物联网智慧教学精选(九篇)

第1篇：物联网智慧教学范文

【关键词】物联网；智慧校园；信息主导

美国IBM公司提出物联网就是智慧地球。从信息的角度来看，“智慧”就是社会生产、生活各个方面的智能化。智慧的服务对象，大到整个地球，局域性到一个城市，小到一座学校、一个家，因此，实际上智慧的最大亮点在于信息化的应用和信息化的提升，以及附属于信息化的一些产业和技术。因此，归纳为信息主导着智慧校园与物联网的关系，可以理解为：所谓的信息，首先要能够提供从各个智能化单元来提供相关的信息；第二是信息通过传递，要能实现信息的互通和资源的共享。智慧校园的目的就是要通过物联网使得高速发展的信息得到一种合理的应用。

一、浅谈智慧校园

智慧校园将校园中分散的、各自独立的信息化系统以及计算机网络通信系统整合起来，提升为一个具有较好协同能力和调控能力的有机整体，是传统意义上的数字校园的升华和飞跃，并被赋予新的内涵。

智慧校园的基本内涵：智慧校园是新一轮信息技术变革和知识经济进一步发展的产物，是以校园网、物联网、电信网、广电网、无线网等网络的多样化组合为基础，更广泛深入地推进基础型与应用型信息系统开发建设和各类信息资源开发利用，形成技术集成、综合应用、高端发展的网络化、信息化、智能化和现代化的校园；是以智慧教学、智慧人文、智慧服务、智慧管理、智慧生活等为重要内容的校园发展的新模式。更确切地说，智慧校园是充分利用信息化相关技术，通过监测、分析、整合以及智慧响应的方式，综合各职能部门整合优化现有资源，提供更好的教学、绿色的环境、和谐的服务，保证校园可持续发展，为教师及学生建立一个优良的工作、学习和生活环境。

智慧校园应具有三层构架：

（1）信息采集层：即感知层，包括RFID、读卡器、传感器。

（2）信息传输层：即网络层，包括有线、无线及校园网。

（3）应用层：包括智慧校园的管理、智能教学、智能医疗、智能图书馆、智能食堂、智能教室、智能寝室等等。

智慧校园的特征：

（1）基于超级感知的物联化。

（2）全面的互联互通。

（3）更全面的智能化。

（4）先进多维的系统运作、城市发展、激励创新。

二、物联网技术基础

物联网的概念最早出现于比尔・盖茨1995年出版的《未来之路》一书；1998年，美国麻省理工学院（MIT）提出了“物联网”的构想。1999年，美国MIT研究RFID的Auto―ID中心主任Ashton教授提出了“Internet of Things” （物联网）这一概念。2005年， 国际电信联盟（ITU）在《ITU互联网报告2005：物联网》中正式提出了“物联网” 的概念。在美国（或英文世界），专业人员将物联网称为M2M。

物联网的定义。

（1）由于物联网概念刚刚出现不久，其内涵还在不断发展、完善，对于“物联网”这一概念的准确定义尚未形成比较权威的表述。另外，尚没有物联网标准，从业人员的视角和立场不同（有的是从商业角度考虑），因此出现了五花八门的解释，归纳起来主要有以下几种定义：a.物联网是传感网而不接入互联网；b.物联网是互联网的一部分；c.物联网是互联网的补充网络；d.物联网是未来的互联网；e.物联网是互联网的延伸。

（2）物联网是传感网而不接入互联网是早期应用阶段的定义，即物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、信息传感设备等，按照约定的协议将任何物体通过网络连接起来进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

当时认为，这种网络不接入互联网，以内网和专网形式存在。因为互联网是一个“平台” ，着重互联网的信息共享，而物联网不同，既然有“物”就有一定的产权和归属权，共享也是有条件的。物联网的很多应用更依赖于无线网络技术，如各种短距离RF （包括RFID和Mesh等）和长距离（GSM和各CDMA）。无线通信技术是目前物联网产业发展的主要基础设施，并认为物联网就是传感网，这种物联网是“狭义的物联网”。

（3）目前常用的定义：物联网是通过各种信息传感设备和系统（传感网、射频识别系统、红外感应器、激光扫描器等）、全球定位系统，按照约定的通信协议，将物与物、人与物、人与人连接起来，通过各种接入网、互联网进行信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。每一个物件都可以寻址，每一个物件都可以控制，每一个物件都可以控制通信。这种物联网是“广义的物联网”。

（4）国际电信联盟（ITU）对物联网的定义和对物联网概念进行了扩展，提出了任何时刻、任何地点、任意物体之间的互联，是无所不在的网络、无所不在的计算。

三、依托物联网建立智慧校园

智慧校园的功能的实现必须综合在一个可将全部信息进行共享的平台上，即物联网。通过物联网建立智慧校园三大设备模块和主要技术模块。

设备模块主要包括信息通信、设备管理和安防系统。

1、信息通信。这个信息通信主要体现在人与人之间的通信。在提出智慧校园建筑初衷的时候，并没有提出物联网的概念，所以智慧校园的通信主要是人与人之间的通信。

2、设备管理。这里主要指建筑物自控。通过一个系统对校园内建筑（例如教学楼、实验室、图书馆、寝室、食堂）的设备进行实时监控、控制和管理。在这一部分体系了物与物之间的关系，也就是信息流通，主要体现了物与人之间的信息沟通。

3、安防系统。相对来说，安防系统的独立性比较强。它的每一部分在校园建筑物内起的作用是不一样的，但目标都是为教师、学生和工作人员创造一个安全、舒适、高效的环境。

技术模块是主要指的是感知层的模块构建构建。所谓感知层，它可以对物体进行哪几方面的感知呢？实际上，首先就是对物体预先设置的信息进行感知，当然，每个物体都有它的身份，有固定的信息源，所谓感知，主要是对物体本身的信息源进行感知；第二，就是对物体本身所处的环境进行感知，对它所处的环境发生了什么变化进行感知；第三，是对物体地址码，即对物体所在的位置进行感知；第四，是对物体在变化过程中的路径和实体的变化进行感知。

从感知层来说，最重要的一点就是电子标签的应用。电子标签信息的传送通常采用的是无线方式。电子标签在物联网中的应用是智能建筑和智能小区所没有的。但是，物联网出来的信息传到哪去呢？这些信息一般要通过网络传到它的感知中心，该网络可以是物联网自身体系的网络，但更多的是通过三网融合的网络来进行互通，以便充分利用现有的资源。

另外，物联网本身就可以组成一个网络，但是，它的应用可以是在不同的地点，应用层可以体现在智能建筑、智能实验室、智能生活区，它的应用层是分散的。但是，它的感知层相对来说，都涵盖在物联网范围之内。

现有的数字校园的各种信息网络已经为智慧校园创造了一个良好的平台，尤其是目前无线技术的应用，为建筑的智能化、为物联网开创了一个新的天地，只要将这些资源利用好，并做好各模块之间的信息融合和设备共享，就可以真正建设一个完整的智慧型校园。

