网概论：物联网发展的社会背景、技术背景；物联网的定义与主要技术特征；物联网体系结构；物联网关键技术与产业发展。
RFID技术：自动识别技术的发展背景、条形码简介、磁卡与IC卡的应用、RFID、RFID应用系统结构与组成、RFID标签编码标准。
传感器技术：传感器；智能传感器与无线传感器；无线传感器网络；无线传感器网络通信协议与标准。
嵌入式技术：智能设备的研究与发展；集成电路；嵌入式技术的研究与发展；RFID读写器与中间件软件设计；无线传感器网络节点设计；可穿戴计算研究及其在物联网中的应用；智能机器人研究及其在物联网中的应用。
移动通信技术：通信技术的发展；移动通信技术的研究与发展；3G技术与移动互联网应用的发展。
定位技术：位置信息与位置服务；物联网中的位置服务；定位系统；移动通信定位技术、基于无线局域网的定位技术、基于RFID的定位技术、无线传感器网络定位技术。
数据处理技术：物联网数据处理技术的基本概念；海量数据存储技术；物联网海量数据存储与云计算；物联网数据融合技术；物联网中的智能决策。
信息安全技术：物联网信息安全中的四个重要关系问题；物联网信息安全技术研究；RFID安全与隐私保护研究。
物联网的应用：智能电网；智能交通；智能医疗；智能物流。
3 课程教学方法
自2014年春季学期《物联网技术与应用》课程首轮授课起至今，笔者已从以下几方面做了有益尝试，取得了良好的效果。
3.1 采用“翻转课堂”模式将课堂内外相结合
翻转课堂译自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。该教学模式需要学生在课后完成自主学习，即自主规划学习内容、节奏、风格和呈现知识的方式，可以通过看视频讲座、听播客、广泛阅读各种书籍、与其他同学讨论等方式进行。教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习体验。翻转课堂是对传统课堂教学结构与教学流程的彻底颠覆。
在该课程的讲授方式上，笔者尝试引入“翻转课堂”模式，转变以往授课过程中教师“满堂灌”、学生只是被动接受的传统教学模式，利用教学实践中小班授课、学生人数较少的优势，使每位同学都有机会走上讲台，轮流充当“教师”的角色，过一把“教师瘾”，从而充分调动学生的学习积极性和主动性。具体的实施过程为：首先，请每名学生选取物联网学科中自己较为感兴趣的一项具体技术作为自己的讲授对象，通过广泛查阅书籍文献资料、上网搜索最新科技资讯等方式了解该项技术的来龙去脉、前世今生及发展前沿。然后，请学生自制课件，通过文字、图片、视频等方式形象生动地向大家讲解艰涩枯燥的具体技术内容。其间，其他同学可以随时提问，形成良好的互动效果，极大地活跃了课堂气氛，同时也锻炼了学生的逻辑思维能力和语言表达能力。最后，由教师点评学生的表现，指出其讲解的优缺点，并补充完善知识点内容。学生的个人表现很大程度上决定了该门课程的个人结课成绩。通过3年来具体的实践，笔者发现学生们搜集资料的深度和广度都远远超出了笔者的预期。作为老师，在授课的同时也收获了很多新知识，达到了教学相长的目的。
3.2 教学与科研相结合
教师授课过程中应避免简单生硬地照本宣科，而应以自身的科研经历和科研体会现身说法，以激发学生的学习兴趣。物联网作为一门新兴学科，发展日新月异。每轮备课时都要加入新的科技进展，对于教师来讲，在科研方面需要不断地关注科技前沿动态，及时更新知识，极具挑战性。就笔者而言，由于一直从事数据挖掘领域的研究，在讲授第八章《物联网数据处理技术》时，就结合目前正在进行的有关电视节目受众收视情况的数据挖掘研究课题，以实验中具体的数据、模型为例，为学生讲解数据挖掘技术的具体流程和其中的关键步骤，从而进一步加深学生对该技术的理解程度。
3.3 “走出去”与“引进来”相结合
“走出去”是指教师应当经常参加国内外相关教研机构组织的高校物联网专业建设的培训班、研讨会等，广结同行，吸取其他兄弟院校专业建设、课程改革的成功经验，达到“它山之石可以攻玉”的目的。此外，还可以与国内一些专业从事物联网技术的企业建立良好的合作关系，建立学生实习、实训基地。学生可以到企业实地参观相应的产品生产线，以便与课堂中学到的知识点概念、原理联系起来，获得感性认识，从而加深理解。同时，学生可以利用寒暑假时间到企业实习或选派学生到企业进行毕业设计，不但使学生掌握了物联网技术、熟悉了企业的运行模式，还可以为企业提供专业的人才，拓展学生的就业渠道[13]。
“引进来”是指教师应当定期邀请国内外物联网专业的权威教授、相关技术人员走进课堂、走上讲台，为学生带来最新的行业发展信息。此外，在教材选择方面，教师应当不局限于国内出版的一些经典教材，还应当广泛引进国外的外文教材，追踪国际领先的前沿技术[14]。
综上所述，文章从“物联网技术与应用”课程的教学目标、知识体系及内容安排、教学方法等方面进行了探讨。由于物联网技术是近年来的新兴技术，该课程也是中国传媒大学理工学部信息工程学院网络工程系自2014年首次引入的新课程，一切还在逐步摸索过程中，因此，探寻一套适合本专业学生的课程教学方案任重道远。
4 结语
此文是笔者近3年来参加物联网专业建设研讨班培训、备课、授课的心得体会。由于笔者的验有限，考虑问题难免有失偏颇，望与各位读者共同探讨。作为一名青年教师，笔者未来仍然需要逐步沉淀，不断思考、总结、实践，为培养出社会需要的物联网专业人才贡献力量。
参考文献
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关键词：物联网技术导论；实验教学；实验考核
中图分类号：TP393；G642 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）03-0091-02
0 引 言
物联网被认为是继计算机、互联网之后的第三次信息浪潮。2009年8月总理在无锡考察传感网产业发展时提出“感知中国”后，物联网的探索逐渐成为国家战略。2010年3月底，教育部批准30所高校第一批开设物联网工程专业，没有物联网专业的学校也相继开设了物联网相关的课程。我校于2010年招生时就将物联网及相关课程加入了计算机科学技术、网络工程专业的培养方案，并于本学期首次开设了《物联网技术导论》课程。本课程的特点是理论性强，通过实验课加强学生对于物联网理论内容的理解，才能很好地培养学生分析问题、解决问题的能力和专业实践能力，加强实践教学是培养应用型人才的重要途径。研究《物联网技术导论》课程的实验内容，对培养物联网应用人才具有重大的意义。
