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1、物联网应用之五 校园物联网物联网应用之五:校园物联网 2011年04月27日物联网应用之五：校园物联网 经过多年的建设与发展，中国教育信息化取得了长足进步。作为新兴战略性产业的代表，人们期待着物联网的出现将会促进教育信息化的进一步发展，带来更多的创新应用和服务，促进教学模式和管理模式的变革，最终提升教育信息化水平。近年来，一些学校开始尝试开展物联网在校园安防、教学手段、学生管理、后勤服务等方面的应用，但总体上看还处在初步探索阶段。 国家中长期教育改革和发展规划纲要提出，到2020年基本建成覆盖城乡各级各类学校的数字化教育服务体系，促进教育内容、教学手段和方法现代化。经过20年的发展，我国的教育
2、信息化从无到有、从弱到强，为进一步加快发展打下了良好基础。 在基础信息网建设方面，我国已初步建成世界最大规模的纯IPv6互联网（中国下一代互联网示范工程CNGI-CERNET2主干网）。中国教育和科研计算机网（CERNET）与中国教育卫星宽带传输网（CEBSat）运行服务水平进一步提高。 在各级各类学校现代教育装备方面，2010年我国所有的高校、77%的高中、46%初中已建设校园网。普通高校每4.6名、中等职业学校每7.6名、普通高中每9名、普通初中每16名、普通小学每24名学生就拥有1台教学用计算机 1。 在着力缩小东西部之间、城乡之间的教育数字鸿沟方面，中央和地方政府通过实施“农村中小学现
3、代远程教育工程”，初步构建了一个惠及1亿多农村中小学生的远程教育网络。 在优势教育资源开发利用方面，初步建成了国家基础教育资源库、高等优质教育课程资源库和国家职业教育资源库。据报道，全国高校数万门课程将在五年内向社会免费在线公开，届时公众足不出户就可在线旁听大学课程2。 从目前的研究和实践进展看，校园物联网可以广泛用于校园安防、智能教学、教学管理、家校互动等方面。 （1）校园安防 运用监控录像、网络、无线通讯、射频识别（RFID）等技术，可以在校园环境实时监控、学生行踪通知服务、危险区域管理等方面发挥作用，支持改善学校安全管理。 校园环境实时监控：在学校大门、周边及校内重点部位安装高清摄像探头
4、并进行联网，可以实现对学校安全状况的实时监控，及时发现重大安全隐患并妥善应对。 学生行踪通知服务：使用非接触IC卡、RFID技术，可以随时采集学生进出校园的准确信息，并通过短信平台及时告知家长。 危险区域管理：对校内有安全隐患的地区安装摄像头和红外传感器，可实现安全监控和自动报警等。学校的化粪池、机井、屋顶天台或因短期施工而具有不安全因素的环境都可以装上RFID读卡器，只要有未经身份认定的人员进入危险区域，学校的核心控制系统都会报警,同时发出警报信息通知相关人员做即时处理。 （2）智能教学 利用物联网可以使校园内外的每个物件都具有数字化、网络化、智能化特性, 籍以建立泛在、智能化的教学环境。
5、实践教学方面，通过物联网,可实现现实世界与虚拟世界的互联,有效地支持人机交互、人与物品之间的交互、人与人之间社会性交互。比如生物课的实践性教学中，通过为每类植物粘贴带有二维码的标签，学生在室外寻找到这些植物后，除了可以知道植物的名字，还可以用手机识别二维码从教学平台上获得相关植物的扩展内容。 实验教学方面，物联网的介入可以为实验教学提供一个智能化的实验教学环境。通过物联网学生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。 课堂教学方面，利用物联网技术，每名教师都可以利用手持终端，将事先设定好的知识点问题发送到学生的电脑中，电脑可以从数据库中随机抽
