浅议联网基于物联网远程开放教育

论文导读：ng）都能顺畅地通信。现代远程开放教育是指利用现代信息技术手段，使学生可以突破传统教育方式的限制，实现远程教育与开放教育的结合。文章在介绍了物联网概念、特征和泛在学习的理论基础上，针对目前远程开放教育中存在的问题，探讨物联网在远程开放教育中的应用。关键词：物联网；远程开放教育；泛在学习；“4A”通信1009—
摘要：物联网强调物品的互联，被看做一种通过各种信息传感设备使现实世界中各种物件互为连通而形成的网络，具有“4A”通信的特点，即在任何时间（anytime）、任何地点（anywhere）、任何人（anyone）、任何物（anything）都能顺畅地通信。现代远程开放教育是指利用现代信息技术手段，使学生可以突破传统教育方式的限制，实现远程教育与开放教育的结合。文章在介绍了物联网概念、特征和泛在学习的理论基础上，针对目前远程开放教育中存在的问题，探讨物联网在远程开放教育中的应用。
关键词：物联网；远程开放教育；泛在学习；“4A”通信
1009—4156（2012）11-061一03
随着信息技术的飞速发展，近年来物联网受到各国的广泛关注。根据ITU的描述，在物联网时代，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间、地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。本文基于对物联网的概念、特点的分析，针对目前远程开放教育中存在的问题，探讨物联网在远程开放教育中的应用。

一、物联网概念和特征

物联网（The Intemet of Things），顾名思义就是“物物相连的互联网”。物联网强调物品的互联，被看做一种通过各种信息传感设备使现实世界中各种物件互为连通而形成的网络，物联网将解决广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的联网问题，物联网采用各种不同的技术把物理世界的各种智能物体、传感器接入网络。物联网通过接入延伸技术，实现末端网络（个域网、汽车网、家庭网络、社区网络、小物体网络等）的互联来实现人与物、物与物之间的通信，在这个网络中，机器、物体和环境都将被纳入人类感知的范畴，利用传感器技术、智能技术，所有的物体将获得生命的迹象，从而变得更加聪明，实现了数字虚拟世界与物理真实世界的对应或映射。
物联网具备以下四个特征：一是连通性：连通性是物联网的基本特征。国际电信联盟认为，物联网的“连通性”有三个维度：任意时间的连通性、任意地点的连通性、任意物体的连通性；二是全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；三是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；四是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。
2010年9月，物联网技术作为新一代信息技术的重要组成部分而被列为国家重点培育的中国的战略性新摘自：毕业论文提纲范文www.7ctime.com
兴产业，从而被提到国家战略高度。物联网将引发的第三次IT产业化浪潮，必将引起产业间、地域间甚至国家间的竞争格局的重大变化。

二、远程开放教育的特点和现状

当今人类社会的主要经济形态是知识经济。在知识经济时代，终生教育和构建学习型社会已成为共识。开放与远程教育被认为是应用信息通信技术，实现终生教育，加速人力资源开发，推动知识经济发展的教育形态。我国的开放与远程教育由于信息传送方式和手段不同，其发展经历了三个阶段：一是以邮件传输的纸介质为主的函授教育阶段；二是以广播电视、录音录像为主的广播电视教学阶段；三是通过计算机、多媒体与远程通信技术相结合的网上远程教育阶段。每一种远程教育形式的发展和壮大都和当时的信息通信技术的发展与应用有着密不可分的联系。
这三种形式目前存在的主要问题有：函授面授课时短且学生工学矛盾突出；电大是单向传播，学生处于受众角色，师生交互差；网络教学部分解决了师生交互问题，但是其所提供的虚拟学习环境以人机交互为主，学习者缺乏与现实世界的交互，而物理教学环境与虚拟学习环境的整合也容易停留在表层。
随着信息技术的发展，远程教育理论也相应发展。因特网的迅猛发展使得基于认知学习和建构主义学习理论的网络教育得到了普及。当前，泛在学习已经成为许多远程教育工作者研究的重要课题。泛在学习（U—Learning）是指任何学习者可以在任何地点、任何时间获取自己所需要的任何信息的一种学习方式。泛在学习的学习理论基础是情境认知学习理论。情境认知学习理论认为，学习的本质是个体与他人、环境参与实践，构成群体之间的合作与互动的过程。知识和概念都只有通过社会化的运用才能得到充分的理解，个体参与实践活动与环境相互作用是学习得以发生的根本机制。它关注物理的和社会的场景与个体活动的交互作用，认为学习不可能脱离具体的情境而产生，情境不同，学习者受到具体的情境影响也不同。情境认知学习理论强调：学习的设计要以学习者为主体，内容与活动的安排要与人类社会的具体实践相联通，最好在真实的情景中，通过类似人类真实实践的方式来组织教学，同时把知识和获得与学习者的发展、身份建构等统合在一起。
由于物联网“4A”通信的特点，只要接入物联网就能够实现了数字虚拟世界与物理真实世界的感知和控制。通过物联网，不但使得现实世界的物体互为连通，而且实现了现实物理世界与数字化虚拟世界的相互连通，能够更加有效地支持人机之间的交互、人与现实物体之间的交互以及人和人之间的社会互。基于物联网的远程开放教育使得现实教学环境中的每个物理物件都具有数字化、网络化和智能化的特性，因此可以无缝地和数字化虚拟学习环境进行连通与整合，可以即时地捕捉、分析师生的教与学的需求信息，并进行相应的调整，为师生提供智能化的教学环境与教学资源。物联网的思想与泛在学习和情境认知学习理论的核心思想不谋而合，物联网可以为泛在学习的实现提供更好的技术支持，而情境认知学习理论则为泛在学习提供了理论支持。

