物聯(lián)網(wǎng)與教育論文

物聯(lián)網(wǎng)在高校教育系統(tǒng)中的應(yīng)用南昌市昌北第二小學(xué)沈樹(shù)懿【摘要】物聯(lián)網(wǎng)有著非常大的發(fā)展前景，在現(xiàn)代生活中也有著非常重要的應(yīng)用，本文就物聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用做了一些說(shuō)明，如在圖書(shū)館的應(yīng)用，在大學(xué)生日常管理中的應(yīng)用，在學(xué)生學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)在構(gòu)建完全交互與智能的教研環(huán)境中的應(yīng)用，在高校學(xué)生素質(zhì)學(xué)分的考察評(píng)估中的應(yīng)用，其中有些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，有些還未實(shí)現(xiàn)。本文還說(shuō)明了一下物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的一些待解決的問(wèn)題?！娟P(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；教育；智能圖書(shū)館；傳感器物聯(lián)網(wǎng)的概念最早是在1999年美國(guó)召開(kāi)的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議上被提出，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展和完善，在2005年由ITU聯(lián)盟在《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》中被正式提出。物聯(lián)網(wǎng)概念的核心思想是借助于RFID等各種傳感設(shè)備，將物理世界中的各種實(shí)體與信息世界互聯(lián)互通，并通過(guò)對(duì)傳感設(shè)備功能的升級(jí)和拓展，實(shí)現(xiàn)信息世界中的指令能夠直接對(duì)物理世界各種聯(lián)網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行管理和控制，形成一個(gè)更大范圍的統(tǒng)一系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)術(shù)定義是：具有自我標(biāo)示、感知和智能的物理實(shí)體基于標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議進(jìn)行連接，構(gòu)成物理世界和信息空間之間融合的信息系統(tǒng)。中國(guó)科學(xué)院姚建銓院士指出：凡是由傳感器、傳感技術(shù)及利用某種物體相互作用而感知物體的特征，按約定的協(xié)議，來(lái)實(shí)現(xiàn)任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)、任何物體、任何人，實(shí)現(xiàn)所有人與人、物與物、人與物之間互聯(lián)、互通，進(jìn)行信息交換呵通訊，實(shí)現(xiàn)智能化的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，即可稱為物聯(lián)網(wǎng)。在我國(guó)，2009年8月溫總理視察無(wú)錫科技園區(qū)時(shí)指出，要盡快建立中國(guó)的傳感信息中心，或者叫感知中國(guó)中心。溫家寶總理在2010年3月5日的《政府工作報(bào)告》已經(jīng)明確指出“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”，這標(biāo)志著物聯(lián)網(wǎng)將被納入重點(diǎn)振興產(chǎn)業(yè)之一。網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，它代表了下一代信息發(fā)展的重要方向，被世界各國(guó)當(dāng)做應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)、振興經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域。目前物聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的不是很廣泛，應(yīng)用技術(shù)最成熟的是圖書(shū)館，讓我們來(lái)看一下物聯(lián)網(wǎng)在圖書(shū)館都有那些方面的應(yīng)用。1、智能圖書(shū)館的未來(lái)發(fā)展愿景分析智能圖書(shū)館亦稱為智慧圖書(shū)館，目前關(guān)于智能圖書(shū)館的未來(lái)發(fā)展愿景還沒(méi)有一個(gè)明確的描述，部分文獻(xiàn)從不同的角度給出了相應(yīng)的描述。從智能建筑的角度：智能圖書(shū)館是把智能技術(shù)運(yùn)用在圖書(shū)館建設(shè)之中形成的一種現(xiàn)代化建筑，是智能建筑與高度自動(dòng)化管理的數(shù)字圖書(shū)館的有機(jī)結(jié)合和創(chuàng)新，是在二者共同發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它應(yīng)同時(shí)具備兩者的設(shè)計(jì)思想、基本要求、特征和功能。從感知計(jì)算的角度：智慧圖書(shū)館=圖書(shū)館+物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算+智慧化設(shè)備，它通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)智慧化的服務(wù)和管理。概括的講，智能圖書(shū)館的未來(lái)發(fā)展愿景可劃分為三個(gè)維度：（1）更透徹地全方位感知和度量圖書(shū)館的本質(zhì)和變化。