物联网下的开放大学云教室建设分析

谷 镇

（吉林省教育学院，吉林 长春 130022）

开放大学主要是利用远程教学进行开展学历教育的学校，其中包含本科以及大专学历。为了将远程学历教育的教学质量进一步提高，对于开放大学也需要积极的开展信息技术与教学的深入融合，并且将现代化的远程教育手段进一步提高来建设出云平台，进而将一体化的教学环境加快实现，同时重视环境的架构是当前开放大学信息化建设的重要措施。云教室的建立使开放大学的信息化水平得到了有效的提高，同时优质的资源也得到了共享。

一、物联网在教学中的相关应用

1、传感器技术

传感器技术指的是对状态的变化进行感知并将其转化为具体信号进行传播，传感器技术在物联网中得到广泛应用，是支撑物联网技术的关键。在实践应用过程中，可以利用传感器对指定物体进行感知并获取相应的信息，并对这些信息进行处理，转化为相应的信息内容进行传输，为实现相应的功能打下基础。在校园智慧网建设过程中，传感器技术得到广泛应用，比如目前比较常见的智能空调、智能照明等。不仅如此，将传感器与互联网进行连接，还可以实现智能安全系统和智能投影等建设，为师生提供更加智能的服务，满足师生相应的工作和生活需求，促进校园服务的进一步发展和完善。

2、RFID 技术射频识别

RFID 指的是一种识别技术，这种技术不需要接触就可以通过信息感知和传输实现识别，这种功能的实现主要依赖无线射频技术。RFID 技术在数据读取上具有非常便捷的特性，同时标签数据也是可以动态对其更改，而且设备使用上可以重复进行。校园网当中，校园一卡通主要就是应用了这种技术。校园一卡通可以帮助师生实现多种功能，比如购物吃饭交水电费等，还可以作为个人考勤的设备，因此具有很大便利，为师生工作带来了很大便利。校园一卡通现在基本得到普及，而且在后续应用过程中会得到进一步完善和发展。

3、二维码技术

二维码技术主要就是通过在规定的平面上展示的黑白相间图形读取数据以及信息。二维码的读取主要是通过光电扫描以及图像输入设备来完成的，然后对其发送到程序中做出相关的信息数据的自动处理。当前二维码技术在日常生活中得到了非常广泛的应用，它的识别功能非常的方便，具有操作简单，信息存储强大而且安全可靠性好的特点。教学当中二维码被运用最多的就是签到以及资源共享等，就如课堂中将动态的签到二维码进行发送，学生课堂用手机设备扫描就可以将签到功能实现。

4、人机交互技术

人机交互技术主要研究人与计算机的互动，一般来讲，主体对计算机的使用以及对信息的获取主要通过相关的用户界面，在这个过程中用户界面同时也是计算机系统中关键的组成部件。当前技术快速的发展，人机交互的概念涉及的范围也是越来越宽广，当前不仅只是人与计算机系统的交流互动，同时还出现了手机以及机器人等设备，此外，系统对用户数据信息的获取也需要相应的人机交互设备，也就是输入设备。传统环境下，主体要想将相关信息输入计算机，主要是通过键盘和鼠标进行操作，在新的环境下，随着当前技术的不断更新发展，系统也愈加的智能化，人机交互的技术也有由传统的鼠标键盘转变为语音，触屏以及手势等等，进一步将交互目的更加高效的实现。触屏技术的快速发展让智能终端广泛地应用到了教学中，这些设备的应用为教学带来很多便利，也为学生提供了新的学习方式，促进了学生的学习积极性和主动性。虚拟现实技术在实训教学中频频出现，就如高尔夫打球的姿势，以及力度的相关训练都可以利用虚拟现实技术来实现，因此在教学体验感受上利用虚拟现实技术得到了很大程度的提升。

二、基于物联网的云教室系统架构设计

物联网技术下的云教室系统主要包含3 层，即感知层，网络层以及应用层。以下是具体的介绍：

1、感知层

感知层在系统构架中的最底层，它能应用的教学内容非常广，主要用于一体机电子白板教学内容的呈现上，摄像头、全向麦、红外线定位器、空调、窗帘以及云教室的职能终端设备等。云教室信息的获取最直接的渠道就是感知层，感知层主要借助视频识别技术传感技术红外技术等，实现对信息的采集和处理，并实现对相关设备的控制，不仅如此，系统还可以获取人员信息并上传，为系统实现整体控制打下基础。