参考文献：

第2篇：物联网智慧教学范文

关键词：智慧教育；体系架构；关键支撑技术

1.智慧教育研究现状

就国外智慧教育的一些研究来看，比较注重智慧教育解决问题的方案研究，纯粹的学术层面研究才刚刚开始。智慧教育是借助于物联网及云计算等信息技术对教育系统的各项信息化工作进行统筹规划和协调发展，目的是转变教育观念，从教育内容、方法及实践上进行信息化技术的广泛应用，强化教育的服务只能，构建以网络化、数字化、智慧化及个性化的教育体系，提高教育的整体水平。国内学者尹恩德总结了智慧教育的技术架构，他认为智慧教育实际上就是教育信息化的高级阶段，是教育行业智能化的表现，其特点是集成化、自由化和体验化。葛红认为要根据区域的差异进行智慧教育云构建，尤其是在构建的方法、技术及策略方面进行研究，以便实现教育管理、学校应用及社会教育信息化的目标，最终促进教育资源信息的开放和共享。

2.智慧教育体系构建与关键支撑技术

（1）智慧教育体系构建内容。智慧教育构建主要包括智慧教学、智慧学习、智慧教育管理、智慧教育评价体系、智慧科研及服盏龋最终实现教育资源和信息的共享，有效地促进教师、教育工作者、家长、学生及社会公众对教育资源的分享和利用。教育智慧体系构建的核心内容是一个中心、两类环境、三个内容库、四种技术、五类用户、六种业务。如图所示。

智慧教育体系的构建不是孤立存在的，它和智慧城市的构建有密切的联系，包括城市的智慧医疗、智慧交通、智慧城关、智慧物流及智慧能源等。智慧教育体系的构建是为了促进教育的可持续、健康有序的发展，因此除了关键支撑技术的支持，还需要相应的建设保障机制和应用推进机制。

（2）智慧教育体系构建的关键支撑技术。智慧教育的关键支撑技术是物联网、云计算、大数据及无线通信技术，利用这些信息化技术将教育信息智能化，达到数字教育的高级发展阶段，提升教育体系的智慧化水平，实现信息技术和教育管理及实践的高度融合。物联网是借助于互联网形成的连接各类信息传感设备，实时采集各类所需信息的网络体系，智慧教育体系的构建要借助于物联网进行教育资源信息的收集和储存。大数据是核心技术是IT技术，包含海量的多样化的交易数据、交互数据及传感数据，其目的是实现信息的共享和可视。云计算是第三次IT技术改革，借助于计算机和网络技术实现海量数据的处理和信息服务的需求目标。无线通信技术是将通信网、互联网、物联网的高度协同和融合，将实现跨网络、跨行业、跨应用、异构多技术的融合和协同。

（3）智慧教育体系构建中存在的问题。智慧教育的研究还在进行，这个过程中也存在一些问题需要解决，例如像智慧教育建设的环境问题，如何有效提高学校、社区、家庭及公共区域教育环境的智慧性，实现教育环境的共融和联通。其次，智慧教育产业标准的制定需要国家制定规范化的标准才能更好地得以落实。另外，像智慧教育业务的开展，尤其是学校是教育教学环节实施的重心，那么如何实现教学、管理及评价环节的智慧化还需要进一步进行探讨。最重要的是智慧教育资源的开发和管理，以及智慧师资队伍的建设都是智慧教育体系构建中必须解决好的问题。

智慧教育体系的构建有效地推动了我国教育的发展，并且逐步改善了由于地区差异造成的教育资源不均衡的局面，有效地改进了教育资源分配不公平的现象。

参考文献：

第3篇：物联网智慧教学范文

[关键词]移动互联网；智慧教室；学习方式；教学方式

[DOI]1013939/jcnkizgsc201643187

1移动互联网对传统教学产生的影响

11移动互联网对学生学习方式产生的影响

移动互联网环境下，我们所面临的学习者可以利用网络，毫不费力地突破地域和时间的限制，颠覆性地改变着传统的玩乐、沟通、学习等方式。同时，我们所面临的学习者更追求个性化，喜欢交谈，讨厌说教，希望学习能够变得有趣些。他们在课堂上不喜欢作为客体，更希望作为主体，甚至希望自己能够主导教学，自由表达自己对某一问题的独特观点。同时，在移动互联网环境下随着智能便携式设备如智能手机、IPAD平板脑在学生中的普及，他们更希望能够随时随地地学习，而不仅仅被拘束于传统的教室。因此，当前的教室应能够满足学生个性化学习、碎片化学习、移动化学习的需要。

12移动互联网对教师教学方式产生的影响

传统的“教师讲授，学生学习”的教学方式在移动互联网环境下已经不能够满足学生个性化、碎片化、移动化的学习需求，教师应能够利用智能分析工具感知每个学生的学习需求，甚至要能够根据大数据所提供的每个学生的学习基础和学习习惯信息，进行个性化规划每个学生的学习方案，以及为不同的课堂规模和学生群体设计不同的教学方案，开展个性化教学。移动互联网环境对教师的教学提出了更高的要求，教师不仅在课堂上要展示丰富且具有吸引力的教学资源，同时还要学会如何使用智能分析工具，而智能分析工具需要源于教室的硬件环境建设和软件环境建设的支持。

2基于移动互联网的智慧教室建设方案

21智慧教室的内涵

智慧教室是伴随智慧城市、智慧医疗、智慧交通等概念而提出的。它是一个集成了具有智能化、个性化的高科技软硬件设备，并能够实现学习无所不在功能的智能教室。

22智慧教室硬件环境建设

智慧教室要满足学生学习的个性化，满足教与学的互动化，满足教师教学手段的丰富趣味化，离不开能够把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，实现物与物、物与人的链接，实现对物品的智慧化识别、跟踪、监控和管理的以物联网技术为基础的高科技硬件设备的支撑，这些设备是智慧教室硬件环境建设的核心，主要包括以下设备。

（1）基础网络连接设备

使用网络连接设备―光载无线交换机，可以实现将Wi-Fi射频信号分布到智慧教室内，完成智慧教室的Wi-Fi无线覆盖。

（2）智慧环境感知设备

智慧教室的一个重要特色是要能够提供智慧、绿色、节能的教学环境，让学生和教师能够更加高效、舒适地进行课堂教学。因此，能够感知教室环境的智慧设备是必不可少的，主要包括：能够获取光照度信息的光照传感器，利用光照传感器获得的信息来判断当前教室的光照度是否能让学生清楚地看到投影仪上的字幕，从而控制窗帘的动作，是拉开还是遮挡；能够获取环境温湿度信息的温湿度传感器；能够获取室内二氧化碳浓度信息的二氧化碳浓度传感器；能够获取教室内视频信息的高清摄像头等。