感知和度量是通過(guò)不同的數(shù)據(jù)采集端來(lái)完成的。目前，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接的數(shù)據(jù)采集端涉及的范圍非常廣泛，包括：手機(jī)、電腦、射頻識(shí)別裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等。對(duì)于圖書(shū)館來(lái)說(shuō)，各種類型的傳感器相當(dāng)于給圖書(shū)館增加了一層可有“感覺(jué)”的皮膚，例如溫濕度傳感器可以用于對(duì)機(jī)房的監(jiān)控和預(yù)警、RFID感應(yīng)系統(tǒng)可用于感知圖書(shū)和文獻(xiàn)等資源。（2）更廣泛的互聯(lián)互通。數(shù)據(jù)采集端將各種各樣的數(shù)據(jù)采集端通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集外部環(huán)境信息，物體動(dòng)態(tài)信息，并將其轉(zhuǎn)化為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，傳輸?shù)綀D書(shū)館的數(shù)據(jù)處理中心。（3）智能化的管理和服務(wù)。圖書(shū)館數(shù)據(jù)處理中心對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理后，為讀者和圖書(shū)館工作人員提供智能化的服務(wù)和管理平臺(tái)，真正達(dá)到了人與人的對(duì)話、人與物的對(duì)話和物與物的對(duì)話。例如：館藏文獻(xiàn)的自動(dòng)定位、自動(dòng)順架、自動(dòng)盤點(diǎn)以及無(wú)人值守的安防管理、溫度濕度機(jī)房自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)、無(wú)控制臺(tái)的借閱和閱覽服務(wù)、如影隨形的地圖導(dǎo)航服務(wù)，基于讀者位置的信息推送服務(wù)等。2、基于物聯(lián)網(wǎng)的圖書(shū)信息管理引入物聯(lián)網(wǎng)，在所有圖書(shū)上設(shè)置一個(gè)帶傳感能力的電子標(biāo)簽，將會(huì)徹底解決圖書(shū)和圖書(shū)信息管理系統(tǒng)之間缺乏橋梁的難題。首先，通過(guò)RFID上的標(biāo)簽信息，可以做到對(duì)每一本圖書(shū)的實(shí)時(shí)感知和監(jiān)測(cè)。由于物聯(lián)網(wǎng)中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都具有獨(dú)立尋址的能力，因此通過(guò)在每一本圖書(shū)上植入傳感節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)每一本圖書(shū)的只能感知和尋址。因此，人們通過(guò)現(xiàn)有的信息系統(tǒng)去尋找圖書(shū)時(shí)，完全可以根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)去尋找每一本圖書(shū)的物理位置。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)中的信息匯聚節(jié)點(diǎn)可以定時(shí)對(duì)圖書(shū)館中的所有圖書(shū)的傳感節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輪詢檢測(cè)，以判斷每一本圖書(shū)的狀態(tài)是否良好，對(duì)于圖書(shū)丟失的問(wèn)題可以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，提高了信息管理系統(tǒng)對(duì)圖書(shū)的監(jiān)管能力。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有學(xué)者開(kāi)始嘗試?yán)肦FID技術(shù)解決圖書(shū)錯(cuò)亂架的問(wèn)題。其次，圖書(shū)的物理位置定位問(wèn)題，并不需要專門在每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)中植入一個(gè)GPS之類的定位裝置，這樣一方面會(huì)大大增加實(shí)體的成本和復(fù)雜性，同時(shí)在傳感節(jié)點(diǎn)尺寸等問(wèn)題上也難以實(shí)現(xiàn)。所幸的是目前針對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)主定位方面，已經(jīng)有相當(dāng)一批學(xué)者開(kāi)展了研究。其主要的思想就是根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)在傳輸信息或者發(fā)送應(yīng)答信號(hào)時(shí)，根據(jù)能量的衰減情況或者傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔?，?shí)現(xiàn)對(duì)圖書(shū)物理位置的定位。目前，這一領(lǐng)域已經(jīng)有不少研究成型算法。通過(guò)對(duì)這些算法的分析可以確認(rèn)，在圖書(shū)館中圖書(shū)相互之間形成的傳感器網(wǎng)絡(luò)，完全可以通過(guò)這類算法的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書(shū)的物理定位。在定位的過(guò)程中，還可以根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)的功耗情況和實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，對(duì)圖書(shū)實(shí)現(xiàn)精確定位和局部小范圍的區(qū)域定位，增加圖書(shū)館定位的可行性。