摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域呈現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。本文首先概述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育中的主要應(yīng)用領(lǐng)域，包括智慧校園建設(shè)、教學(xué)過程優(yōu)化、學(xué)習(xí)分析與個性化教育等。隨后分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)，如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失、數(shù)據(jù)隱私與安全、師生接受程度等。最后，提出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域未來的發(fā)展趨勢，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、大數(shù)據(jù)分析、虛擬現(xiàn)實等，并對其在教育改革中的作用及發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；教育應(yīng)用；發(fā)展趨勢

一、引言

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things， IoT）是一種新興的信息技術(shù)，通過傳感設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理等手段，實現(xiàn)物與物、物與人之間的互聯(lián)互通。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用正推動著各行各業(yè)的變革，教育領(lǐng)域也不例外。物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用不斷深入，為教育信息化提供了新的技術(shù)支撐，對教育教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式以及管理模式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。因此，研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對推動教育創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的主要應(yīng)用

（一）智慧校園建設(shè)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為校園管理提供了新的解決方案，通過在校園內(nèi)部部署各種感知設(shè)備，如溫濕度傳感器、攝像頭、RFID讀寫器等，實現(xiàn)對校園環(huán)境、安全、資產(chǎn)等各方面的全方位感知和監(jiān)測。例如，浙江大學(xué)就利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)了智能照明系統(tǒng)，通過感應(yīng)人員活動情況自動調(diào)節(jié)照明，不僅提升了校園安全性，還能大幅節(jié)約能源消耗，一年可節(jié)省電費約100萬元。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以與校園管理系統(tǒng)無縫集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、傳輸和分析。北京師范大學(xué)就利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)了校園資產(chǎn)管理系統(tǒng)，通過在學(xué)校設(shè)備和資產(chǎn)上貼RFID標(biāo)簽，實現(xiàn)了對資產(chǎn)的實時定位和動態(tài)監(jiān)控。該系統(tǒng)不僅大大提高了資產(chǎn)管理的效率，還能及時發(fā)現(xiàn)丟失或被盜的資產(chǎn)，有效保護(hù)了學(xué)校的財產(chǎn)安全。

（二）教學(xué)過程優(yōu)化

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可用于優(yōu)化教學(xué)過程，為教學(xué)活動注入新的動力。其中，基于物聯(lián)網(wǎng)的互動式教學(xué)系統(tǒng)是一個典型的應(yīng)用場景。例如，清華大學(xué)開發(fā)了一套基于物聯(lián)網(wǎng)的互動式教學(xué)系統(tǒng)，通過在教室內(nèi)部部署各種傳感設(shè)備，如溫濕度傳感器、攝像頭等，實時采集學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，如出勤情況、課堂互動情況、情緒反應(yīng)等。

教師可以通過配套的數(shù)據(jù)分析平臺，深入分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)效果。比如，系統(tǒng)可以實時反饋每個學(xué)生的注意力集中程度，幫助教師及時調(diào)整教學(xué)方案。同時，系統(tǒng)還能根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，自動推送個性化的課后練習(xí)和輔導(dǎo)資源，促進(jìn)個性化學(xué)習(xí)。在實踐中，清華大學(xué)的這一互動式教學(xué)系統(tǒng)不僅提高了課堂的參與度和學(xué)習(xí)效果，也減輕了教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。

（三）學(xué)習(xí)分析與個性化教育

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析相結(jié)合，為學(xué)習(xí)分析和個性化教育提供了強大的技術(shù)支撐。一些學(xué)校正在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)，通過在校園環(huán)境中部署各種感知設(shè)備，如智能手環(huán)、學(xué)習(xí)終端等，全方位、實時地采集學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，包括上課出勤、課堂互動、完成作業(yè)情況等。

