物聯網背景下的高校教育改革研究

王洪艷

（1.東北財經大學 管理科學與工程學院， 遼寧 大連116025；2大連財經學院， 遼寧 大連116622）

物聯網背景下的高校教育改革研究

王洪艷

（1.東北財經大學 管理科學與工程學院， 遼寧 大連116025；2大連財經學院， 遼寧 大連116622）

繼互聯網及移動通信之后，物聯網掀起了新一輪信息產業改革浪潮，由此，中國也誕生了一個真正的戰略新興產業，這也為當前轉變經濟發展模式找到了一個新的突破口.本文通過探討物聯網的含義及發展狀況，分析了高校教育現狀，并提出在物聯網背景下，高校教改的措施及教改的方向，旨在推動高校的教學改革以及智能學校的實現.

物聯網；物聯網技術；教學改革

1 引言

隨著物聯網的到來，我們的社會和生活即將發生翻天覆地的變化.工業、農業、城市管理、軍事、民生及家庭等物聯網的應用領域正在逐步擴大和深入.隨著新技術的產生、發展和應用，社會對高校教育提出了更多的挑戰，現有的高校教育模式和專業已經不能滿足物聯網時代的要求，這就需要教育者必須轉變教育理念，增加教學內容，用新的教學手段來應對新時代的要求.

2 物聯網的含義及發展概況

2.1 物聯網的含義

物聯網(The Internet Of Things，IoT)是指通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡.

2.2 物聯網的發展概況

當前，全球的物聯網仍然處于概念論證和試驗階段，處在攻克關鍵技術、制定標準規范以及研發應用的初期.我國物聯網的發展步伐基本與國際同步，但在某些關鍵環節，如核心技術、生產規模等方面，與國際水平仍存在差距.2009年8月，溫家寶總理提出了“感知中國”，自此物聯網被正式列為“國家五大新興戰略性產業”之一，已被寫入“政府工作報告”，因此在中國，物聯網備受關注.

在當前的物聯網發展進展中，在技術方面，逐步表現出融合化、智能化等方面特性；在管理應用方面，逐步表現出標準化、開放化、服務化及工程化等方面特性.事實證明，要想加快物聯網的發展，普及和應用是其關鍵推手，只有以物聯網的應用和需求為導向，才能帶動整個物聯網技術產業的繁榮和昌盛.2008年末，IBM公司的CEO彭明盛第一次提出了“智慧地球（smart earth）”這個新理念.所謂“智慧地球”是指將IT最新技術應用到各個行業中，把傳感器嵌入到全球的電網、鐵路、建筑以及供水系統中去，并通過相互連接形成“物聯網”；然后通過超級計算機、云技術，對大量的數據及信息進行相應的分析、處理，對整合的物聯網進行智能化的控制和管理，并最終達到全球化的“智慧”狀態，最后將實現“因特網加上物聯網等于智慧地球”.

3 物聯網在智慧校園中的應用前景

智慧校園是指通過利用云計算、物聯網等技術來改變學生、教師和校園資源相互交互的方式，將學校的教學、科研、管理與學校資源和應用系統進行整合，以提高應用交互的明確性、靈活性和響應速度，從而實現智慧化服務和現代化管理的校園模式.實施智慧校園，最重要的是轉變人才培養觀念，變革教育理念，它是高校信息化發展的必然趨勢.

3.1 課堂教學方面

利用物聯網的RFID和傳感器技術，可以實現實驗教學指導，豐富教學資源，改善和優化學習環境.

3.2 課外教學方面

3.2.1 移動化學習.指的是利用移動計算設備，學生可以在任何時間和地點進行學習.移動學習的特點是，所用的移動計算設備必須高效地呈現學習的全部內容，移動學習設備具有移動通信功能，通過它的數據處理模塊來讀取各個傳感器中的數據.因而，利用物聯網的連接點、基站及RFID等技術，可以構建理想的移動學習環境.將學習相關資料連接到移動學習設備中，可以實時與其他同學切磋交流，不僅體現了學習的個性化，還體現了學習的協作性，非常適合現在的學生性格.

3.2.2 泛在學習.泛在學習是指任何人、在任何時間、任何地點獲取所需的任何信息的一種靈活的學習方式.泛在學習與移動學習不同，它的學習終端設備非常多，可以由各種智能設備來充當，從而為學生們的學習提供更加智能化和全面化的服務.在這種泛在學習環境中，學習支持服務體現了更多的人性化.它會綜合分析學習終端中學生的相關數據記錄，針對不同個體，提供個性化服務，完美地體現了“以人為本”的理念.而在物聯網時代，任何一種設備只要能連入因特網中，就能實現智能化的操作.針對以上特點，可知，泛在學習的核心思想與物聯網的核心理念是不謀而合的，因而物聯網可以更好地支持泛在學習的工作方式.