此外，隨著傳感器節(jié)點(diǎn)技術(shù)的發(fā)展，還可以在傳感器節(jié)點(diǎn)上增加功能更為復(fù)雜的深入感知能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書(shū)周圍的溫度、濕度等信息的傳感。從而使得圖書(shū)能夠感知周圍的環(huán)境，當(dāng)圖書(shū)長(zhǎng)期處于濕度較大的環(huán)境時(shí)，圖書(shū)能夠自動(dòng)地向物聯(lián)網(wǎng)中上層管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，通知該圖書(shū)目前所處的位置不利于圖書(shū)長(zhǎng)期保存，降低了圖書(shū)館某些圖書(shū)由于長(zhǎng)期無(wú)人借閱，且保管不善而導(dǎo)致圖書(shū)霉變腐爛等。尤其是圖書(shū)實(shí)體具備了對(duì)溫度信息的感知能力后，所有圖書(shū)相當(dāng)于建起了一個(gè)圖書(shū)館防火檢測(cè)系統(tǒng)，哪怕是圖書(shū)周圍存在非常細(xì)微的火情警報(bào)，也能夠被圖書(shū)迅速感知并傳遞給圖書(shū)館的管理人員。物聯(lián)網(wǎng)除了在圖書(shū)館的應(yīng)用外，在其他方面也有很多的應(yīng)用，讓我們來(lái)看一下物聯(lián)網(wǎng)在其他方面的應(yīng)用。1、物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)生日常事務(wù)管理中的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，使高校學(xué)生工作者更方便的管理學(xué)生，具體表現(xiàn)在以下方面：（1）方便上課考勤傳統(tǒng)的考勤在于老師或者班干部利用名單對(duì)學(xué)生一個(gè)一個(gè)的點(diǎn)名確認(rèn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教室安裝RFID和識(shí)別器，學(xué)生進(jìn)入教室后RFID和識(shí)別器開(kāi)始工作，相關(guān)信息發(fā)送的服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，結(jié)果發(fā)送到老師那里同時(shí)會(huì)給缺席人員發(fā)送信息給予溫馨提示。（2）方便學(xué)生活動(dòng)管理大學(xué)校園生活是豐富多彩的，豐富的校園活動(dòng)給活動(dòng)組織者在安排方面提出了挑戰(zhàn)。對(duì)大型活動(dòng)，如畢業(yè)生典禮或新生入學(xué)典禮，如何迅速及時(shí)的安排座位等方面的事項(xiàng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì)輕松的解決。如在畢業(yè)生典禮時(shí)，手機(jī)會(huì)收到一個(gè)認(rèn)證信息，通過(guò)這個(gè)信息，進(jìn)入會(huì)場(chǎng)用手機(jī)在RFID上掃描一下，該學(xué)生手機(jī)就會(huì)收到其再會(huì)場(chǎng)中的座位號(hào)和注意事項(xiàng)，方便組織者組織活動(dòng)使活動(dòng)有序的進(jìn)行。（3）方便學(xué)生作息管理現(xiàn)在高校出現(xiàn)學(xué)生晚歸、不歸，玩游戲通宵等現(xiàn)象。通常的管理方法是晚上輔導(dǎo)員查寢或組織學(xué)生干部查寢，以保證學(xué)生的安全。但此做法不能杜絕學(xué)生長(zhǎng)期玩游戲而荒廢學(xué)業(yè)，因?yàn)閷W(xué)生干部礙于同學(xué)面子不好意思報(bào)告輔導(dǎo)員。利用物聯(lián)網(wǎng)可以解決此問(wèn)題。給每個(gè)學(xué)生和自己的床位建立連接，如果學(xué)生晚歸或不歸管理人員就能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)；給學(xué)生的電腦和學(xué)生建立連接，學(xué)生每天用電腦的時(shí)間都會(huì)顯示并統(tǒng)計(jì)，管理人員就能及時(shí)了解，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想工作。2、物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)生學(xué)習(xí)中的應(yīng)用對(duì)于理工科學(xué)生來(lái)說(shuō)，在實(shí)踐教學(xué)中老師要注意學(xué)生的安全因素，從而有可能較低了實(shí)踐強(qiáng)度。因?yàn)榇嬖诎踩詥?wèn)題或缺乏實(shí)驗(yàn)器材，許多試驗(yàn)無(wú)法讓學(xué)生親自動(dòng)手做。物聯(lián)網(wǎng)的介入可以為學(xué)生動(dòng)手試驗(yàn)提供一個(gè)安全的、共享的、智能化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，每一種試驗(yàn)器材都有數(shù)字化屬性與使用幫助信息，當(dāng)實(shí)驗(yàn)器材使用或者操作不符合要求時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，提示學(xué)生操作規(guī)范，避免不安全事件發(fā)生，保證教學(xué)安全。3、物聯(lián)網(wǎng)有利于構(gòu)建完全交互與智能的教研環(huán)境利用傳感網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的實(shí)時(shí)信息反饋。目前，多數(shù)高校已經(jīng)實(shí)施多媒體教學(xué)設(shè)施進(jìn)課堂，利用物聯(lián)網(wǎng)，可對(duì)課堂教學(xué)設(shè)備實(shí)施智能控制。