Integrating IoT into STEM Undergraduate Education

Výpisky z četby: odborný článek o implementaci IoT do “bakalářského” vzdělávání v oblasti STEM. Autory jsou Jing He, Dan Chia-Tien Lo, Ying Xie a Jonathan Lartigue z Kennesaw State University.

Internet věcí je nepochybně další velkou věcí v oblasti sítí a komunikačních infrastruktur. Přesto však, vzdychají si autoři článku, neexistují v podstatě žádné speciální kurzy, které by IoT učily a zatím si tento trend většinou nenašel cestu ani do obsahu CompSci neb SWE kurzů — snad kromě teoretických zmínek. Ačkoliv poptávka po odbornících rapidně roste, většina studentů z oblasti STEM se s IoT tváří v tvář setká až po vstupu do praxe. Autoři se proto pokouší navrhnout rámec, který by propagoval zavádění praktických IoT projektů do stávajících předmětových struktur. Navíc, a to je z našeho pohledu nejzajímavější, poskytují původní případovou studii, kdy byl internet věcí a jeho principy a technologie implementovány do kurzu softwarového inženýrství (SWE).

Fotografie Clint Adair na Unsplash
Many modern technologies and devices such as Radio-Frequency Identification (RFID), Near Field Communication (NFC) (i.e., Zigbee and Bluetooth), Wireless Sensor Network (WSN), cloud computing, social networks, universal mobile accessibility advanced technologies (i.e., WiFi hotspots, and cellular network), and big data analytics support IoT to compose a next generation network infrastructure.

Přeskočíme navrhovaný teoretický rámec, který v kostce pouze nabádá zapojovat IoT do praktické části vzdělávání formou laboratorních projektů, a zastavíme se podobněji u zmíněné případové studie. Autoři zde předně představují vývojářský IoT kit, který navrhli a sami využívali ve svém SWE předmětu. Ten je schopen skrze RFID kolektovat data a zpracovávat je skrze platformy typu ThingSpeak, které cílí na IoT analytiku. Využito je také, samozřejmě, Raspberry Pi. Jednoduchá technologie je rozšiřitelná i o Android aplikaci, která může sloužit pro přístup k datům a složitější administraci.

Důležitější než technologie je design kurzu a jeho praktické části, který implementuje IoT technologie a přitom je navázán na kurikulum ACM Computer Science a jeho výstupy. V článku je popsáno jedenáct praktických modulů SWE kurzu, z toho jeden je představen podrobně. Každý kurz se věnuje širšímu tématu a přitom šikovně zapojuje technologie a principy IoT. Součástí je i výstup z evaluace kurzu skrze zpětnou vazbu studentů.

Incorporating IoT into existing STEM curriculum offers the opportunity to position undergraduates more competitively with respect to this growing skillset and market, to ensure existing coursework and projects keep pace with emerging trends in industry, and to increase student interest and success in targeted courses.

Propojení kurzů z oblasti STEM a technologií internetu věcí nad řešením praktických problémů může produkovat konkurenceschopné odborníky, kteří budou připraveni na další velkou věc v oblasti komunikačních infrastruktur: na Internet of Things.


HE, Jing, DAN CHIA-TIEN LO, Ying XIE a Jonathan LARTIGUE. Integrating Internet of Things (IoT) into STEM undergraduate education: Case study of a modern technology infused courseware for embedded system course. In: 2016 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE) [online]. IEEE, 2016, s. 1–9 [cit. 2017–12–02]. DOI: 10.1109/FIE.2016.7757458. ISBN 978–1–5090–1790–4. Dostupné z: http://ieeexplore.ieee.org/document/7757458/