以北京師范大學(xué)為例，他們開發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)分析平臺，通過大數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù)，深入分析學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡和學(xué)習(xí)特點。比如，系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)某些學(xué)生上課注意力較差，或者某些學(xué)生在某些知識點上理解困難。教師可以根據(jù)這些分析結(jié)果，及時調(diào)整教學(xué)方案，為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)反饋和輔導(dǎo)。同時，該系統(tǒng)還能根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，自動推薦個性化的學(xué)習(xí)資源，如習(xí)題庫、視頻課程等，幫助學(xué)生有針對性地補充知識。

（四）校園生活管理

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可應(yīng)用于校園生活管理的各個方面，提升校園生活的便利性和質(zhì)量。其中，基于射頻識別（RFID）技術(shù)的校園一卡通系統(tǒng)是一個典型的應(yīng)用場景。

一些學(xué)校就利用RFID技術(shù)開發(fā)了智能校園卡系統(tǒng)，通過在校園內(nèi)部部署RFID讀寫器，實現(xiàn)對學(xué)生的就餐、圖書借閱、門禁等行為的自動化管理。例如，上海交通大學(xué)師生只需刷校園卡，就可以完成就餐結(jié)算、圖書借還等操作，大大提高了校園服務(wù)的便捷性。同時，該系統(tǒng)還能實時統(tǒng)計學(xué)生的就餐、借閱等數(shù)據(jù)，為學(xué)校食堂和圖書館的管理決策提供數(shù)據(jù)支撐。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的挑戰(zhàn)

盡管物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域呈現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景，但其在實際應(yīng)用中也面臨著一系列挑戰(zhàn)，需要相關(guān)方共同努力才能推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的健康發(fā)展。

（一）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及感知、網(wǎng)絡(luò)、平臺等多個層面，要實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)共享，需要制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。然而，目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用還缺乏這樣的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這成為制約其廣泛應(yīng)用的重要瓶頸。根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)，2021年全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達(dá)8462億美元，預(yù)計2026年將超過1.1萬億美元，年復(fù)合增長率達(dá)到5.5%。但在教育領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用卻相對滯后。一項針對中國高校的調(diào)查顯示，僅有28.3%的學(xué)校建立了校園物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，主要集中在校園環(huán)境監(jiān)測、資產(chǎn)管理等領(lǐng)域，缺乏跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用整合。這主要是由于不同廠商開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)之間缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，難以實現(xiàn)無縫對接。例如，在校園安防監(jiān)控系統(tǒng)中，不同廠商的攝像頭設(shè)備可能無法與統(tǒng)一的管理平臺進(jìn)行對接和數(shù)據(jù)交換。這不僅增加了學(xué)校的投入成本，還限制了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。為此，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織正在制定針對教育領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如，2021年，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了“物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用”的技術(shù)報告，提出了物聯(lián)網(wǎng)在教育中的參考架構(gòu)和應(yīng)用場景。2021年，中國教育部也聯(lián)合工信部等部門發(fā)布了《教育信息化2.0行動計劃》，明確提出要加快物聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。

（二）數(shù)據(jù)隱私與安全

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育中的廣泛應(yīng)用，意味著學(xué)校和教育機構(gòu)將采集大量師生的個人信息和行為數(shù)據(jù)，這對學(xué)生的隱私安全構(gòu)成了一定的威脅。根據(jù)麥肯錫的研究，到2025年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在全球范圍內(nèi)將產(chǎn)生10萬億GB的數(shù)據(jù)，其中很大一部分來自教育領(lǐng)域。這些涉及學(xué)生學(xué)習(xí)、行為、健康等方面的數(shù)據(jù)，如果管理不善，極易被泄露或濫用，給師生的隱私安全帶來風(fēng)險。

一項針對中國大學(xué)生的調(diào)查顯示，有65.8%的學(xué)生擔(dān)心學(xué)校會過度收集和使用他們的個人數(shù)據(jù)，認(rèn)為這會侵犯個人隱私。2018年，美國一所中學(xué)就曾因使用人臉識別技術(shù)監(jiān)控學(xué)生上下學(xué)，遭到學(xué)生家長的強烈反對。

