21、引入物联网概念的多阶段原型设计：案例研究

引入物联网概念的多阶段原型设计：案例研究

1. 引言

如今，全球的研究人员和行业策略师普遍认同物联网（IoT）作为一项智能技术，对推动 21 世纪第四次工业革命的重要作用。这是因为物联网极大地扩展了与之前被称为“人联网”的旧互联网相关方法的能力。因此，众多智能应用（如智能家居、智能医疗、智能农业、智慧城市等）都与这项技术相关或正在使用它。这项技术的新能力（例如相关研究中提及的）引发了众多利益相关者对其进行测试、研究和应用的兴趣。同时，该技术也为研究带来了新挑战，并为许多应用开辟了构建系统的新途径。

在教育领域，将物联网融入实际教学环境，包括 K - 12 教育，也成为了一种趋势。我们将物联网视为推动 STEM 驱动的计算机科学（CS）教育发展的重要概念。物联网能够显著增强 STEM 范式中的技术（T）和工程（E）成分。物联网在最低（物理）层由一组被称为“物”的节点组成，这些节点从给定环境中接收数据，并在自身之间以及与物联网架构的更高层进行通信。通信和数据传输技术是我们方法中的新科技方面，问题在于如何将这些新的技术方面传授给学生。我们的方法依赖于设计活动，因为设计是一种工程活动，在工程教育中已得到充分理解。设计活动不仅需要使用适当的工具，还能丰富 STEM 范式中技术和工程方面的可能性。

本文的目的是扩展相关方法，重点关注实施细节，探讨如何将物联网引入我们的方法中，并通过多阶段原型设计来展示教育物联网实践如何融入 STEM 范式。

2. 相关工作

2.1 物联网在 STEM/CS 教育中的应用

• 课程整合 ：He 等人专注于将基于物联网的学习框架融入 STEM 核心