基于物联网的开放大学云教室建设与应用研究.docx

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基于物联网的开放大学云教室建设与应用研究

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摘要：云教室作为开放大学现代化的信息化教学环境，在远程教学中起到重要的作用。文章首先介绍了开放大学云教室建设的现状，分析了云教室教学存在获知学生学习状况少、移动教学支持程度低、交互功能不足等困境，然后通过物联网的引入，构建了基于物联网技术与云教室融合的系统架构，并给出了传感器、二维码、RFID、定位系统、触屏等物联网技术在云教室中的应用，旨在提高云教室的教学互动能力，解决教学困境，促进云教室的教学应用。

关键词：物联网;开放大学;云教室;人才培养;教学改革;人机交互技术

：TP393：A：2095-1302（2020）10-0-04

0引言

2010年，第一次全国教育工作会议颁布了《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》，明确提出了“大力发展现代远程教育”“创新网络教学模式，开展高质量高水平远程学历教育”“办好开放大学”的要求，2012年开始，中央广播电视大学及上海、北京、江苏、云南、广东等五所广播电视大学先后转型升级为开放大学，构成我国“1+5”所开放大学办学体系。中央广播电视大学又称为国家开放大学，开放大学是一所通过现代远程教育开展学历教育的高等學校，学历教育包含了大专学历与本科学历。为了办好高质量高水平的远程学历教育，国家开放大学积极推进信息技术与教学的深度融合，提高现代远程教育手段，建设远程开放教育云平台，实现“教、学、管、研、服”一站式和一体化，教学环境的重构，是开放大学信息化建设的重要举措。经过三期的建设，国家开放大学联合各地广播电视大学，在全国各地尤其是边远地区建成了314间云教室，构建了从中央到地方、从发达地区到边远山区的云教室教学系统，云教室的建成提高了开放大学的信息化教学水平，促进了优质资源的共建共享。

1云教室存在教学困境

以信息技术为依托开展的现代远程教育能够为任何人在任何时间、任何地点提供其需要的学习内容，实现跨时空、跨阶段、按需供给的灵活教育[1]。开放大学是一所通过现代远程开展学历教育的新型大学，运用先进的信息技术手段，提高信息化教学水平，满足人们随时随地的学习需求，是当前开放大学教育信息化的重要任务。云教室是开放大学当前先进的教学手段，它的建成优化了资源传输的通道，使得发达地区的优质资源能够快速、便捷地共享给边远地区，使得全国电大学员能够“处在不同的地方”享受“同一堂课”，并且与云端的教师进行视频互动，轻松实现远程在线面授教学。除此之外，利用云教室的视频会议系统、录播系统和电子白板，还可以实现教学研讨、课程录播异地教学、远程面试与答辩等功能，极大地促进了远程教学活动的开展，提高了教学效率。但是，由于云教室的功能设计是建立在视频会议系统基础之上，经过几年的应用实践，发现云教室教学应用也凸显了一些不足。

（1）教师对异地云教室的学生状况了解少。参与到教学中的云教室，教师可以通过教室大屏幕观察到其他云教室的学生状况，屏幕布局有轮巡和整体布局两种显示方式。当轮巡布局时，教师可以逐个地观察云教室的学生状况，例如到课的学生人数、学生专注听课情况、学生的反应效果等。当整体布局时，所有连接的画面都在屏幕上一起呈现，可以统一观察。但是，无论是轮巡画面还是整体画面，观察学生时都存在看不清楚、容易忽视学生的情况，因为轮巡画面一般是10s一个画面，画面间隔短，无法及时观察清楚画面，而整体画面被压缩，面积太小，看不清楚画面细节。因此，单一地通过视频来观察学生状况，并不能尽如人意。

（2）移动教学支持程度低。云教室的多媒体讲台功能丰富，具有声音控制、云教室画面切换、笔记本连接、一体机电子白板、展示台等功能和设备，教师为了教学的连贯性而习惯性束缚在讲台上，这就把教室隔离成教师和学生两个区域，容易导致教师在台上按照PPT内容流程在“表演”、学生在看“表演”的情况。教师融入到学生当中，无疑会起到督促学生学习，激发学生学习积极性的作用，然而，云教室对移动教学的支持程度低，教师离开讲台，就无法再控制课件的播放，也无法实时地点评学生的作业，移动教学能够给教师带来更大的授课舞台，但是，云教室对移动教学的支持程度低，降低了教学效果。

（3）教学互动功能不足。云教室的实现载体是视频互动，只能传递视频信号，不支持图文互动[2]，由于云教室与视频会议系统的技术关联性，所有的教学互动必须建立在视频会议的基础上。视频互动固然好，能够带给人面对面的互动，提高了互动的临场感，但是，视频互动最大的弊端是需要占用较大的网络带宽，并且是随着互动个数的增加而成倍增加。而互联网又具有不可靠性，在交互时会出现卡顿、丢帧的情况，严重影响了教学的交互活动。云教室并不支持图文互动，如留言、点赞、弹幕等，也不支持图文资源的共享，例如作业上传、成果分享等。多元化学习丰富了学生习得