前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇物联网智慧教学范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
尽管物联网技术是互联网技术的一种延伸,但互联网通常用于网络中人与人之间的交流,而物联网则是利用各类传感技术来进行物件识别,并实现人与物、物与物之间的信息共享。随着计算机网络技术的日益进步,物联网作为新的信息产业热潮也逐渐受到了行业人士的关注,物联网将成为信息产业未来的主要研究方向之一,同时物联网技术在各类工业、交通、管理等产业领域也开始被广泛运用,特别是对于智慧校园的管理和系统设计,物联网技术也发挥着其重要的作用。
1 物联网技术
物联网技术是基于互联网基础之上的一种新型网络技术,能够通过物与物之间的传递来进行信息交互。物联网主要由网络层、感知层以及应用层组成,网络层主要作用是为物联网在网络中进行数据的传输和处理,感知层则通过传感器或RFID来对数据进行感知识别,并采集与物件相关的信息传送至网络层,而应用层则是将感知层传送至网络层的信息加以操作。物联网技术技术具有感知或计算能力的各类技术设备,主要包括RFID、GPS、红感器等信息传感设备。红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,通过网络途径实现人们信息交换需求。
2 智慧校园物联网
智慧校园是通过云计算或物联网技术来实现学校师生和各类资源之间的信息交互的方式,通过提高交互方式的灵活性来达到校园的智能化管理。智慧校园的首要目标是通过物联网技术中的传感设备实现校园实时管理,使校园信息传递更为迅速和及时,也让学校师生能够更好地使用教学资源进行共享学习,智慧校园物联网改变了学校的教学生活,将教学科研活动变成了智能化管理系统。
3 基于物联网技术的智慧校园系统设计
3.1 智慧校园网总体系统结构
智慧校园网系统结构与功能模块结构如图1所示,智慧校园系统可分为五个子系统,每个子系统下都有相对应的网络进行相互的数据转换。
3.2 智能教学管理系统设计
校园管理工作是为了更好的服务于教学,而智慧校园的管理系统更是要以教学为目的出发进行设计。智能教学管理包括教学考勤、学生管理、图书馆管理以及实训管理等,管理中心通过系统对学校师生进行日常行为的考勤管理,在上课前只需要用校园一卡通刷卡进教室。考勤系统会自动通过网络将数据反馈给中心处理器,教师可以根据反馈数据确认出勤人数并采取及时的应对措施,极大的方便了校园管理。
3.3 智能消费管理系统设计
校园内的消费管理系统可采用射频技术或数据库技术进行管理,校园内教师与学生的消费主要有伙食消费、活动消费、购物消费等,每个人配备一张含有个人信息以及金额的校园一卡通,校园卡中包含了RFID电子标签,可在设置了RFID阅读器的设施上使用,教师和学生在使用一卡通时,其消费信息将会被阅读器进行提取并通过管理系统传送至校园数据处理中心进行处理,在系统后台查询消费金额后将会自动扣除卡内相应金额,并同步刷新后台数据库的数据,
3.4 智能安防管理系统设计
校园安防管理系统设计可通过视频监控系统来进行,并结合GPS、图像识别、射频识别、遥感、无线传导等技术来全面监控校园环境,监控数据将会通过网络返回到学校管理系统数据库中心,并通过计算机系统对这些数据进行分类处理,使得校园能够处于实时管理状态,在发生意外情况时能够迅速做出反应,如当有人进入警戒区时,视频监控系统会将不同区域所接收的感应数据分析人物具体方位,并调用就近地点的视频监控进行观察,同时将数据传回管理中心进行警报提醒,使学校安防人员能够迅速赶到现场,极大的提高了校园安全指数。
4 结语
综上所述,物联网在智慧校园管理系统中的作用十分巨大,系统中心采用物联网将校园物件进行连接,并通过对数据的感知和分析来进行统一智能化管理,再将其投入到校园教育管理服务中,这无疑也是当今时代下各大学校对于智能管理服务的一种认可。因此,物联网技术在智慧校园系统设计中的广泛应用必定能够为学校带来更为优质和高效的服务。
[参考文献]
【关键词】云服务 智慧校园 云计算
目前,高校基本都已具备自己的校园网络环境,规模也比较大,这就为智慧校园奠定了一定的网络基础。高校校园网络环境往往是局限于内部的,所以在高校内部也会存在不同的网络环境使得信息变得不利于流通,高校内部的信息和资源的互通成了搭建平台的一大难题。为了更好的促进智慧校园的建设,必须要改变现有的资源分配情况,本文将讨论利用云技术和虚拟技术构建校园云平台,结合物联网技术实现智慧校园的构建。
1 云技术及云计算
构建智慧校园,云计算和云服务是关键技术,所以我们要对云概念进行一定的了解。云计算和物联网是两个新兴的概念,物联网是建立在云平台之上的一种应用模式。物联网的发展很大程度上依托云平台系统的不断完善,云平台为物联网的发展提供了海量信息处理能力。同时,在云服务的基础上,物联网可以和传统互联网有机融合起来,是搭建智慧校园网络平台的基础。