（3）教学设备

教学设备主要包括：可以将显示功能、控制功能和互动功能设计为一体的内置电子白板功能的触控投影机，无线麦克，音箱，功放，问答器，视频录制设备，用于显示班级、出勤率、当前温度等各种信息的LED显示屏，用于学生考勤的RFID考勤机等。利用这些教学设备使教室的管理与监控变得更加智能，基本上可以实现无人化管理。同时，利用这些教学设备也会让课堂变得更加高效，教师利用触控投影一体机可以便利地展示教学资源，学生利用问答器可以便利地与教师进行互动。

23智慧教室软件环境建设

只有硬件系统而没有软件系统的计算机被称之为“裸机”，这说明了软件系统的重要性。在智慧教室建设中，如果只有硬件建设而没有软件建设，就会失去智慧教室建设的本质。因此智慧教室的软件环境建设与硬件环境建设具有同等的重要性。智慧教室的软件系统构成用图表示如下。

软件系统构成图

（1）环境监控系统

环境监控系统可以对课堂内光、电、声、温等环境数据进行实时采集，来判断这些环境要素是否适应课堂需要，如果不适应，则进行自动控制，从而为学生和教师提供高效、舒适的课堂教学环境。

（2）教学资源云平台

丰富而优质的教学资源是师生的共同需要，学生既可以利用课堂教学时间，也可以利用业余碎片学习时间进行随时随地的在线学习，教师可以利用优质的教学资源，进行有特色的备课，提高学生的学习趣味性。因此，教学资源云平台是构建学生个性化学习、教师进行个性化教学的环境支持，能够促进教师的有效教学和学生的主动学习。教学资源云平台的建设，应重点关注两个方面：一个是优质教学资源的建设，如建设网络课程、建设精品资源库等；二是关注教学个性化、互动化的建设。

（3）教学管理与教学质量监控系统

实现智慧化的教学管理与教学质量监控，是提高学校管理水平的重要途径。教学管理与教学质量监控系统的建设主要关注学生学习信息管理、教师教学信息管理、班级信息管理、考试管理、教室信息管理等。

（4）设备管理系统

在智慧建设中，使用到了大量的以物联网技术为基础的设备，对这些设备的有效管理，保障这些设备的正常运行以及安全性则显得非常重要。建设设备管理系统主要包括建设空调控制子系统、投影仪控制子系统、通风控制子系统、照明控制子系统、门窗监视子系统以及视频监控系统等。

把传统教室通过硬件环境建设和软件环境建设打造成为智慧教室。智慧教室满足了移动互联网环境下的教学需求，实现了教学环境的智能化控制，实现了丰富、优质的教学资源共享，实现了学生随时随地、有趣味性的学习需求，实现了教师与学生之间的自由互动，最终实现提高教学质量、提高人才培养质量的目标。

参考文献：

[1]李新良基于移动互联网的智慧校园体系架构研究[J].软件工程，2016（3）：27-28

第4篇：物联网智慧教学范文

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.

第5篇：物联网智慧教学范文

【关键词】智慧教育；体系架构；关键技术；技术创新

智慧教育对我国教育有着巨大的推进作用，2012年末我国正式启动智慧教育试点工作，国内先进城市明确提出智慧城市理念。教育对一个城市、一个地区、一个国家起着不可替代的作用，更是国之根本。随着我国交通、物流、医疗、能源等各个领域智慧化不断深入，教育领域也面临着前所未有的革命压力与挑战。诚然，纵观西方发达国家，我国智慧教育发展相对落后，这也是制约我国教育信息化的一大阻碍。如果提高我国教育智慧化发展，构建符合我国教育发展的智慧教育体系框架是我国教育领域需重点面对的问题。

一、智慧教育体系架构

智慧教育主要依托于物联网、大数据、云技术、无线技术等一代信息技术所创造的信息化教育系统，也是实现数字化教育的重要手段，旨在通过当今的数字教育系统来提高智慧教育水平，实现教育与信息技术相融合。智慧教育体系架构主要包含以下几点方面：

（一）智慧云中心

构建智慧云中心是实现智慧教育的核心任务。智慧云中心需要提供统一身份认证、统一门户、统一数据中心、统一接口等服务支持，需要整合现有的软硬件资源，为高校提供网络安全、资源储存、数据计算等服务，进而实现通用教育集中化管理及信息资源合理分配。通过整合现有的教育软件系统，推动教育应用系统的集成与贯通，构建统一数据环境、智能信息平_，为广大教育者、受教育者提供信息化教育服务。构建智慧云中心要有合理的定位、超前的规划，保障教学资源、信息、人力、物力、财力等数据库都能够融入到系统平台中，进而保障系统教育信息应用能够顺利展开。

（二）构建智慧环境

良好的智慧环境是实施智慧教育的保障与基础，需要依托于物联网、大数据、云计算、移动技术等，进而完善智慧教育环境。智慧环境主要分为两大类，即学校的智慧校园和终身学习的智慧城区。其中：①智慧校园：主要包括智慧教室、智慧图书馆、智慧备课室、智慧实验室等。对学校现有的硬件设备进行改造与完善，提高校园网络的性能，以RFID技术和传感技术为基础，建立智慧型教育装备；②智慧城区：主要是通过信息网络技术构建教育平台，进而实现网络远程教育和微教育，进而构建线上智慧学习环境，其中包括（线上）智慧美术馆、智慧博物馆、智慧公园、智慧教育等，为广大群众实现终身学习提供良好条件。

（三）智慧内容库

学习资源是实现智慧教育的基础，也是智慧教育的主体，其主要包含三大层面：①学习资源库：学习资源库是一切线上知识基地，包括教学案例、电子试卷、多媒体课件、研究专题、参考文献等。学习资源库要以实际应用为向导，要紧紧围绕课程内容，通过多方渠道整合优质教育资源，不断丰富学习资源库内容；②开放课程库：开放课程库要坚持开放性理念，建构有效、合理、可行的课程资源分享模式。构建开放性教育平台，提高学习平台的开放性，以便于社会广大人民公开访问，并实现大规模访问在线课程；③管理信息库：管理信息在智慧内容库中有着重要地位，也是保障信息库平稳运行的保障。通过管理信息库能够有效提高管理库中内容，例如更新信息内容、剔除陈旧内容、内容排版等。

二、智慧教育体系关键支撑技术

（一）提高教育环境和教育活动的感知性――物联网

通过物联网技术能够有效为校园学习、课外学习、教育管理提供有力支持，不断优化教育环境、丰富教育资源、创新学习方式、降低管理成本、提高管理质量。以智慧教室为例，随着智慧教育不断发展，如今一些国内厂商纷纷研制出了智慧教室优化方案，并且中小学推广使用。物联网技术在现如今发展极为迅猛，是实现线上、线下双重教育的关键性技术。

