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基于物联网的远程学习评价探微

发布时间:2018-12-20 01:06:08 文章来源:未来智讯    
    基于物联网的远程学习评价探微作者: 张豪锋 杨绪辉   【摘要】随着计算机和网络技能的发展,如何运用物联网改进远程教育已成为关注的热点之一。文章叙述了物联网的连通性、技能性、智能性特征和感知层、网络层及应用层的网络架构,分析了远程学习评价不够客观公正的原因,提出了利用物联网技能多个方面收集、处理学习者学习过程的相关信息,从而改善远程学习评价,以促进建立公平公正、积极向上的远程学习环境,进一步提高远程教育的质量。
  【关键词】物联网技能;远程教育;学习环境
  【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2011)05―0091―04
  
  引言
  
  随着计算机技能和网络技能的发展,远程教育已经成为当今人类最重要的学习方式之一,物联网的出现对于远程教育的影响是划时代意义的,文章就从物联网对远程学习评价的支持进行阐述。面对众多的学习者,远程教育管理者要想准时、正确的,高效、便捷的评价出学生的学习状况,并能按照学生的实际学习情况给出学习成绩,构建公平公正的远程学习环境是当前远程教育发展过程中迫在眉睫的问题。而作为新一代感知网络的物联网技能,能有效的感知学习者的学习状况,创建一个全新的公平,公正的远程学习环境。
  
  一 物联网概括
  
  1 物联网的内涵
  物联网(The Internet of Things)的正式观念是在2005 年11 月17 日,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU 互联网汇报2005:物联网》的书面上提出来的:物联网主要解决物品到物品(Thing to Thing,T2T),人到物品(Human to Thing,H2T),人到人(Human to Human,H2H)之间的互连。即是把所有物品通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换和通信,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网应用的对象除了一般意义上的物体之间、物件与计算机之间、计算机之间等的连接外,还能够通过技能手段实现对物件之间、人与物件之间、人机之间、人人之间的连结。
  2 物联网的特征
  (1) 连通性:物联网的性子在于连通,没有了连通性,就不能称之为物联网。物联网的“连通性”有三个维度: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(anything connection)[1]。
  (2) 技能性:物联网要求有很强的技能支持:主要有建立在云计算基础上的中央处理技能、微机械加工技能与软件、无线传感器网络(WSN)技能、射频识别(RFID)技能、传感器技能 、智能嵌入技能。
  (3) 智能性:最初物联网需要与众多的物体以及信息相连接,其次物联网在不但要感知物体,而且要感知人所处的环境,甚至是人的心情的微妙变化等,这就需要物联网有智能化的处理能力。
  3 物联网的网络架构
  物联网的网络架构分为三层:感知层、网络层和应用层[2]。感知层主要负责信息采集,也是物联网的关键技能,主要包括用于小型化、低功耗、小成本的标签识别的射频技能,负责实现物联网中物与物、物与人信息交互的传感器技能,确定方位的定位技能,以及利用激光识别的激光识别技能等。网络层是物联网规模应用的基础设施,主要包括有使用的网络,包含局域网、城域网和广域网的各种接入网络。应用层涉及的各个领域:面向政府业务,面向家当业务,面向公众业务。其中远程教育属于第三种领域。
  
