物聯網技術是繼計算機和互聯網之后出現的又一革命性技術,推動了世界信息產業的改革浪潮。觀其發展,短短的時間就引起了產業內的重大戰略動蕩,各國也將其列為拯救經濟危機的戰略方針。我國為建設創新型發展國家,已將創新和科技進步作為社會發展的源動力。深刻的技術革命和教育體制改革,極大地促進了創新教育事業的發展,技術改革正在成為創新教育發展的動力。因此,探討物聯網在教育中的應用具有重要的實踐和理論意義。
一、物聯網發展現狀及對現代教育的影響
時勢造英雄,需求造市場。物聯網借政策東風,在多個領域開花結果,智能家居、智能城市、智能交通、智能校園,無處不吹動著“物聯風”。它給人們的生活、工作和學習帶來了更智能、更便捷的變革。從學術界角度看,物聯網創造性地繼承和發展了傳感器網絡、泛在網絡、云計算、RFID等信息技術的優點,形成了一個系統、有機的體系結構,具備一個清晰的發展脈絡和可以預期的未來目標,它的應用領域包括電子門票、手機支付、車牌識別、不停車收費、港口集裝箱管理、食品安全管理等。
從產業界角度看,物聯網是以感知為核心的物物互聯的綜合信息系統,提供了打破不同行業各自封閉發展現狀的方式,創造了不同產業相互結合的機遇,是繼計算機、互聯網之后,信息產業的又一新的經濟增長點,甚至可以將其歸為人類社會發展的一個時代,即石器時代——青銅器時代——蒸汽時代——電氣時代——信息時代——物聯網時代。在物聯網時代,我們的生活將會怎樣呢?憑借你佩戴的電子飾品,房子可以識別你的身份,判斷你所在的位置,并為你提供合適的服務;在同一房間里,不同人會聽到不同的音樂;當有人打來電話時,整個房子里只有距離人最近的話機才會響起……
盡管不同教育階段對學生創新要求有所不同,但對創新意識、創新思維、創新能力、創新人格的培養,是創新教育在不同教育階段的共同目標。繼計算機和互聯網之后的又一重大革命性技術物聯網的橫空出世,將世界信息產業又推上了一次改革浪潮。而國家也敏銳地捕捉到了物聯網發展的無窮潛力。
2013年2月,國務院發布《關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》,緩解了部分企業資金鏈難題,給物聯網產業發展注入了新的活力。國家發改委、工業和信息化部、科技部三部委聯合印發了《物聯網發展專項行動計劃》,對物聯網行業健康發展具有重大影響。物聯網對加快轉變經濟發展方式具有重要推動作用,也為整個信息通信產業發展提供重要契機。隨著全球對物聯網發展的推進,物聯網在技術標準研究、產品研發和部署、行業應用領域和政府服務等方面,不斷拓展并呈現出一些新的態勢。據Forrester等機構預測,到2020年,物物互聯業務將是人人互聯業務的30倍,成為一個具有萬億級產值規模的新興產業。
除此之外,物聯網技術的出現,能夠為創建信息化學習環境起到積極的推動作用。探索物聯網技術與課程整合,即在現代物聯網技術條件下為學生創設一個開放的課堂,豐富學習內容,給學生更大的信息量。物聯網技術將對學習者與教學者產生深遠而又持久的影響,這將是一場教學方式革命性的變革。學習方式(比如時間、地點、資源、環境)發生變化,教學內容和學生自身發展之間的聯系也將劇增,新的教學模式更能體現課程改革的新理念,使參與者都能得到充分發展。有物聯網技術作為學習的主要輔助工具,學生可利用的資源就可滿足其個性化、多樣性、區別化的需求,就會更加積極踴躍地參與學習過程,才能不斷探索與思考。
對教師而言,在以往傳統教學中起主導作用的粉筆、黑板、教材等載體和手段,如今已被以計算機、傳感器為主要工具所營造的教學環境所代替。教師不僅可以靈活選擇一些教學素材,而且還可以大膽嘗試,創設一些獨特的教學環境,設計更加開放互動的參與式教學活動,使得主體性教學得到實現,師生關系得到改變,從而成為真正的合作者。在教學、學習理論方面深入開辟一種全新的教學方法,豐富和進一步發展探究性學習模式的理論體系,能夠有力地促使教師轉變現有的教學觀、學生觀,尋找到培養學生探究、創新精神和實踐能力的有效途徑,以便更好地推進素質教育。
二、物聯網教育面臨的困難
現如今,在中學開展物聯網教育仍然面臨很嚴峻的形勢。