為了保護(hù)學(xué)生的個人信息安全，各國政府和教育主管部門都出臺了相應(yīng)的法規(guī)和政策。例如，2018年5月，歐盟正式實施《通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例》（GDPR），明確要求學(xué)校等教育機構(gòu)在收集和使用學(xué)生個人數(shù)據(jù)時，須事先獲得學(xué)生和家長的明確同意。2021年，中國教育部發(fā)布了《中小學(xué)生個人信息保護(hù)實施細(xì)則》，規(guī)定學(xué)校不得過度收集學(xué)生個人信息，并要建立健全信息安全管理制度。但實際上，教育機構(gòu)在數(shù)據(jù)安全管理方面仍普遍存在薄弱環(huán)節(jié)。根據(jù)Verizon的數(shù)據(jù)安全報告，2021年教育行業(yè)的數(shù)據(jù)安全事故占所有行業(yè)的15.6%，位居第二。這主要是因為教育機構(gòu)的信息安全投入相對較低，缺乏專業(yè)的數(shù)據(jù)安全管理團(tuán)隊，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下很難有效防范各種數(shù)據(jù)安全風(fēng)險。

（三）師生接受程度

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用不僅需要學(xué)校的投入，也需要師生的積極配合。但由于師生對新技術(shù)的理解程度存在差異，部分師生可能會對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用存在一定的抵觸情緒，這也成為制約物聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)域推廣應(yīng)用的一大障礙。根據(jù)華東師范大學(xué)的一項調(diào)查，有近40%的教師擔(dān)心物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會增加他們的工作負(fù)擔(dān)，另有30%的教師擔(dān)心學(xué)生的隱私安全會受到侵犯。同時，有近三分之一的學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育中的應(yīng)用持負(fù)面態(tài)度，認(rèn)為這會影響他們的學(xué)習(xí)體驗。

這主要是由于部分師生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工作原理和應(yīng)用場景了解不足，擔(dān)心會給自己的工作和學(xué)習(xí)生活帶來不利影響。例如，一些教師擔(dān)心學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)被過度監(jiān)控，影響師生之間的互動關(guān)系；而有些學(xué)生則擔(dān)心自己的隱私信息被濫用，影響正常的學(xué)習(xí)生活。

為此，教育主管部門和學(xué)校需要加大對師生的培訓(xùn)力度，提高他們對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育中應(yīng)用的認(rèn)知水平。一方面，可以組織專題培訓(xùn)，讓師生全面了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育中的應(yīng)用特點和優(yōu)勢，消除他們的疑慮和擔(dān)憂；另一方面，在實施物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用時，也要充分聽取師生的意見，保證師生的合法權(quán)益，增強他們的參與感和認(rèn)同感，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的順利推廣。

四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的發(fā)展趨勢

盡管物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用還面臨一些挑戰(zhàn)，但隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用環(huán)境的逐步完善，未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的發(fā)展趨勢依然廣闊。

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系不斷健全

近年來，國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)著手制定針對教育領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)IDC的預(yù)測，到2025年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到750億臺，其中教育行業(yè)的設(shè)備數(shù)量將接近10億臺。為確保這些設(shè)備能夠順利互聯(lián)互通，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用整合，制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為重要。

依據(jù)教育部關(guān)于發(fā)布《高等學(xué)校數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范（試行）通知》為深入貫徹落實黨的十九大精神，積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動，《中國教育現(xiàn)代化2035》把教育信息化建設(shè)列為重要內(nèi)容，并列為“科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略”。教育部和工信部共同印發(fā)的《關(guān)于提高高等學(xué)校網(wǎng)絡(luò)管理和服務(wù)質(zhì)量的通知》也明確提出要運用云計算、頂層設(shè)計等先進(jìn)技術(shù)和理念進(jìn)行智慧校園的建設(shè)，依托云計算、云操作系統(tǒng)、云存儲、虛擬化、云服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合教育智慧化、云服務(wù)化的實際，打造基于數(shù)字校園的智慧校園。加強教育信息化、數(shù)字化建設(shè)，構(gòu)建覆蓋城鄉(xiāng)各級各類學(xué)校的教育信息化體系，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享，推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，實現(xiàn)教育思想、理念、方法和手段全方位創(chuàng)新，對于提高教育質(zhì)量、促進(jìn)教育公平、構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會和人力資源強國具有重大意義。