  二 远程学习评价分析
  
  1 远程学习评价的现状
  远程学习框架包括纸介材料自学、网络教学、面授答疑、网上测验、网上讨论、网络实验、小文论、案例分析、小组讨论、课程考试以及毕业论文。由于远程学习者人数众多,目前对远程学习者评价最多的方法便是测试的方法,虽然有些远程教育院校和机构选取多项目标相联合的方式,但毕竟是少数,而且收集学生的信息很繁琐,也不正确。大局部远程学习者的成绩还是由网上测验和课程考试来决定的,这种依照考试来决定远程学习者成绩的方法不够科学,应逐渐实现过程性评价与终结性评价的统一。由于远程教育不同于一般教育模式,教师很难与每一位同学面对面进行学习,许多学习者利用远程教育的这种弊端,进行“假象学习”、挂机现象,应付甚至是骗取毕业证书等现象,而对远程学习者的评价靠最终的考试来决定,这不仅损害了其他学习者的利益,更为重要的是影响了远程教育的学习风气,是导致远程教育文凭信誉低的重要原因之一。
  2 如何改进远程学习评价
  学习者特别是远程学习者的评价应该由学习者多方面的数据所决定的,这不仅是远程教育自身保持长久生命力的要求,也是教育技能所提倡的。对远程学习者多方面的评定能够较为正确的评价出学习者的学习状况,可以较为客观的评价远程学习,然而远程教育不同于一般教育模式,教师和学生不能面对面,要想知道学习者是否在电脑旁进行学习,甚至正确明白学习者学习时的认真程度几近是不可能的,正确的远程学习评价更是无从谈起。
  按照生态学的观点,网络系统要积极主动地从外界环境提取信息,进行知识转化,并保持知识在系统内的良性循环,最后实现与外界达到物质能量的动态平衡[3]。物联网的出现能够有效把人的信息连入到网络中,能自动的处理各种信息,从而可以促进远程教育系统的良性循环,从而解决上述的问题。
  
  三 物联网在远程学习评价中的功能
  
  1 远程学习评价信息的获取
  物联网能够将学习者的学习活动信息通过输入设备进行输入,就如同给远程学习者建立了一个学生档案,记录了学习者从起初入学到毕业之间进行远程学习时的一切活动,能够方便的进行成绩管理和作业管理等活动。
   根据学习者的学习状况能够通过其自身某些特征表现出来的特点来评价,物联网可收集远程学习者的眨眼频率、呼吸频率、身体摇摆的次数幅度以及笔记记录等信息来作为评价依据。丹尼尔-斯米莱克博士说:“通过实验我们发现,当人的注意力不集中时,就会下意识地合上眼睑,以削减进入大脑的信息。”当学习者注意力不集中时眨眼频率会明显低于10-20次/分,甚至一分钟惟有3-5次眨眼。图1表示的是学习者在不同状态下的呼吸次数与时间的关系,能够看出当人在运动后呼吸次数要比正常状态下多出6-8次,几分钟后呼吸次数达到正常状况;当注意力集中时,呼吸次数变少,而呼吸的深度随之加强,而如果注意力越集中则次数/时间的线段图越平稳。成人学习者在专心学习时,身体的摇摆会影响注意力,作为人的性能,会不自觉的削减身体的摇摆来保持注意力的集中。而注意力不集中时,一个最明显的变化便是学习者身体不自主的进行摇摆。专心学习时身体左右摇摆的次数要比分散注意力时明显削减,摇摆的幅度也很小,如果学习者在学习过程中出现经常左右且幅度很大,就可以判定学习者学习的注意力已经分散。对笔记信息的记录则能够选取数字墨水技能,数字墨水技能可以让用户在电脑等设备长进行如同用笔在一张纸上经行文字记录和画图那样的手写应用,同时数字墨水技能将电脑的强大的计算处理能力和人们日常活动中不可缺少的手写整合为一体,大大扩张了电脑数字扩张的空间[4]。基于数字墨水技能的输入板能够将写于其上的文字和图片快速转化为数字格式。
  
