Интернет вещей в образовании доклад

Обновлено: 30.06.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Первой вещью, которая смогла подключаться к интернету самостоятельно, был обычный тостер. Выпускник Массачусетского технологического института Джон Ромки (John Romkey) сумел осуществить подключение уже в 1990 г..

Компания BMV разработала Emergency Stop Assistant (ESA) - электронную систему, которая способна сама управлять автомобилем, если водителю станет плохо за рулем.

Компания Volvo не отстала и разработала систему City Safety. Она позволяет также избегать аварий на дорогах. Появление такого новшества можно назвать одним из шагов к автомобилю с искусственным интеллектом.

На некоторых моделях автомобилей Mersedes-Benz установлена опция Attention Assist. Она собирает сведения о манере вождения водителя. Если распознает признаки усталости, то подает сигналы (как визуальные, так и звуковые), предупреждая и снижая риск аварии.

Система аварийной остановки, система контроля полосы, система кругового обзора, система ночного видения, антиаварийная система, контроль усталости, - все эти опции существуют на сегодняшний день. Они вполне реальны, но доступны далеко не каждому. В связи с малым количеством оборудования и материалов для их изготовления, у них очень высокая цена. Поэтому данные гаджеты требуют доработки, чтобы плотно войти в жизни каждого человека.

Устройства для фитнеса становятся неотъемлемой частью жизни человека. Например, устройство UP Jawbone. Это спортивный браслет, который позволяет отслеживать сон, рацион питания, количество пройденных шагов и сожженные калории.

Широко такие устройства могут применяться в медицине. Например, удаленный мониторинг за состоянием пациента (кровяное давление, частота сердечных сокращений и т.п.). Он поможет уведомить родных или медицинский персонал в случае опасного изменения показателей. IoT- напоминают принять медикаменты, внедряют в организм зонды и следят за работой органов для постановки сложного диагноза. Такие устройства находятся в начальной стадии развития и в будущем помогут уйти от долгого стационарного лечения, помогут разбить барьер расстояний (например, Африка, Ближний Восток).

Вопросом времени остается лишь то, когда наша жизнь будет полностью автоматизирована и подключена. Когда мы сможем дистанционно управлять этими системами. И кто знает, может именно 2016 г. станет годом настоящего бума Интернета вещей.

С учетом выше изложенного можно утверждать, что это перспектива, которая постепенно становится реальностью.

В настоящее время под Интернетом вещей понимается не просто множество различных приборов и датчиков, объединённых между собой каналами связи и подключённых к Интернету. Интернет вещей – это тесная интеграция реального и виртуального мира, в котором общение производится между людьми и устройствами [10]. По мнению Рон Ван Краненнбурга, концепция Интернета вещей – это концепция пространства, в котором совмещаются объекты аналогового и цифрового миров. Это переопределяет отношения человека с объектами, а также свойства и суть самих объектов [8].

Как мы видим, технологии Интернета вещей применяются во многих сферах деятельности человека. Вместе с тем, можно утверждать, что существуют сферы, где потенциал Интернета вещей изучен и разработан пока еще недостаточно. В частности, такой сферой является образование, где возможна разработка концепций умного класса и умной школы [3].

Идея умного класса заключается в том, что с помощью технологий Интернета вещей, возможно объединить как реальные, так и электронные объекты, используемые для обучения. Модель поведения и параметры будут меняться на основе получаемой информации от устройств, подключённых к единой сети. С помощью такой технологии возможно в значительной степени упростить решение организационных вопросов урока, так как система сможет фиксировать учителя и класс, а также предмет и тему, предлагать необходимые электронные ресурсы, по окончанию урока отправлять домашнее задание и др. [3]. Применительно к обучению информатике, с помощью технологий Интернета вещей возможно управлять мультимедийными устройствами, находящимися в учебном кабинете (компьютеры, проектор, мультимедийные панели и т. д.). Учебное содержание системы умного класса может управляться на основе школьного сайта [5].

Опишем особенности преподавания информатики в учебных кабинетах, управляемых системами умного класса. Совершенствование соответствующих методик должно предполагать решение ряда задач:

Описание условий и ограничений успешной реализации методики обучения информатике в системе умного класса.

В данной модели предлагается реализация умного класса на основе стандартного оборудования, включающего в свой состав компьютеры, сетевое коммуникационное оборудование, мультимедийное оборудование, мобильные гаджеты, веб-камеры. На схеме показано, что учебная аудитория подключена к единой сети, в которой имеется и оборудование для беспроводного доступа в Интернет. Идентификация ученика и учителя предложена двумя вариантами – при помощи мобильного устройства со специальным приложением, подключающимся к беспроводному оборудованию, а также с использованием карточки с QR-кодом. Для включения мультимедийного оборудования используется универсальный ИК-пульт.