6、取考题，教师可以通过每个学生用多长时间及错误率等来判断学生的接受程度。 泛在学习方面：将优秀课程实时播放并存到校园网上，学生可以通过多种终端实现在线学习、离线学习。 （3）教学管理 物联网在教育管理中可以用于人员考勤、图书管理、设备管理等方面，还可用于校内交通管理、车辆管理、师生健康、智能建筑、学生生活服务等领域。 考勤管理：带有RFID标签的学生证可以监控学生进出各个教学设施的情况。在学校的教室、走廊、大楼入口处、地下室及顶楼等地点架设RFID读取器, 每个学生配戴RFID标签,系统会自动侦测出学生RFID信息,统计学生出勤情况,老师可以通过网络查询学生出勤情况及目前所在位置。 图书管理：将
7、RFID用于图书管理，可通过RFID标签可方便地找到图书，并且可以在借阅图书的时候方便地获取图书信息而不用把书一本一本拿出来扫描。学生只要佩戴嵌入RFID标签的校徽，在图书馆就可以选好书后径直走出大门，而不用再登记复杂的借阅手续。事实上，在系统后台，学生的RFID标签和图书上的RFID标签已经相互匹配，借阅信息直接通过软件，记入数据库。 设备管理：将物联网技术用于实验设备管理可以方便地跟踪设备的位置和使用状态，方便管理。在教室里安装光线传感器和控制器，可根据光线强度和学生的位置，调整教室内的光照度。在自行车、笔记本电脑、手机等易盗、易丢物品上贴上射频标签，可以不用再为它们的“行踪”担忧。 （4
8、）家校互动 现代教育理念强调学校与家长对孩子健康成长的共同作用，家校互动越来越受关注。物联网技术在促进家校互动方面的作用可以是多方面的： 短信互动：学生佩戴“电子校牌”进出校门，物联系统会自动读取学生身份信息，实时记录学生进出校情况，并通过短信平台将孩子离校、到校的异常情况及时反馈给家长。物联系统还可通过短信平台将学生考勤异常、学习成绩、校务通知等重要信息及时通知给家长，加强学校与家长的及时沟通。 网上交流：家长还可以随时登录云服务平台，了解孩子在校表现、家庭作业完成情况、老师评价、教育局和学校及班级信息等等，与老师进行一对一的网上交流，增加学校和家庭互动。 在线观摩：家长可在规定的时间，凭账
9、号、密码登录观看教室的实时视频图像，了解教学情况和孩子的表现。 从目前情况看，校园物联网的应用还处在起步阶段。视频监控应用相对普遍，一些幼儿园及中小学开始尝试建设基于RFID技术的物联网校园安全系统，一些高校开始将物联网技术应用于校园管理，智能教学环境建设还处在试验阶段。 基于RFID技术的物联网校园安全系统开始在幼儿园和中小学应用。2010年上半年，恶性校园暴力事件频发，安全问题被很多学校摆在工作首位。在多起校园暴力事件之后，校园安全引起各地政府及教委的极大重视。幼儿园、中小学开始尝试建设基于RFID技术的物联网校园安全系统。2010年8月，一项名为“宝宝在线”的物联网示范项目在无锡南长区太
10、湖实验托幼中心全面投入使用，这也是在江苏省内率先建成的“感知校园”物联网示范项目。如孩子进教室只要在门口刷一下手中的平安宝宝卡，家长的手机上就能收到一条宝宝已安全进教室的确认短信；家长接宝宝时，在校门口一刷家长卡，宝宝所在教室的电脑屏幕上跳出相关宝宝的图像，以此示意该孩子的家长已在校门口接宝宝，教师方可送宝宝出校门 3。截止到2010年12月，日照市已有100余重点中小学校及幼儿园开通并使用了校讯通业务，有5万余名家长也使用了该项业务。“校讯通”包含了移动教务、家校互动、平安短信、亲情沟通四大功能，不仅使得家校间的沟通更加高效，也使得“平安校园”建设迈入信息快车道 4。浙江省金华市机关幼儿园已
11、建立起基于RFID的学生考勤系统，所有携带RFID标签的学生和家长将从指定大门进入，没有标签的社会人员进入安检区域，一旦有异常，就会出现声、光等形式的报警。为了方便携带，有的标签嵌入校徽里，有的被设计到书包上。现在首先推向实际应用的是，之后陆续再将使用范围扩大到家长，实现可身份识别的家长接送系统。只有学生信息和家长信息相匹配，学生才被允许走出校门5。潍坊高新区东明学校建立的“感知校园云服务平台”一期工程于2011年2月正式上线，其小学部、初中部共3000多名学生已经拿到了集成了RFID的学生卡 6。西安市启动的“校园卫士”建设涉及到136所中学，是目前国内较大规模的校园物联网应用项目7。 以手