  2 远程学习评价信息的公开和供给
  物联网能够便捷的建立一个远程学习评价的公用平台,在这个平台中远程学习者的学习评价信息及评价标准均是透明的,学习者能够在这个平台里方便的明白自己和他人的学习状况,从而激励自己的学习,在学习者之间起到交流和相互学习以及提高远程教育公信力的作用。
  3 建立新一代的虚拟学习社区
  所谓新一代的虚拟学习社区是指社区不但给学习者提供了学习知识技术的环境,而且能准时化,智能化的对学习者学习信息进行处理。对远程学习的评价不但要根据学习者上课时的表现,还要依据课余时间的学习情况来评价。对学习者课余时间的评价能够基于物联网的新一代虚拟学习社区来进行。人们利用互联网相互沟通,通过互动变成虚拟社群,它是人际关系、共享经验的累积与凝聚[5]。在虚拟社区里,学习者能够自由发言、提问问题、解答问题、上传资料以及下载资料等。服务器能够对社区里的成员的这些学习活动信息进行记录,然后计算机自动运用社会分析软件例如UCINET软件进行信息的处理,从而得出谁是“意见总统”[6],谁在边缘化等信息,从而判定远程学习者的学习状况。
  4 远程学习信息的自动化评价
  收集远程学习的信息之后,需要对这些信息进行评价,物联网能够轻松的实现此功能。学习者的学习终端通过光纤或者无线网络与远程教育学院的服务器、数据库以及教师pc机相连。在这里学生学习终端能够包括台式机、笔记本、3G手机、机顶盒及数字电视等多种形式。程序设计和开发人员需要针对远程学习的获取信息建立评价目标体系,设计专门的评测软件。学习终端与服务器的连接选取C/S模型,即学习者终端的电脑上安装有评分软件,而不在服务器上安装。由于远程学习者众多,把学生的图像信息交由服务器处理的话,势必对服务器的承载压力很大,把评分软件安装在学生的PC机上,课程进行完之后只需要把数据传入学校的数据库或者显示在教室的PC机上,从而能够实现对远程学习信息的自动化评价。
  
  四 物联网在远程学习评价中的优势
  
  由物联网和远程教育各自的特征决定,物联网大规模的应用于远程教育中是迟早的事情,由于远程教育的师生之间无法直接面对面,它在评测远程学习方面更是有着无法比拟的优势,势必会对远程教育产生革命性的影响,主要体如今以下几方面:
  1 纠正了远程学习者的学习动机
  远程学习者不排除有一局部人不过为了拿到文凭,浪费了宝贵的学习时间,他们利用远程学习师生无法面对面的特点,在学习时表现出自由、散漫甚至挂机的现象。把物联网引入到远程教育之中,能够有效的分别学习者学习状况,对不认真学习的学生能够进行警告和处理,能够有效的端正学习者的学习立场,而这也是把物联网引入到远程教育之中的最根本的目的。
  2 有利于教师因材施教
  以往的远程教育,教师是绝对的主体,只可凭借自身的教学经验进行教学,很难判断远程学习者的学习状况,保证教学效果。引入物联网之后,教师能够根据计算机处理的学习者数据,判断学习者的学习状况,从而相应的改变教学进度和教学方法,保证教学效果。
  3 有利于提高远程学习评价的效率与质量
  现阶段的对远程学习评价都是通过人工的方法进行的,不仅事务量很大,而且评价质量也不高,特别是那些对学习者多方面目标进行评价的远程教育学院。引用物联网对远程学习进行评价,能够将学习者在远程课堂上的学习信息,在课余时间的学习信息进行收集,计算机并可以对这些信息自动进行处理,能够大幅度的削减人力的加入,而且教师最终也会正确获得计算机反馈的远程学习评价信息。
  4 有利于建立公平公正的远程学习环境
  在远程学习中,经常出现这种状况:对远程学习者的学习评价与学习者付出的努力不成正比。除了学习者自身原因以外,考试的偶然性也是重要的原因,从而容易影响学习者的学习信心,对远程学习环境也会产生较大的负面影响,通过引入物联网,能够有效的分别出学习者平时学习的状况,联合多个目标由计算机自动给出适合与学习者的学习状况一致的学习评价,这样的远程学习环境才是公平公正的,这样才会激励学习者更加积极的学习,学习者的学习立场端正了,远程教育的学习氛围才会健康。
  5 有利于提高社会的认可度
  据调查显示,人们对于不同学习方式取得的文凭的认可程度由高到低排列为:统招,自考,成人教育,远程教育。远程教育之所排在最末,很大程度上是因为远程学习者得不到有效的监督,学习的质量得不到保证,含金量很低,社会才会对远程教育产生偏见。远程教育学院要想改变这种尴尬的场合,必须要对学习者进行有效的监督,在远程学习评价方面要进行变革。而监督是物联网技能本身重要的特征,它能够从各个方面对远程学习进行监督,净化学习环境,改变人们对远程教育的固有偏见。
  