1 研究现状及存在问题
《物联网技术导论》是本学期为2010级计算机科学技术专业新开设的一门专业任选课。课程的目标是使学生可以对物联网技术的相关知识有一个全面、系统的认识；具备规划设计与构建出一些简单的物联网应用系统的能力；具备运用理论知识解决实际问题的基本素质。
现在开设物联网课程的学校很多，主要从理论上讲解物联网中的无线传感器网络、RFID（射频识别）技术等，项目组对市面上的物联网技术课程及实验的教材及几个学校的实验教学做了调查，主要发现有以下几个问题：
1.1 课程内容差异很大，实验内容不统一
物联网是一个相对比较新的技术，很多理论还没有完全沉淀下来，形成非常统一的理论体系。不同的学校不同的教材讲授的内容有很大差异，相对于实验内容也就有不同的安排。
1.2 开设的专业不同，实验内容的重点不一
物联网技术是一个综合性比较强的新技术，涉及到计算机技术、通信技术、自动控制技术等，造成了不同专业都开物联网课程的现状。通信技术相关专业讲解的重点在于物联网通信传输、通信协议分析等，自动控制相关专业讲解的重点在于物联网芯片的研究设计等。计算机相关专业讲解的重点在于物联网相关算法、应用开发等。开设专业的不同，导致了实验内容的重点不一。如北京科技术大学王志良教授出版的实训教程[1]有大量的硬件设计指导等。
1.3 不同学校配备的实验箱不同，实验操作不一致
对于物联网课程的实验大部分都是基于实验箱进行操作的，不同的学校配备的实验箱基本都不同。每种实验箱都有不同的核心板，不同的程序，操作起来都有自己的步骤[2]。本系关于物联网的实验箱共有3套，即使是同一种类型的实验，软硬件环境，实验效果也都不同，这也给实验的选择、融合带来一定的难度。
1.4 学生层次不同，实验内容的难易度设置问题
物联网实验需要大量的硬件编程基础，这些基础都是通过以前课程的学习积累的。有的学生基础好些，如果实验内容过浅，就不能满足学生对知识的渴望，设置过难又使基础不好的学生失去信心。
基于以上问题的分析，我们在实验内容的选择上要以符合专业需求为主要方向，找出实验教学的重点，体现实验的层次性等，为培养物联网方向的应用人才奠定基础。
2 实验内容研究
主要研究《物联网技术导论》课程的基础实验与应用实验内容，以符合专业需求为导向，整合现有实验箱实验的基础上，在各个实验中拟设置选学内容，以满足不同层次学生的要求，同时为学生深入学习物联网相关课程打下坚实基础。
拟选取以下6组实验：
（1）建立实验环镜
实验为1学时，主要是认识实验设备，安装配置IAR、KeilC开发环境。
（2）数据感知实验
实验为3学时，主要物联网感知层的实验，包括温湿度传感器、超声波传感器、酒精传感器的实验，使学生通过各种传感器感知信号及编程方法。选学内容设置为光电传感器、压力传感器。
（3）ZigBee组网实验
实验为4学时，主要是让学生熟悉ZigBee协议栈原理、工作流程，掌握点对点、星状网通信原理及相关程序应用分析。选学内容为树状通信实验等。
（4）网关通信实验
实验为2学时，使学生掌握网关上各种通信接口如串口，网口、GPRS的使用及程序分析修改。
（5）认识RFID系统实验
实验为2学时，使学生掌握RFID 的基本原理，学会RFID 模块的使用方法及相关程序分析。选学内容为超高频RFID模块分析等。
（6）物联网应用实验
实验为4学时，是物联网应用层的实验，主要是对智能家居系统、智能超市系统和智能仓储系统从系统功能、架构、原理上进行分析，并通过各种模拟系统进行实际分析等。选学内容为智能农业等。
实验的总学时为16学时，我们的重点放在无线传感器网和物联网应用上。
3 实验教学方法与手段
3.1 启发式教学
为了培养学生的创新能力，激发学生学习兴趣，改变以往填鸭式教学方法，在实验中，先讲解实验内容和实验要求等基本内容后，再将本次实验的结果展示出来，然后引导学生观察、发现问题，由教师以点拨、提问和探讨的方式加以解决。实验中根据学生的实际情况，这种变学生被动为主动参与的教学方法在调动学生的学习主动性及创新能力的培养上均收到了良好的效果。
3.2 层次教学
根据实验教学的进度和实验深度要求的不同，把实验分成不同的层次，有助于引导学生由浅入深地学习。在物联网实验教学中分成两个方面的层次。
第一个层次，是从必学到选学将实验内容分成必学和选学，必学是所有学生都要学习的内容。选学内容是对本实验更有兴趣的学生学习的内容。
第二个层次，是将必修实验再分为使用、验证分析、综合设计3个层次。
在教学前期适合于做一些使用层次要求的实验，如建立实验环镜、传感器和ZigBee网等， 通过全面使用物联网系统使学生对传感器、ZigBee等操作有全面的感性认识。 在有一定的操作和理论基础时可做验证分析层次的实验，从外部观察验证传感器、ZigBee的原理、编程、实现过程。如学完进程就可通过在实际的操作系统上编程使用系统调用来观察操作系统的进程调度结果，并根据结果分析不同的调度策略。 在验证分析的基础上就可做设计实现层次的实验，要求学生在模拟操作系统上自己编程实现操作系统的功能模块，并观察自己所设计的功能模块的工作情况。让学生对物联网功能有一个使用、探索验证、自己设计逐步深入的学习过程。
4 实验考核
考试是引导学生学习、了解教师教学效果的一个重要方法。许多高校计算机科学技术专业硬件课程实验教学和课堂教学的比例超过20%，但学生的成绩仅凭试卷考试来确定，忽略了实验教学成绩，这是不全面的。因此需要完善学生成绩评定，充分调动学生对实验教学的积极性，达到学生实验动手能力的成绩在总评成绩中占一定比例。在平时的实验教学中，应该告知学生实验成绩在总评成绩中的比例，要求学生重视实验报告，启发学生创新思维，鼓励学生认真总结实验经验，杜绝抄袭他人现象。几年来在计算机科学技术专业硬件实验教学成绩占课程总评成绩的20%～30%是比较恰当的。
5 结 语
本文对《物联网技术导论》实验课程的内容、实验教学方法与手段、实验考核等方面所作的分析，可为高校建设物联网技术导论课程提供一些参考。物联网技术导论的实验教学是培养实用性和创新性的高素质物联网技术人才的重要途径和手段。因此，实验教学是当前需要认真研究和探讨的问题。
参 考 文 献
[1]王志良，王新平. 物联网工程实训教程：实验案例和习题解答[M].北京：机械工业出版社，2011.
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[5]徐勇军. 物联网实验教程[M].北京：机械工业出版社，2011.