云计算技术的关键在于,通过分布式计算机将计算任务分解,而不是传统本机计算或服务器计算模式,企业的数据中心运行模式则更像是互联网计算,这让企业能够在应用中获取所需资源,并根据计算要求来调整计算机和存储系统。云是对网络和互联网的一个抽象,广义的云是通过网络实现的按需扩展服务,这种服务于很多软件和网页应用有关,这使得运算能力成为一个分布于网络的概念,计算也成了流通与网络的服务商品。云计算主要包括基础设施服务IaaS、平台服务PaaS和软件服务SaaS三种,为不同的计算需求提供相应。
2 智慧校园
智慧校园的概念是从智慧地球延伸出来的,2008年IBM公司提出了智慧地球的概念,也受到了世界各国的认可和支持。我国在2010年由浙江大学在十二五规划中提出了智慧校园的概念,这种全新的概念描述的是一种新时期的校园,通过网络学生可以在校园内随时随地的学习,利用科研平台提高资源共享,网络教务平台增强学校的管理能力,以及基于校园网络的文化生活和便捷的校园生活。智慧校园的整体目标是,在云服务的基础上,对学校进行智能化的管理,合理共享教育资源,实现公平教育和公平管理,提高学校的教育质量,为教育改革提供动力。
2.1 智慧校园的整体结构
2.1.1 智慧校园的建设框架
简单来说,智慧校园的框架可以大致分为四层,分别是基础层、应用层、应用支撑层和统一服务层。同时,为了智慧校园的安全性和通用性,还需要维护系统和信息标准系统进行约束和保护,作为智慧校园的周边支撑。基础层主要有互联网和教育网组成,辅助3G/4G和WLAN无线网络实现更加全面的网络覆盖,构建一个全校范围的网络环境。应用支撑层包括云服务平台,认证平台和外部资源接入平台,主要为智慧校园提供各种服务支持。应用程包括教育管理功能、学生管理功能、教育管理功能和辅助功能等,通过网页和客户端的形式为教师和学生提供相关的交互服务,教师、学生和学校管理者可以通过计算机或者移动设备,成为智慧校园的用户,并使用智慧校园提供的相关功能。另外,信息标准体系确保智慧校园内信息等拥有一个统一的信息标准,方便传输和信息的分布式处理。安全管理体系,确保智慧校园的信息安全,在使用外部资源时能够避免网络攻击。
2.1.2 智慧校园的设计核心
智慧校园的核心是泛在网络,传统有线网络模式很难实现全校园的网络覆盖,所以结合无线网络WLAN,3G/4G移动网络和WiFi网络,实现无线网络信号的全面覆盖。除此之外,还要增加有线宽带的网络供应时长,通过SSID实现区域免费网络使用,为云服务提供良好的环境。学校的私有云环境和电信服务商的共有云相结合,搭建更加全面的资源平台,在一定区域内合理分配教育资源,拓展物联网应用范围,利用物联网应用将移动设备和更多的应用模块囊括进来,支持更多的社会资源。
2.1.3 智慧校园的预期实现
智慧校园将在很多方面改变校园的工作的方式和生活方式。对于学校的管理者来说,智能校园提供了基于全网的信息管理系统,更有助于高效的对学生信息进行管理。对于教师来说,在教育资源平台中,教师可以获取更多的教学资源,同时学习更多的先进的教学经验,以此来提高教学水平,协助教师展开科学研究。对于学生来说,学习生活变的更加便捷,选课、评价以及反馈等,都可以通过网络实现。对于培训人员来说,培训方式将从线上线下两个方面展开,更有助于培训的效果。
校园校务管理中很重要的一项就是学生的一卡通服务,学生在学校的生活可能涉及到很多卡和证件,将这些内容集中于一卡,实现校园内部的统一使用,大大降低了学生管理的难度。校园管理的监控和调度,也可以通过智慧校园平台实现,集中的监控调度让学校内部环境更加井然有序。校务办公,通过网络实现各类报表以及申请的批复,接触了很多工作的空间和时间限制,大大提高了校务办公的效率。在线学习平台,让学生可以在课堂外主动的进行又需要的知识获取,将课堂资源上传到云平台中,方便学生的反复学习,提高学生的学习成绩。
2.2 智慧校园的关键技术
2.2.1 关键技术概述
智慧校园主要涉及的专业技术有:计算机技术、传感器技术、计算机网络技术、网络通信技术、虚拟现实技术、数据库技术等。智慧校园应用的虚拟现实技术,将各类教学资源和管理对象抽象成可以通过网络和计算机可以进行管理的内容,实现虚拟化的资源分配,使网络计算负载更加平衡,提高整体的资源应用率。数据库技术是智慧校园的基础支持技术,对于学生的管理等都需要庞大的数据库进行存储,并且服务器要能够并发处理大量学生的访问,优化查询。
另外,智慧校园的信息标准体系和维护体系是整个智慧校园的重要保障,信息标准体系在网络环境下统一规范,为应用数据库系统提供了保障,并且在大量数据的合并和取用更加安全。安全维护机制让智慧校园始终处于正常的运行状态,并且对重要的信息进行备份,关键时刻利用还原技术确保网络和信息的安全。
2.2.2 校园云的构建
智慧校园的网络构建,要在原始校园网的布局下,结合电信云平台构建校园云环境,部署快相应快,整体运行效率高可靠。依托电信云平台可以轻松部署大量的校园应用,打造一批学习、生活服务产品。通过校园的移动网络平台,引入外部教育资源和就业信息等等,改变校园网络自闭的格局,构建更加开放的校园云环境。
2.3 智慧校园的应用
智慧校园的应用主要包括校园管理应用和校园生活应用两个方面。校园管理包括学生课堂考勤、机房上机管理、图书馆管理、宿舍管理和教务信息的管理。校园生活应用包括消费系统、教务信息查询系统、在线选课系统、校园新消息查询新系统等。
2.3.1 校园生活应用