三、物联网在远程开放教育中的应用及思考

(一)基于物联网的远程开放教学实现模式

我们设想可以把基于物联网的远程开放教学实现分为两种模式：一是学校直接面向学习者，可以利用移动通信运营商提供的M2M业务平台，学校只负责建设相关基于物联网平台的教学内容，学习者使用智能移动通信终端可以随时进行学习。物联网智能移动通信终端能提供更为智能化、全面化的通信服务，只要接入网络就能实现智能化的人与人、物与物、人与物之间的有效通信。因此，物联网能更好地支持泛在学习和移动学习的实现，彻底解决传统远程开放教育的工学矛盾问题。二是通过网络教学点组织教学，此时网络教学点的地位相当于传统远程教育中的函授站和网大教学点，对于智能移动通信终端无法解决的复杂教学内容，如实体远程实验、研究性学习等可以通过这种方式进行。

(二)物联网在远程开放教学的摘自：学术论文模板www.7ctime.com

应用
互动反馈是教学过程中的一个重要环节，有助于教师及时了解学习者的学习情况并相应调节教学进程。而教学过程中师生交互差恰恰是传统远程教育方式存在的主要问题之一。基于物联网的远程教学，可以利用学习者手中的智能终端进行实时教学测评，如统计学习者听课、答题、测评等情况。在教师端分析实时测评结果并有针对性地调整教学进度与内容。随着技术发展，还可以利用物联网智能终端的传感器实时监测学习者的多种体征数据，如血压、体温、眨眼频率、脑电波等，实时感知学习者的注意力、紧张度、用脑情况、疲劳程度等。教师端根据这些反馈信息及时调整教学，真正实现个性化教学与学习，还可以有效帮助教师修改教学计划调整教学活动，促进学习者之间交流和互动。
（三）物联网在远论文导读：教育领域中的应用广泛，优势明显。并且随着物联网技术的发展和日益成熟，相信其对远程开放教育的发展会产生更加深远的影响。上一页12
程实验教学的应用
对于理工科专业学生而言，实验教学是一个极其重要的环节。理工科许多课程很枯燥，如果没有相应的实验，就很难激发学生的学习兴趣，而且理工科一些课程很难学懂，有些理论知识必须通过一定的实验才能理解。可以说，实验教学对提高学生的动手能力，开发学生的创造力起着不可替代的作用。而在传统远程开放教育领域始终无法有效解决远程实验教学的问题。目前，常用的远程实验教学手段如下：
1 录像或CAI课件实验教学。此种方式学生利用录像或CAI教学课件来学习实验原理、操作步骤及特点等。但是学生并不能实际动手操作，只能算是看实验，达不到实验的预期效果。
2 集中到各地教学点进行的实验教学。此种方式可以给学生提供基本的实验教学环境。但是要求学生集中教学，工学矛盾比较突出。而且由于各远程实验教学点条件的限制，对于一些需要大型精密贵重仪器设备完成的实验或者存在安全性问题的大型实验无法为接受远程开放教育的学生提供亲自动手做实验的条件。当前，虽然很多高校建有开放实验室，但普遍存在分散管理、封闭使用、无法提供远程实验服务的问题。
3 虚拟实验教学。虚拟实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境。虚拟实验建立在一个虚拟的实验环境（平台仿真）之上，而注重的是实验操作的交互性和实验结果的仿真性。此方式结合计算机网络技术可以实现网络虚拟实验。在此种方式下，虚拟实验通过数学模型的抽象来表达，利用计算机软件模拟来实现。实验的过程以及实验结果过于程式化、理想化，不能真实有效地反映实验过程中有可能出现的各种情况与问题。因此，实验教学效果也大打折扣。
目前，大部分的远程实验教学方法在教学效果上都不很理想，并且很难取得有效性的突破。究其原因，远程实验教学除了在教学过程中存在直观性、真实性、互动性不足的缺点，最主要的问题还是学生在进行远程实验时没有身临其境动手操作的感觉和真实的实验感受，缺乏现实的实验体验。这个问题在进行远程虚拟实验时表现得尤为突出。心理学研究揭示，在知识学习中，学生的学习效率受多方面因素的制约，概括起来主要有智力、非智力、环境、教师指导等因素。对远程实验教学来说，学生的非智力因素（狭义上来说，即为心理因素）甚为关键，如何帮助学生克服身处异地与教师缺乏交流、无法面对实验仪器、设备而带来的不真实感，从而调动其积极性完成教学，是远程实验教学方法探索中一个重要的问题。
基于物联网的远程实验教学可以为学生提供一个安全的、共享的、智能化的实验教学环境。由于物联网的物物相连的特性，接人教学实验物联网的设备利用自身传感器实时采集实验数据，并传送给进行远程实验的学生，学生也可以远程控制异地接人物联网的实验设备，学生实验过程的操作和数据信息也被传感器实时采集，并传送给实验设备和指导教师。在这个过程中，学生进行的是真实实验而不是虚拟实验，实验过程中的数据与操作都是真实发生的，而教师的指导也更加有针对性和实时性。尤其对于需要大型精密贵重仪器设备完成的远程实验，利用物联网可以有效开展真实远程实验。
四、结束语
综上所述，物联网在远程开放教育领域中的应用广泛，优势明显。并且随着物联网技术的发展和日益成熟，相信其对远程开放教育的发展会产生更加深远的影响。