3.3 教育教學管理方面

3.3.1 儀器設備的管理.目前大部分學校的教學儀器設備、運動設施等都存在著地理分布離散、沒有專人管理及保養、管理難度大等問題.現在，通過對所有的儀器設備貼上RFID標簽（或傳感器），并分配專人管理，就很容易實現統一管理及調度，從而有效地防止了儀器設備的丟失.

3.3.2 學校安全管理.比如學校的安全門禁，它包含兩種類型：一種是短距離射頻識別門禁系統，它普遍適用于各所高校.例如宿舍門禁系統，它可與學生的一卡通綁定在一起，并配備視頻監控有效識別功能來防范外來人員的進入；另一種是遠距離射頻識別門禁系統，它主要應用于中小學，原因是中小學生的自我保護意識差，刷卡有效性也差.此類系統可以結合手機的短信業務平臺和綜合管理信息系統來提供服務.中小學生通過佩戴這種遠距離無源感應卡，在到達校門或離開校門時，鄰近的讀卡器就將感應卡的卡號傳輸給學生平安服務系統，同時給學生的父母發送短信，讓家長隨時掌握學生的狀態.

3.3.3 數字化的校園建設.比如校園的一卡通服務、智能圖書館等.把校園身份識別卡的芯片與校園一卡通以及個人手機集成起來，從而綁定師生的身份，提供校內教師和學生的學習、生活以及工作的各種服務.例如，它可以統計校內學生的出勤情況、教師授課情況、行政教輔人員的上崗情況等，極大地提高了學校的管理水平和管理效率.

4 物聯網背景下的高校教育現狀

4.1 宏觀政策

2010年5月，教育部已批準42余所本科院校開設物聯網工程專業，2010年10月，國務院發布了《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》，它強調我國高等教育要發揮自身的支撐及引領作用，著重加大相關專業的學科建設力度，及時增加亟需的專業類別，適時改變人才培養模式，從而促進創新型人才、應用型人才、復合型和技術型人才的培養.

4.2 物聯網背景下高校教育存在的問題

4.2.1 現有專業不能滿足物聯網時代的需求.面對用人單位招聘不到適當人才與高校畢業生找不到工作這一矛盾，我們的教育方式和教學內容一直受到公眾的質疑，甚至產生了讀書無用論這種可怕的思想.面對這種現象，我們必須重新審視現有的專業設置和教學內容，以滿足物聯網時代對人才的需求.

4.2.2 專業建設中的師資隊伍和教材問題.要向社會輸送物聯網專業人才，就必須進行專業建設.首先就是師資隊伍問題，它是進行人才培養的首要前提.而目前支撐專業發展的師資隊伍基礎薄弱，顯然已經成為專業建設和發展的一個瓶頸.由于物聯網涉及的技術廣泛，其中包括RFID技術、傳感器技術、網絡技術、信息技術、數據庫技術、中間件技術、自動控制技術以及M2M應用技術等，所以它是一個新興的交叉學科，涉及范圍廣，全面而又專業的教師少之又少，所以當前急需培養一批專業化教師隊伍.其次，在專業建設中另外一個不可或缺的環節是教材建設，與時俱進的教材會大大地促進專業的發展.專業課程的設置和教材的選用，必須適應行業應用需求，應具有發展變化的動態特性.目前物聯網方面的專業書籍有一些，但為數不多，畢竟整個行業不夠成熟，很多方面仍處于摸索階段，所以需要市場供給一些更多更有質量教材來支持物聯網專業的建設.

4.2.3 基礎設施建設問題.包括網絡在內的各種基礎設施，即是物聯網應用的突破口，也是未來應用的重中之重.現在我們國內只有少數高校具備物聯網研究中的核心部件ID和傳感器，而大多數要靠外面引進.另外，目前傳感器的成本也是制約其發展的主要因素，由于80%以上的傳感器依靠進口芯片，所以成本高，并且擴展性差，眾多因素成為目前制約高校物聯網基礎建設的主要障礙.