消费管理系统采用了RFID技术,使用统一的电子标签卡和RFID读写设备,实现无现金的消费应用。电子标签卡用于模拟消费金额量,将电子标签卡与银行卡或网络支付接口绑定,就可以实现自动充值和消费。
学生考勤应用是日常教学活动中不可缺少的内容,通常学生的考勤情况都是有教师来完成的,但是统计过程占用课堂时间,不便于整体统一管理。利用考勤应用,在上课前用校园卡进行考勤登记,进入教室就已经完成考勤登记,课堂时间被更加高效的利用。
2.3.2 教学管理应用
日常教学管理工作借助统一的管理软件,对教师、教室进行分配,教师也可以在登录系统后进行自助申请,如果教室没有被占用就可以进行使用,减少了申请教室的步骤,提高教学资源的利用率。同时,学生还可以通过教学管理系统对教师的教学进行评价,以此来获取学生的反馈信息,对教师的评价将有利于促进教师提高教学质量。
智能化图书馆应用,利用物联网将图书馆虚拟化处理,学生和教师就可以通过网络,对所需书籍进行查询和在线预约,方便教师和学生对书籍的取用。而且在数据库技术的支持下,图书馆可以将书籍文献进行更加科学的归档和分拣,提高教师和学生的检索效率,方便图书馆的管理。
实验室管理也是利用物联网技术,对实验室的使用情况进行监控,包括设备的使用情况都是通过物联网进行实时等级的。在实验室设置环境监控设备,能够对实验室的环境进行监控,方便定期的巡检,预防实验室的故障,方便维护。
2.3.3 协同办公应用
智慧校园在云平台的基础上,能够实现多终端的在线协同办公。云服务本身就是基于云计算技术搭建的,所以在校园云的基础上也可以进行协同办公。在云平台和数据库的支持下,允许多终端互斥访问请求信息,大大提高了学生管理部门的工作效率,也提高了管理资源的应用效率。
3 结束语
智慧校园在云服务的基础上实现了校园管理的智能化,让学生和教师都能有更加便捷的校园体验。借助物联网和虚拟化技术,将校园应用变得更加唾手可得,在校园内的活动都更加方便统一。同时,在云平台提供的丰富接口的基础上,也聚合了海量的网络信息,教学资源平台让教师和学生拥有更广的发展空间。当然,智慧校园也存在一定的问题,比如隐私安全和技术规范等,随着计算机技术和云技术的不断完善,这些问题也能够引刃而解,智慧校园的建设也将成为未来的主流。
参考文献
[1]吕倩.基于云计算及物联网构建智慧校园[J].计算机科学,2011(S1).
[2]严大虎,陈明选.物联网在智慧校园中的应用[J].现代教育技术, 2011(06).
[3]邓赵红,桑庆兵.物联网在教育中的应用与思考[J].无锡职业技术学院学报,2010(04).
[4]严栋.基于物联网的智慧图书馆[J].图书馆学刊,2010(07).
[5]王瑾.基于物联网的实验室管理技术[J].电脑知识与技术,2010(21).
[6]浦敏,李云飞,王宜怀.基于物联网的无线照明控制系统[J].照明工程学报, 2010(02).
作者简介
尹光辉(1976-),男,湖北省武汉市人。硕士学位。现为咸宁职业技术学院讲师。主要研究方向为计算机网络、物联网技术。
陈瑛(1979-),女,湖北省咸宁市人。硕士学位。现为咸宁职业技术学院讲师。主要研究方向为计算机应用、办公自动化技术。
关键词:物联网;RFID;WSN;应用框架;智慧校园
中图分类号:TP302.1 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)31-7114-03
校园信息化发展历经了网络化,数字化,信息化等各阶段后,随着信息技术的进一步发展及物联网技术的逐步形成和发展,目前和未来,校园正在进入智慧化建设阶段。智慧校园通过透彻的感知,高速的互联,面向服务的运算,实现更实时的控制,提供更便捷的服务,制定更科学的决策,从而营造绿色、和谐、高效、舒适的校园环境。
1 智慧校园建设的支撑技术
1.1 物联网技术
物联网是指利用条码、射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,实现人与人、人与物、物与物的在任何时间、任何地点的连接,从而进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统[1]。关键技术涵盖物联网架构技术、统一标识技术、通信技术、网络技术、软件服务与算法、硬件、功率和能量存储、安全和隐私技术及标准等方面。
基于物联网的感知层、网络层和应用层三层体系结构讨论:感知层负责通过对条码、电子标签、传感器、智能卡等在内的自动识别与近场通信技术进行信息采集,核心技术主要涉及传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系统、传感网自组网技术;网络层负责完成对感知层所收集到的信息向数据中心的传递任务,通信网络包括有internet、WIFI以及无线通信网络等,核心技术包括局域网技术及广域网技术;应用层是构建在物联网技术架构之上的应用系统,主要完成对网络层传输数据的分析和处理,智能决策和提供服务,核心技术有专家系统、云计算、API接口、GIS、ERP、垂直行业应用、系统集成、资源打包等。
基于物联网技术的智慧校园建设涉及的关键核心技术包括:
1) 射频识别(RDIF)技术
