تمهيد

تم تعريف إنترنت الأشياء ” Internet of Things ” كتكنولوجيا ناشئة وستلعب دوراً مهماً في العديد من المجالات مثل: الأعمال والرعاية الصحية والنقل والتعليم. فاتصال الإنترنت ينمو بسرعة كبيرة ويشيع استخدامه في حياتنا اليومية، ففي الوقت الحاضر، يتم نشر خمسة مليارات كائن متصل “ذكي” وسيزيد هذا إلى خمسين مليار جهاز متصل بحلول عام (2020Pruet…et al,2015,p3).

ويرى بارك “Park,2016“ أنّ التأثير الاجتماعي والاقتصادي للتكنولوجيا واسع الانتشار ومتسارع. وقد زادت سرعة وحجم المعلومات بشكل كبير. ويتوقع الخبراء أن 90٪ من إجمالي السكان سيتم ربطهم بالإنترنت خلال 10 سنوات. ومع إنترنت الأشياء، سيتم دمج العوالم الرقمية والمادية قريباً.

وتعمل إنترنت الأشياء  (IoT) على خلق عالم يتم فيه دمج الأشياء المادية بسلاسة في شبكات المعلومات من أجل توفير خدمات متقدمة وذكية للإنسان (Yan…et al,2017,p120).

الفصول الذكية القائمة على إنترنت الأشياء التعليمية (Gul…et al,2017,p160-163)

إنترنت الأشياء التعليمية Internet of educational things لها تأثير مهم في مجال التعليم. ولم يغير إنترنت الأشياء الممارسات التعليمية التقليدية فحسب، بل أدى أيضاً إلى تغييرات في البنية التحتية للمؤسسات التعليمية. ويُعتبر مصطلح ” إنترنت الأشياء التعليمية ” وجهين لعملة واحدة بسبب استخدامه كأداة تكنولوجية لتعزيز البنية التحتية الأكاديمية وكموضوع أو مقرر دراسي لتعليم المفاهيم الأساسية لعلوم الكمبيوتر.

ويعني مفهوم الفصول الذكية بيئة فكرية مجهزة بوسائل تعليمية متقدمة تعتمد على أحدث التقنيات أو الأشياء الذكية. ويمكن أن تكون هذه الأشياء الذكية الكاميرات والميكروفونات والعديد من أجهزة الاستشعار الأخرى، والتي يمكن استخدامها لقياس رضا الطلاب فيما يتعلق بالتعلم أو العديد من الأشياء الأخرى ذات الصلة. ويوفر الكائن الذكي سهولة وراحة لإدارة الصف. وقد يساعد استخدام إنترنت الأشياء في الفصل الدراسية على توفير بيئة تعليمية وتعلمية أفضل. ويمكننا توضيحه بالشكل الآتي:

• إدارة الفصول الذكية

يُقصد بمصطلح “إدارة الفصل” طريقة أو منهجا يستخدمه المعلم للتحكم / إدارة الفصل. أتاحت الأجهزة الذكية للمدرس أن يقرر متى يجب أن يتحدث بصوت أعلى عندما يفقد الطلاب اهتمامهم، أو أن مستوى تركيزهم يتناقص [28]. يعد استخدام أجهزة إنترنت الأشياء لأغراض التعليم والتعلم اتجاهاً جديدا بين المؤسسات في جميع أنحاء العالم والذي يوفر نهجاً جديداً ومبتكراً في التعليم وإدارة الفصل الدراسي. وهذه بعض الأدوات الشائعة الاستخدام في الفصول الدراسية:

• السبورة التفاعلية “Interactive Whiteboards”.
• الأجهزة اللوحية والأجهزة المحمولة “Tablets and Mobile devices”.
• الطابعات ثلاثية الأبعاد “3D Printers”.
• الكتب الإلكترونية “eBooks”.
• بطاقات هوية الطالب “Student ID Cards”.
• أجهزة استشعار درجة الحرارة “Temperature Sensors”.
• كاميرات المراقبة والفيديو “Security Cameras and Video”.
• مجسات درجة حرارة الغرفة “Room Temperature Sensors”.
• الإضاءة الكهربائية والصيانة “Electric Lighting and Maintenance”.
• أنظمة التكييف الذكية “Smart HVAC systems”.
• نظم تتبع الحضور “Attendance Tracking Systems”.
• أقفال الأبواب اللاسلكية “Wireless door locks”.