《智能楼道灯――红外线传感器》点评
1.导入环节精心设计
《智能楼道灯――红外线传感器》中“迎宾器”的运用，使学生的学习兴趣一下子提了起来，也体现了物联网技术的应用其实就在身边，只是我们暂时缺少发现它们的眼睛而已。然后，教师通过例举大量生活中红外线传感器的应用场景，最后定位到对智能楼道灯系统的深入剖析上来，使学生的思维由感性的认识上升到理性的分析，很好地体现了教师的主导作用。
2.问题导向层层深入
通过“提出问题――大胆猜测――小心求证”的学习模式，体现了“问题导向”的教学策略，教师通过对“感知信息的设备是什么”和“人体的哪种信息被感知”这两个问题的分析与探讨，逐步引导学生获得答案。求证中对于概念性知识的获取，也是经历了“文字描述――图片描述――实物展示”的层层深入的过程，让学生从书本走向实际，使学生对红外线传感器的体验逐渐加深。
3.模型构建整体认知
通过实验器材让学生动手搭建“智能楼道灯系统”的简易模型，教师解读其工作原理，并提炼出物联网的体系架构，让学生对物联网“感知――传输――应用”的过程有了初步的了解，并藉此建立对物联网的整体认知，这是本节课在进行有关红外线传感器知识教学之外的一大收获。虽然教材中并没有体现，但本课是教材的第二课，在第一课“初识物联网”后主要是各类传感器的教学，可如果只是单纯地对传感器进行介绍而不让学生对物联网的整体架构形成认识的话，就无法很好地引领后续的物联网教学。
4.实验教学帮助理解
本课不仅有建模的实验，还有利用实验仪器设计探究实验的设计，这样做的目的是为了便于学生理解红外线传感器的探测范围。为此教师精心设计了实验报告单，并对学生小组进行了合理的分工，还让学生在进行探究实验前对实验的方法及注意事项有了一定的了解，实验中也能细心指导，及时发现问题，并鼓励和肯定学生的创新想法。
物联网技术教学的思考
目前，国内关于物联网的普及教育才刚刚兴起，作为信息技术教学一个新的增长点，到底需要使我们的学生达成怎样的目标，还有待进一步研究。但不可否认的是，物联网已悄悄地出现在我们的身边，默默地影响和改变着我们的生活。作为普及教育的教材已在江苏出现，但教师该如何组织课堂教学、实验器材的开发与配备以及探究实验教学的设计与研究，也是摆在信息技术教师面前的新课题。
1.教师对新事物、新知识急需充电
物联网虽是对互联网的拓展和延伸，但却是革命性的，它的根本还是传感网，到如今是借助着因特网、通信网的发展而不断发展着。当江苏的义务教育信息技术课程指导纲要将物联网技术纳入其中作为拓展模块，并放入小学六年级及初中九年级教材中时，我们的信息技术教师是否已经准备好了却还是个问题。物联网技术的教学中涉及大量的传感知识及最新的物联网应用，对于这些知识的储备目前的信息技术教师队伍还是比较缺乏的，这一方面需要我们教师自身加强对新事物和新知识的不断充电，另一方面也需要我们的各级教研部门对教师加强培训，以利于他们快速掌握这些新的教学内容。
2.教师的教学方法亟待有所突破
从目前的教学现状来看，有些开设了物联网技术拓展模块的学校的教师，在教学方法上还是沿用着以往传统的信息技术教学方式，如任务驱动等。这些教学方法固然经典，但未必能适应现在的物联网技术教学，因为在介绍各类传感器时需要设计与开发各种探究实验，以利于学生能理解各类传感器的特点和工作原理，或在体验与设计物联网的智能应用时也希望能设计并实践各种创新实验，所以对实验教学法的研究可以说是一个突破点，这就需要我们在实验准备、实验设计、实验实施和实验总结等的方法上加以研究，以求在信息技术的教学方法上有所突破。
3.实验器材的开发和配备要跟进
关键词：物联网；创新模式；创新研究；传感器网络
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）20-0070-03
一、引言
近些年来，一场关于物联网的风暴席卷全球，物联网（Internet of Things， IOT）技术被称为继计算机技术、互联网技术和移动通信技术之后的信息产业技术的又一次技术浪潮，它代表了下一代信息技术发展的重要方向。[1] 我国于2009年制定了“感知中国”的战略性新兴产业规划，将其列为重点研究领域。[2] 如果说在过去的十几年中，计算机和互联网技术深刻的改变了现代教育教学模式，使得单纯的依靠纸质的教育模式发展到现在依靠多媒体教学平台和远程教学平台等新型教学模式。那么物联网技术将使现代教育教学迈向更高的高度，是现代教育教学模式提升的新的发动机，将使得现代教育教学模式产生质的飞跃。
在教育领域，新课改提出“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具”的要求。[3] 目前计算机多媒体技术日臻成熟，特别是微处理器技术的发展，使得信息装备从巨型化走向微型化，学生可以通过微型个人终端设备了解知识。作为下一代“计算无处不在”的关键技术，[4] 无线传感器网络技术的发展，为物联网技术在教育改革领域的发展提供了保障。在新的时期，高校必须具有科技敏锐性，需要不断采用新技术、新方法提高教学管理，以更好的服务于学生，所以有必要在教学领域引入物联网技术，提高管理效率和质量。
同时，当代高校大学生更具有自我探索精神和独立思考的能力，他们对新事物嗅觉更灵敏，接受速度更快，对高新技术的出现和应用热情更高。将物联网技术应用于现代创新教育模式中，在提升教学管理水平的同时，也有利于激发学生的好奇心和对新技术的感知能力。物联网技术将有助于全面提升教学水平和教学环境，加快推进教育现代化进程。教育物联网的时代已经来临，基于物联网技术的教学模式创新研究可以有效为当前高校教育教学模式探索拓宽思路。
二、物联网技术特征
物联网技术是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。[5，6] 物联网是一个全球的基础网络，通过数据获取开发和通信能力，将实际物体和虚拟物体联系在一起。该网络包括现存的互联网及其延伸和拓展，并具有具体物体识别、传感器、激光扫描器和通信连接功能等为其提供独立联合服务和应用基础。[7]
物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的，主要有以下几个特点：全面感知，利用RFID、传感器、二维码以及其它各种感知设备，随时随地采集各种动态对象，全面感知世界；可靠的传输，感知的信息通过以太网、无线网、移动网进行实时传送。[8] 无线网络已经全面覆盖，感知信息的自由传送成为现实。智能处理，利用云计算技术及时对海量信息进行处理，实现智能化的控制和管理，真正达到人与物的沟通，如图1所示。