物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的,其中非常重要的技术是射频识别(Radio Frequency Identification)技术,也称电子标签技术[2]。RFID是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境,可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。最基本的RFID系统一般由天线、读写器、感应标签和相应的应用软件组成。
2) 编码技术
物联网是全新的网络架构,可以实现全球范围内物品的跟踪与信息的共享,这需要从公共物联网的角度探讨物品的编码方法,使全球物品都纳入到统一的编码之中。编码技术包括EPC、条形码、国家物品编码体系等[3]。EPC(Electronic Product Code,产品电子代码)是新一代的产品编码体系,相对于可标识一类物品的条形码,EPC可标识到同类物品中的每件单品,通过附着于需跟踪物品上的射频电子标签,可全球流通并对物品进行识别和读写,实现信息的传递。EPC 码中包括物品的一些基本信息及简要参考信息,可通过与后台数据库相连,实时获取EPC 码对应的物品详细信息。
3) 无线传感器网络(WSN)
传感器属于物联网的神经末梢,是物联网中采集信息和实现现实世界感知的重要设备,是人类全面感知自然的最核心元件。各类传感器的大规模部署和应用是构成物联网中感知层的基本条件。
无线传感器网络(Wireless Sensor Network)就是由部署在监测区域内大量的微型传器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。WSN技术主要由传感器、通讯网络和信息处理系统三部分构成,实现实时数据采集、监督、控制等功能。在实际应用项目开发中需考虑实用性,在设计WSN时,要充分考虑传感网中的传感器功耗、节点供电、节点寿命和节点失效等问题[4],选择最优可行的解决方案。
1.2 云计算技术
在物联网中,从感知层采集了大量的数据,需要运用云计算技术,处理海量数据,进行实时动态管理,智能分析,以实现各种不同的应用需求。云计算将数据存储于云上、软件和服务置于云中、构筑于各种标准和协议之上,可以通过各种设备获得[5]。通过云计算模式可以帮助实现高效、动态、大规模扩展的计算处理能力。云计算是实现物联网的核心,又促进了物联网和互联网的智能融合。云计算平台是支撑智慧校园的第二大平台。利用云计算技术,可以建设虚拟实验室[6]。
2 智慧校园总体应用框架
智慧校园是以物联网为基础,利用先进的信息化手段和工具,以各种应用服务系统为载体,为师生构建的一个集教学、管理、科研和校园生活为一体的新型智慧化的工作、学习和生活环境[7]。主要实现从环境(包括实验室、教室、设备等)、资源(如公文、图书、讲义、课件等)、到活动(包括教、学、科研、管理、服务、办公等)的全部数字化、智能化,在传统校园的基础上构建一个数字空间,以拓展现实校园的时间和空间维度,从而提升传统校园的效率,扩展传统校园的功能,最终实现教育过程的全面信息化,从而达到提高教育管理水平和效率的目的。
根据现代校园的智能化管理需求,综合浙江大学、南京邮电大学和西南大学的智慧校园建设目标和方案,该文提出了由五个层面构成的智慧校园系统总体应用框架,自上而下分别为:校园网统一信息门户、校园综合信息应用系统、基于物联网的校园智慧应用、公共支撑平台和硬件和网络基础设施,并且在各个层面的规划和建设过程中,遵照统一的信息标准与规范,根据工作体系与管理机制,考虑了应用系统需具有良好的扩充性。努力使系统建设具有标准规范化,系列一体化,数据共享化,应用智能化,扩充可行化等特点。具体如图1所示。通过基础设施层、数据层和应用层[8]的建设,最终为教师、学生和管理者提供一个开放、协作、集成、智能的综合信息服务平台。
3 智慧校园建设的主要内容
物联网技术和云计算技术的在校园中的运用将会促进教育信息化的进一步发展,带来教学模式和管理模式的创新和变革,智慧校园建设需要一个逐步和长期的建设过程。
3.1 建设硬件和网络基础设施
智慧校园需要解决物和物、人和物及人和人之间的相互通讯与信息交互,无线的末端接入手段是必要条件。建立有线/无线双覆盖的网络环境,是实现泛在的感知信息接入和多源信息互联的前提,也是智慧校园的重要基础设施[9]。
3.2 建设统一身份认证平台,建设共享数据中心和建设校园网统一信息门户
统一身份认证可以实现全校统一的用户管理,为校园网各应用提供统一安全的身份认证服务,实现网络单点登录或手机认证登录。建立安全高效、统一共享的数据中心,整合资源,减少学校在运行环境、维护人员等方面的重复投资,架设合理的数据库结构,方便应用之间的数据交换和共享,有利于实施有效的安全防护与数据存储管理,为学校领导和有关部门信息利用、分析决策提供支持。统一信息门户是将校内各类应用聚集展现与集成,应用内容管理,提供统一的访问入口,实现个性化工作界面定制。
3.3 建设统一校园卡应用系统
通过为师生手机上SIM 卡贴上RFID 电子标签,由标签识别器(射线辐射传感器)读取师生用户手机SIM 中嵌入的EPC 码信息,实现身份标识、身份认证与消费、考勤、图书借阅等功能,实现手机终端以及校园信息服务系统的融合,实现“一机在手,走遍校园”。如目前校园“翼机通”客户数量在不断增长。