Адаптация методики обучения информатике может быть связана с реализацией распределенного обучения, предполагающего распределение учебных задач между школой и домом, между традиционными и новыми формами и методами обучения, между школьными и домашними компьютерами.

Обучение информатике по методике распределённого обучения хорошо совместимо с идеями Интернета вещей по целому ряду причин:

ученики получают качественный и продуманный образовательный ресурс (материалы на печатной основе, электронный образовательный ресурс) для изучения нового материала, подготовленного учителем заранее;

материалы урока доступны всем учащимся, в том числе и тем, кто пропустил уроки по каким-либо причинам;

реализуется индивидуальный подход в обучении за счет высвобождения времени на уроке и подбора заданий по результатам предварительного тестирования – учитель имеет возможность проводить больше времени один на один с теми учениками, которым нужна дополнительная поддержка и помощь;

предлагается более легкий способ диагностики качества знаний – с помощью компьютерных технологий учитель легко может увидеть, с чем его ученики отлично справляются, а над чем им надо ещё поработать [6].

Для методики распределённого обучения хорошо также подходит модель урока в рабочих зонах [7]. Данную модель можно применить как в рамках одного класса, так и параллели. Учащиеся могут делится как на группы, а также обучаться индивидуально. Распределение учащихся происходит по зонам, которые делятся на две группы:

2) групповая работа (на сайте учитель объединяет учеников в группы и выкладывает подготовленный материал заранее) [8].

Таким образом, учитывая особенности методики распределенного обучения (перевернутого класса), а также модель урока в рабочих зонах, схему проведения урока информатики в учебном кабинете с элементами Интернета вещей можно описать в виде следующих этапов:

Подготовительный этап: учитель на сайте школы заранее создает раздел, посвященный теме своего урока. На страницах этого раздела размещает все необходимые материалы к уроку.

Ход урока: учащиеся работают в группах или индивидуально по плану и заданиям, опубликованным на сайте. Группы или индивидуальные задания формируются учителем заранее.

На каждом из указанных этапов технологии Интернета вещей обеспечивают инструментальную основу выполнения тех или иных операций как учителем, так и учащимися. Рассмотрим это подробнее.

Третий этап – начинается урок, учащиеся входят в кабинет информатики и рассаживаются на свои места за компьютерами. Благодаря индивидуальной карточке с QR кодом они авторизуются в системе умного класса, на основе чего составляется отчёт о тех, кто присутствует и кто отсутствует. Запускается таймер урока – 45 минут. При успешной авторизации в сети, у ученика на его персональном компьютере в автоматическом режиме открывается сайт системы умного класса с открытым и подготовленным ресурсом, который ученик будет использовать в течение урока. В случае планирования заданий, которые надо выполнить у доски, с применением мультимедийного или иного оборудования, система умного класса в нужное время или на основании анализа деятельности учителя и учеников в автоматическом режиме включает нужное оборудование, подготавливает электронные ресурсы, предназначенные для общей демонстрации или использования у доски.

Четвёртый этап – за 10 минут до окончания урока на компьютере ученика открывается небольшое задание или опрос, которые позволят установить качество освоения материалов урока, получить информацию об успешности его проведения.

Пятый этап – по окончанию урока в автоматическом режиме ученикам предлагается домашнее задание и весь необходимый дополнительный материал. Эта информация сообщается на самом занятии, а также в автоматическом режиме рассылается ученикам (электронная почта, личные кабинеты на сайте умного класса). Для учеников, кто отсутствовал на занятии, в дополнение к домашнему заданию рассылаются и остальные материалы урока. После окончания урока таймер выключается, и система автоматически выходит из учётной записи ученика, подготавливая учебный класс к новому уроку в другом классе.

Заключение. Таким образом, общие требования, раскрывающие условия и ограничения успешной реализации методики обучения информатике в системе умного класса, можно сформулировать следующим образом:

Должно быть установлено необходимое программное обеспечение для функционирования системы умного класса.

Необходима предварительная подготовка общего плана и соответствующих учебных материалов для проведения урока.

Должны приниматься меры по обеспечению безопасности педагогов и учащихся, использующих систему умного класса.

Необходима специальная подготовка педагога, способного реализовать современный урок информатики в системе умного класса.