（二）加强教育管理、校园决策的智慧性――大数据

随着信息化教育不断发展，一些教育数据、科研数据、管理数据会不断堆积。大量的数据沉淀势必会对信息化教育产生一定影响。近些年来，我国一些高校已经逐渐构建立起大数据辅助教学的管理模式。以划动示范大学为例，通过信息系统能够有效观测到学生的餐饮消费数据，如果数据低于警戒值系统就会自动发送短信慰问，询问学生是否经济过于困难。同时，大数据技术还能够为学生、教师提供自由发表言论的空间与机会，特别是当今移动技术高速发展的前提下，通过智能手机中的微信、微博、QQ、论坛等社交工具提供师生交流渠道，并且通过数据平台把握师生群体的探讨动向，并根据师生讨论重点进行深层剖析，明确教育改革方向。同时，教育机构也能够集中布局，调整教育经费，通过全面采集教育分布数据、学生相关数据等，制定科学的评估模型，进而实施下一阶段的教育布局与资源分配。

（三）拓展教育资源与教育服务的共享性――云计算

在教育领域中，云计算相比物联网技术更为成熟。现如今，云计算已经在教育领域广泛普及。2012年12月我国教育资源服务平台已经正式开通线上运行。在智慧教育中，云计算技术的功能主要体现在教育资源共享层面上，能够有效推动我国信息化教育的发展进程，缓解信息孤岛、重复投资现象。与此同时，通过云计算技术能够有效构建云学习环境，学生通过利用PC端、移动端时时刻刻享受线上学习服务。

结束语

智慧教育已经成为我国教育领域发展的一大趋势，通过物联网、大数据、云计算等技术逐渐向教育领域渗透，改变了传统教育领域的运作模式与生态环境。因此，我们必须要面对智慧教育带来的挑战、抓住智慧教育带来的机遇，充分分析智慧教育体系架构与关键技术，扩大智慧教育的应用范围与服务范围，进而保障我国教育领域能够平稳发展。

参考文献：

第6篇：物联网智慧教学范文

【关键词】物联网;教育;传感网

【中图分类号】G40-057【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)02―0008―03

引言

物联网(The Internet of things)的概念自从1999年被提出后受到了越来越多的关注。物联网旨在将所有物品通过各种信息传感设备与互联网连接起来以实现智能化识别和管理。2005年国际电信联盟(ITU)的《ITU互联网报告2005:物联网》描绘了“物联网”时代的图景[1]:当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网有望为人们提供智能化的生活与工作环境,变革人们的生活、工作与学习方式。本文基于对物联网内涵、特征及研究现状的把握,探讨物联网在教育中的应用。

一 物联网的内涵与特征

1 物联网的内涵

目前关于“物联网”(The Internet of Things)的一个较为权威的定义是欧洲信息社会与媒体委员会在其2008年的《2020年的物联网:未来之路》中提出的。其中将“物联网”定义为由一些“具有身份标识与虚拟的个性化特征,可以利用智能化接口在智能空间进行相关操作,并可以与社会的、环境的、用户的上下文相互连接并进行有效沟通”的物体构成的网络,认为物联网具有“整合性”,是未来的因特网,其中的物体互为连通且扮演积极角色,具有主体性[2]。

从中文字面上看,物联网强调物品的互联,被看作是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,使得所有物品都有数字化、网络化标识,方便识别、管理与共享。在英文表述中,物联网被称之为“The Internet of Things”,具有更为深广的含义,强调“any things connection”,而“things”不但包括现实世界的物件(object),也包括各种计算设备(computer)与虚拟空间的人工物件(artifact),还包括网络用户(human)[1]。可见,在广义上,物联网实际上是包含了对物件之间、人与物件之间、人机之间、人人之间、物件与计算机之间、计算机之间等各种“主体”之间的互联。自90年代以来,互联网日益普及,人机交互、人与人之间的社会互、计算机与计算机之间的通信已经得以实现,因此在当前对物联网的研究与实践中,主要关注现实世界中物件(object)的互联。

2 物联网的特征

(1)连通性:连通性是物联网的本质特征之一。国际电信联盟认为,物联网的“连通性”有三个维度[1]:一是任意时间的连通性(any time connection),二是任意地点的连通性(any place connection),三是任意物体的连通性(any thing connection)。

(2)技术性:物联网是技术变革的产物,代表着未来计算与通信技术的发展趋势,而其发展又依赖众多技术的支持,尤其是射频识别(Radio-frequency identification,简称RFID)技术、传感技术、纳米技术、智能嵌入技术。

(3)智能性:物联网使得人们所处的物质世界得以极大程度地数字化、网络化,使得世界中的物体不仅以传感方式也以智能化方式关联起来,网络服务也得以智能化。物联网具有智能化感知性,它可以感知人们所处的环境,最大限度地支持人们更好地洞察、利用各种环境资源以便做出正确的判断。

(4)嵌入性:物联网的嵌入性表现在两个方面,一是各种各样的物件本身被嵌入在人们所生活的环境中;二是由物联网提供的网络服务将被无缝地嵌入到人们日常工作与生活中。

二 物联网研究现状

近年来,物联网受到了来自各种研究机构与团体的越来越多的关注,并取得了一些令人瞩目的研究成果,其中较具影响力的包括国际电信联盟的《ITU互联网报告2005:物联网》、欧洲信息社会与媒体委员会的《2020年的物联网:未来之路》、IBM的“智慧地球”项目。物联网的研究也受到了各国政府的重视,比如,日本与韩国2006年开始相继实施U-Japan计划与U-Korea计划,我国在国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020)中也提出要重视传感网的开发与利用,我国台湾地区提出了U-Taiwan计划,国家传感网创新研发中心与产业园2009年12月在无锡落成,而这些计划中都重点关注物联网的发展与应用。这里仅列举日本的U-Japan计划与IBM的“智慧地球”项目。

1 U-Japan计划

U-Japan(2006-2010)是日本2006年开始实施的在e-Japan计划基础上提出的基于物联网的信息技术战略计划,预期在2010年实现泛在网络社会(ubiquitous network society)[3]。日本政府认为,日本自2001年实施e-Japan计划以来,在信息基础设施建设、高速信息带宽建设等方面取得了较大成果,但在网络的互联空间拓展与有效应用方面需要进一步规划与推进。

U-Japan的“U”有四方面含义:一是泛在互联Ubiquitous (Connects everyone and everything),其中重点强调了人与物品、物品之间的互联;二是网络的通用性(universal),即要弱化对用户的技术性要求,使网络具有用户友好性,支持用户的各种交流需求;三是面向用户性(User-oriented),要求所有的网络服务应该基于用户的视角,使得用户可以便捷地利用网络服务,同时也可以成为网络信息的提供者;四是网络服务应该具有独特性与创新性(Unique),不但使用户利用网络服务更具有创造性,获得独特的体验,也使整个社会更具活力。