4.2.4 外部環境.任何一個新產業項目的實施都必須遵循科學的發展規劃以及必要的政策支持，而高校物聯網的建設同樣遵循這個規律.在國家的“十二五發展規劃”中，明確指出要大力發展物聯網技術，但這只是一個宏觀政策，在高等教育領域仍然缺少一份詳細的產業發展規劃.所以，制定教育物聯網的發展規劃以及出臺其相關政策是目前各教育主管部門和高校亟需解決的首要問題，其目的是為了防止重復建設而造成的人力、物力和財力的浪費.

5 物聯網時代高等教育的改革措施

5.1 開設物聯網相關專業

高等教育就是了為社會提供對口人才，為了解決專業的供需矛盾，我們必須重新審視現有的專業設置和教學內容，增設一些物聯網相關專業，如物聯網工程、傳感網技術、智能電網信息工程等相關專業，以滿足物聯網時代對人才的需求. 5.2搞好專業建設中的師資隊伍和教材建設

物聯網專業的特點是對教師的挑戰性較大，教師需要具備多個領域的知識和技能，如計算機技術、自動化、網絡通信、傳感儀器儀表等.而目前很少有滿足精通各個領域的教師.2013年，我國的教育部和工信部將各高等學校的專家和學者組織起來進行商討，最后提出的解決方案是：先從計算機專業、通信專業、自動化等專業抽調師資，但絕對不是簡單地專業拼湊，而是緊緊圍繞物聯網技術的需要來講授課程.同時，更需要學校、教師、企業三方共同合作，將校企“師資互嵌”落到實處，不能簡單的搞“企業工程師請進來，學校教師派出去”的模式，要從制度、科研應用、教育教學多方同步推進，最后才能實現學校、教師、學生、企業多方共贏.關于高等教育物聯網教材建設方面存在的問題，相關部門可以邀請教育界享有盛譽的物聯網專家，共同規劃編寫物聯網方面的專業教材；各出版社當然也可以邀請相關學者進行統一編撰；各所高校可以組織聯合起來，共建物聯網專業聯盟，同時結合各所高校的實際需要，編寫一些具有物聯網專業特色的教材系列.

5.3 物聯網的基礎設施建設

要搞好基礎設施建設，我們的國家、地方政府、科研教育機構、運營商及物聯網企業等，都將扮演非常重要的角色，多方的共同參與是完成整個基礎設施的建設的前提和保障.目前物聯網的一些核心技術已經進入了快速發展期，尤其是RFID經歷了技術推動期，正處于政府推動期的中后期，并向市場拉動期轉變.國家應該以教育物聯網的發展規劃為依據，同時聯合地方政府，分區域的在部分高校建立教育物聯網示范基地，通過輻射效應，逐漸調動各高校的參與熱情；各教育科研機構要在目前已有教育因特網的基礎上，聯合有實力的企業共同開發關鍵技術及核心芯片，從而共同提高對物聯網基礎硬件建設的投資力度.

5.4 創立良好的外部環境，促進相關政策的產生

既然國家的“十二五發展規劃”已明確指出要大力發展物聯網，那么我們高校要積極響應號召，各大高校要聯合起來制訂物聯網教育的發展規劃；各地方政府和教育主管部門必須按照中央的相關政策積極進行部署，加快研究制訂教育物聯網的發展專項規劃，重點發展好高端傳感器、傳感器網關以及超高頻的RFID和中間件技術等，穩定發揮好規劃的指導作用，從而促進物聯網相關終端設備、軟件和信息服務的快速發展.這樣以應用為導向，為物聯網產業在各領域的應用提綱挈領，助推國家相關新政策的產生.

6 結束語

隨著物聯網技術的快速發展和深入應用，物聯網在校園中的應用必將引起一場教育改革，促使校園向智能校園轉變，目前，物聯網在高等教育中的應用尚處于探索階段.盡管對物聯網的學科定義、教學內容以及界限等問題仍需進一步探討，物聯網的教學師資、教材、實驗儀器設備等方面均存在著挑戰，但是這也為我們不同水平的高校提供了一個以物聯網專業為平臺、共同探索中國高等教育改革的好機會.

〔1〕徐春林.高校校園物聯網的探索與應用[J].科技創新導報, 2010（31）.

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〔3〕曾寶國.高職院校物聯網應用技術專業師資隊伍建設思路.中國電力教育，2012（14）.

〔4〕張應福．物聯網技術與應用[J]．通信與信息技術，2010（1）．

〔5〕賀志強．物聯網在教育中的應用及發展趨勢[J]．現代遠程教育研究，2011（2）.

〔6〕楊正洪，周發武.云計算和物聯網[M].清華大學出版社, 2011.18-19.

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1673-260X（2014）07-0117-02