（二）數(shù)據(jù)安全保護(hù)機制不斷健全

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，學(xué)校和教育機構(gòu)將收集大量涉及師生隱私的個人數(shù)據(jù)，這對數(shù)據(jù)安全構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。與此同時，各界也在不斷健全相關(guān)的數(shù)據(jù)安全保護(hù)機制，為物聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用提供制度保障。一方面，各國政府和教育部門出臺了一系列法規(guī)政策，明確規(guī)定學(xué)校等教育機構(gòu)在收集和使用師生個人信息時的合規(guī)要求。另一方面，教育行業(yè)也在不斷探索建立健全的數(shù)據(jù)安全管理機制。一些學(xué)校已經(jīng)設(shè)立了專門的數(shù)據(jù)安全管理部門，明確數(shù)據(jù)收集、存儲、使用等各環(huán)節(jié)的責(zé)任和流程。同時，越來越多的教育機構(gòu)開始采用加密、匿名化等技術(shù)手段，提升師生個人信息的保護(hù)水平。此外，業(yè)界也在積極制定針對教育領(lǐng)域的數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。2020年，中國教育裝備行業(yè)協(xié)會發(fā)布了《5G+智慧校園白皮書》，其中就包含了關(guān)于教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)安全管理的具體建議。這些標(biāo)準(zhǔn)的建立，將為教育機構(gòu)提供可借鑒的數(shù)據(jù)安全保護(hù)實踐。隨著法規(guī)政策、管理機制和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷健全，未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用將更加注重數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)，切實維護(hù)師生的合法權(quán)益。

（三）人工智能與大數(shù)據(jù)推動教學(xué)模式變革

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為教育領(lǐng)域帶來的另一大發(fā)展趨勢，就是與人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的深度融合，推動教學(xué)模式發(fā)生革命性變革。

一方面，基于物聯(lián)網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)采集與大數(shù)據(jù)分析，將使得學(xué)校和教師能夠全面了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和特點，為個性化教學(xué)奠定基礎(chǔ)。北京師范大學(xué)的學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)和復(fù)旦大學(xué)的“智慧教學(xué)”APP等，就是很好的例證。通過對學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的深入分析，教師可以及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，并提供針對性的輔導(dǎo)，實現(xiàn)因材施教。

另一方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還為虛擬仿真實驗等創(chuàng)新教學(xué)模式的發(fā)展注入新動力。浙江大學(xué)建設(shè)的“云實驗室”項目，就利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了遠(yuǎn)程實驗操作平臺，讓學(xué)生足不出戶就能完成各類實驗操作。與傳統(tǒng)的實驗教學(xué)相比，這種基于物聯(lián)網(wǎng)的虛擬實驗不僅大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)靈活性，而且大幅節(jié)約了學(xué)校的實驗設(shè)備投入。

與此同時，人工智能技術(shù)也將與物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用深度融合。一些學(xué)校已經(jīng)開始利用人工智能技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)采集的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容推薦和學(xué)習(xí)輔導(dǎo)。未來，這種基于人工智能和大數(shù)據(jù)的智能化教學(xué)，將進(jìn)一步推動教學(xué)模式的創(chuàng)新發(fā)展，提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

五、結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深化，為教育信息化提供了新的技術(shù)支撐，推動了教育教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式以及管理模式的變革。未來，物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用將更加標(biāo)準(zhǔn)化、大數(shù)據(jù)化和沉浸式，為教育事業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入新的動力。

作者單位：李玎 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)中心

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