Так, существенным аспектом условий и ограничений применения технологий Интернете вещей в системах умного класса является необходимость обеспечения безопасности учащихся и учителей, сохранения их личных данных. Так как концепция Интернета вещей подразумевает передачу данных о пользователях через компьютерную сеть, необходима реализация комплекса мер по ограничению такой передачи лишь в рамках той системы, где востребованы эти данные для реализации системы умного класса. Используемые идентификаторы доступа должны открывать доступ к личной информации лишь в условиях их непосредственного применения в помещении умного класса.

Последняя позиция из системы требований связана с необходимостью подготовки педагога, способного реализовать урок информатики в системе умного класса. Такая подготовка должна быть связана как с техническим аспектом организации и проведения урока, так и с методико-педагогическим. Учитель должен в полной мере владеть инструментальными средствами системы умного класса, а также общепедагогическими приемами и методами, методикой обучения информатике по ее различным разделам [4]. Необходимость такой подготовки актуализирует проблему применения технологий Интернета вещей уже на этапе подготовки будущего педагога в вузе. Эти технологии должны изучаться в рамках дисциплин предметной подготовки учителя информатики, а также использоваться в качестве средства в процессе изучения других дисциплин. Педагогическая и методическая подготовка учителя информатики должна включать изучение современных форм и методов организации образовательного процесса, основанных на идеях распределенного обучения, перевернутого класса, организации работы на основе рабочих зон.

Подводя итог данной статьи, можно заключить, что использование элементов технологии Интернета вещей на уроках информатики возможно уже сейчас, а в будущем эти технологии могут стать повседневной реальностью. Технологии позволят реализовать простую и естественную образовательную среду, а само обучение еще в большей степени сделать ориентированным на активную познавательную деятельность учеников.

Список литературы

Гальчук А.А. Интернет вещей и современная школа: концепция умного класса в аспекте развития образовательной среды // Научный руководитель. 2016. №6 (18). С. 47.

Гальчук А.А Компьютер, педагог и умная школа: идеи Интернета вещей в образовательных учреждениях региона // Инновационные технологии в науке, технике, образовании. 2017. С. 33-35.

Закутская С.М. Опыт реализации ротационный модели смешанного обучения в вузе // Информатизация образования – теория и практика: сборник материалов международной научно-практической конференции. 2015. С. 153-156.

Управление современным образованием: социальные и экономические аспекты / Тихонов А.Н., Абрамешин А.Е., Воронина Т.П., Иванников А.Д., Молчанова О.П. М.: Вита-пресс, 2010. 256 с.

Научный результат. Педагогика и психология образования включен в научную базу РИНЦ (лицензионный договор № XML-262/2019 от 2 апреля 2019г).

Журнал включен в перечень рецензируемых научных изданий, рекомендуемых ВАК (по состоянию на 09.08.2018)

Журнал индексируется следующими научными базами и платформами

Научный результат. Научный результат. Педагогика и психология образования (ISSN 2313-8971)

Датчики-ассистенты

С появлением беспроводной связи и концепции IoT стало возможным превратить привычные атрибуты образовательного процесса, например, парты, доски и даже классы или аудитории в виртуальных помощников для преподавателя и учеников. С помощью вмонтированных IoT-устройств они способны фиксировать внимание на обучении и отсекать отвлекающие факторы.

SynergyNet – integrating multi-touch software in classrooms for collaborative learning. Photo: SynergyNet

Возможности концепции Интернета вещей позволяют программировать различные устройства и приложения, входящие в образовательную IoT-платформу, под определенные задачи. При этом они освобождают преподавателей и учителей от многих несвойственных им функций, особенно административных, что позволяет уделять больше времени непосредственно учебному процессу.

Конечно, до массового применения IoT-устройств в образовательной сфере еще далеко, и даже развитые страны пока не могут похвастаться тотальной диджитализацией учебных заведений. Однако рост количества подключаемых к Интернету устройств, их разнообразие, а также совершенствование беспроводной связи, безусловно, будет способствовать постепенному изменению концепции обучения, как высшего, так и начального. И этот процесс активно идет уже сегодня.

Кроме того, хорошо зарекомендовали себя различные рекомендательные сервисы и системы поддержки принятия решений (DSS).

В результате, уводя с помощью IoT-технологий второстепенные вопросы на задний план, преподаватель перестанет выполнять еще и функции администратора и сможет больше времени посвящать непосредственной работе со студентами.

Учиться, чтобы выжить

Безусловно, использовать весь потенциал IoT сегодня могут учебные заведения в странах с современной беспроводной инфраструктурой и соответствующим финансированием. Но постепенно эта тенденция будет превалировать и диктовать спрос на новую философию образования.