3.4 建设基于物联网的校园智慧应用
采用多种传感器、传感器网络、RFID 、GPS、视频技术、智能物体等标识、定位、实时感知物理对象的状态并进行远程控管。如智慧图书馆的建设,实现对图书的查询、定位、自动借还、书架智能导航和图书错架报警功能[10],大大提升图书馆的管理服务能力。如通过安装智能表,延伸接入网络,实现远程集抄和实施监控,建立用能设备的监控系统,建立校园路灯控制等,建设绿色校园。通过建立门禁系统、校园巡更和安全监控系统,实现智慧安防,建设平安校园。
3.5 建设校园综合信息应用系统
坚持“以人为本”,打破部门界限,以师生在学校的各项活动为线索,建立以“用户为中心”的综合应用系统,并将教师和学生综合应用系统有机衔接,实现数据共享,更好地服务于师生,创造便捷、人性化的校园e生活。重构管理流程,打造一体化应用,建设财务管理、资产管理、文档管理等一体化系统。用好沉淀数据,建设共享数据库,做好决策支持系统,提供科学的教学、科研、师生管理和财务和资产管理决策。
4 结束语
智慧校园建设是一个长期的演进过程,需要遵循“统一规划,分步实施,逐步完善”的原则。[9] 智慧校园不仅是实现物物之间的联系,而且要实现人与物、系统与系统之间的实时感知。因此,智慧校园建设的核心是数据融合,需要重视资源与应用的开发,实现基础设施与数字资源的充分融合[11]。随着物联网技术的日益成熟,充分利用学校教学、科研的先发优势来提高校园的智能化程度,构建教学、科研、管理和校园生活为一体的新型智慧化的工作、学习和生活环境。从物联化、集成化、智能化出发,实现校园中人、财、物和学、研、管业务过程中的信息获取、信息共享和信息服务,变革教学模式和管理模式,创新应用和服务,科学决策,规范管理,从而推进智慧化的教学、科研、管理、生活、以及服务的实现进程,提高学校影响力和服务社会的能力,让智慧校园成为智慧城市的一部分。
参考文献:
[1] 孔晓波.物联网概念和演进路径[J]. 电信工程技术与标准化,2009(12):12-14.
[2] 吴健.从M2M到物联网——智能化的未来[J]. 通讯世界,2009(11):15-17.
[3] 张明会,孟印.物联网关键技术融合体系[J]. 物流科技,2012(2):92-95.
[4] 徐喆,张军虎.物联网中的无线传感网技术及其应用技术瓶颈分析[J]. 物联网技术,2011(8).
[5] 张克宏.云计算平台下物联网助力B2C电子商务的策略分析[J]. 电脑知识与技术,2012,8(2):491-493.
[6] 李征,王璐.云计算在智慧校园中的应用研究[J].计算机与现代化,2012(5):48-50.
[7] 杨志和.智慧校园的基础网络建设[J].上海电机学院学报,2011,14(3):182-185.
[8] 刘岚,翟鸿雁,陈宁.基于物联网技术的智慧校园建设方案探讨[J].科技视界,2012(7):175-176.
[9] 宗平,朱洪波,黄刚,等.智慧校园设计方法的研究[J].南京邮电大学学报,2010,30(4):15-19.
[关键词]“互联网+”;汽车专业;职业教育;智慧课堂;教学模式
一、引言
2012年业界首次提出“互联网+”概念,2015年政府工作报告首次提到制订“互联网+”行动计划,此后我国互联网跨界融合迅速展开,当今互联网创新效果深度影响各个领域。智慧课堂作为一种新型的教学形式,职业教育领域研究智慧课堂教学之风迅速兴起。目前国内关于“互联网+”背景下智慧课堂教学模式的研究仍处于初始阶段,大多研究侧重于智慧课堂的硬件技术实现,如智慧教室、移动终端教学工具、数字化教学平台、虚拟仿真软件等,搭建智慧教室或依托互联网智能教学环境。本文将总结“互联网+”背景下智慧课堂总体架构,建立适应高职汽车专业的智慧课堂教学模式实施构架和教学活动程序,开发“互联网+”背景下智慧资源,探索“互联网+”背景下多元化的动态评价体系,并进行智慧课堂教学模式的改革实践,将移动智能终端和大数据有效融入教学过程中,巩固专业知识,强化专业智慧技能,培养学生的创新意识以及使其养成良好的学习习惯,并促成可持续发展能力,从而对教学模式改革进行有意义的探索。
二、智慧课堂教学模式的改革路径
(一)明确概念,确定智慧课堂教学模式结构框架
教学模式是在教学理念的指导下,为完成一定的教学目标,进行教学活动规范,具体包含教学活动结构框架与相应教学活动程序,使教学过程较为稳定,且具有与之相对应的程序和策略。其中,教学活动结构框架是宏观上确定教学活动整体规划,而教学活动过程主要突出教学活动的具体操作。智慧课堂教学模式有特定的逻辑步骤和操作程序,体现了职业教育现阶段的教学理论思想,基本构成要素由智慧技能教学理论基础、课堂教学目标、课堂教学程序、智慧教学辅助条件、教学评价与拓展迁移六方面组成,“六方面”既要满足企业需求,又要实现学生的智慧技能可持续发展,并为智慧课堂教学模式实施构架的设计提供依据。
(二)探索“互联网+”背景下智慧课堂教学模式框架
