Нужные вещи: как интернет вещей работает в образовании


Технологический прогресс шагает по планете семимильными шагами. Технологии, которые можно было увидеть в фантастических фильмах еще десять – пятнадцать лет назад, сегодня стали реальностью. Одной из тем, обсуждаемых сегодня в контексте цифровой трансформации, является интернет вещей (Internet of Things, IoT). О том, что такое интернет вещей, и о его применении в образовании мы и расскажем в этом материале.

Для начала определим, что же такое интернет вещей. Это любая сеть объектов, подключенных к интернету в целях обмена информацией друг с другом или с внешней средой, сбора данных или управления процессами.

С самыми простыми примерами интернета вещей знаком, наверное, каждый. Это и популярные сегодня фитнес-браслеты, и бытовые приборы: «умные» кофеварки, чайники, холодильники, пылесосы, стиральные машины и т. д. Системы «умного» дома контролируют процессы в здании: потребление воды и электроэнергии, отопление, отслеживание утечек воды и газа. Системы безопасности: камеры наблюдения с оповещением, которое приходит на смартфон хозяина, при приближении постороннего, электронные замки – тоже примеры интернета вещей.

Впервые термин «интернет вещей» употребил в 1999 году Кевин Эштон, предприниматель и исследователь из США. Основные вехи на пути к интернету вещей в том виде, в котором мы знаем его сегодня, выглядят так:

На схеме обозначено время появления устройств М2М (Machine to Machine – «от устройства к устройству»), которые, конечно, не были подключены к компьютерной сети. Во второй половине XIX века это были телеметрические устройства, которые могли собирать и передавать данные о погоде или жизни в дикой природе по проводам. В 1874 году на Монблане были установлены системы датчиков определения высоты снежного покрова, которые передавали информацию в реальном времени прямо в Париж.

Свое время опередил и Никола Тесла, который предсказал появление многих вещей, которыми мы пользуемся сегодня. Среди его предсказаний было и появление интернета вещей: «Управление домом – вопросы тепла, света и механики – будут решаться благодаря беспроводной энергии».

Сегодня IoT нашел свое применение и активно развивается во многих сферах жизни: домашнее хозяйство, городская инфраструктура, промышленное производство, сельское хозяйство, здравоохранение. Образование не является исключением. «Перевернутые уроки», онлайн-курсы, интегрированные мобильные технологии – все это продукты интернета вещей, который значительно расширяет возможности обучения. С помощью IoT ученики получают доступ к учебным материалам и каналам связи с одноклассниками и педагогами, а у учителей появляется возможность контролировать процесс обучения и оценивать успеваемость в режиме реального времени.

Важно и то, что интернет вещей помогает создавать комфортную среду для обучения: безопасность на территории школы обеспечивают «умные» камеры, в помещениях используются «умные» системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также энергоэффективные системы освещения.

Рассмотрим, как интернет вещей уже применяется в мировой образовательной практике.

«Умные» доски

Технологии помогли превратить классную доску в интерактивный дисплей, сочетающий технологии «мультитач», сухого стирания и письма от руки. В некоторых вариантах доступна возможность загружать материалы к уроку из облачного хранилища.

Ручка-сканер

«Умная» ручка позволяет моментально переводить книжные тексты в электронный формат. Используя проводное или беспроводное соединение, можно быстро сканировать текст из книг и документов прямо на телефон, планшет или компьютер. В некоторых моделях ручек-сканеров доступна функция перевода текстов на другие языки. Есть даже функция, позволяющая прослушать текст во время сканирования. Чтение и прослушивание текста – отличный способ лучше усваивать информацию, например, при подготовке к экзаменам.