Как показывают экономические процессы в развитых промышленных странах, там всегда существует спрос на новые знания и формы их получения. Сегодняшний бизнес могут делать люди, обладающие высокой креативностью, быстротой принятия решений, умеющие работать в команде, и, естественно, технически подготовленные. При этом они должны постоянно учиться в соответствии с меняющимся кругом задач. Таким образом, современное образование уже рассматривается как инвестиция, актив, формирование и капитализация которого должна быть управляемой.

Но сбрасывать со счетов важность участия в этом процессе учителя и преподавателя будет неправильно. Сегодняшние достижения в ІТ ничуть не умаляют их роль, при этом требуют соответствовать веяниям времени. Цифровая грамотность очень скоро станет одним из условий работы в сфере образования, впрочем, как и в других. Но поскольку цифровая революция в обществе во многом зависит от уровня технической грамотности граждан, миссия преподавателя в этом процессе все еще значима.

Социальное обучение

Рассказываем, что такое интернет вещей и как взаимодействуют IoT-устройства.

Что такое интернет вещей

Интернет вещей (IoT) – способ обмена информацией между несколькими устройствами, подключенными к единой сети. Он помогает собирать, анализировать, обрабатывать и передавать данные без участия человека – через ПО или приложения. С помощью специальных датчиков и сенсоров группы устройств взаимодействуют друг с другом и выполняют разные задачи.

Примеры использования интернета вещей:

Устройства работают автономно и бесперебойно в режиме реального времени, а человек может настраивать их или предоставлять доступ другим пользователям.

Из чего состоит IoT

Архитектура IoT включает:

конечные устройства;
программное обеспечение;
связь;
облако.

Конечные устройства. Проводное или беспроводное оборудование, которое подключают к сети и используют для передачи данных. Они могут быть разного размера, формы и уровня технологической сложности – это зависит от задачи, которую им предстоит выполнять в рамках интернета вещей. Например, сенсоры, микрофоны, датчики, колонки, смартфоны.

Платформа. Место, куда устройства передают собранную информацию. Платформа включает в себя накопители, контроллеры и шлюзы. Она нужна для сбора, анализа и передачи пользователю данных в удобной и понятной форме.

Например, в фитнес-браслет встроены специальные датчики, которые вычисляют скорость движения, частоту пульса, рассчитывают длительность сна или физической нагрузки. Эти данные передают на платформу – приложение, а оно формирует статистику об общем физическом состоянии пользователя и представляет ее виде графика.

Облако. Центр, который хранит информацию и встроенную стратегию управления локальной сетью – передает команды подключенным устройствам и помогает контролировать их. Облачное хранилище необходимо для ввода и вывода данных из внешней системы, обеспечения безопасности информации.

Связь. Она определяет способы отправки и приема информации. Это и физическое подключение – LAN, и специальные протоколы – ZigBee, Thread, Z-Wave, MQTT, LwM2M.

Маркетинг

Как создать маску в Инстаграм: пошаговая инструкция

Преимущества и недостатки IoT

Очевидный плюс интернета вещей – удобство и экономия времени. Человека привлекает возможность отслеживать действия всех устройств дистанционно.

Главный недостаток – слабая защищенность данных. Киберпреступники часто атакуют компании, которые используют IoT-технологии, и пытаются взламывать системы управления устройствами и базы данных.

Еще один существенный минус – несовместимость программного обеспечения от разных производителей. Не всегда удается объединить устройства в единую группу из-за различий во внутренних настройках.

Где используют интернет вещей

Производственные компании. Современное оборудование на крупных производствах давно оснащено умными контролерами и интерфейсами для взаимодействия с основными внешними системами. IoT отслеживает качество на производстве и уменьшает влияние человеческого фактора.

Розничная торговля. Интернет вещей значительно упрощает работу продавцов и маркетологов – оптимизирует издержки и анализирует клиентский опыт.

Чтобы оптимизировать входящие обращения, подключите коллтрекинг Calltouch. Благодаря записи и тегированию звонков вы узнаете, с какой проблемой чаще всего обращаются клиенты и сможете скорректировать воронку продаж.

Коллтрекинг

Отслеживайте все звонки с сайта с точностью определения источника рекламы выше 96%
Отслеживайте звонки с оффлайн рекламы и визиток с помощью статических номеров
Получайте чистый пул номеров, который выделяется именно вашей компании
Анализируйте подробные отчеты по звонкам: источник перехода, браузер, девайс, гео и другое
Слушайте записи звонков в удобном плеере для повышения качества работы колл-центра и отдела продаж

Энергетическая промышленность. Интернет вещей улучшает качество производительности за счет контроля подстанций и линий электропередачи. Контроль может проходить удаленно.