根据教学模式构成的基本要素,将智慧课堂与当前职业教育教学理念相结合,从智慧技能教学理论基础、课堂教学目标、课堂教学程序、智慧教学辅助条件、教学评价与拓展迁移六个层面进行智慧课堂教学模式实施框架的设计。1.智慧技能教学理论基础“互联网+教育”是当今互联网科技与教育领域相结合的新教育形式,随着科学技术的不断发展而逐渐完善。教育部2018年《教育信息化2.0行动计划》提出现代教育技术要嵌入学习系统,建设基于互联网的大资源,建设人工智能的思维学习环境,提升学生的信息技术素养,开启智能教育。智慧课堂教学模式可以理解为充分利用大数据、云计算、物联网、虚拟现实及人工智能等现代信息技术,对行业企业需求、教师需求、学生需求、学习情境进行多方位获取,对学生学习过程进行有效记录和分析,依托课前备课系统、多媒体教学系统、问卷和答题系统等信息化技术手段为个性化学习的开展提供智能教育支持。2.课堂教学目标智慧课堂教学目标在于以问题解决为中心,建构有意义的教学内容,注重元认知的调节,充分发挥学生的主体性、创造性,引导学生学会学习,培养学生学会求知的能力,培养学生自主发现问题、解决问题的能力,使学生养成学习反思的习惯,引导学生创造性的学习,启迪学生的心智,最终促进学生终身学习和可持续发展。3.课堂教学程序教学活动是教学工作的基本形式,是一个为了达到一定的教学目标而进行的完整教学系统,包含师生活动全部行为,教学活动一般可以分为课前、课中和课后三个教学环节。在课前环节,要求教师依据课堂教学目标制作预习材料,结合学生特征进行分析,有针对性地进行课前设计,设计预习活动内容,资源;要求学生预习汽车相关的新结构、新材料、新工艺;然后实施自主预习活动,在线交流,实时反馈,数据呈现学生预习结果,科学应用课前预数据,适当调整课中和课后教学设计。在课中环节,教师创设情境,项目引领,问题切入,布置任务,导入新课,课堂随测限时提交,实时点评;学生整理问题,确定问题,多屏参与互动,巩固内化,举一反三;课中保持师生立体化互动,持续沟通,合作探究,教与学乐在其中,在寓学于乐中培养学生的综合职业能力。在课后环节,要求教师设置差异性学习拓展、比预习题型多样化的课后习题,提醒学生反思,开展个性辅导;学生学习相应拓展,提出疑问,提交必做的课后作业,提交录制的操作视频;课后巩固学习内容,学生之间可以互相学习,教师对此进行点评,学生在意义建构过程中形成持续深入学习的能力。4.智慧教学辅助条件(1)硬件条件。智慧教室应具备便捷、实时、可靠的电脑、平板、手机、笔记本等信息化智能移动学习终端,话筒、摄像头等移动终端硬件采集设备,多个显示屏幕、光传感器等物联网设备;智慧教室布局灵活桌椅;学生使用智能手机。能满足多设备、大数据量的互动需求,采集相关数据,记录存储教室内各种互动数据与轨迹。提供生产实训环境,智慧课堂需要对实践教学环节进行支持,汽车类专业智慧教室,最好能配置前教室、后车间的一体化教学环境。(2)软件条件。智慧课堂教学系统需要智能诊断、大数据、物联网、智能现实等技术支持,支持智慧学习系统需求;结合生产岗位具体需求,设置虚实相结合的虚拟仿真实训环境,解决个别实操设备、实践场景等受限问题。5.教学评价在“互联网+”背景下,充分应用人工智能、大数据等信息技术手段,探索教师、企业、学生等多元主体参与的“师生交互”动态评价体系,以便更客观地评价学生学习的效果和教师的教学质量。把学生在线学习、在线交流、在线测验、课堂表现、小组协作、技能操作、学习活动、行为轨迹、平时测试和期末考试等作为评价指标;借助移动工具、教学平台、考试平台、第三方问卷平台、调查问卷和综合考试等开展在线评价、面对面评价;开展学生自评、学生互评、小组评价、教师评价、企业评价和督导评价等多元评价活动;进而多元评价学生应知应会、操作技能、求知能力、分析解决问题能力、协作能力、创新能力和教师教学质量效果等。应用评价情况动态调整教学活动,促进教师开展教学改革,督促学生注重过程学习。6.拓展迁移教学中要注意学习迁移的作用,利用大数据掌握学生喜好以及对解决问题的程度,设置有关学习拓展,推介相关拓展学习内容,充分利用正迁移,消除负迁移,促进学生智慧成长和可持续发展。
(三)开发“互联网+”背景下智慧课堂教学资源
汽车技术日新月异,为了更好地适应汽车行业岗位需求,立德树人,要以行业需求和企业岗位工作任务为依据,对高职汽车类专业核心课程的教学内容进行重构,将“1+X”证书要求、职业资格证书标准、新技术新规范、工匠精神、创新精神融入课程中。工欲善其事,必先利其器。智慧课堂教学必须依托校企深度合作,进行产教融合,共同开发课程,建设优质教学资源。1.建教材优结构开发可及时更新的新媒体化活页式教材,内容要注重学生能力培养。首先,紧盯汽车产业转型升级需求,将基础知识及先进技术融入教材,比如汽车底盘检修课程的教材,内容选取要着重汽车底盘各系统结构原理、检修方法,同时将汽车新能源、智能化、网联化的新技术、工匠精神、创新精神融入教材,对于使用频率不高的相关原理可以选择性摒弃或设成拓展学习。其次,优化实践教学内容,理论、实践有效结合,促进学生融会贯通。最后,教材要能形象描述或动态演示专业设备仪器使用及汽车底盘系统检修方法、技术规范等。2.建课程配资源校企合作培养能熟练应用“互联网+”教学的“双师素质”教学团队,建设与教材同步的数字化教学资源,如讲解视频、实操视频、三维动画、课件、学习评价、测试题等,建设教学资源云平台,建设优质颗粒化网络数字资源,建设核心专业资源共享课程,保障学生课程学习兴趣和主动自主在线学习的积极性,建设拓展迁移资源,多门同类课程云平台改造整合,充分利用优质网络教学资源和大数据,进行深度互动,通过拓展资源促进学生知识迁移及可持续发展。