Студенческие смарт-карты

«Умные» школьные и студенческие карты могут быть связаны с различными системами через интернет вещей. Уже существует масса различных типов смарт-карт:

  • карты физического доступа к объектам школьной инфраструктуры;
  • карты учета посещаемости;
  • карты логического доступа для отслеживания использования электронных данных, таких как курсовые работы, электронные образовательные ресурсы, принтеры и интернет;
  • карты для оплаты товаров из торговых автоматов, услуг печати и копирования;
  • карты здоровья, содержащие данные о группе крови, контакты для экстренных случаев и др.


Студенческая карта, которой можно расплачиваться в кафетерии университета, оплачивать услуги ксерокопирования и доступ в интернет

Разрабатываются не только различные типы карт, но и специальные принтеры, с помощью которых эти карты можно печатать. Важной функцией таких принтеров является возможность «цифрового измельчения», то есть полного уничтожения файла с персональными данными без возможности восстановления и кражи этих данных.

«Умные» школьные автобусы

Время по дороге в школу тоже можно провести с пользой. В США, например, используются системы Wi-Fi в «умных» школьных автобусах, где ученики могут подключиться к интернету, чтобы закончить или отправить учителю выполненное домашнее задание. Кроме того, родители в режиме реального времени могут отслеживать передвижение ребенка.

Браслеты-трекеры

Допустим, ученик пришел в школу, и это зафиксировала его смарт-карта. Но до урока по каким-то причинам он не дошел. Специальные браслеты-трекеры, настроенные персонально под каждого пользователя, помогают учителю отследить, находится ли ученик в школе, так как сигнал с браслета поступает на планшет учителя. Подобные браслеты уже применяются в некоторых школах США. В московских школах обучающиеся используют браслеты «Москвенок», сигналы с которых поступают на мобильный телефон родителей, как только ребенок входит в школу.

Системы безопасности

Помимо видеокамер, реагирующих на движение, и электронных замков, помещения классов могут быть оборудованы специальными системами на случай чрезвычайных ситуаций. В старшей школе Дэвидсон (Алабама, США) в каждом классе установлена специальная «‎тревожная кнопка» для оповещения администрации школы в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Кроме того, в школе используется система, реагирующая на звуки выстрелов. В случае если на территорию школы проникнет посторонний и откроет стрельбу, система автоматически оповестит об этом всех учеников и педагогов посредством электронных табло и сигналов ламп. Также в системе безопасности есть протокол оповещения обучающихся и работников школы в случае стихийных бедствий.

Интернет вещей может быть полезен всем участникам образовательного процесса. Ученикам он дает возможность персонализировать обучение, педагогам – разнообразить уроки, легче отслеживать посещаемость и успеваемость. Школьная администрация может контролировать процессы, происходящие в школьном здании: освещенность, отопление, расход воды и т. д. Это позволяет сократить расходы на эксплуатацию школьного здания и использовать собираемые статистические данные для принятия дальнейших решений.

На сегодняшний день во многих школах России и мира уже используются отдельные элементы IoT: ученические и студенческие карты и браслеты, «умные» доски, электронные журналы и LMS (Learning Management System – система управления обучением). Однако перевести большинство школ на использование технологии интернета вещей сложно по нескольким причинам.

  • Недостаток финансирования. Технологии интернета вещей при всех преимуществах очень дорогие, поскольку для внедрения требуется не только программное обеспечение, но и оборудование.
  • Отсутствие единых стандартов интернета вещей, из-за чего бывает сложно совместить работу нескольких устройств. Это касается интернета вещей как в образовании, так и в других сферах.
  • Уязвимость. Интернет вещей представляет собой сеть, связывающую множество разных устройств. Однако не все устройства обладают одинаково хорошей защитой от вирусов и хакеров. Взлом даже одного устройства может привести к остановке работы всей сети. Для решения этой проблемы необходимо в равной мере хорошо защитить все устройства при помощи эффективных механизмов аутентификации и мощных антивирусов.

И все же, несмотря на то что интернет вещей в большинстве школ пока мало применяется, растущий интерес к этой технологии позволяет надеяться, что уже совсем скоро полезные новшества в образовании станут более распространенными и доступными каждому.