2、网络层

网络层处于中间位置，主要由各种交换机局域网等组成。网络层能将感知层获取的数据信息进行传输，在这个过程中，网络层要确保数据的真实性准确性，还要保证信息传输过程中数据的完整性，确保其安全性。这是后续数据处理的关键，也是达到最佳控制效果的关键。

3、应用层

应用层就是利用感知层和网络层实现信息的收集和处理，并根据需要做出相关处理的系统。应用层要根据用户实际需要做出相关操作，为用户提供相应服务，尤其是要注重满足用户的各方面的需求，促进人机交互达到更好效果，提高用户的满意度。

三、物联网在云教室中的应用

1、通过传感器实现教室环境设施智能化管理

为了实现对教室里的环境温度和亮度以及空气质量信息的准确获取，所以将温度传感器和亮度传感器以及空气质量传感器进行有效的安装，然后通过可视化管理平台设备来接收交换机传送的相关数据。另外可视化管理平台中包括照明灯的亮度控制码，空调的风量，温度指令，以及窗帘的升降控制码，同时只需要根据传感器返回来的相关数据就可以对这些设备的控制码以及指令进行实时的调节。最后设备可以通过交换机传送的数据，实现智能化的管理灯光和空调，以及窗帘，从而将云教室的教学环境变得更加的舒适。

2、通过二维码进行签到管理和资源分享

老师可以利用系统对学生进行整体管理，比如可以利用二维码实施签到，一般情况下一个人的账号只能完成个人的签到，因此可以有效避免传统课堂环境下的代替签到。不仅如此，签到数据会直接上传，并实现存储，因此在学期结束时老师可以从系统中直接获取数据，具有完整性全面性和准确性效果。同时在教师资源上实行二维码的配备，就如身份一般，教师只需要分享二维码，学生进行扫码就可以随时随地的进行资源的获取，教学资源配备二维码以后变得更加的便利，同时对于学生的学习情况也能更好的掌握，就如作业二维码的发布，投票二维码的发布，都可以将学生对问题投票的具体情况及时的获取到，从而能掌握学生更多知识学习的具体情况。

3、通过一卡通进行设备管理

教师的教学信息通过一卡通存储功能能够更加的直观明了，就如教师课程计划的安排信息，教师只需要依照相关的教学计划按时间到云教室上课就可以了，同时对云教室讲台的RFID 机器利用一卡通进行扫码，就可以将云教室内空调、灯光、一体机以及录播系统全部自动打开，然后通过可视化管理平台设备进行接收相关的设备开机信息，将一体化的设备管理进一步的实现，同时教师上课的具体情况也能够得到准确的记录，然后教学平台接收到教师的教课记录，从而教室教学的出勤管理得到了实现。

4、通过触屏实现移动教学

云教室中的移动教学的实现主要利用一体机与智能终端同时接入局域网，希沃助手等教学软件的有效利用以及AP 搭建无线局域网等。教师可以离开讲台，通过触摸智能设备来实现对教学ppt 的播放控制，以及一体化电脑系统的远程控制等实现移动教学的相关操作。教师给学生进行资源推送以及测试，弹幕互动等都可以通过教学平台来实现，学生只需要通过触摸智能设备就可以完成问题解答以及作业的上传，测试等等，将教学互动体验进一步的提高，教师通过云教室教学变得更加的轻松，而教学质量却相对提升了。

5、通过定位跟踪实现课程自动录制

云教室可以实现远距离教学，也可以实现对学生学习情况的跟踪，这主要是利用相关的设备和系统实现的，就如教师的移动全过程，师生间的对话全过程，教师授课的全过程，以及学生问题回答的过程，这一系列的教学过程都可以得到实时的自动录制的获取，并且能够实现异地云教室直播教学的实时传输，不仅如此，系统还可以对教学信息进行存储，为师生调用提供支撑，实现数据的有效保存和利用。

四、结语

云教室在当前的开放大学建设中有着非常重要的推动作用，其中课程直播以及录播教学活动只需要通过视频互动教学就可以快速的实现，进而有效地将教学效率提升，因此对于当前教育均衡发展中的资源共享的问题能够得到有效的解决。需要注意的是当前的云教室在应用过程中还存在一定不足。随着当前科技技术的飞跃发展，物联网技术在教学中也得到了有效的应用，物联网技术的出现进一步的促进了教学设备的统一管理，将教学互动有效的得到提高。