陳詩(shī)茵，施依嫻，李婷楓

(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院人文與教育學(xué)院，廣東佛山528000)

當(dāng)前，“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等對(duì)我們的生活產(chǎn)生了翻天覆地的影響，人類社會(huì)已步入智慧時(shí)代，智慧校園作為智慧教育的踐行場(chǎng)所和數(shù)字校園的發(fā)展形態(tài)，越來(lái)越受到廣大教育研究者和各級(jí)學(xué)校的關(guān)注。智慧校園的核心特征是通過(guò)可感知設(shè)備、智能終端和信息系統(tǒng)獲取活動(dòng)過(guò)程和海量狀態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析后掌握事物的規(guī)律，開展智慧應(yīng)用。

1 可穿戴設(shè)備介紹

1.1 可穿戴設(shè)備的概念

可穿戴設(shè)備是指可以直接穿在身上或整合到用戶日常穿戴物品上的便攜式設(shè)備，通過(guò)軟件支持以及數(shù)據(jù)交互、云端交互來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶感知能力的延伸，具有易于佩戴、時(shí)尚、美觀等特點(diǎn)[1]，主要存在形式有手環(huán)、眼鏡、耳機(jī)、頭盔等。

1.2 可穿戴設(shè)備的應(yīng)用

可穿戴設(shè)備的應(yīng)用范圍廣泛，功能多樣、種類豐富，雖然目前可穿戴設(shè)備的發(fā)展還不是很完善，但是其存在的確給我們的生活、學(xué)習(xí)帶來(lái)了極大便利。在運(yùn)動(dòng)健身、醫(yī)療、安全、娛樂(lè)、工業(yè)、教育等領(lǐng)域均產(chǎn)生了重要作用，而且開發(fā)研究者在不斷探索新的應(yīng)用領(lǐng)域。

1.3 可穿戴設(shè)備的主要特點(diǎn)

可穿戴設(shè)備由用戶穿戴并控制，比平板、手機(jī)等設(shè)備更加便攜靈活，在滿足用戶穿戴需求的同時(shí)，具有良好的交互性能。具體特點(diǎn)如圖1所示。

圖1 可穿戴設(shè)備的特點(diǎn)[3]

從可穿戴設(shè)備的功能、應(yīng)用及特點(diǎn)來(lái)看，不僅能滿足智慧校園的功能建設(shè)需求，還符合學(xué)生的實(shí)際情況。在不影響學(xué)生日常學(xué)習(xí)生活的同時(shí)，能對(duì)學(xué)生進(jìn)行身體狀況監(jiān)測(cè)和行為數(shù)據(jù)收集分析，提升教學(xué)管理效果和學(xué)習(xí)效率。

2 可穿戴設(shè)備在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用

2.1 教學(xué)管理方面

(1)可穿戴設(shè)備在智慧校園教學(xué)管理中，主要實(shí)現(xiàn)校門出入考勤、校內(nèi)定位、計(jì)步、心率、睡眠、NFC一卡通、電子表等基礎(chǔ)功能。

考勤：學(xué)生批量通過(guò)校門、班級(jí)門口時(shí)自動(dòng)進(jìn)行無(wú)感識(shí)別考勤，注意考勤進(jìn)出識(shí)別速度與進(jìn)出判斷準(zhǔn)確率。

定位：進(jìn)行位置感知，獲得一定區(qū)域內(nèi)學(xué)生的具體行為數(shù)據(jù)，注意區(qū)域批量識(shí)別的速度與準(zhǔn)確率。

步數(shù)、心率采集：學(xué)生在一定時(shí)間段內(nèi)步數(shù)、心率數(shù)據(jù)的采集，要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

一卡通：在校園內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)支付，刷卡時(shí)的速度越快，識(shí)別度越高。

睡眠：記錄學(xué)生的睡眠時(shí)間，計(jì)算時(shí)長(zhǎng)，分析睡眠狀態(tài)。

(2)隨著可穿戴技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)、精確的行為軌跡記錄，并對(duì)這些行為數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次分析，獲得學(xué)習(xí)者的身體狀態(tài)、學(xué)習(xí)、德育情況。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和多元評(píng)價(jià)，有針對(duì)性地對(duì)教學(xué)管理方法、策略、過(guò)程等進(jìn)行改進(jìn)。比如，通過(guò)可穿戴設(shè)備對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀況和情緒狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而為學(xué)生分配適合的學(xué)習(xí)任務(wù)與活動(dòng)；對(duì)學(xué)生平時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，將其與體育成績(jī)掛鉤，提高學(xué)生的運(yùn)動(dòng)意識(shí)；對(duì)學(xué)生的德育行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和德育評(píng)價(jià)，助力德育工作等[4]。