Организация дорожного движения. Благодаря интернету вещей, появляются ассистенты, помощники и системы автоматического реагирования на сложные ситуации в движении транспортных средств. Системы контроля движения, помощники в парковке и удержании полосы делают движение безопасным.

Умный дом. Системы позволяют управлять основными устройствами до прихода домой. Например, вы можете заранее включить свет или отопление, вскипятить воду в чайнике. Чтобы умный дом обеспечивал комфортную температуру воздуха круглосуточно, задайте нужные параметры в настройках.

Логистика. IoT сокращает затраты на грузоперевозки и экономит средства на наемных работниках. Системы работают автономно – без участия оператора. Например, они отслеживают заполняемость мусорных контейнеров и оптимизируют расходы на основании анализа данных.

Еще один способ сократить расходы компании – отказаться от неэффективных рекламных площадок. Узнать, какие источники смысла нет использовать, можно с помощью сквозной аналитики Calltouch. Система автоматически собирает данные со всех каналов трафика, показывает сколько вы потратили денег на конкретный вид рекламы, и сколько прибыли он принес.

Сквозная аналитика

Автоматически соберет данные с рекламных площадок, сервисов и CRM в 1 окне
Бесплатные интеграции c CRM и другими сервисами: более 50 готовых решений
Анализируйте воронку продаж от показов до кассы
Оптимизируйте свой маркетинг с помощью подробных отчетов: дашборды, графики, диаграммы
Кастомизируйте таблицы, добавляйте свои метрики. Стройте отчеты моментально за любые периоды

Перспективы развития интернета вещей

Интернет вещей уверенно завоевывает внимание пользователей: начиная от смарт-часов и заканчивая технологиями умного дома. Эксперты журнала Fortune Business Insights в своем докладе высказали мнение, что к 2026 году капитализация рынка lot-технологий составит триллион долларов, что в пять раз выше, чем на данный момент. Вместе со стоимостью растет и количество устройств, использующих эту технологию. Основными рынками интернета вещей выступают Западная Европа, Китай и Северная Америка.

Появление и распространение технологий 5G совместно с разработкой loT-платформ играют огромную роль в развитии интернета вещей. К основным задачам технологии стоит отнести уменьшение нагрузки на сеть, повышение скорости обработки и передачи данных. Кроме этого, разработчики постоянно повышают совместимость и универсальность гаджетов между собой, устраняют баги.

Безопасность интернета вещей

Мы уже говорили, что невысокая защищенность остается самым важным недостатком, поэтому очень важно обеспечить конфиденциальность персональных данных и избежать их попадания в руки злоумышленников. Обеспечить необходимый уровень безопасности можно различными методами – от создания сложного для взлома пароля, в том числе с использованием биометрии, до установки антивирусных программ.

Антивирус поможет ограничить доступ устройств и связанных приложений к личной информации. Не забывайте менять пароли, установленные по умолчанию. Использование сквозного шифрования снижает риск перехвата данных при синхронизации с несколькими девайсами.

При выборе защитных механизмов предпочитайте проверенных поставщиков, долгое время работающих в сфере кибербезопасности.

Маркетинг

Подробное руководство по email-маркетингу

Как начать пользоваться интернетом вещей

Рассмотрим, какие устройства уже давно кажутся привычными.

Умный дом. С помощью технологии можно управлять освещением, температурой воздуха (при наличии сплит-систем), включать и выключать электронные устройства (чайник, плиту, компьютер), а также получать данные системы безопасности в онлайн-режиме. Система четко реагирует на задымление или возгорание, проникновение в жилище посторонних и автоматически передает информацию экстренным службам.

Главное условие бесперебойной работы – стабильное подключение к интернету.

Коротко о главном

Интернет вещей становится все более востребованным в различных отраслях. Он позволяет по максимуму автоматизировать рабочие процессы и оптимизировать трудозатраты. С помощью IoT-технологий можно контролировать работу сотрудников, повышать эффективность логистики, улучшать клиентский сервис.

Система умный дом облегчает быт, делает домашний отдых полноценным. После напряженного дня любимая квартира встретит вас уютом, теплом и чашечкой горячего кофе.

Основной недостаток интернета вещей – невысокая защита данных. Однако исключить доступ злоумышленников к конфиденциальной информации можно вручную.

Читайте также: