18、物联网与数据科学在 K - 12 STEM 驱动的计算机科学教育中的应用

物联网与数据科学在 K - 12 STEM 驱动的计算机科学教育中的应用

1. 物联网与数据科学在 K - 12 教育中的概述

物联网（IoT）作为推动 21 世纪第四次工业革命的智能技术，在当今社会扮演着至关重要的角色。它广泛应用于智能家居、智能医疗、智能农业和智慧城市等众多领域。随着通信和计算技术的飞速发展，以及各种智能设备的涌现，物联网应运而生。目前，虽然物联网在可持续教育中的作用已得到广泛认可，但在 K - 12 教育中作为教学内容仍处于起步阶段。

从概念上讲，物联网基于三个核心支柱：可识别性、通信能力和交互能力。其基本概念是“智能对象”，这些对象能够进行通信、拥有唯一标识符，并具备计算和感知物理环境的能力。它们就像具有社会特征的实体，能够共享数据、相互学习，并为人类和机器人提供服务。

以下是物联网相关概念的简要介绍表格：
| 概念 | 描述 |
| ---- | ---- |
| 物联网 | 由嵌入式智能设备构成的网络基础设施，可提供有用服务 |
| 智能对象 | 具有通信、唯一标识符、计算和感知能力的物理实体 |
| 可识别性 | 任何事物都能识别自身 |
| 通信能力 | 任何事物都能进行通信 |
| 交互能力 | 任何事物都能相互交互或与用户交互 |

物联网与 STEM（科学、技术、工程、数学）和计算机科学（CS）教育密切相关。它们都致力于解决现实世界的问题，例如智能家居设备和工业应用中的各种任务。此外，机器人技术也与它们有着相似的作用，机器人可以作为智能对象，具备传感器、执行器和通信能力。

以下是一个简单的 mermaid 流程图，展示了物联网、STEM