在U-Japan计划背景下,以RFID技术、传感技术为代表的物联网技术将得到广泛的应用。物联网将被用于解决日本社会由于人口低出生率、老龄化带来的各种社会问题,包括环境问题、劳动就业问题、健康与福利问题、教育与人力资源问题、政府管理服务问题、公共安全与防灾问题、交通问题、环境与能源问题、经济与工业问题、国际问题等。比如,在健康与福利问题解决方面,物联网技术可以用来帮助看护独居的老人,配戴在老人手腕上的传感器可以自动测报老人的体温、血压等数据,当老人生病或遇到意外情况时,数据采集系统会自动监测并报警。

2 IBM“智慧地球”项目

“智慧地球”(Smarter Planet)是由IBM在2008年底提出的基于物联网的新的全球战略[4]。IBM专家认为,目前每个人、公司、组织、城市、国家、自然系统和人工系统都正在实现更透彻的感应和度量、更全面的互联互通。在此基础上,人们可以获得更智能的洞察力。智慧地球战略以优化交互为核心,以智慧的方法为途径,从四个方面保证实施,从而实现物联网在多个领域的有效应用。

智慧地球的核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变人们在现实世界与信息空间中的交互方式,以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。

智慧的方法具体来说是以以下三方面为特征的:一是更透彻的感知,即要利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程;二是更为广泛的互联互通,即要实现人与人之间、人与物件之间、物件之间等各种主体之间的互联;三是更深入的智能化,主要是利用先进技术收集、处理数据,以获取更加新颖、系统且全面的洞察来解决特定的问题,使得特定的知识可以有效地应用到特定行业、特定的场景、特定的解决方案中以更好地支持用户的决策和行动。

IBM将“智慧的地球”战略分解为四个关键问题以保证该战略的有效实施[5]:一是利用新智能(New Intelligence)技术;二是智慧运作(Smart Work),关注开发和设计新的业务流程,形成在灵活、动态流程支持下的智能运作,使人类实现全新的生活和工作方式;三是动态架构(Dynamic Infrastructure),旨在建立一种可以降低成本,具有智能化和安全特性的动态基础设施;四是绿色未来(Green & Beyond),旨在采取行动解决能源、环境和可持续发展的问题,提高效率与竞争力。

根据物联网技术在不同领域的应用,“智慧的地球”战略规划了六个具有代表性的智慧行动方案,包括智慧的电力、智慧的医疗、智慧的城市、智慧的交通、智慧的供应链以及智慧的银行。

三 物联网在教育中的应用

1 利用物联网构建智能化教学环境

教学环境的特性直接影响着教学绩效。传统课堂教学的物理环境所包含的教学资源比较有限,虚拟学习环境又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。通过物联网,不但使得现实世界的物品互为连通,而且实现了现实世界(物理空间)与虚拟世界(数字化信息空间)的互联,能够有效地支持人机交互、人与物品之间的交互、人与人之间的社会互。物联网的引入使得物理教学环境的每个物件都具有数字化、网络化、智能化特性,可以与虚拟学习环境进行无缝整合,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。比如,在教室里可以有感知光线的传感器,会随时监控光线亮度,控制教室照明灯的开关,还可以根据光线强度调控学生所用计算机屏幕的亮度;学生可以在教室内利用计算设备读取本地或调用异地嵌入了传感器的物体的数据用于当前的学习。

2 利用物联网丰富实验教学

实验教学是培养学生动手能力和创新思维能力的重要教学手段,但传统的实验教学有其局限性,比如,因为存在安全性问题或者缺乏实验器材,许多实验无法让学生亲自动手做。物联网的介入可以为实验教学提供一个安全的、共享的、智能化的实验教学环境,比如,每一种实验器材都有数字化属性与使用帮助信息,当实验器材使用不当时会自动启动报警系统;实验者可以远程控制异地纳入物联网的实验器材;实验过程数据可以被实时采集并以适当的方式提供给实验者,实现实验教学的数字化、网络化与智能化。

3 利用物联网支持教学管理

物联网可以用于学校考勤管理、学校图书管理、教学仪器设备管理、学校教育安全管理。比如,台湾利用物联网的核心技术RFID技术支持学校安全管理,主要包括八个服务领域[6]:上下学及在校行踪通知服务;学生保健服务;校外教学管理;危险区域管理服务;校园访客管理系统;教育设备管理服务;学校大型会议人员管理服务;运动设施使用人员管理服务。2008年度,台湾成立了校园安全应用RFID技术协助学生安全建置计划,逢甲大学和台殊教育学校配合进行了包括上下学及在校行踪通知服务、学生体温异常管理服务、危险区域管理服务与访客机制管理服务四项实践。在实验学校的教室、走廊、大楼入口处、地下室及顶楼等地点架设约30个点RFID读取器,每个学生配戴RFID标签。实验系统会自动感测RFID信息,统计学生出勤情况,老师可通过网络查询学生出勤情况及目前所在位置或行进路线。系统提供的腕带式标签可以自动感测学生体温,当学生体温异常时,系统将发出警报信息通知相关人员,做即时健康管理及处置措施。当学生到了顶楼、地下停车室、因短期施工而具有不安全因素的环境时,系统可以灵活地变更RFID的感测范围的危险等级,自动发出语音作现场警示,同时发出警报信息通知相关人员做即时处理,并配合校方监视系统以有效监视现场状况使得管理人员易于指挥调度。当访客进入校园有RFID的感测范围的管制区域时,系统将发出语音警示同时产生信息通知学校相关人员进行适宜处理。

4 利用物联网拓展课外教学活动

通过实地参观、观摩、实践,学生可以获得直观的体验与真实的感受。课外教学活动一直以来是激发学生学习兴趣、拓展学生知识空间与视野、培养学生科学探究能力的重要手段。物联网可以拓展课外教学活动。比如,我国香港、台湾、北京、广州等地区开展了基于物联网的“数字化微型气象站”在科学教育中的应用实践,将先进的测量技术、传感技术与现代教学理念相结合,支持学生的正式学习、户外学习、区域合作学习。2003年底,台北市内中小学都建立了各自的校园气象台,每个校园气象台都可以是一个独立的气象观测站,通过传感器收集实时气象相关信息到各自的校园气象台网页上,各个校园气象台还会将每天收集到的数据发送至台北校园气象网实现数据与资源共享[7]。

四 结束语

目前对物联网的研究主要在物流管理、智能家居等领域,在教育领域的探讨尚为鲜见,但随着物联网技术的日益成熟,相信其在教育中的应用将越来越广泛。本文探讨了物联网在构建智能化教学环境、丰富实验教学、辅助教学管理、拓展课外教学活动方面的作用,期望本文可以为关注物联网教育应用的研究者与实践者们提供一些有益参考。

参考文献

[1] The Internet of Things [EB/OL].

[2] Internet of Things in 2020: Roadmap for the future[EB/OL].

[3] U-Japan Policy [EB/OL].

[4] 智慧地球项目[EB/OL].

[5] IBM“智慧的地球”新战略揭秘[EB/OL].