三、传统课堂教学中面临的挑战
1.教学资源有限和教学过程单一
在传统课堂教学中，教学资源比较有限，特别是在早期，一块黑板、一本书、一支粉笔贯穿整个教学过程。在互联网时代，多媒体技术在课堂教学中被普遍使用，将内容投放到黑板上，图文并茂，使得教师更专注于知识的讲解，极大地提高了课堂教学效率，也提高了学生的兴趣。但是目前的教学模式中，单纯依靠教师讲解或使用投影设备的“开会式的学习”枯燥、呆板，学生缺乏主动；教师的“主导”几乎完全代替了学生的“主体”，课堂教学缺乏活力。这种传统教学模式使得学生过分依赖教师与书本，造成主体意识淡薄，缺乏创新精神，阻碍其素质全面发展。单调枯燥的方式对学生已经不再具有吸引力，有限的教学资源和单一的教学过程已经不能满足课堂中学生的需要。
2.繁琐的传统的教学管理需要投入大量的人力物力，费时费力，并且可靠度差
当前学校教学活动中，需要让学生使用大量的教学仪器设备，各个学科都配备了教学实验室，作为学校的固定资产，需要有专人负责设备的管理清点工作。每一个教学实验室，在每一天都会有不同班级参与实验学习。一方面，为了防止资产流失，需要投入大量人力物力进行教学管理，另一方面，还需要专业人员随时监督，防止设备仪器或者原材料对学生造成伤害。不但费时费力，可靠性也差。
3.传统的课外教学过于单一、枯燥，难以调动学生的积极性
课外教学被称之为第二课堂，是在课堂教学以外，以发展学生的个性特长、开发智力、培养能力为中心，有计划地开展各种教育教学实验活动。传统课外教学主要使用互联网进行远程教学，这虽然可以方便学生在任何地方和任何时候都能进行学习，但是学生和教师直接交互较少，主要是学生听、教师教的方式，学生被动的接受，互动性差。
四、基于物联网技术的教学模式
1.利用物联网技术构建智能化教学环境
物联网技术的发展使现实世界中的物体具有感知性和智能性成为可能，可以实现人与机器之间的交互、人与物品之间的交互、人与人之间的社会互。客体可以借助物联网技术与虚拟环境进行无缝连接，人与物可以进行交流。在课堂教学中，学生可以有选择的获取教师内容，教师可以即时捕捉、分析学生在学习过程中的需求信息，并进行相应调整。为实现学生出勤情况的智能统计，可以将RFID芯片集成到学生一卡通中，教室设置自动感测RFID信息系统，即时统计学生人数。教务管理部门也可以通过网络查询学生出勤情况。
对于年龄段较小的学生教育中，可以让幼儿佩戴腕带式标签，学校通过信息系统自动检测学生体温，当体温异常时，系统将发出警报并通知相关人员，及时进行处置，同时还可以在标签中配备定位系统，随时了解学生的位置，避免幼儿走失和被拐卖，即使发生意外，也能被及时找到。物联网技术还可以用来控制教室中的教学设备，教室内安装具有光敏和温控的传感器节点，通过智能调节系统，根据教室光线强弱自动调节教室窗帘的开关，也可以根据温湿度高低调节空调温度或者进行通风切换。
2.利用物联网技术丰富实验教学活动
当前实验过程主要是让学生到指定的实验环境中进行相应实验，但是对于一些需要采用远程教学的活动，如成人教育、远程教育等，学生无法实时参与教学实验。物联网技术使达到与现场教学类似的效果成为可能。通过在实验室和远程终端配置RFID设备，在本地实验室将实验器材加入到物联网环境中，实验过程数据被实时采集，并通过网络传输到达远程终端，实验者在远程通过RFID设备可以实时监测数据的变化。教师在授课过程中可以通过实验仪器上的RFID远程控制教学仪器，通过网络传输方式，将实验过程与结果实时显示在课堂中，学生也可以远程控制实验设备，调整实验参数，观察实验结果，实现实验教学的网络化与智能化。
物联网技术还可用于校园安全管理，当前学校学生人数密度大，社会闲散人员伪装成学生进入学校盗窃事件时有发生。可以在宿舍门口设置RFID系统，自动检测学生配戴的智能标签，在显示屏显示学生图像信息，物管人员很容易区别校内外人员，以保证校园安全。
3.利用物联网技术实现课堂教学效果的实时测评
当前教学评测一般以督导组听课，学期末学生对教师系统评分为主，这种模式对评价教师教学水平，督促教师重视教学质量方面效果明显。但是面临的主要问题是主观性强，督导组听课次数有限，学生评价一般在考试成绩公布后进行，课程已经结束相当长一段时间，学生在评测时随意度大，反应实际情况差，同时也不能反应学生课程活动的情况。教学活动是双方面的，教学评测需要教与学的双方参与，所以教学评测需要反应教师和学生两个方面的效果，而物联网为此提供了技术可能。实时教学测评是基于学生互动反馈系统，可反复使用。为每个学生配备简易传感节点，或者在每个课桌上安装简易传感节点，学生在一堂课结束后，可以及时通过传感器节点信息输入屏将教学信息反馈给教师或者教务处。另一方面，教师可以通过传感节点捕捉学生上课时的听课状态，教师根据学生反馈的信息及时调整上课方式或内容。
4.利用物联网拓展课外教学
课外教学是学校教学的第二课堂，可以有效拓展学生知识空间和激发学生学习兴趣。在一些实践性较强的课程中，比如农学、林学等相关课程，学生通过实地参观学习可以获得直观的体验与真实的感受。当前农业、林业与物联网技术正逐渐密切结合，建立相应的农业物联网和林业物联网基地。通过在学校开展基于物联网技术的应用实践活动，让学生了解学习当前的先进测量技术和传感技术，使得学生密切关注物联网技术在实际应用的发展动向。
五、在现代教学中应用物联网技术的重要意义
1.有利于建立全面和主动的教学管理体系
当前大学校园的学习环境相对比较宽松，学生时间较自由，利用物联网技术可以实现教师和学生的无缝连接。教师可以使用RFID随时了解学生的情况，学生也可以通过RFID随时与教师建立联系。同时，利用物联网技术可以有效完善教学管理的组织、评价和考核系统，从而建立全面的教学质量保障和监控体系。
2.有利于构建智能的教学科研环境
利用物联网技术无所不在的特点和信息完整与可靠传输特性，可实现教学环境的真正交互。物联网技术为实验教学提供了一个共享的、安全的、智能化的实验教学环境。彻底改变现行多媒体教学单一化、实验过程模拟化、实验效果抽象化的弊病。
3.有利于创新教学模式的开展
基于物联网技术的教学模式更具开放性和创新性。当前基于互联网的教学模式是单向输出，而基于物联网技术的教学模式具有互动交互性，更能吸引学生参与和激发学生深层思考。物联网技术将教学模式从多媒体技术支持拓展到全空间全方位的开放模式，有助于培养学生创新能力。
4.有利于创新人才的培养