如在學(xué)樓安裝上萬(wàn)個(gè)傳感器并利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，可根據(jù)教師光線強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)教室光源和投影儀的流明度；也可根據(jù)教師環(huán)境溫濕度，通過(guò)紅外感應(yīng)設(shè)備自動(dòng)控制教師空氣的跟換率。4、高校學(xué)生素質(zhì)學(xué)分的考察評(píng)估目前部分高校實(shí)施學(xué)生素質(zhì)學(xué)分考察機(jī)制，對(duì)素質(zhì)學(xué)分未達(dá)到要求的學(xué)生原則上大四不予畢業(yè)，在這過(guò)程中就存在著考察公平的問(wèn)題。如在我校聽(tīng)講座可得部分素質(zhì)學(xué)分，但聽(tīng)講座的標(biāo)準(zhǔn)是是否刷了學(xué)生卡，在這過(guò)程中就存在代刷的現(xiàn)象。在學(xué)校中流行這樣一句話：素質(zhì)學(xué)分要學(xué)分不要素質(zhì)。利用物聯(lián)網(wǎng)就可以解決此問(wèn)題，跟上課考勤原理類似，把報(bào)告廳的座位與學(xué)生聯(lián)網(wǎng)，那些學(xué)生來(lái)聽(tīng)講座，一看便知。還有類似志愿服務(wù)時(shí)間、學(xué)生日常生活中的節(jié)約用、水助人為樂(lè)、食堂收餐具等都可以用此方法來(lái)考核素質(zhì)學(xué)分。物聯(lián)網(wǎng)要發(fā)展到生活中的各個(gè)領(lǐng)域，還存在一些待解決的問(wèn)題。1、制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中，傳輸、傳感和應(yīng)用等層面會(huì)涌現(xiàn)許多新技術(shù)，而這些技術(shù)很可能會(huì)采用不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方案。如果這些技術(shù)沒(méi)有統(tǒng)一且具體可行的標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)，就會(huì)出現(xiàn)各專用網(wǎng)相互無(wú)法連通聯(lián)網(wǎng)的狀況，既難以形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)和整合的商業(yè)模式，也難以降低研發(fā)成本。因此，應(yīng)當(dāng)盡快統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，形成一個(gè)統(tǒng)一管理機(jī)制，這是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)必須首先解決的問(wèn)題。2、建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一管理平臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)需要一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)體系作為前提和保障，要求能對(duì)每個(gè)物品進(jìn)行統(tǒng)一的管理和有效的整合。各自為政的結(jié)果一定會(huì)造成物聯(lián)網(wǎng)效率低且成本高，因此很難發(fā)展起來(lái)和祈禱效果，因此，建立一個(gè)綜合的、全國(guó)性的業(yè)務(wù)管理平臺(tái)，統(tǒng)一收集各種物品的傳感信息，統(tǒng)一對(duì)收集到的信息進(jìn)行分門別類的管理，進(jìn)而對(duì)信息進(jìn)行有指向性的傳輸，這是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中面臨的另一個(gè)重要問(wèn)題。3、安全體系的建設(shè)現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)主要是RFID，若在產(chǎn)業(yè)植入這個(gè)芯片，就可能被任何人進(jìn)行感知。這對(duì)產(chǎn)品的主人而言，讓然可以方便其對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行管理。但是，如果被其他人進(jìn)行感知，比如產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，后果不堪設(shè)想。因此需要建成一套強(qiáng)大的安全體系，試這些有價(jià)值的信息在感知、傳輸、應(yīng)用過(guò)程中，只能為我所用，卻不能被他人所用，尤其是不被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手所用。4、政策法規(guī)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展涉及到多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，需要多種力量的融合和整合。這就要求國(guó)家立法和產(chǎn)業(yè)政策都走在前面，盡快制定出符合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需要的政策和法規(guī)，保證該行業(yè)正?？焖侔l(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)將不再是一個(gè)神話，讓我們期待物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)。參考文獻(xiàn):[1]李盧一鄭燕林.物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2010，20（1）.[2]董曉霞龔向陽(yáng)張若林嚴(yán)潮斌.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能圖書(shū)館設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].圖書(shū)館雜