[6] 学童安全之特殊学校RFID应用[EB/OL].

[7] 台北市校园数位气象网[EB/OL].

The Application of the Internet of Things in Education

LI Lu-yi1Zheng Yan-lin2

(1.School of Education Science, Northeast Normal University,Changchun,Jilin130024,China;

2. School of Media Science, Northeast Normal University,Changchun,Jilin,130117,China)

第7篇：物联网智慧教学范文

【关键词】智慧校园；总体架构模型；模型应用分析

在网络的不断发展下，云计算、物联网的相应出现，为教育的信息化建设奠定了有利的基础。在传统校园中，逐步向科技化校园转变，步入智慧校园阶段。在智慧校园中，综合信息服务平台，是主要的管理中心，需要多方面技术的有效支持，更好的为广大师生，提供智能化的环境，更方便教育、科研和生活等。

一、智慧校园建设总体架构模型分析

（一）智慧校园建设应遵循的原则

一是遵循统一标准，保证资源共享。工作人员应整理学校相关信息，建立有效的共享机制，合理利用网络，进行资源共享，充分发挥其作用。

二是遵守开放性原则[1]。在校园的应用平台建设中，要统一考虑运行方式，进行规范管理，降低系统存在的风险，完善操作平台的开放性，保障系统正常运行。

三是先进性原则。工作人员需要拥有优秀的校园理念，和先进的技术，为建设一个先进、开放的

四是搭建平台框架，维护应用系统原则。在国家教育部门与相关行业标准的指导下，这种方式能够实现数据资源的最大化使用，更好的进行数据融合，完善校园的规范建设。

（二）智慧校园建设总体架构模型

校园建设从数字校园到智慧校园，需要对教育理念进行创新，拥有全新的管理业务和资源共享机制。通过这些内容，提高校园的管理水平，对整体的教育管理流程进行优化。根据智慧校园的建设原则，总体架构的建设思路如图1所示。

图1：智慧校园的总体建设思路

在智慧校园的总体架构模型中，工作人员应通过不同层面，进行分析，保证其得到合理的规范建设[2]，具体内容如下：

1、感知层

在智慧校园建设中，工作人员要合理应用感知软件，做好校园内的全面感知工作，能够实时分析不同区域的具体情况。感知的内容有人员、设备，还有学生的个体特征和学习情境等。

2、网络层

在总体架构中的网络层，工作人员应做好多方技术的应用，充分融合和沟通，做好校园中人与人、物与物、人与物之间的互动和互联。在这个过程中，物联网、移动网络都能够得到较好的应用。

3、数据层

在数据层中，工作人员对整理收集到数据，并进行挖掘和分析，将其存储在专用的数据库中，更加便于系统应用。在校园中，校园网、无线网、一卡通、MOOC、e-Learning系统、社交平台都含有大量的数据，为学生在校园生活中，创造了便利条件。

4、服务层

工作人员在智慧校园建设中，要保证系统服务性良好，能够在综合信息服务平台的使用中，根据不同的角色，提供合理的服务，体现个性化的效果。在校园的访问中，能够查询多方面的信息，方便快捷，服务水平的提升，能够在一定程度保证监控服务质量，增加服务能力。

5、应用层

在应用层中，工作人员合理配置个性化服务，体现智能决策。在多个管理系统中，要构建它们之间的联系，促使其高度融合。

6、运行维护与安全体系

工作人员在建立智慧校园中，要保证其运行顺畅及安全，建立维护保障体系与安全体系，充分实现智慧校园建设的合理性与安全性。

7、信息标准与规范体系

智慧校园总体结构模型，要遵守信息标准和规范体系，使信息处理更加规范，在数据结构的应用中，能够满足信息化建设的要求，为服务融合与数据融合奠定较好的基础。

二、智慧校园典型应用研究

（一）智慧教育

工作人员在进行智慧校园建设中，要掌握智慧教育的内容，充分实现物联网、云计算、

大数据等技术的充分融合[3]，发挥其重要作用。这种教学方法，能够实现智慧学习，培养智慧人才。

（二）智慧管理

在物联网与大数据等先进技术的影响下，工作人员逐步实现教育管理向智慧管理的发展。通过智慧管理云服务平台，更好的为教育管理提供有利数据，实现数据挖掘、运行情况实施监控，更好的进行智慧决策，实现教育管理和安全预警，完善实时监控，保障教育管理的智慧化水平。

（三）智慧科研

在智慧科研的过程中，工作人员要建立科研服务平台，主动跟踪其方向、成果以及动态等，实现对科研工作的动态管理，为科研的顺利开展创造良好的基础。

结束语

通过上文对智慧校园建设总体架构及典型应用的分析，工作人员在进行建设时，要遵守相应原则，分析不同层次的主要内容，实现科学管理，为广大师生的便捷环境与智能化生活，创造良好的基础，在校园中得到较好的应用。

参考文献

[1]王燕. 智慧校园建设总体架构模型及典型应用分析[J]. 中国电化教育，2014，09：88-99.

第8篇：物联网智慧教学范文

关键词：高校信息化；智慧校园；物联网；云计算；大数据

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）35-0158-03

根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》要求：教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，充分利用优质资源和先进技术，整合现有资源，构建先进、高效、实用的数字化教育基础设施。根据教育部的《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》中大力推进职业院校数字校园建设，构建继续教育公共服务平台，整合信息资源，建设信息化公共支撑环境等的具体内容。根据《教育部关于办好开放大学的意见》的要求：运用现代信息技术发展新成果，聚集优质教育资源，丰富教育教学手段，创新人才培养模式，改革管理体制和运行机制，探索具有中国特色、体现时代特征的开放大学办学模式，满足全民学习、终身学习需要，建设学习型社会。把握《贵州省十三五规划》大好机遇：加快发展大数据产业，实施“互联网+”行动，促进数据资源开放共享。顺应贵阳市智慧城市工程的建设。结合贵州省各个高校信息化建设的现状：网络基础设施薄弱，安全保障体系不完善；信息化技术水平相对较低；各个服务系统相对独立，没有完善的共享与自动化机制。结合国内高校信息化建设的先进经验。贵州各大高校都在纷纷力争打造基于大数据、云计算和物联网的校园信息化建设，加快“数字化校园”或者“智慧校园”的实现。本文以作者所在的单位贵州广播电视大学（贵州职业技术学院）力争在“十三五”打造基于大数据、云计算和物联网的“智慧校园”为例，谈谈当前高校信息化建设的一些设想与方法。