تتيح الفصول الذكية للمعلمين معرفة ما يريد الطلاب تعلمه والطريقة التي يريدون التعلم بها والتي تعود بالنفع على كل من أعضاء هيئة التدريس والطلاب. علاوة على ذلك، تساعد الفصول الذكية الطلاب على فهم الغرض الحقيقي من استخدام التكنولوجيا مما يجعل عملية التعلم أسهل. وقد سهّل التقدم في مجال التكنولوجيا في مجال التعليم المعلمين على تصميم قاعات للدراسة تكون مثمرة ومفيدة وتعاونية وتدار من خلال إنترنت الأشياء التعليمية . وقد بينت مراجعة الأدبيات أنّ معظم الدراسات الحديثة تقترح نماذج مختلفة للفصول الذكية، حيث يتم اقتراح أو إدخال العديد من المفاهيم المتقدمة والمبتكرة في التعليم مثل إدخال تكنولوجيا إنترنت الأشياء مع الاستعانة بمصادر خارجية في التعليم الإلكتروني ويمكن أن تكون مفيدة لتحسين عمليات التعلم والتعليم.

• نظام تتبع الحضور في الفصول الذكية

إنّ تتبع الحضور إلى الفصل مهمة تستغرق وقتاً طويلاً. ويمكن استخدام إنترنت الأشياء توفير الوقت والجهد على حد سواء، حيث اقترحت دراسة نظاماً فعالًا للمتصلين في الفصل (SCRCS) باستخدام بنية إنترنت الأشياء لتسجيل حضور الطلاب بعد كل فترة بدقة وفي الوقت المناسب. يتم إرفاق علامات RFID ببطاقات هوية الطلاب. و يمكن تثبيت SCRCS في كل فصل دراسي وقراءة بطاقة هوية الطلاب بشكل جماعي. لا يُظهر فقط الحضور الكلي على شاشة LED في بداية أي فئة، ولكنه يُظهر أيضاً بطاقة الهوية بالكامل على فتحات متعددة من SCRCS، كما يتم أيضاً الاحتفاظ بسجل حضور الطالب في المكتب الأكاديمي. و اقترحت دراسة أخرى نظام تتبع الحضور على شبكة الإنترنت باستخدام تقنية NFC في الهواتف الذكية التي تعمل بنظام Android، حيث ينقر الطالب على بطاقة المصفوفة من خلال هاتف Android الذكي الذي يستخدم تقنية NFC، وسيتم حفظ الحضور على الخادم تلقائياً. ويمكن للمدرسين والطلاب على حد سواء التحقق من الحضور من هواتفهم الذكية.

• تقديم التغذية الراجعة على جودة المحاضرة في الوقت الحقيقي

يرتبط فهم الطلاب بشكل مباشر بجودة المحاضرة، و في هذا الصدد، تلعب ملاحظات الطلاب دوراً أساسياً في تحسين جودة المحاضرة. وتقترح الدراسة بيئة إبداعية يمكنها مراقبة ردود أفعال الطلاب على المحاضرة باستخدام تقنية الاستشعار والمراقبة. و يوفر الفصل الدراسي الذكي القائم على إنترنت الأشياء إمكانية تقديم التغذية الراجعة في الوقت الفعلي على جودة المحاضرة مما سيساعد على تحسين هذه الأخيرة.