将物联网的技术方法、产品运用到教与学的过程及资源的设计、开发、利用、管理和评价中，改进创新型人才培养的模式，提高学生的创新精神及能力，让未来学习充满智慧，探讨物联网对创新教育模式的教学研究，扩充对新时期大学生创新模式教育的理论研究。物联网技术与创新教育模式研究互为促进，在思考物联网技术对教学模式创新研究的探索过程中，也会为物联网技术的应用提供新的方向，拓展物联网技术的应用领域，并最终会形成一支服务于创新人才体系的应用体系，这同样具有重要的理论意义。
六、结束语
本文首先介绍了物联网技术的发展和特征，物联网技术的不断发展为现代教育教学模式的创新提供了新的契机。本文主要研究了物联网技术在创新教育模式中的应用，作为一项新技术应用，设计了物联网在教学中的若干应用模式，给出了物联网与课程整合的想法。物联网技术在现代教学模式中的应用具有重大的意义，有利于建立全面和主动的教学管理体系，有利于构建智能的教研环境和有利于重构创新、开放的教学模式。但是，物联网在创新教育中的应用研究才刚刚开始。随着应用的深入，物联网在创新教育培养中的研究将会逐步深入。
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关键词:中职；计算机网络技术；物联网技术；软件技术；实训教学
前言
物联网技术作为信息产业发展的第三次革命，涉及的领域广，其理念也日趋成熟。从整体来看，中国物联网市场主要份额有智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业和智能家居等行业。2009年8月，“感知中国”的讲话把我国物联网领域发展推向了，我国在无锡建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、电信运营商和多所大学在无锡建立了物联网研究机构，越来越多的行业和企业需要物联网技术人才，加大物联网工程技术各级人才培养力度，已经成为当前职业教育相关专业改革与发展的一项重要和紧迫任务，中职业学校的计算机网络技术专业课程的设置应该着眼于社会的发展需要，增加在物联网技术应用型人才培养，在课程设置、教学内容以及实训上增加物联网技术的知识与技能实训，培养既掌握计算机专业的知识技能，又懂得物联网技术的复合型技术人才，适应社会信息化产业新趋势的发展。
1中职物联网技术专业现状
目前，全国大多数本科、高职院校都开设物联网工程技术专业，并把该专业作为重点规划和发展专业，学科知识体系及课程设置都在研究与探讨，物联网专业教学与实训处在摸索、实践阶段，没有成熟的体系、成功的经验可以借鉴。中职学校也积极创造条件开设物联网技术应用专业，但是物联网技术是多个学科技术交叉融合的新兴发展技术，主要涉及计算机网络技术、计算机软件开发和电子技术等综合的学科应用，而大多数中职学校学科体系不够完善、受学制，专业师资和教学实训设备等因素限制，如何在学校现有师资、课程、实训设备的基础上，创建能满足物联网产业企业的需求、又具有本校特色的物联网专业，是各个学校急需解决的问题。在物联网技术专业的建设与人才培养上采用两步走的方式来实现：第一步，各中职学校将结合学校学科专业体系的特点与优势在电子技术应用、计算机网络技术、计算机软件技术专业增加物联网技术方向的基础课程和实训课程，进行探索与实践。第二步，整合相关专业教学实践、教学资源，制定统一、完善的物联网专业课程体系和人才培养方案，使之形成一个整体。
2物联网技术的专业课程设置
目前，计算机网络技术专业所开设的专业课程与教学实践都是基于普通计算机之间互联的网络工程技术，而物联网是物与物相连的互联网，是互联网的延伸，物联网技术是多个学科技术交叉融合的新兴发展综合技术。主要涉及电子技术、网络技术和软件技术等综合的学科应用技术，知识系统非常庞大，必须进行研究与梳理，依据人才培养的目标定位，考虑中职学制与学生学习能力，根据网络专业的课程架构与知识体系，合理组织增加物联网技术的知识，进行适时课程的设置调整，根据物联网技术系统层次结构特点和关键技术，课程设置如图1所示，使学生掌握新的知识与技术，从而扩大就业面，提升在就业中的优势而计算机网络技术专业标准课程设置中已经涵盖了物联网技术网络层知识领域，只需要增加的主要是物联网感知层和应用层的相关核心课程。具体是在专业基础课增加《物联网技术导论》，专业课上增加感知层《传感技术与检测》、《RFID技术与应用》、《传感网组网技术》课程和《网站建设与管理》、《数据库的应用技术》应用层课程。
3物联网技术实训体系设置
对于中职学生而言，物联网技术应用的定位应体现在工程实践性，学生需要有知识理论的学习，更要注重工程能力的实践，根据物联网工程的工作过程构建实践体系，设计教学实训内容，注重培养学生实际工程的应用技能，根据物联网技术专业课程的设置，结合计算机网络技术专业的实训教学与设施情况，确定物联网技术专业课程的实训体系，确定实训教学的内容。（见表1）
4物联网技术教学实训的实践
中职计算机网络技术专业受学制（三年）和学生学习能力、实训条件、师资等因素限制，课程调整的空间较小，在明确专业人才培养定位，根据网络专业的课程架构与知识体系，合理组织增加物联网技术的知识教学与实训，系统的增加物联网技术的知识，适当调整专业课程，一方面将物联网传输层新技术与知识“嵌入”到原有的课程教学中，比如：将传感器技术和RFID技术知识作为电子技术基础的内容，无线传感网组网技术加入到网络课程中，将数据库技术知识融入网站建设与管理课程中。另一方面，进行适时课程的设置调整，在有限的学时上增加《物联网技术应用》课程教学与实训，进行典型的应用系统综合实训，如智能家居与智能安防监控综合实训。
5物联网技术实训室设计
计算机网络技术专业建设有完善的网络布线实训室、网络设备配置实训室、系统搭建实训室、网络安全实训室，能完成网络工程的实践教学实训。物联网技术实训室可以对原有的网络工程实训室进行改造，规划和购置物联网实训模块设备，模拟物联网应用工程环境和实际应用环境，构建“理实一体化”物联网技术应用实训室，拓展原有实训室的功能，提供课程教学实训从理论知识学习、讲解到演示、基本技能训练、工程项目实践等多层次教学实践。借鉴网络技术的项目教学实践体系，根据物联网工程的工作过程构建实践体系，设计教学实训内容，注重培养学生实际工程的应用技能。因此，通过物联网技术专业课程、实训体系设置、实训实践及实训室建设的研究和探索，我们可以在中职计算机网络技术专业增加物联网技术的知识与技能实训，培养既掌握计算机网络专业的知识技能，又懂得物联网技术的复合型技术人才，扩宽计算机网络专业的学生就业渠道，提高学生就业竞争力。
参考文献:
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[3]李翔宇，曾燕清，陈志德.基于岗位需求的物联网工程专业实训教学体系建设思考[J].福建电脑，2016.
