مقدمه
گفته می‌شود که «رشد اینترنت و فناوری‌های مبتنی بر آن تصاعدی است». در 25 سال گذشته، شاهد گسترش اینترنت در همه ابعاد زندگی اجتماعی و فردی بوده‌ایم. مردم جهان از این طریق با رایانه، تلفن‌های هوشمند و سایر دستگاه‌ها به هم پیوند داده شده‌اند (القمد و شتی، 2016). امروزه، با پیشرفت اینترنت جهانی، طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها مانند لوازم خانگی، اتومبیل، تجهیزات الکترونیکی و همچنین انواعی از دستگاه‌های هوشمند می‌توانند با استفاده از خدمات اینترنت و همچنین اجرای بستر «اینترنت اشیا» (IOT)1 با هم ارتباط برقرار کنند. اینترنت اشیا این امکان را برای اشیای دنیای واقعی فراهم می‌کند که با استفاده از سرویس‌های فعال‌شده با شیوه‌نامه اینترنتی و با کمک شبکه‌های ارتباطی سیمی یا بی‌سیم، در اینترنت جهانی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این «چیزها» قادر به درک محیط اطراف خود هستند و به‌طور مستقل براساس آن عمل می‌کنند (کرنل, 2015). بنابراین، دنیای فیزیکی اطراف، آن‌ها را به پایگاه اطلاعاتی و دانشی بسیار بزرگی تبدیل می‌کند. از ادبیات مربوط به فناوری اینترنت اشیا، چندین اصطلاح یعنی اینترنت همه‌چیز، اینترنت هرچیزی، وب اشیا، ارتباطات ماشین به ماشین یا اینترنت صنعتی اشیا نشئت گرفته‌اند (اوریو و کونراد، 2015).
چیستی اینترنت اشیا
اینترنت اشیا که گاهی چیزنت نیز به آن می‌گویند، به‌طور کلی به اشیا و تجهیزات محیط پیرامون اشاره دارد که به شبکه اینترنت متصل می‌شود و با برنامه‌های کاربردی موجود در تلفن‌های هوشمند و رایانه‌های شخصی قابل کنترل و مدیریت است (همان). اینترنت اشیا به زبان ساده ارتباط حسگرها و دستگاه‌ها با شبکه‌ای است که از طریق آن می‌توانند با یکدیگر و با کاربرانشان تعامل کنند. این شبکه بسیاری از دستگاه‌های اطراف ما را در برمی‌گیرد. یادگیرندگان، مدرسان، والدین و سایر افراد می‌توانند به‌راحتی از اینترنت اشیا برای آموزش‌دادن به کودکان و نوجوانان استفاده کنند. استفاده از این فناوری‌ها برای کلاس‌های آموزشی، از جمله مدرسه و دانشگاه، بسیار کاربردی است و فرایند یاددهی ـ یادگیری را سهل‌تر می‌کند. دو جزء مهم در فرایند مبتنی بر اینترنت اشیا، یاددهنده و یادگیرنده هستند. به این ترتیب، در هر زمان و مکانی امکان همکاری دسته‌جمعی و دسترسی به حجم وسیعی از اطلاعاتی که این دو جزء تولید کرده‌اند، وجود دارد (باراکات، 2016).
امکان اشتراک‌گذاری اطلاعات، برنامه‌ریزی، اجرا و ارزشیابی چرخه تدریس، ایجاد محیط‌های آموزشی امن‌تر و صرفه‌جویی در زمان و هزینه، از دیگر مزایای آموزش مبتنی بر اینترنت اشیاست.
امروزه، فناوری‌های اطلاعاتی، فرایندهای تولید، توزیع و بهره‌گیری از دانش را تحت‌تأثیر قرار داده‌اند. در این میان، «اینترنت اشیا به‌عنوان شبکه‌ای از انواع اشیای متصل به هم، می‌تواند ظرفیت‌های جدیدی را در همه عرصه‌ها ایجاد کند». دامنه وسیع کاربردهای اینترنت اشیا باعث شده است محیط‌های آموزشی در تمامی سطوح تحصیلی بتوانند از آن بهره‌مند شوند. نقش این دامنه شامل ذخیره انرژی، رصد سلامت و ایمنی دانشجویان، بهینه‌سازی محیط آموزشی و کلاس، و همچنین ایجاد شرایط حضور یادگیرندگان از راه دور است. با استفاده از ابزارهای متعدد اینترنت اشیا می‌توان همه این ابزار و امکانات را هوشمند کرد و در جهت‌های آموزشی، پژوهشی و خدماتی از آن‌ها استفاده کرد (الفقها و دیگران، 2015).
مزایای اینترنت اشیا در آموزش
به‌کارگیری فناوری‌های نوظهور، ابزارهای جدیدی را برای بهینه‌سازی فعالیت در کلاس درسی، بهبود کارایی فرایند یاددهی ـ یادگیری، ارتباط بهتر با یادگیرندگان و چندین مزیت دیگر در اختیار متخصصان آموزش‌وپرورش قرار می‌دهد. از جمله می‌توان به این موارد اشاره کرد:
- بهبود کارایی مدیریت مدرسه: مدیریت هر مؤسسه آموزشی مستلزم فراهم کردن بسیاری از مدارک و پیگیری مدیریت تأمین و توزیع مناسب بودجه است. راه‌حل‌های اینترنت اشیا زمینه‌ای را برای چارچوب تصمیم‌گیری سریع‌تر، بدون خطر و به‌هم پیوسته فراهم می‌کند؛ به‌طوری‌که همه ذی‌نفعان (مدرسان، یادگیرندگان، والدین و مقامات دولتی) درگیر بهبود وضعیت تسهیلات باشند.
- جمع‌آوری اطلاعات در زمان واقعی: اینترنت اشیا امکان پردازش هم‌زمان داده‌ها با حجم چند ترابایت، بازکردن برنامه‌های زیادی برای مدرسه‌ها و کالج‌ها، نظارت بر پیشرفت یادگیرندگان، نظارت بر آموزش حرفه‌ای متخصصان تدریس و موارد دیگر را فراهم می‌کند. وزارتخانه‌ها و مدیران می‌توانند از داده‌های موجود برای بهبود کارایی و درجه‌بندی مؤسسات استفاده کنند.
- مدیریت منابع بهبود‌یافته: اینترنت اشیا در آموزش‌وپرورش به کارایی مؤسسه کمک می‌کند و در طولانی‌مدت از هزینه‌های بهره‌برداری و ذخیره‌سازی می‌کاهد. علاوه بر این، مدیران می‌توانند برای اطمینان از بازده مصرف انرژی یا آب، از دستگاه‌های مبتنی بر اینترنت اشیا برای آموزش استفاده کنند. (اولاکوویچ، هادزیالیچ، 2018).
- به‌هم‌پیوستگی جهانی: ماهیت جهانی اینترنت اشیا به متخصصان آموزش‌وپرورش کمک می‌کند استانداردهای آموزشی یکنواختی ایجاد و آموزش مدرسه و دانشگاه را با همان میزان کارآمدی در سراسر جهان تضمین کنند. اینترنت اشیا می‌تواند از ابزارهای آموزش حرفه‌ای همتا به همتای جهانی پشتیبانی کند و مربیان در سراسر جهان می‌توانند از این طریق، نکات و بهترین روش‌ها را با یکدیگر به تبادل بگذارند. از طرف دیگر، یادگیرندگان می‌توانند مطالبی را که آموخته یا تجربه کرده‌اند، در سطح بین‌المللی به اشتراک بگذارند و دسترسی به آموزش را در سراسر جهان بهبود بخشند.
- نگرانی‌های ایمنی: اینترنت اشیا مجموعه‌ای از برنامه‌های امنیتی دارد که مدرسه‌ها، کالج‌ها و پیش‌دبستانی‌ها می‌توانند از آن بهره‌مند شوند. این سیستم عامل‌ها اعتمادبه‌نفس والدین و یادگیرندگان را نسبت به ایمنی محیط یادگیری آن‌ها بیشتر می‌کنند، به ارتقای عادت‌های مثبت کمک می‌کنند و به مدیران برای فراهم کردن خدمات بهتر کمک می‌رسانند (مایوراندی و دیگران، 2012).
چالش‌های اینترنت اشیا در آموزش
اگرچه مزایای رویکردهای آموزشی مبتنی بر اینترنت اشیا بسیار زیاد است، اما متخصصان و صاحب‌نظران باید پیش از ورود و به‌کارگیری آن در قسمت‌های گوناگون هر نظام آموزشی و پرورشی، بر مسائل و چالش‌هایی به‌طور ویژه تمرکز کنند:
- هزینه اجرای بالا: پیاده‌سازی راهکارهای اینترنت اشیا برای آموزش‌وپرورش به قدرت سخت‌افزاری و نرم‌افزاری قابل توجهی نیاز دارد. برای استقرار هر بستر سفارشی یا دستگاهی اختصاصی، مراکز عمومی یا مدیران مدرسه باید یک تیم فنی قدرتمند را در زمینه توسعه نرم‌افزار، علوم داده و سایر زمینه‌ها استخدام کنند. هزینه‌های مجوز سخت‌افزاری و هزینه‌های نگهداری از دیگر عواملی هستند که افزایش قیمت یک محصول مبتنی بر اینترنت اشیا را در پی دارند. متأسفانه همه مدرسه‌ها بودجه عمومی تأمین چنین نوآوری‌های گران‌قیمتی را ندارند و سفارشی طراحی می‌کنند.