تحديات دمج إنترنت الأشياء في التعليم

1. الأمن والخصوصية

في البيئة المستندة إلى إنترنت الأشياء يتم تخزين البيانات في شبكة مستندة إلى الإنترنت تتكون أساسا من الأجهزة المتصلة، حيث تبدأ هذه الأجهزة في قياس وجمع البيانات من الطلاب، مما يعرض أمن وخصوصية الطالب للخطر. ويمكن لأي خرق أمني الكشف عن المعلومات الشخصية للطالب المتعلقة بالسجل الطبي للفرد أو الخلفية المالية للأسرة أو أي معلومات خاصة أخرى.

2. اتصال Wi-Fi موثوق

هناك حاجة مستمرة للتقنيات الحديثة للتعليم، مثل الشبكات اللاسلكية عالية السرعة التي توفر النطاق الترددي لتدفق الصوت والفيديو من الدروس.

3. الإدارة

بعض الأجهزة والتطبيقات غير متوافقة ويمكن أن تعوق قدرة المؤسسة على إنشاء إعداد إنترنت الأشياء الذي يمكن الاعتماد عليه ويكون متاحا لجميع المستخدمين. للتنفيذ الناجح لإنترنت الأشياء، يجب على المؤسسة التعليمية التأكد من أن كلا من معدات تكنولوجيا المعلومات وأساليب التدريس تدعم استخدام إنترنت الأشياء في الفصول الدراسية. وعلى الرغم من أن المخاطر والحواجز المحتملة مرتبطة بالتكنولوجيا، فقد تحصل المؤسسات التعليمية على مزايا من استكشاف خيارات إنترنت الأشياء وتجربتها.

4. التكلفة

يمكن أن يكون الإعداد الكامل للمؤسسة التعليمية القائمة على إنترنت الأشياء باهظ الثمن، وبالتالي فإن تكلفة الأجهزة والمعدات تمثل تحدياً آخر.

تأثير إنترنت الأشياء التعليمية في التعليم المستقبلي

سوف يحسن إنترنت الأشياء التعليمية عملية التعليم والتعلم في المستقبل، وسيجلب سهولة لكل من الطلاب والمعلمين. وسوف يتعلم الطلاب بشكل أفضل، وسيكون المعلمون قادرين على أداء واجباتهم بشكل أكثر كفاءة. ويتوقع أن توفر أدوات إنترنت الأشياء نظاماً تعليمياً أكثر جاذبية ومرونة وقابلية للقياس الكمي يلبي الاحتياجات المختلفة لعدد كبير من الطلاب. مثلاً يستخدم الطالب الأمريكي العادي 1025 ساعة في السنة في الفصل الدراسي، ولسوء الحظ، يتم استخدام أكثر من 308 من 1025 ساعة في معالجة الاضطرابات المتوقعة مثل توزيع المواد الصفية، والانتقالات، أو الوقت الذي يضيع في بداية الفصل الدراسي ونهايته. وتشير هذه البيانات إلى أن الطالب يقضي دقيقة واحدة من كل خمس دقائق في الفصل الدراسي في العمل على وظائف يمكن إتمامها بسهولة باستخدام شبكة إنترنت الأشياء . وسيكون المعلمون قادرين على قضاء وقت أقل في الإجراءات الشكلية، ومزيدا من الوقت في العمل مع الطلاب لمراقبة تقدمهم. ويمكنهم أيضاً مساعدتهم على فهم المفاهيم الصعبة في فترة زمنية قصيرة، ويمكن تسجيل الحضور تلقائياً، ويمكن أيضا استخدام مجسات الأعصاب لتحديد نشاط الدماغ المعرفي للمتعلمين، كما يمكن إرسال اهتزازات حادة للطالب على أجهزتهم، لتحذيرهم من العمل مرة أخرى في تكتم. رغم أنّ غالبية المدارس لم تعتمد بعد برنامج إنترنت الأشياء، فإنّ بيئة التعلم هذه ليست بعيدة المنال.