作為一個新興概念,物聯網并未有一個權威而系統的定義。大部分中學進行物聯網教育的方式是通過其他科目老師兼任來進行。這些老師也并未接受過物聯網知識體系的教育,單單是根據自己的理解來進行帶有主觀意識的知識普及。這樣不僅消耗了這些科目老師有限的精力,而且老師普及的物聯網知識不一定系統和權威。
其次,現在的中學對于物聯網教育的方式也有待商榷。目前大多數的物聯網教育都屬于體驗性質的實驗,即將已經設計好的實驗按照既定步驟重現出來,比如說智能家居體驗室,會設計每個學生進來之后每一步都應該怎么做。這種方式對創新思維和動手能力的訓練程度是有限的,實際上并未訓練學生獨立思考的能力,這與物聯網教育的目的背道而馳。因此,應該設計針對中學生特點的創新性實驗環節,充分發揮物聯網實驗設備的作用和優勢。
最重要的一點,也是最根本的一點,推行物聯網的教育缺少權威成套的系統化教育。長期的碎片化學習對于學生認知物聯網并非好事,不僅起不到預先普及物聯網概念的效果,甚至還會適得其反。
現在,物聯網得到了各國政府及企業、高校的高度重視,在不同行業的應用推廣也取得了累累碩果,但是在教育領域我們還有很長的路要走——如何將物聯網課程與現有課程資源整合,提高學生們的創新能力。國外對物聯網的應用研究還停留在無線傳感網絡節點方面,并沒有深入到實際的應用領域,而我國在“感知中國”已經形成了自己獨特的物聯網創新教育示范園區。發展創新教育是百年大業,功在當代,利在千秋。因此,解決當下面臨的問題對于我們取得物聯網教育的制高點十分關鍵。
三、物聯網教育的思考
針對我們在物聯網教育中的師資問題,有以下兩種思路可以參考。
第一種,在中學和大學之間建立虛擬聯合教研室。大學作為國家最開放最敏銳的教育基地,對物聯網知識體系的理解更加準確和完善,所掌握的知識也更加前沿。在大學和中學之間建立這樣一種聯系,有助于中學師生接觸到前沿權威的物聯網教育。聯系形式是多種多樣的,不拘泥于地域,不拘泥于時間,完全可以借助于現有的網絡平臺,實現在線教育。
第二種,物聯網教育對教師有很高的要求,因此必須關注師資培訓,注重師資隊伍建設和教科研工作。通過過關課、教師結對、青年教師匯報課、專業培訓等系列活動,提升教師的整體教育教學水平,打造一支師德高尚、業務精湛、團結協作、有創新、有活力的學習型教師團隊。
針對當前物聯網教育實驗內容單一、不系統的問題,首先應當充分尊重學生的自由思考和發散思維的能力。當然,完善物聯網教育配套資源建設也是必不可少的,其中包括教材,實驗方案,實驗指導書以及硬件資源的建設。要加大物聯網創新教育教學環境的建設投入。物聯網走進校園,不僅僅依靠教育者在課程構思上的努力,同時也需要政府和社會的資金支持,這個教學環境需要穩定安全的物聯網絡、先進的實驗室、優良的學習資源庫等。軟環境一般指營造一個整體優化、民主、自由、開放的創新學習氛圍。比如學校的校風、學風,一種思想活躍、百家爭鳴的學術氛圍。完善物聯網創新教育的校園制度,目的是保證物聯網創新教育走上科學化、制度化、高效化軌道。在這期間開創一種探究性教學模式,為學生創設情境、啟發思考。
物聯網教育模式的教學活動總是圍繞某個知識點展開。這個知識點是由教師根據學生的知識基礎,結合教學目標的要求,由學科中的與現實生活息息相關的問題來確定。確定好知識點之后,啟發學生思考,這個環節必不可少。教師提出的問題有沒有啟發性,能否引發學生思考,是物聯網教育能否取得應有的效果,乃至成敗的關鍵。
四、結語
如今科技與創新扮演著舉足輕重的角色,開展包括物聯網技術在內的信息技術與課程整合更有利于激發學生的學習興趣,更能充分體現學生學習的主體作用。
在傳統的教學過程中,從教學內容的編排,教學策略的制定,教學方法、教學步驟的實施,到學生要做的各種練習都是老師自己安排好的,學生只是被動地接受。而在信息化教學環境中,學生則可以按照自己的學習興趣和學習基礎選擇所要學習的內容和適合自己水平的練習,既可以用個別化教學策略,也可以用合作討論的策略。這就是說,學生主動參與到交互式教學環境中進行學習,而不是所有過程都按照老師的安排進行,這也體現了新課程理念的核心理念“學生為中心”。
因此,以計算機技術、網絡技術、物聯網技術為核心的新一代的信息技術應與各學科的課程有機整合,充分發揮學生的主動性與創造性,從而達到物聯網教育的效果。
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