三、结论
关键词:物联网技术 高校智慧校园 应用研究
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)12-0100-01
物联网技术是计算机网络技术、通信技术、数字技术发展到一定阶段的产物,其具有广泛的应用价值,并且促进其应用领域的发展。高校数字化校园建设的完善,促进了物联网技术在高校智慧校园建设中的应用,在一定程度上提高了高校资源的共享化,让高校中人与物、人与人、物与物之间真正的联系起来,形式一个三维立体化管理模式,为学生提供了良好的学习环境,改变了学生的学习、生活、娱乐等方式,为高校事业进一步发展提供了有力的保障,高校智慧校园建设是高校发展的要求,也是社会发展对高校提出了新的要求。
1 物联网技术相关概述
在互联网+时代,人们非常重视信息,提高信息的使用率,高校校园网建设是一项工程,基于物联网技术的高校智慧校园建设的完善,有助于提高学校的管理水平,符合时展的需要,物联网技术是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术,通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,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。物联网技术将复杂的工作变简单高效,在非常多的领域得到广泛应用。当前应用主要是感知识别层、网络构建层、管理服务层以及综合应用等四个层次。通过感知识别层采集和处理信息,网络构建层主要是完成信息传输,将感知识别层的数据接入到互联网中,提供给管理服务层,管理服务层对信息处理,将大规模数据高效、可靠地组织起来,综合应用层将各类信息系统处理后,并通过设备与人进行交互,通过实际应用实现行业智能化。高校数字化校园完善是保障物联网技g在高校的应用基础设施,物联网技术的发展需要网络技术与通信技术的发展,基于物联网技术的高校智慧校园的建设,提高了高校的管理水平,为高校进一步发展提供了保障。
2 物联网及时在高校智慧校园建设中的应用
2.1 物联网技术在高校教学中的应用
现在我国企业快速发展,用人的标准不断在变化,我国传统高校的教学模式已经不适应社会发展的需要,必须建立一个新的教学模式,培养企业需要的人才,现代企业需要实践型的高级人才,学生不仅要有理论基础,必须有较强的实践技能。物联网技术是一种新型的技术,利用先进的技术在教学改革中,为教学改革顺利进行提供了技术支持。在教学改革中,利用物联网技术搭建教学平台,教学平台的搭建,为教学改革提供了可能,具有很多优势。首先,教师可以在教学平台上上传预习资料,学生可以不受时间和空间限制进行学习,在学习过程中,遇到不会的问题,可以进行留言,教师和学生都可以解决问题,开发性的问题,大家可以进行探讨,培养学生积极思考的习惯,能独立分析问题,解决问题能力,通过平台交流,激发了学生学习的兴趣,增强学生创新意识,提高其创新能力。其次,通过物联网技术可以通过观察教室的温度,湿度、阳光强度、音量等,可以通过设备统一调整,创建一个良好的学习环境,满足教学需要。最后,在教学过程中,学生考勤可以通过物联网技术完成,为教师的教学节省了大量时间,利用软件可以了解学生出勤状况,学生进教室需要打卡,通过打卡时间可以知道迟到,早退的同学,旷课的同学在教室的电脑中的名字是黑色的,证明没有出勤,利用软件教学管理提高了教学效率,激发了学生学习兴趣,提高了教学效果。物联网技术在教学中的应用,是教学模式改革的需要,也是社会对人才的需要,为教学提供了先进的教学手段,丰富了教学内容,改变教学考核方法,有效提升教学效果。
2.2 物联网在高校校园生活管理中的应用
在高校学生的生活管理很重要,好的高校都有一个好的管理团队。高校的生活管理主要就是消费管理和后勤管理。后勤管理主要包含学生衣、食、住、行,利用物联网技术提高了工作效率,提高了学生对后勤管理的满意度。消费管理现在高校主要是一卡通,一卡通在校园进行流通,学生食堂、超市、洗浴中心等都可以应用一卡通,为学生的生活提供了方便,具有一定的灵活性,具有很强的推广价值。
2.3 物联网在高校能源资源管理中的应用
高校能源资源管理是非常重要的,关系到学校的发展,在实际工作过程中一定要注意资源的浪费,必须提升学生资源管理的意识。利用物联网技术可以自觉进行调控环境温度和光照强度,建立一些设备电子标签如办公室空调,教室空调,实验室,机房空调,教室照明设备,居室照明和路灯照明设备等,逐渐完善无线网络传输系统,在重要的位置安装无线传感器节点,设备采集,分析的能耗,并实现实时控制,节约高校的能量消耗。利用物联网技术节约了能源,也有助于培养学生良好的生活习惯,平时注意节约水、电、粮食等,是培养学生自身素养提升的基本保障,为学生将来就业打下良好基础,有助于学生健康成长,成为社会上的有用人才。
参考文献
[1]高健.基于物联网的校园手机一卡通系统的研究与设计[J].黑龙江科技信息,2016(28).