  五 目前存在的问题及改进措施
  
  1 教师缺乏物联网教学意识[7]
  由于物联网刚刚兴起,很多教师缺乏物联网教学的概念,对物联网技能的认识很肤浅,没有深入明白这个新技能,还有一些教师甚至是抵抗物联网技能。在他们看来,新技能应用于教学给他们带来了极大的挑战性,他们习惯于传统的教学模式,对新事物产生消极情绪。因此,我国应该加强对教师特别是远程教育教师对物联网的学习,惟有加强人们对物联网的认识,才能真正把这项新技能运用于实践。
  2 在物联网远程教育方面的应用方面投资偏少
  物联网正在应用于各行各业,人们对物联网的研讨热情很高,特别是工业和游戏业,然而物联网运用在远程教育之中的研讨少之又少,而在远程学习评价方面几近为零,要想使物联网在远程教育中发挥作用,就需要加大物联网在远程教育应用方面研讨的加入。
  3 设备价钱较高
  基于数字墨水技能的手写输入板以及传感器的市场价钱偏高,这就妨碍了物联网在远程教育中的普及,而且缺少为远程教育开发的专用设备,这就需要更多的企业关注物联网在远程教育的应用,在这项事业上需要更多的投资。我国物联网家当发展要履历三个阶段,分辨为关键应用阶段、规模应用阶段和普遍应用阶段[8]。目前我国不过处于关键阶段,只可以相关行业的领先企业为龙头,探索工业信息化、农业信息化和社会信息化中的关键应用,距离普遍应用阶段和远程教育设备的普及还有一段距离。
  综上所述,虽然目前物联网普遍应用于远程学习评价中存在着一定的困难,然而这是大势所趋,是由物联网本身的特点和远程教育的特征所决定的,远程教育未来的发展与物联网是分不开的。物联网如果普遍应用在远程学习评价中,那么对远程教育的影响将是无法估量的。
  
  参考文献
  [1] The Internet of Things[EB/OL].
  [2] 郭靖,郭晨峰.物联网家当发展也建设策略[J]. 数字通信世界,2010,(7):13-16.
  [3] 张豪锋,李春燕.网络学习生态系统的平衡机制探索[J]. 河南师范大学学报,2009,(2):244-247.
  [4] 张豪锋,李瑞萍,李名.QQ虚拟学习社群的社会网络分析[J]. 现代教育技能,2009,(12):80-83.
  [5] 李名威,张玲,刘梦岩.基于大学生思想特点的会计教学方法[J].会计之友,2009,(8):82-84.
  [6] 刘玉达.数字墨水一种全新的人机交互技能[J].CHIP,2004,(9):176-178.
  [7] 王焱.基于物联网的英语互动教学模式研讨[J].远程教育,2010,(6):53-55.
  [8] 李向文.欧、美、日韩及我国的物联网发展战略--物联网的全球发展行动[J]. 专家论坛,2010,(3):49-53.
  
  The Research of Technologies Evaluating Web-based Learning Based on The Internet of Things
  ZHANG Hao-feng YANG Xu-hui
   (Educational technology department, Henan normal university, Xinxiang, Henan 453007, China)
  Abstract: As the development of information technology and network technology, how to improve distance education using The Internet of Things has become one of the hotspots. The paper describes the characteristics of the connection, technique and intelligence and the network architecture of the layers of perception, network and application of The Internet of Things,analyses the reason why the evaluation of distance is unfair,and proposes collecting and dealing with the relative information of learning process using the technology of The Internet of Things, thus improving the evaluation of distance learning, promoting the establishment of fair,just and positive distance learning environment and improving the quality of distance education further.
  Keywords: the Internet of things; distance education; learning environment
  
  *基金项目:本文受河南省2010年度软科学项目“高校教育信息化物理资源绩效评价研讨”(编号:102400440042)阶段性研讨成果。
  收稿日期:2011年3月9日
  编辑:红叶

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