1 基础知识简介

物联网（Internet of Things，IoT）作为一种新兴网络技术和产业模式[1，2]，在业界受到广泛关注。从国际电信联盟（ITU）在信息社会世界峰会上的《互联网报告2005：物联网》中可以总结出物联网所体现的两层基本涵义：（1）目前的三大网络，包括互联网（Internet）、电信网、广播电视网是物联网实现和发展的基础，物联网是在三网基础上的延伸和扩展；（2）用户应用终端从人与人之间的信息交互与通信扩展到了人与物、物与物、物与人之间的沟通连接。因此，物联网技术能够使物体变得更加智能化。从目前的发展形势看，最有可能率先获得智能连接功能的物体包括家居设备、电网设备、物流设备、医疗设备以及农业设备，并基于此实现人类与自然环境的系统融合[3～5]。

IBM 公司于 2007 年底宣布了云计算计划[6]，云计算的概念出现在大众面前。所谓云计算，简单地说就是以虚拟化技术为基础，以网络为载体，以用户为主体为其提供基础架构、平台、软件等服务为形式，整合大规模可扩展的计算、存储、数据、应用等分布式计算资源进行协同工作的超级计算服务模式[7]。 虚拟化为云计算实现提供了很好技术支撑，而云计算可以看作是虚拟化技术应用的成果。在过去的几年里，已经出现了众多云计算研究开发小组，如谷歌（ Google） 、IBM、微软（ Microsoft） 、亚马逊 （ Amazon） 、EMC、SUN、HP、VMware、Sales-force、Alisoft、华为、百度、阿里巴巴、中国电信等知名 IT 企业纷纷推出云计算解决方案。

大数据（big data），指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。在维克托・迈尔舍恩伯格及肯尼斯・库克耶编写的《大数据时代》中大数据指不用随机分析法（抽样调查）这样捷径，而采用所有数据进行分析处理。大数据的5V特点（IBM提出）：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（价值）、Veracity（真实性）。[8]

智慧校园主要依托上述三大技术，国内外已经具有很多成功例子。

加利福尼亚大学有10个分校以及5个医疗中心，同时还管理着美国能源部的一些实验室。校区过于分散，迫切需要一个先进的决策系统来了解各方面信息，及时做出正确决策。加利福尼亚大学将整个校园看做是一统一、集成的生态环境，将所有数据进行整合和实时展现，对历史数据进行挖掘、分析，提炼出关键信息，进行趋势预测，为决策提供科学化的依据。这套决策系统以网络和物联网为基础，实时了解各核心业务的动态，实现各个系统间的数据相互共享和协同，最终，将提取出有价值的信息进行分析，并在“校长仪表盘”上以图表形式直观的展现。例如，在对学生的精细化管理和服务上通过实时获取学生信息，设定学生在校园内48小时内更新无状态则报警。所展现的数据包括科研基本信息、教学状态信息、业务管理信息、IT运维信息、学校财务信息、安防监控信息等覆盖学校生活各个方面的整体状况。校区及医疗中心的总体情况都会通过仪表盘应用显示到校长面前，校长能够实时了解校园安全、校园运转、风险分析、财务情况等信息。

北卡罗莱纳州立大学是一所拥有超过30000名学生和近8100名教职工，在工程、科学技术和教学方面的教学与研究都居世界领先地位的综合性大学。随着学校的发展壮大，师生对能提供学术计算的资源的需求也越来越大，校方想通过云计算平台，高效管理这些相关资源。因此学校将资源进行整合，成立了虚拟计算机实验室Virtual Computing Lab（ VCL ），建立云计算系统平台。用户可以及时或者预约的方式通过该系统获取自己需要的资源和解决方案。学生能通过网络接受免费的教学材料、应用软件、在线存储等。该系统的建立降低了75%的软件许可成本，每个应用系统服务的人数也提高了150%，另外，计算资源在科研、教学和管理间的转移更加灵活，学校服务器和计算机实验室的利用率也提高了，师生满意度大幅提升。

浙江大学智慧校园以通信网和云计算为基础，搭建智慧应用平台，总共有几十种应用系统服务于校园的管理和设施，学校内的各个方面都包含其中。他们的规划完全按照中国电信浙江省分公司的方案分成了智慧应用、智慧平台、云计算和通信网四个部分。其中智慧应用分成了智慧校园的管理和设施两个部分，服务于学校的教研、设备、日常生活、公共交通等各个领域。

南京邮电大学贯彻的是以物联网为基础的智慧校园的建设思路，利用先进的信息技术，建设各种先进应用服务系统作为载体，并将教研、学校管理和校园生活融为一体、构建出一个新型智慧化大环境，快速、准确地将校园中的各业务过程中的相关信息反馈给人们，学校制度和管理的创新和改进，需要各应用系统提供综合的数据分析，为业务流程的管理、改进和再造提供数据技术，实现并促进信息化教育、科学化决策和规范化管理的科学发展。集成各应用系统从而使校园的信息得到共享，破除了信息孤岛，推进教研、学校管理、校园生活、后勤服务向智慧化发展。

总之，智慧校园建设主要有三个方面的核心特征：根据识别用户角色，为每个人提供可定制的个性化服务，在一个统一的全面感知环境和综合信息平台上获取所需的服务；集成学校各个应用系统，实现信息互联，系统协同，打破信息孤岛；学校的大协同信息平台不仅实现校内的协同工作和信息共享，还为学校和外部环境的沟通提供接口。

2 智慧校园的架构设计

从上面智慧校园实现的成功案例中，一般 “智慧校园”是一个包含大数据、云计算和物联网等新一代技术的综合体。首先，把传感器嵌入和装备到校园里的教室、图书馆、食堂、实验室、会议室和宿舍楼等地方的终端设备上，使其形成的物联网与互联网相联，实现校园生活与物理系统的整合；而后将教学系统、学习系统、管理系统、办公系统等众多软件系统平台整合并融人“校园云”；最终，将“校园云”、物联网、互联网整合起来，建立“大数据平台”，实现数据共享，实现大规模数据实时抓取，深度分析计算，形成更有效的决策依据。基于大数据、云计算和物联网的“智慧校园”体系结构如图1所示。

为了更好地实现上面描述的“智慧校园”，一般建设重点主要包括四个方面：

（1）各种通信网络与通信平台的集成。研究电信网络、WLAN、互联网、教育资源网和物联网高速融合通信，实现整个校园网络覆盖。研究集成高清视频、语音、数据和流媒体的IP统一通信，研究语音通信能力、短信通信能力、微信通信能力和视频通信能力的通信集成平台。实现低成本、高安全、高清晰、高稳定、可重复、可扩充的校园信息通信和数据流通，促进应用集成、系统融合和数据共享，全面高效地支撑智慧校园的各种信息化建设和应用。

（2）各种异构系统的集成。研究现有各种异构应用系统的集成方法，实现统一操作和数据共享。由于之前大部分高校没有一个统一规划信息化建设的部门，由各个部门自己建设自己的应用系统，从而造成目前一个学校很多应用系统各自独立，不能互动和共享信息，形成一个一个信息孤岛。通过研究异构系统的集成方法，找出一种科学的，实用的办法，是学校智慧校园建设的一大难题。