2.2 課程體系建設(shè)方面

(1)體育教學(xué)?？纱┐髟O(shè)備在體育教學(xué)中的應(yīng)用，有助于加強(qiáng)學(xué)生的身體素質(zhì)，提升體育課程的趣味性和教學(xué)效果，并能有效保障學(xué)生的安全。首先，可以根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目選擇不同的教學(xué)策略。例如在學(xué)生跑步時(shí)，可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)手環(huán)對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷和運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行測(cè)量；學(xué)習(xí)體育項(xiàng)目時(shí)，可以通過(guò)3D情境教學(xué)分解示范動(dòng)作，直觀明了；在學(xué)生進(jìn)行動(dòng)作技能的體育訓(xùn)練時(shí)，可以通過(guò)穿戴式動(dòng)作捕捉系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行捕捉、記錄，觀察動(dòng)作是否規(guī)范。通過(guò)可穿戴設(shè)備對(duì)學(xué)生的身體狀態(tài)進(jìn)行分析，當(dāng)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)或心率異常，就發(fā)出警報(bào)提醒學(xué)生注意[5]。

(2)創(chuàng)客課程教學(xué)。制作可穿戴設(shè)備可以作為創(chuàng)客教育的部分課程內(nèi)容。先設(shè)計(jì)具有一定交互傳感功能的作品，然后將電子傳感器與用布料、不織布等自制的服飾相接，學(xué)生參與完成可穿戴智能產(chǎn)品的過(guò)程，能有效培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和想象力，體現(xiàn)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)[6]。

(3)實(shí)驗(yàn)性課程教學(xué)。很多實(shí)操課程都需要通過(guò)親身實(shí)驗(yàn)觀察，才能較系統(tǒng)地了解并掌握相應(yīng)知識(shí)。例如：生物課的動(dòng)植物解剖、物理課的運(yùn)動(dòng)情況分析、化學(xué)課的化學(xué)反應(yīng)觀察等。但有些實(shí)驗(yàn)比較耗費(fèi)材料或具有一定的危險(xiǎn)性，不適合學(xué)生親自動(dòng)手。通過(guò)交互性比較強(qiáng)的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備結(jié)合VR眼鏡，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行模擬再現(xiàn)，學(xué)生可以直接在虛擬的場(chǎng)景中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，還可以反復(fù)練習(xí)，逐步掌握實(shí)驗(yàn)流程及對(duì)應(yīng)的知識(shí)技能。

3 存在的不足

(1)功能泛化，針對(duì)性不強(qiáng)。當(dāng)前市面上存在的可穿戴設(shè)備大多用于生活?yuàn)蕵?lè)，專門針對(duì)教育領(lǐng)域的較少。為了節(jié)約開發(fā)成本，市面上的很多可穿戴設(shè)備都是相互模仿，功能泛化。因此，開發(fā)者要密切關(guān)注國(guó)內(nèi)外可穿戴技術(shù)在教育領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)，與其他教育教學(xué)需要的先進(jìn)技術(shù)結(jié)合，優(yōu)化可穿戴設(shè)備的功能。

(2)數(shù)據(jù)的精確性有待提升?？纱┐髟O(shè)備的主要功能就是對(duì)海量行為數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，然后基于這些數(shù)據(jù)得出結(jié)論并作出相應(yīng)調(diào)整。但目前可穿戴技術(shù)還不完善，在一些數(shù)據(jù)變換較快的技巧類、靈敏的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中延時(shí)較長(zhǎng)，不能做到精準(zhǔn)捕捉。

(3)教育工作者對(duì)可穿戴設(shè)備的使用不熟練。利用可穿戴設(shè)備開展教學(xué)管理和課程內(nèi)容教學(xué)，教育工作者必須對(duì)可穿戴設(shè)備的功能及使用較為熟悉。雖然智慧校園建設(shè)工作進(jìn)行得如火如荼，但教育工作者們對(duì)可穿戴設(shè)備并不熟悉，引進(jìn)后還要經(jīng)過(guò)相應(yīng)的培訓(xùn)。

(4)學(xué)生個(gè)人隱私保護(hù)有待加強(qiáng)?？纱┐髟O(shè)備的運(yùn)作需要時(shí)刻對(duì)學(xué)生的個(gè)人數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)。但可穿戴設(shè)備的支持技術(shù)還不成熟，學(xué)生的個(gè)人信息可能被泄露，導(dǎo)致不可估量的損失。所以，學(xué)校要根據(jù)實(shí)際需求，科學(xué)、合理、合法地利用可穿戴設(shè)備獲得學(xué)習(xí)者的相關(guān)數(shù)據(jù)，并有義務(wù)保障這些數(shù)據(jù)的安全與可靠性。

4 總結(jié)與展望

可穿戴設(shè)備在智慧校園建設(shè)中的行為軌跡記錄、數(shù)據(jù)收集、量化學(xué)習(xí)等方面產(chǎn)生了一定的積極影響，使教學(xué)管理工作和教學(xué)方式得到了優(yōu)化，但可穿戴設(shè)備在教育領(lǐng)域的應(yīng)用還處于探索階段，還沒(méi)進(jìn)行系統(tǒng)的使用和評(píng)估，在教育領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用不是短時(shí)間能實(shí)現(xiàn)的，需要政企、家校通力合作，敢于突破傳統(tǒng)，共同挖掘可穿戴技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域的潛能，使其更好地為教學(xué)管理和教育活動(dòng)服務(wù)，滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。