关键词 单片机教学 物联网技术 教学
中图分类号：G424 文献标识码：A
物联网（the Internet of Things，IOT）是新一代信息技术的重要组成部分，简单理解，物联网就是物物相连的互联网。随着现代信息技术的飞速发展，物联网技术得到了很多高校、科研单位及企事业单位的高度重视。随着单片机、嵌入式无线技术的飞速发展，为物联网技术实现提供了必备条件。微控制器（Microcontroller Unit，MCU），即单片微型计算机，它是多数高校电子信息类、通信类等专业的骨干课程。但目前，高校仍以51系列单片机为主，在教学内容与教学方法上还保持着最古老的模式，仅仅围绕指令和程序展开。缺乏时效性，根本无法与大背景下的社会需求相契合。
1 物联网技术介绍
1.1 概念及简介
物联网是物体通过智能感应装置，经过传输网络到达指定的信息处理中心，实现物与物、人与物之间的自动化信息交互、信息处理的智能网络。
物联网技术应用前景分析：美国权威咨询机构FORRESTER预测：到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比1，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。“物联网”也被称之为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。
1.2 单片机教学现状与改革
（1）教学涉及面广：众所周知，单片机课程几乎覆盖了所有的工科院校，通信、自动化、电子等很多专业都需要学习单片机课程。（2）教学占主要方面：在高职院校单片机教学中，相应课程的设置、实践教学环节的安排都划归在单片机的课程体系中，并且将单片机实践考核作为学生综合能力判断的一个重要部分。因此，在过去的很长一段时间，各大高职院校都相继提出了关于单片机教学改革的新理念，大都是以强调学生的操作能力、创新能力，但这种实践操作往往跟在大环境下的时代需要是有相差的。（3）教学方式一成不变：很长一段时间以来，单片机课程的教学基本都是按照固定模式进行的。以汇编语言或C语言两种编程语言为主，先从指令到程序再到辅助项目配合教学。这种围绕软件—指令—程序展开，不符合单片机课程的教学目标。教学体系的一成不变，就没有新方向供教学利用，学生们也就同样按照固定的思路去分析，最终导致单片机课程教学几十年还滞留在原地。（4）教学方法老旧：传统的课堂讲授法，将学生的学习积极性过多地限制在理论课堂上，而单一的实验课和我们之前提出的单片机课程改革的初衷背道而驰。久而久之，单片机的课程改革就成了一句没能实现的空话。要杜绝这种现象，必须从根本上改变教学方法和教学思想。（5）实践教学重视度不够：实验手段单一且脱离实际。在实验课上，仅仅以实验箱作为条件，以十几个匹配程序作为参考，停留在单片机课程的表面，也就掌握不了单片机课程的精髓。学生动手、动脑解决问题的能力也会大打折扣。
2 单片机课程与物联网技术结合的必要性
物联网时代对单片机或嵌入式教学改革提供了机遇和挑战。与此同时，对单片机教学的各个方面也有了新定位。物联网及其相关技术的发展，为单片机教学改革提供了丰富的教学题材、内容和实现方法，这也就是单片机课程与物联网技术结合的目的。
（1）必要性：从目前各高职高专院校单片机的教学情况分析，学生的学习态度、反映、学习效果等方面都在很大程度上促进单片机的教学改革。并且应将培养高技能人才作为高职高专院校的发展定位，将为企业培养出更多有用的人才作为根本目标。换个角度说，物联网技术的发展势必也会要求高职院校培养相应的人才。因此，从市场的被动需要到主动需要也是我们将两者结合的初衷。
（2）可行性：在单片机教学过程中，型号的选择还是以MCS-51为主，并配合无线SOC单片机。这样可将传统的单片机教学顺延、加强。整个核心课程的设置都不需要改变，以物联网课程为主线，配合嵌入式系统，在以单片机、网络等课程为辅，这样就可以构成一个较完善的物联网与单片机结合的体系。
3 教学改革的思路和措施
3.1 教学内容、方法和思路
教学内容方面：教学过程中应以物联网系统应用为背景，硬件系统选择还是以MCS-51型号为主。其中，应将单片机教学过程中以前忽略的部分重视进来，如A/D、D/A模块、串行通信模块等。软件系统选择ZigBee协议栈，利用实例法讲授协议栈的各层。当然，在高职教学过程中，软件系统和网络协议部分教学不必深入讲解，应以学生的实际操作能力为主。
教学方法方面：传统单片机教学，通常采用案例引导法，明确任务，任务构思、完成任务的固定模式来完成教学任务。任务的构思应以物联网数据采集、无线通信作为主要切入口，构造有实用意义的方案。
3.2 突出实践教学环节
单片机教学重于实践，没有实践，那这门课就是形同虚设，学生只会一味地死记程序而不懂得解决问题。在实践教学中，教师和学生应该有互动，建立一个分工明确的学习团队。教师在团队中只起到引导作用，将充分的时间留给学生自主思考、自主完成实验项目。
实验室的建设：将学校实验室的操作平台使用于理论教学中，在实践教学中应建立模块化的SOC单片机实验系统。编译软件同样使用Keil，方便代码移植和实验兼容等，减少教学工作量。
实验形式：增加学生的实验时间，不拘于固定的一些实验模块，灵活配置实验课题，最终形成真正开放的物联网与单片机结合的实验室。
关键词：物联网；教学模式；任务驱动
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）34-0250-02
随着科技的不断发展与进步，新的技术也不断融合到教育领域中，先进的技术和丰富的资源为自主学习提供了保障。物联网技术环境下的教学方法及模式在现今愈发显得突出，物联网环境下任务驱动教学模式则集建构主义理论与现代教育技术于一体，能有效提高基于网络教学的教学质量。
一、物联网及任务驱动式教学概述
1.物联网技术。物联网在欧美被称为theInternetofThings（IOT），强调anythings connection。中国科学院姚建铨院士指出：凡是由传感器、传感技术及利用某种物体相互作用而感知物体的特征，按约定的协议，来实现任何时刻、任何地点、任何物体、任何人，实现所有人与人，物与物，人与物之间互联、互通，进行信息交换和通讯，实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，即可称为物联网。物联网技术的基本特征表现在可靠与完整传递特征和海量与多视角处理特征和智能服务特征等方面。
2.任务驱动教学模式。任务驱动式教学模式是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学方法，是在教学过程中以完成具体任务为线索，把教学内容巧妙地隐含在每个任务中，并在完成任务的同时培养学生的创新能力及自主学习的习惯，引导其在学习中发现问题、思考问题、寻找解决问题的方法，任务驱动教学法在教学过程中，给予若干具体问题，借助他人（包括教师和学习同伴）的帮助，学习者进行自主探索和互动协作，最终达到既定教学目标的一种教学方法。它是以任务为主线、以教师为主导、以学生为主体。
二、物联网环境下任务驱动教学的理论基础
将先进的物联网技术与现代教学理念相结合，运用到科学教学活动中，也能够对协作和协同教学模式起到很好的支撑作用。
