23、物联网概念引入与数据科学融入STEM驱动的计算机科学教育

物联网概念引入与数据科学融入STEM驱动的计算机科学教育

1. 物联网多阶段原型设计

在当今的教育领域，STEM（科学、技术、工程、数学）教育正大力推动设计思维和数据驱动思维等重要技能的培养。物联网（IoT）凭借其传感器和执行器的能力，成为了海量数据（通常被称为大数据）的生产者。在数字时代，数据的概念远不止于此，它渗透到我们生活的方方面面，如商业数据、医疗数据、教育数据和工作相关数据等，同时也涉及到数据科学（DS）。

物联网在获取、收集、交换和通信数据方面的技术能力，极大地提升了数据和数据科学在数字时代教育中的重要性，尤其是在STEM驱动的计算机科学（CS）教育中。物联网与STEM相结合，为拓展和强化至少三种教育理念提供了良好的平台，即计算思维、设计思维和数据驱动思维。

1.1 科学与教学贡献

• 科学贡献 ：
  • 制定并实施多阶段原型设计模型，用于在STEM驱动的CS教育中设计物联网原型。
  • 明确STEM、物联网、数据科学（DS）和人工智能（AI）等大概念之间的关系，以支持STEM驱动的CS教育的发展。
• 教学贡献 ：
  • 提供教育物联网原型设计的学习场景。
  • 通过设计和原型制作活动，让学生参与主动学习的案例研究。

1.2 面临的限制和困难

• 教师需要在物联网领域有深入的知识，因此教师的准备工作是关键。