[2]陆思一,任条娟,陈友荣,张磊,章晓媛.基于物联网技术的三色LED灯点阵显示系统设计[J].浙江树人大学学报(自然科学版),2016(02).
[3]支祖利.物联网技术在学生日常管理中的应用[J].阜阳职业技术学院学报,2016(02).
[4]郭旭静.LT码在WSN网络中的应用研究[J].湖南邮电职业技术学院学报,2016(03).物联网技术是计算机网络技术、通信技术、数字技术发展到一定阶段的产物,其具有广泛的应用价值,并且促进其应用领域的发展。高校数字化校园建设的完善,促进了物联网技术在高校智慧校园建设中的应用,在一定程度上提高了高校资源的共享化,让高校中人与物、人与人、物与物之间真正的联系起来,形式一个三维立体化管理模式,为学生提供了良好的学习环境,改变了学生的学习、生活、娱乐等方式,为高校事业进一步发展提供了有力的保障,高校智慧校园建设是高校发展的要求,也是社会发展对高校提出了新的要求。
1 物联网技术相关概述
在互联网+时代,人们非常重视信息,提高信息的使用率,高校校园网建设是一项工程,基于物联网技术的高校智慧校园建设的完善,有助于提高学校的管理水平,符合时展的需要,物联网技术是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术,通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,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。物联网技术将复杂的工作变简单高效,在非常多的领域得到广泛应用。当前应用主要是感知识别层、网络构建层、管理服务层以及综合应用等四个层次。通过感知识别层采集和处理信息,网络构建层主要是完成信息传输,将感知识别层的数据接入到互联网中,提供给管理服务层,管理服务层对信息处理,将大规模数据高效、可靠地组织起来,综合应用层将各类信息系统处理后,并通过设备与人进行交互,通过实际应用实现行业智能化。高校数字化校园完善是保障物联网技术在高校的应用基础设施,物联网技术的发展需要网络技术与通信技术的发展,基于物联网技术的高校智慧校园的建设,提高了高校的管理水平,为高校进一步发展提供了保障。
2 物联网及时在高校智慧校园建设中的应用
2.1 物联网技术在高校教学中的应用
现在我国企业快速发展,用人的标准不断在变化,我国传统高校的教学模式已经不m应社会发展的需要,必须建立一个新的教学模式,培养企业需要的人才,现代企业需要实践型的高级人才,学生不仅要有理论基础,必须有较强的实践技能。物联网技术是一种新型的技术,利用先进的技术在教学改革中,为教学改革顺利进行提供了技术支持。在教学改革中,利用物联网技术搭建教学平台,教学平台的搭建,为教学改革提供了可能,具有很多优势。首先,教师可以在教学平台上上传预习资料,学生可以不受时间和空间限制进行学习,在学习过程中,遇到不会的问题,可以进行留言,教师和学生都可以解决问题,开发性的问题,大家可以进行探讨,培养学生积极思考的习惯,能独立分析问题,解决问题能力,通过平台交流,激发了学生学习的兴趣,增强学生创新意识,提高其创新能力。其次,通过物联网技术可以通过观察教室的温度,湿度、阳光强度、音量等,可以通过设备统一调整,创建一个良好的学习环境,满足教学需要。最后,在教学过程中,学生考勤可以通过物联网技术完成,为教师的教学节省了大量时间,利用软件可以了解学生出勤状况,学生进教室需要打卡,通过打卡时间可以知道迟到,早退的同学,旷课的同学在教室的电脑中的名字是黑色的,证明没有出勤,利用软件教学管理提高了教学效率,激发了学生学习兴趣,提高了教学效果。物联网技术在教学中的应用,是教学模式改革的需要,也是社会对人才的需要,为教学提供了先进的教学手段,丰富了教学内容,改变教学考核方法,有效提升教学效果。
2.2 物联网在高校校园生活管理中的应用
在高校学生的生活管理很重要,好的高校都有一个好的管理团队。高校的生活管理主要就是消费管理和后勤管理。后勤管理主要包含学生衣、食、住、行,利用物联网技术提高了工作效率,提高了学生对后勤管理的满意度。消费管理现在高校主要是一卡通,一卡通在校园进行流通,学生食堂、超市、洗浴中心等都可以应用一卡通,为学生的生活提供了方便,具有一定的灵活性,具有很强的推广价值。
2.3 物联网在高校能源资源管理中的应用
高校能源资源管理是非常重要的,关系到学校的发展,在实际工作过程中一定要注意资源的浪费,必须提升学生资源管理的意识。利用物联网技术可以自觉进行调控环境温度和光照强度,建立一些设备电子标签如办公室空调,教室空调,实验室,机房空调,教室照明设备,居室照明和路灯照明设备等,逐渐完善无线网络传输系统,在重要的位置安装无线传感器节点,设备采集,分析的能耗,并实现实时控制,节约高校的能量消耗。利用物联网技术节约了能源,也有助于培养学生良好的生活习惯,平时注意节约水、电、粮食等,是培养学生自身素养提升的基本保障,为学生将来就业打下良好基础,有助于学生健康成长,成为社会上的有用人才。
参考文献
[1]高健.基于物联网的校园手机一卡通系统的研究与设计[J].黑龙江科技信息,2016(28).
[2]陆思一,任条娟,陈友荣,张磊,章晓媛.基于物联网技术的三色LED灯点阵显示系统设计[J].浙江树人大学学报(自然科学版),2016(02).