1.建构主义学习理论。该理论认为学习是学习者与环境交互作用的过程中主动建构内部表征的过程，学习者在一定的环境下，借助其他辅助手段，利用学习资源，通过意义建构获得知识，所以建构主义学习理论强调以学习者为中心，情景、协同、会话及意义建构是学习环境中的基本要素。其具体的指导意义表现在注重学生主体作用的发挥，在设计学习任务中提供充分的学习资源，引导学生进行自主学习，注重在实际情景中进行教学，考虑学生的学习背景，积极创建与现实环境有关的情景，提高学生解决实际问题的能力。同时要注重协作学习，通过设计学习任务，确定学习团队，通过团队合作加深对知识的全面理解。
2.学习动机理论。学习动机是学生学习的驱动力，是激发和维持学习活动的心理状态。学习动机通常有内因和外因，就任务驱动教学法而言内因中的成就动机是其核心。成就动机是学生在完成任务中对自己感兴趣和重要的部分去重点关注并努力达到完美的一种内部推力，任务驱动教学的的特点就是学习任务环环相扣，通过对各任务的完成体验成功，由成功激发完成新的学习任务的动力。学习动机理论在驱动式教学环境下具体表现在让学生获得成功的体验，使学生的求知欲、自信心、等心理品质得到提高和发展，成功的体验激发学习兴趣，从而产生学习动机。在实施中往往任务处于中等难度时，成就动机值最大。阿特金森认为，任务的选择是判断成就动机的核心，他提出任务处于中等难度水平时成就动机值最大。所以在学习动机理论中任务设计的方法和内容的难易程度是其主要的方面。
3.最近发展区理论。维果斯基认为学习者的发展有两种水平，一是现有发展水平，二是在外界的帮助和指导下可达到的解决问题的水平。二者之间的差距就为最近发展区。根据该理论在教学任务设计中从学生现有实际知识水平出发。既可以完成基础知识的教学任务又可以实施定量的探究式学习，任务合理适中，极具挑战又符合实际，使认知结构发展到较高水平。
4.发展性教育评价观。发展性教育评价观认为教学评价是与教学过程同样重要的部分，评价主要着重于了解学习者身体、学习、情感及价值观等诸多状况，主要体现在既尊重个体、淡化比较，又注重激励和帮助促进学生的全面发展，这种评价始终贯穿于教育与教学全过程，通过合理的评价激励和促进学习者的发展，是学习的动力和源泉。
5.情景认知理论。它认为所有知识都和语言一样是活动、背景和文化的一部分，是对世界的索引，来源于真实的活动和情景，是将个人认知依托于更大的物质和社会情景背景中，强调真实行为发生的社会网络和活动系统，认为情景是学习和认知的基础，是实践教学和感知教育的必要条件。
三、物联网环境下任务驱动式教学理念
物联网环境下的学习模式的基本要素有主体（学生），客体（学习资源），群体（学习共同体——教师、其他学生），基础平台（网络环境），其教学理念主要有：
1.教师为主导，学生为主体的双主教学理念。在教学过程中学生是学习的主体，教师是学习的组织者、引导者和合作者。要重视学生学习的过程与方法，关注学生学习过程中表现出的情感与态度。任务驱动式的教学活动是以任务为引导以任务的完成过程贯穿始终。学生在接受并解决问题前，需要教师呈现任务的要求，对解决问题的难点给予指导性提示，这就充分体现出了教师的主导的理念，而任务驱动教学最终是要把学习的主动性归于学生，使其产生责任感和压力，教学环节中设计师生、生生双向互动环节，实现信息共享和和反馈，也使教师能及时掌握教学活动作出教学调整。
2.以人为本教学理念。它体现出人是教育的基础和中心，是教育的出发点和根本，其理念的核心就是素质教育，因此以人为本的教育理念，要求在教育教学过程中，做到理解人、尊重人、发展人和提高人，充分发挥人的主体作用
3.以解决问题、表达情感完成任务为主的多维、互动式教学理念。任务驱动式教学可把以传授知识为主的传统教学理念，转变为以解决问题、表达情感、完成任务为主的多维、互动式的教学理念。
四、物联网环境下任务驱动式教学模式结构
物联网环境下驱动式教学模式结构体现了以学生为主体，以教师为主导的教学思想，教师通过分析学生、学习资源，制定任务，利用建构主义学习理论创设情景，监控整个任务完成的过程，实时地给予指导和帮助。同时通过测试及时反馈任务完成情况的信息，在与师生、生生之间交流经验的过程中，达到自主、探究式学习和最终主动意义建构的学习目的。AECT04定义中指出教育技术的目标是“促进学习”，也可以具体分析为是对学习环境的营造与设计，对学习资源的组织和对学习工具的提供。随着物联网技术的不断发展和成熟，将实际学习生活导入研究性课堂成为可能，在建构研究性学习环境中发挥巨大的作用，势必在教育理念、模式和方法上产生变革，把教育推向新的台阶。
参考文献：
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关键词：物联网；学校管理：信息化管理
中图分类号：G40-057 文献标识码：A 文章编号：1673-8454(2011)21-0076-03
物联网被认为是继计算机、互联网之后信息产业的第三次浪潮，它是未来信息产业发展的重要方向，世界各国都把它当做促进经济发展的重点科技领域。
一、物联网的内涵
1.物联网的概念
1999年，美国麻省理工学院最先提出了“物联网”的概念，2005年，国际电信联盟(ITU)的《ITU互联网报告2005：物联网》，进一步扩展了物联网的概念。物联网是互联网的延伸和扩展。它是“物物相连的互联网”。它通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、激光扫描器、全球定位系统等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网相连，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、监控和管理。2010年，上海开幕的中国国际物联网大会中有学者提出，物联网将成为万亿元级的新兴产业、全世界接入物联网的终端到2020年将会达到500亿个。
2.物联网的特征
从通信对象和通信过程来看，物联网的核心是物与物之间以及人与物之问的信息交互。物联网具有如下特征：
(1)全面并主动感知
物联网是以感知为目标，实现人与人之间、人与物之间、物与物之间全面互联的网络。利用射频识别装置、传感器、二维码等随时随地主动感知物体的存在并获取物体的状态、位置等信息。实现的原理是在物体上植入微型感应芯片，用这些传感器获取物理世界的种种信息，再通过局域无线网络、互联网、移动通信网等通信网络传递交互，进而感知世界。
(2)可靠并完整传递
物联网当中的某些应用可能会使用传感器采集到的部分信息，然而存储的时候必须保证信息的完整性。物联网可以通过有线、无线等传输方式将物体的实时信息进行分门别类的管理，再准确、可靠、有指向性地传输给信息处理设备及环境，以适应不同的应用需求。
(3)海量并多视角处理
在物联网中分布着众多的传感器，每个传感器都是一个信息源，它们按照一定的频率，周期性地对环境信息进行采集，每次采集都会得到新的数据，针对采集到的海量数据，必须进行多视角分析处理才能实现智能化。随着物联网的发展，我们可以借助云计算来处理海量信息。
(4)智能服务
物联网给移动通信领域和互联网领域带来了一个全新的服务体系。物联网把传输或者是通信服务扩展成从感知到传输再到分析处理的一个综合的、全面的服务。物联网拥有常规应用无法比拟的智能性，它不仅具有超越人类听觉、视觉及触觉范围的高灵敏度，还具有感知规律、预测未来的智能特征，高灵敏度、高智能化的服务是物联网应用价值的关键体现，也是推动物联网商业运行成功的主要动力。
由于物联网具有上述特征，所以它必将为人类提供一个全新的、智能化的工作与生活环境，物联网的价值体现在它在各行业的广泛应用，这需要各行业的人员进行积极的探索。目前，教育领域中应用物联网的研究尚处于起步阶段，笔者认为物联网的应用将给教育带来极大的变革。