(اولاکوویچ، هادزیالیچ، 2018).
- اخلاق در کلاس: به غیر از ارائه روش‌های جدید برای ارزشیابی و نمره‌گذاری، هر ابزار مبتنی بر اینترنت اشیا، به ارائه سازوکاری نیاز دارد که به جلوگیری از تقلب و دزدی اطلاعاتی کمک کند. قبل از پیاده‌سازی سیستم‌های اشتراک داده جهانی مبتنی بر اینترنت اشیا، جامعه فناوری در سراسر جهان باید برای مبارزه با تقلب و اطمینان از دست‌کاری نشدن کلیه داده‌های ارائه‌شده چارچوبی طراحی کند (پی و دیگران، 2013).
- کمبود زیرسـاخت پـردازش اطلاعــات: هنگام اجرای راهکارهای مبتنی بر اینترنت اشیا، مدیران باید بستر محاسباتی قابل اعتمادی را انتخاب کنند. زیرساخت‌های داخلی که برخی مؤسسات برای ذخیره‌سازی داده از آن‌ها اتخاذ می‌کنند، برای توانمندسازی راه‌حل‌های مبتنی بر اینترنت اشیا، بیش از حد قدیمی و ناپایدارند (موکوپادهای و سوریادوارا، 2014).
- امنیت و حریم خصوصی: جمع‌آوری و پردازش شکل‌های گوناگون داده‌های دیجیتالی، مؤسسات آموزشی را در برابر تهدیدات هک و دزدی اطلاعات قرار می‌دهد. قبل از استفاده از راه‌حل اینترنت اشیا، ذی‌نفعان و مجریان باید برنامه‌ای احتمالی برای حملات امنیتی و سایر تهدیدها تهیه کنند. افزایش آگاهی در مورد اهمیت امنیت داده‌ها در میان یادگیرندگان، بخشی اساسی در روند اجرای این نوآوری است (دومینگویز و اُچوا، 2017).
جمع‌بندی
استفاده از فناوری و به‌ویژه اینترنت اشیا در زمینه آموزش، دریچه‌هایی برای ایده‌های جدید و نوآورانه در جهت سهولت و بهبود زندگی دانش‌آموزان و معلمان گشوده است. تحقیقات در زمینه طراحی سیستم‌عامل‌های مبتنی بر اینترنت اشیا، شامل کلاس‌های هوشمند، آزمایشگاه‌های هوشمند و به‌طور کلی مدرسه‌های هوشمند در حال انجام هستند (اوریو و کرنادر، 2015).
نظام آموزشی مبتنی بر اینترنت اشیا می‌تواند در زنجیره‌ای آموزشی به‌کار گرفته شود تا ارتباط میان یاددهنده و یادگیرنده را روشن‌تر و نظارت و کنترل و مدیریت سیستم آموزشی را تسهیل کند. به عبارت دیگر می‌توان گفت، در اینجا اینترنت اشیا به‌مثابه یک مرکز ارتباطی برای نظام آموزشی عمل می‌کند. البته همان‌طور که اشاره شد، کاربرد این فناوری با چالش‌هایی نیز مواجه است.
پی‌نوشت
1. Internet of Things
منابع
1. Alghamd,S. Shetty. (2016).Survey toward a smart campus using the internet of things,2016 IEEE 4th International Conference on Future Internet of Things and Cloud, FiCloud, pp. 235–239.
2. Al-fuqaha, M. Guizani, M. Mohammadi, M. Aledhari, and M. Ayyash. (2015). Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols and Applications.
3. Barakat. S. Education and the internet of everything. (2016).” Int. Bus. Manag., vol. 10, no. 18.
4. Cˇolakovic´, A., Hadžialic´. (2018). M.: Internet of Things (IoT): a review of enabling technologies, challenges, and
5. Cornel.C. (2015). The Role of Internet of Things for a Continuous Improvement in Education, vol. 2, no. 2.
6. Dominguez, F., Ochoa, X. (2017). Smart objects in education: an early survey to assess opportunities and challenges. 2017 IEEE Fourth International Conference on eDemocracy & eGovernment (ICEDEG), pp. 216–220.
7. Miorandi, D., Sicari, S., De Pellegrini, F., Chlamtac, I. (2012). Internet of things: vision, applications and research challenges. Ad Hoc Netw. 10(7).
8. Mukhopadhyay, S., Suryadevara, N.K. (2014). Internet of Things: Challenges and Opportunities, pp. 1–17.
9. Oriwoh .E. and Conrad. M. (2015). Things’ in the Internet of Things: Towards a Definition, vol. 4, no. 1.
open research issues. Comput. Netw, pp. 1–12.
10. Pei, X.L., Wang, X., Wang, Y.F., Li, M.K. (2013). Internet of Things based education: definition, benefits, and challenges. Appl. Mech. Mater. 411–414, 2947–2951.