基于IOT和云平台的高职院校互动教学模式研究

郑丽

摘要：近几年物联网和云平台的技术飞速发展，应用的领域越来越广泛，针对高职院校某些专业教学方式落后，某些专业教师短缺，人才的培养与企业的需求有差距。搭建物联网和云平台的教学环境，以软件技术专业为例实现在课堂中注入物联网和云平台技术，提升教学质量，构建工程教育、感知教学、校企合作、物联网技术、云平台技术五位一体的教学模式。

关键词：物联网；云平台；感知教学；工程教育

物联网概念是由信息传感设备包括射频识别、红外感应器、激光扫描器、全球定位系统等，按约定的协议，来实现任何地点、任何时刻、任何人、任何物体，相互之间实现互联，进行通讯和信息交换，实现智能化识别、定位、跟踪、监控的网络。又把传感网络与因特网、移动通信网三网融合的产物称为物联网。物联网最大的优势就是传感设备，可以主动感知，自行处理。

狭义云计算指IT基础设施的交付和使用通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义的云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。云中的资源对用户来说可以随时获取、按需选用、随时扩展、按使用付费。云平台的接口可以支持多种应用，具有开放性，可扩展性，无缝升级。物联网和云平台提供了互动的教学环境，也可实现无教师的教学环境，提高教学质量和教学效率。

1.物联网与云平台下教学模式架构

物联网与云平台下互动教学模式架构如图1所示，感知功能设备：电子黑板、高清语音录制播放设备和高清视频录制设备，照明感知设备、中央空调等。其中电子黑板采用电容式触屏，教师使用电子笔直接在黑板上书写，或者从电子黑板上打开移动硬盘内的文件。

设备在开启时自动运行高清语音录制高清视频录制设备，这种教学的录制方式真实，可以记录教师的优秀教学视频，供学生课下自主学习，供其他教师参考。还可起到监控作用，保证设备安全，监督学生。电子黑板的另一个重要作用是实现无师课堂，电子黑板上播放教师授课视频，学生自行观看，可通过电子桌面与教师对话。学生桌面也安装电容式触摸屏，连接电子黑板，电子黑板可以统一控制学生机商。学生可以通过学生端的图标进行答题和提问操作，也可自行复习电子黑板之前播放过的文件。也可自行上传作业下载己批改作业和学习资料。照明感知设备具有自动识别功能，有人出入自动亮起或关闭，亮度自动调节。中央空调将通过敏感温度计监测周围环境进行，自动开关，智能调控。

2.自动控制系统功能分析

2.1环境感知设备功能分析

主要采用红外线和光敏电阻技术。采用高于一切绝对零度的物体都会辐射红外线这一基本原理。红外线的特点具有在介质中传播的距离远，穿透云雾的能力强，精度高。要对教室进行实时监控选用光敏电阻，因为其有极强的感光性，很实用、技术很成熟，当环境亮度发生变化时，光敏电阻的阻值也发生相应的变化，随着电阻的变化，电路中的电流和电压也会发生变化，并将电信号传递给电路分析仪，分析电信号，调节电灯两端的电压，使电灯的亮度发生变化。采用光敏电阻感知周围环境亮度，调整教室亮度。

2.2物联网功能分析

基于物联网功能的自动控制系统，使用嵌入式Linux操作系统，教师机端的电子黑板，学生机端的电子课桌和高清视频，高清语音设备通过蓝牙和互联网进行互联，这样就形成了教室的物联网化，开启电子黑板，学生端的电子课桌接收蓝牙和信号通过互联网或蓝牙传输过来的信号，同时开启语音视频录制设备。教师可以通过电子黑板上统一控制学生端的电子课桌，包括发送资料和批改作业，学生可以通过学生端的电子课桌举手，调用观看老师上课视频，传送作业等功能。电子黑板和课桌支持PCI接口，支持IEEE802.11n和IEEE802.11g两种标准，带有以太网接口，与云平台的联通有无线和有线2种方式。

2.3云平台功能

构建一个基于云平台，教师可以上传教学视频，教学课件到云平台，学生可以在云平台上找各个专业的资料，也可在云平台上和老师交流，实现资源共享，也可以将教师讲课记录、讲课课件、学生问题、师生交流等内容统_上传到学校教育云平台。

2.4安全技术功能

流程是先通过探测器探测周围环境，探测器的功能连续或周期性的接收周围环境点的信号，并将其转换为电信号传送给安全控制中心。有微波探测器、温度探测器、气体探测器、光电感烟雾探测器等。对病毒的探测通过嵌入式操作系统将对电子课桌、黑板进行实时监控，扫描病毒。

其次是对探测器传送过来的数据进行判断，探测器传数据到安全控制中心，用已经编好的程序对数据进行分卡斤，判断周围环境是否发生火灾，被盗，是否存在病毒等情况。

最后根据判断的结果做出反应，若判断结果是存在火灾、盗窃等情况，将发出警报，并且拨打119；若判断结果是软件中病毒，自动联网杀毒，并留有记录。若判断结果中未出现不安全情况，探测器会继续工作，操作系统也将继续扫描，实时监控。

3.结语

基于物联网与云平台的教学模式具有高质量、低投入、安全等特点。将物联网、云平台和教学相结合，新型的教学方式将实现教学与科学的互通，利用物联网教学要求网络课件丰富多样，需要教学一线教师提供教学素材，设讹编写电子教案，还需要学校投入大量的资金购置软、硬件。随着网络教学深入，这些问都会得到解决。