基于物联网技术与用户研究理论下的教育手段变革研究

基于物联网技术与用户研究理论下的教育手段变革研究摘要：信息技术的不断发展催生了物联网技术，物联网技术已广泛应用于各个领域，并得到社会的广泛认可。另外，随着交互设计理论的不断完善，学生作为学校的“用户”，在学习过程中的体验感越来越受到重视，并与学习成绩息息相关。本文基于物联网技术，借助用户研究相关理论知识，针对目前传统的课堂教学模式效率问题，将用户需求与体验学科的理念带入到教育教学实践中，分析不同维度知识在实际授课中应采取的不同教育策略，根据知识的难易、重要程度，划分不同学习内容适合的教学技术手段，旨在为学校发展、优化教师授课方式和提升学生学习效率提供新的理论基础和解决方案。关键词:物联网；教育；交互；用户研究；理论模型物联网与教育结合（1）物联网的概念物联网的概念最初来源于美国麻省理工学院(MIT)在1999年建立的自动识别中心(Auto-IDLabs)提出的网络无线射频识别(RFID)系统———把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理REF_Ref24146\r\h[1]。涵盖了从信息获取、信息传输、信息存储、信息处理直至应用的全过程。目前物联网技术已经应用在生活中的许多方面，在此就不再赘述物联网概念。物联网技术与教育的结合创新首先，是对于传统的课堂教学模式的分析，在以多媒体为主的传统教学模式中，虽然已经引入了远程遥控白板、远程屏幕投影等技术手段，但这种级别的“物联”仅仅是对教学形式的一种技术层面上的现代化革新，知识从写在黑板上到放映在白板上，学生从之前的纸上书写变为电子屏幕展示，这种改变并没有从根本上动摇传统教学模式。仍然是一种以老师为中心、书本为中心和课堂为中心的教学模式。其中关键的是作为认知主体的学生在整个教学过程中都始终处于被动地接受知识的地位，学生学习的主动性被忽视，甚至被压抑。但随着物联网方案开始向教育领域渗透，教学模式迎来了从一支粉笔走天下到信息化改革，在这一循序渐进的过程中，数据成为了技术与教育结合的关键。在教育资源优化配置、优质资源规模化传播的过程中，实现教学精细化、个性化，包括对教室中教学环境的优化，不仅仅让教的环节便利和简化，更为重要的是让学生能够在课堂互动，激发学生创想能力。在教室环境中，通过端到端的硬件设备创新，将传统教学环节信息单向流动变为双向流动，为精细化、个性化教育打下基础。实现从“人联网”向“物联网”转变。例如，在教学设备方面，随着智慧校园的发展，智慧白板、录播系统和班班通系统已成标配。这些基础设备端到端的配备让智慧教育、高效备课、师生互动、高效监督和资源分享的交互形式成为可能。除此之外，其他交互设备也包括学生佩戴的传感器手表、眼镜等，可收集学生的多重数据，如脑电图、血压、体温等生理信息及眼动、手部轻微移动等运动信息。再引入心理学相关测试技术，通过海量数据分析、编码、总结后，归纳数据所代表的行为标签，设计课堂中仅教师可见的可视化界面，并在交互设计中分析教师使用场景，提出可行的交互方案。在实际课程中，通过数据分析学生的紧张程度、注意力状况、动脑情况、与上课无关的行为动作等。教师可以根据这些即时反馈信息调整教学。比如，据笔者实际教学经验和各项研究数据表面，早饭后1-2堂课是学生最容易犯困的时间段，如果检测出班级内绝大多数同学的精神状态不佳，这时老师可以暂停课程推进，讲一些可以引起同学警觉、兴奋的内容，等待数据反馈学生的精神状态有所调整，再继续授课。针对上课过程中数据异常的个别同学，点名提问来发现问题，或对个别表现较差学生进行辅导。通过物联网技术，提高课堂效率。用户体验理论与教育实践的结合（1）用户研究的概念用户研究是指通过对用户在使用产品、环境、服务过程中的行为和心理进行分析，挖掘用户需求、了解用户感受，设计真正符合用户需要的产品，在更好地理解用户的基础之上，把握痛点，寻求价值机会，创造相应的产品与服务，为用户提供新的生活体验。REF_Ref24146\r\h[2]（2）用户体验与教育结合技术提供服务需求，对于教育事业的变革，理论的发展应该与技术相匹配。用户体验的本质，是企业和设计者与用户达成某种程度的共情，反映在教育教学实践中，学生作为“用户”；老师作为学习规划的“设计者”，学校作为“企业”。老师和学校的职责就是给学生提供更好的学习环境与体验。学生通过在成绩和荣誉方面获得更高成就给予老师和学校正向反馈，形成闭环，推动教育变革。因此，综合学校、老师、学生三者之间得互利关系，其核心在于对学生的学习体验研究。但影响整体学习体验的因素非常复杂，囊括了学生的成绩情况，作业情况，上课体验等主要因素，还有像是家庭原因，经济情况，乘车通勤，人际关系，教师主观偏向等相对次要因素。但对于学生群体而言，最核心的诉求还是在舒适的环境下获得更好的成绩。因此，针对这一情况，笔者提出了“教育手段选择”理论模型。“教育手段选择”理论模型虽然随着技术的进步与理论的发展，为教育变革提供了许多理想化的解决方案，但结合目前的教育现状以及笔者多年从事教育的经验来看，时间成本和教学任务压力才是制约教育变革的主要痛点。要做到精准化、个性化教育必然要投入大量人力物力，即便技术发展，物联网技术普及到日常教育过程中，对师资力量的要求也是难以逾越的问题。如果连整体的教学任务都难以完成，就算技术检测到有部分学生存在上课状态异常，教师也无暇顾及，失去了技术与理论发展的意义。因此，笔者提出了在技术理论支持下，引入时间、任务等实际情况，课程设计的理论模型。将交互强度概念引入基于物联网技术教育，对具体施教内容做结构化分析，寻求适合的技术手段，从课程难易程度、重要程度两方面进行划分：对于难以理解，同时非常重要的知识点，需要投入大量时间进行学习，并把技术手段运用到全学习阶段中，选择利用智能物联设备、数据分析及反馈手段实施教育，并投入大量时间，保证学生的学习质量。对于很重要，但相对简单的知识点，采取长时间，传统性的讲解方式。简单的知识点，凭借教师多年讲课经验，很容易在短课时内就帮助同学们学习并掌握，不需要花费时间经历投入到技术性教学设计中，这样既节省了讲授时间、成本，也能保证学生的学习质量。对于很难但不太重要的知识点，就需要借助合适的技术手段让学生们理解，明白内在逻辑关系。同时由于重要程度偏低，在后续的课程设计中不必投入太多资源；另外需要注意的是，本文中对于知识是否重要的评判标准，是基于对所学的专业课程的重要程度，而非应试教育语境下对分数的期望值。（4）最后时针对不重要又非常简单的知识点，用短时间的传统授课方法即可，无需占用过多资源和时间。4结语物联网是目前在国际上备受关注的前沿热点