二、物联网在学生管理中的应用
物联网在学生管理方面的应用，主要体现在学生安全管理和学生生活管理两个方面。
1.利用物联网保障学生安全
近年来，校同安全事件屡有发生，然而，校方要负责照顾的学生人数众多，往往无法随时照顾到每个学生，尤其对于智力发展迟缓儿童，可能会毫无征兆地自行离开校园而发生走失事件，所以，教育部门希望借助物联网技术米加强学校安全管理。在台湾，教育部门于2008年实施了“校同安全应用RFID协助学生安全建置计划”。台殊教育学校和逢甲大学合作进行了学生体温异常管理、学生行踪通知、访客机制管理以及危险区域管理四项实践，希望对特殊教育学校的安全维护做出重大变革。
项目同以该校高职部一、二年级共30名学生为实验对象，采用阿丹电子公司主动式433MHz RFID读取器及具有温度感测功能的腕带式标签，如图1所示。
在实验学校的大楼入口、教室、地下室以及楼顶等地点架设了约30个RFID读取器，每个学生配戴RFID标签，其主要系统功能架构如图2所示。
网络安全监控与管理
首先，学生所佩戴的腕带式标签，可以自动感测到学生的体温，并且可以将学生的体温异常情况通知给教师，以便及时作出处理：其次，系统依据采集到的RFID信息，对学生的出勤情况加以统计，以便教师可以通过网络查询到学生的所在位置与出勤情况；再次，当有陌生人进入校园中的管制区域时，RFID系统就会感测到，将会向陌生访客发出语音警告，同时会向学校安保人员发出通知信息：最后，当学生到了地下室、楼顶等有危险隐患的区域时，系统会向学生发出声音警示，并目，会将此情况通知给学校的安保人员，同时该系统还可以配合学校视频监视系统进行现场监视，便于管理人员进行协调指挥。
2.利用物联网方便学生生活
学生群体的手机普及率很高，同时学生又是信息应用最容易接受的群体。利用手机多卡合一的功能，将饭卡、学生证、借书证、门禁卡等多卡合而为一，这一应用不仅能够为用户提供传统的于机通信服务，而且可以通过手机实现身份识别、信息交互和购物支付等多种服务。由两师范大学实施的“校同手机一卡通”工程，在原有于机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卡刷卡后即可完成门禁、考勤、借书、上网、用水、食堂消费、银行转账、车辆进出等校园活动，极大地方便了师生员工的工作、学习和生活。
三、物联网在课堂教学环境管理中的应用
学习环境对学生的学习效率有很大影响，传统课堂教学的物理环境拥有的教学资源十分有限，虚拟学习环境又缺少与现实世界的交互。物联网不仅使得物理空间的物品相互连接，而且使得物理空间与虚拟空间相互连接，能够有效地实现人与物交互、人机交互、人与人之间的礼会互。物联网使得物理环境中的每个物体都具有了智能化、数字化的特征，能够即时地采集并分析师生的教学需求，进而给师生提供智能化的教学资源与环境。
日常的教学设施、教学环境会产生大量噪音，美国、英国等国家针对噪音对学习的影响进行了大量的研究，研究表明噪音不仅会对学生的听力、注意力、阅读计算能力等产生影响，而且也会影响师生交流，进而影响学生的整体学业成绩，对于那些听力有障碍或者用非母语学习的学生更是如此，教师也会由于提高声音而损伤声带。我们可以在教室用布置传感器以监测教室中各方位的噪音情况，当噪音过大时就发出警报信息通知相关人员进行处理，比如可以在桌脚垫上
毛毡以降低噪音。
光线会对师生的视力产生影响，可以在教家里安装光线传感器，随时根据室内光线亮度调整教室内的灯光亮度和计算机屏幕的亮度，根据室外阳光强度调整窗帘的高度。利用传感器还可以根据教室里的温度、湿度、二氧化碳浓度等自动调节空调、排气扇等的运转。另外，学生可以在教室里利用计算机等设备，读取本地或异地嵌入了传感器的物体数据，开展研究性学习。总而言之，物联网能够为学生提供舒适的学习环境、便捷的学习资源，方便学生学习。
四、物联网在图书馆管理中的应用
在图书馆领域，曾经广泛使用条形码来提高图书流通效率，但是由于条形码自身的一些难以克服的缺陷，使得它在图书管理领域的应用必将越来越少。物联网是一个智能化的网络，由于无线传感网、RFID等智能技术的大量使用，使得图书馆的管理与服务呈现出鲜明的智能化特征。
首先，可以利用RFID电子标签将文献信息与读者信息结合起来，这样图书馆就可以通过RFID标签获知读者利用文献的统计信息及其阅读偏好，进而根据读者的阅读喜好，向其提供个人文献定制服务，或者根据读者利用文献的情况，实现读者知识结构咨询、阅读习惯跟踪等服务。其次，自助还书机可以对贴有RFID标签的图书进行扫描、识别和归还等处理，利用自助还书机可以帮助用户进行自助式的续借、还书等操作，从而避免排队现象的发生，甚至还可以实现“放回即还、拿走即借”，为用户提供更加快捷的图书查询、借还等服务。再次，我们可以将RFID标签嵌入到图书馆内所有建筑(楼梯、墙面等)、没备(书架等)、馆藏，以及用户的借阅证等当中，进而实现对图书馆所有物理对象的定位、查找、追踪等服务。最后，可以将RFID卡与读者手机SIM卡相结合，进而实现图书馆内手机查询、借阅等个性化服务，从而使得读者可以在任何地点、任何时间获取自己想要的资源。
目前，新西兰、韩国、新加坡等同的图书馆，国内的广西壮族自治区图书馆等都已经采用了RFID系统。物联网技术是图书馆领域的发展趋势，各学校图书馆应积极引入物联网技术，提高管理效率。
五、物联网在教学仪器设备管理中的应用
近年来，为了推进学校的信息化，国家在学校教学仪器设备方面的投入不断加大，如何对计算机、多媒体系统等教学仪器设备进行科学管理，让仪器设备发挥其最大教学、经济效益，这是当前学校管理工作很重要的一个方面。物联网中的RHD、无线传感网等智能化技术可以使设备数据采集流程简化，增加信息的透明度，使得教学仪器设备的管理越来越系统化、规范化。
1.设备清点
管理部门在教学仪器设备购入时就为每台仪器设备分配一个RFID电子标签，该标签具有唯一识别码，内部存储了仪器设备的基本信息，这些信息可以由阅度器利用射频信号进行无线读取。标签的外部有保护层，不易损坏，可以粘贴在仪器设备的恰当位置上。管理人员在进行设备清点时，只要拿着读写器，在实验室内巡视，阅读器就可以批量读取设备信息，不用再对仪器设备进行搬移来扫描条形码，大大提高了清点效率。
2.设备全生命周期管理
我们可以对RFID标签中存储的信息不受次数限制地进行修改，从设备购入开始，即将设备的在用、维修、报废等生命状态及时地在标签中予以更新，然后再经过定期的设备清点，使得仪器设备实际状态与管理系统中的状态始终保持一致，进而动态地实现仪器设备的全生命周期管理，为学校的投资决策、设备更新等提供依据，提高仪器设备管理效率。
3.设备防盗
我们可以赋予每个设备标签不同的限，并且在每个实验室安装RFID门禁系统，当某个仪器设备要被拿出实验室时，如果系统未授予该设备标签出库限，系统就会发出违规出库警报。
4.大型仪器设备共享
通过仪器设备标签-RFID系统一大型仪器设备共享平台，就可以实现仪器没备与共享平台连接，潜在的用户可以通过该平台获取设备的基本信息、当前状态等，进而使用该设备完成自己的研究工作。
六、结束语
目前物联网要在教育领域获得广泛的应用，仍有许多问题需要解决，比如费用问题、信息安全问题等等，然而，物联网在教育领域当中的广泛应用是大势所趋，我们应满怀信心，迎接物联网时代的到来。
参考文献：
[1]姚万华关于物联网的概念及基本内涵[J].中国信息界，2010(5)：22-23
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