（3）大数据云计算中心。研究大数据存储与分析的云架构，构建服务器集群和存储器集群，为各个系统提供统一的数据源，对大量结构化与非结构化形态的数据进行有效管理与分析，形成智慧教学、智慧管理和智慧生活。实现开放教育的科学教学质量评估体系，对教学全过程和学习效果的监测、评价和综合考核，为学历教育和非学历教育服务。

（4）云服务系统。研究云服务系统的开发与搭建，为教学、科研、管理和生活提供优质服务。对目前使用的在线学习系统、多媒体教学系统、虚拟实验室教学系统、计算服务系统、办公自动化系统、实验系统与考试系统等等改建为云端系统、让学生能利用各种设备完成学习，实现在校学生和社会学生随时学习、随处学习。

3 建设目标与要求

通过智慧校园的建设，一般要求达到如下目标：

（1）为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台，提供基于个人的个性化设计定制服务。

（2）提供对学校各项业务的整体智慧化解决方案规划，实现物物互联共享与协作的高效运行。

（3）为学校的建设提供现代信息技术保障，聚集丰富的优质教育资源，提供先进的学习条件，拥有完善的、科W的办学体系，基本满足多样化学习需求，为学习型社会提供重要支撑，为人力资源开发提供重要保障。

（4）为学校与外部环境提供一个共享与交流的借口，顺应贵州省大数据发展和贵阳市智慧城市建设。

（5）为学校培养大数据、云计算和物联网方面的人才提供实训平台。

为了完成上面提出的目标，一般在实施过程中要求：

（1）建设理念要先进，要充分利用好信息化发展的最新三大产物，发挥好信息化技术的最大优势；

（2）重点为高等教育服务，支撑贵州教育云的建设；

（3）紧密结合省与学校十三五规划的信息化建设内容；

（4）整体思考，一次规划，分期投入，分步建设，做到边建设，边利用，达到立竿见影的效果；

（5）要深入调研，摸清家底，实事求是，充分利用好现有资源，合理规划，节约成本，提供有效服务。

4实施内容规划

智慧校园的建设是一个庞大的系统工程，一般不是一下就能建起来的，没有一个科学的实施规划方案，往往会导致工程的失败。我们经过详细的考察与研究，提出了下面的实施规划方案。

总体建设思路：先骨干（骨干包括两网（校园有线网和无线网）、一心（数据中心）、一出口、两平台（一卡通平台和系统集成平台）），后枝叶（各种业务系统）

下面是我们学校具体的实施步骤：

第一步：

1.全光网改造；

2. 全无线覆盖；

3.出口带宽提速；

4.数据中心云迁移；

5.一卡通平台；

6.OA系统。

第二步：

系统集成平台；

图书馆信息化的升级，改造，系统集成与一卡通对接；

第三步：

教务系统的升级，改造，系统集成与一卡通对接；

后勤管理系统的升级，改造，系统集成与一卡通对接。

第四步：

云桌面实验室与办公室的建设，系统集成与一卡通对接；

其它系统的升级，改造，系统集成与一卡通对接；

第五步：

建设大数据应用系统。

通过上面一步一步的完成，最终一个学校的智慧校园就给完成。

5 建设保障

智慧校园是一个让人兴奋，但又有很大风险的项目。因此必须要建立相应的保障体系，才能保证该项目能有效地完成。下面是我们研究后建设的保证体系。

学校成立信息化建设领导小组，成员包括学校校长和各个部门的主要领导，由校长任组长，一起把握和推进信息化建O；

学校成立信息化建设专家委员会，由校内和校外长期从事校园信息化建设的资深人员组成；

学校成立专门的信息化建设办公室，负责信息化建设的具体事项；

在整个建设期间，学校每年预留专门的建设金费，供信息化建设专用。

6 建设成果的推广

今天是云计算的大力发展时代，贵州三大电信运营商在贵阳的不同地方都建了超大的IDC。我们建设智慧校园应该充分利用这个条件，建设期间可以采用以租代建的方式，实现花小钱办大事。建设好的系统，可以通过IDC中的云架构，分享给其它高校使用，大大降低建设经费，提高系统的使用率。

7 结束语

智慧校园建设工程是一个庞大的工程，也是当前各个高校开展得热火朝天的项目。如何保证智慧校园建设成功，本文提出了一套严密的方法，供大家借鉴。

参考文献：

[1] Huang Y H，Li G Y.Descriptive models for internet of things[A].International Conference on Intelligent Control and Information Processing[C].Harbin，China：IEEE Press，2010：483-486.

[2] 朱洪波，杨龙祥，朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2011，31（1）：1- 9.

[3] 吴吉义，平玲娣，潘雪增，等. 云计算： 从概念到平台[J]. 电信科学，2009， 25（12） ： 23-30.

第9篇：物联网智慧教学范文

以“荟萃智慧应用，建设智慧城市”为主题，9月12日至14日，第四届中国（宁波）智慧城市技术与应用产品博览会（下文简称“智博会”）在宁波国际会议展览中心举办。短短三天的时间，智博会吸引到了5.8万余名与会者。官方统计数据显示，来自英国、北欧各国、新加坡、韩国、日本等地以及国内的专业客商达到3.5万人，共签约28个智慧城市项目，总投资额达70亿元，涉及智慧制造、智慧健康、物联网、跨境电商等当前产业发展的热点领域。

工业和信息化部副部长杨学山在同期举办的“智慧城市发展高峰论坛”上表示：“从实践的角度，智慧城市发展要在过去的基础上更加求实，注重实干、实用、实效。实干、实用、实效是指：要实实在在地做事情，理论联系实际，并且付出的精力和努力要有正产出。”

漫步在智博会会场，与会者可以随时连接iNingbo无线网络统一接入平台，实现免费上网。智博会希望以这样的形式，拉近物联网、智慧城市概念与普通人的距离。

实际上，与普通人相关的并不仅仅是免费上网而已。能够查询天气、看新闻、挂号和购物并且支付水电费的智能电视，查询身体健康状况的可穿戴设备，会动会操持家务的机器人，甚至是国家电网所展示的可换电池的电动汽车与充电站，都吸引了与会者的关注。这些活灵活现的展示，将原本枯燥的概念变为了生动的应用，让与会者切身感受到了智慧城市的魅力。

作为大会的重要一环，智博会本次的展览面积达到2万平方米，分设4大场馆，共有智能通讯网络系统、智慧交通、智慧教育、智慧医疗、智慧家居、两化融合、互联网金融、智慧能源、食品安全、软件与智能化展区等10大主题展区，特装面积占总面积的85%。中国移动、中国联通与中国电信三大通信运营商、东软集团、中兴通讯、阿里云、华为、科大讯飞、瑞星等300余家企业参展了本届智博会。在“智慧城市建设示范试点项目成果展”上，义乌、温州、舟山等浙江省内多座城市展示了其所开发的智慧商城、智慧民生、智慧消防、智慧旅游等各类垂直行业的解决方案。