12、机为载体的校园“一卡通”开始在高等院校推广应用。如中国电信翼机通已在全国发展800多家学校，千余家企事业单位8。翼机通集饭卡、学生证、借书证、门禁卡等各卡功能与一身，可以说覆盖了学校生活的方方面面。生活方面，翼机通业务开通后，学生们可以使用手机去食堂就餐、购物、看病、交学费等。学习方面，借助物联网智慧校园系统全面对接图书管理系统，学生及老师们可以轻松地实现图书的查询、预约、借阅、归还，还可以享受图书到期提醒、续借等增值服务，教师还可以通过手机考勤的方式精确地掌握学生的出勤情况。安全方面，学生可以用“翼机通”手机刷门禁，学校则可以借助门禁子系统对持卡人权限进行管理，大大提高了身份识别的安全性。此
13、外，翼机通的推行，把“卡族”们各种名目繁多的卡中解放出来，大大提高了生活与工作的效率。 将物联网技术构建智能教学环境还处在实验阶段。2010年上海世博会上，澳大利亚维多利亚州向人们展示了令人耳目一新的“连系2010”智能教室（Smart Classroom），以及支撑智能教室的一系列先进的教学理念。“智能教室”的演示中，来自维多利亚州格林威福立中学和博文高中的学生，在现场搭建的智能教室里通过各种教学工具进行学习，教室里有视频会议系统、互动电子白板和触摸投影系统。演示中，身处上海和澳大利亚两地的同学，通过视频会议系统共同上了一堂视频课，两地的同学共同学习和讨论问题9。我国一些学校也在进行智能教学
14、的试验，如佛山市在四所中小学开展的“智慧校园”示范工程就是一个积极的探索（专栏11-5）。 专栏11-5： “智慧课堂”亮相佛山 佛山市“智慧校园”示范工程选取四所中小学开展试点，“智慧课堂”展示如下前景：学生带“电子书包”上学，老师在电子白板上触屏讲课，还能用手机遥控课室。 看点一：黑板变“电子白板”。智慧教室的装修现代科技感十足，过去伴随着我们几代人的黑板不见了，取而代之的是两块超大屏幕的“电子白板”，课室里的课桌也大变样，六张连成一排的课桌上，一体化倾斜向上延伸，上面有一块空格，可以让学生在上课时安放“电子书包”。 看点二：“电子书包”自动点名。学生们只要进入课室，在格子中安放电子书包后
15、开机，就可以实现自动考勤。课堂上，学生再也不用“奋笔疾书”抄板书，课件可以直接发送到学生屏幕上。下课后，学生们可以拿走电子书包，在校园内外“移动学习”。 看点三：每堂课都有录像视频。如果学生错过一节课也不要紧，因为智慧课室拥有的智能教学录播系统，会在每节课上把老师讲课的内容全部录下，并储存在教育网络平台上。此外，智慧课室还体现在其智能环境控制系统上，老师可以通过手机上网，看到课室内的情况，并可以控制课室内灯光的开关，以及温度的调节，方便校方对各个课室进行管理。 “智慧教室”计划于2011年下半年投入使用，成功后将在更多的学校进行推广。 参考资料：“智慧教室”下半年亮相佛山，广州日报，2011年
16、4月19日。 326507.htm。 1 “十一五”成就系列报告：教育事业发展成就显著，中央政府门户网站，2011年3月10日。 htm。 2 全国高校数万门课程五年内向社会免费在线公开，北京日报，2011年4月20日。http:/www.e- 3 无锡在江苏率先建成“感知校园”物联网项目，中国广播网，2010年8月12日。 4 物联网让小校园变成虚拟“大校园”，日照日报，2010年12月21日。 5 物联网在校园，Var方案商，2010年第9期。 6 潍坊教育用上“物联网” 护航校园安全，大众日报，2011年3月8日。 7中国财经报，2010年12月14日， 693494.htm。 8 电信与学校共推校园物联网，华夏物联网，2010年9月26日。 51_2.html。 9 未来智能教室亮相世博会，计算机世界，2010年10月15日。 on/htm2010/20101015_894455.shtml。
