智能時代的新內容革命范文
時間：2023-11-01 17:25:44
導語：如何才能寫好一篇智能時代的新內容革命，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
可穿戴移動智能終端將深刻改變人類的生活方式。2012年，谷歌采用虛擬現實技術推出了谷歌眼鏡，可通過聲音控制實現視頻通話、拍照、方向辨別、上網沖浪、處理郵件等功能。智能手表、智能皮鞋、智能項圈、智能皮帶、智能外套等多種可穿戴智能終端設備將成為智能手機的補充品。它們通過藍牙與智能手機相連接，可在應用商店下載應用，并接收郵件、電話、短信，成為改變人類生活方式的標志性產品，便攜性勝于智能手機。
預計未來，智能手機作為移動互聯網產業增長主要引擎的格局將被打破，多態化的可穿戴智能終端將削減智能手機的產業地位。未來，傳感技術會融合到可穿戴智能終端中，為用戶捕捉各類信息，為不同的個體和人群提供定制化服務，廣泛應用于醫療、支付、導航、娛樂等領域，深刻改變人類傳統的生活方式。
HTML5技術將填平多平臺間的溝壑，成為未來行業應用的破局技術。HTML5技術是包括HTML、CSS和JavaScript在內的一套技術組合，它是能夠減少瀏覽器對于插件依賴度的豐富性網絡應用服務，并且能提供有效增強網絡應用的標準集。目前，業界主流的Safari、Chrome、IE9、火狐、歐朋等瀏覽器均支持該技術。
HTML5技術對軟件開發者的最大吸引力來自于網頁應用的跨平臺性。基于HTML5開發的應用可以移植到UC、歐朋、Facebook等移動瀏覽器平臺上。基于HTML5研發的應用產品更新速度快，可用性強，用戶體驗良好。因而，這一技術將被大量應用于移動應用程序和游戲的開發設計。
預計未來，HTML5的技術慣性會延伸到移動終端。在HTML5架構下的移動終端將不再依賴客戶端軟件，用戶將完全通過手機瀏覽器獲取海量信息，這會徹底改變移動應用的市場格局。
語音識別技術成為移動互聯網時代人機交互的重要端口。目前語音識別技術是指將人類的語音詞匯內容轉換為計算機可讀的輸入，以代替手動鍵盤。該技術現階段主要應用于語音導航、設備控制、語音檢索、語音撥號、數據錄入、語音短信等領域。
篇2
【摘要】人類正在發生一場新的產業革命，這場產業革命不是把互聯網簡單應用到傳統產業領域，而是互聯網、物聯網、傳統產業三位一體的革命，智能制造是這場革命的典型表現。作為新產業革命的主要部分，智能制造不是偶然的、孤立的，而是與新產業革命的三個要件――勞動力知識密集化、勞動工具數字化、勞動對象服務化不可分割的。以智能制造為重要內容的產業革命向包括中國在內的所有國家都敞開了窗口。為了積極應對產業革命，為智能制造準備充分而必要的條件，應采取人力資源超增長戰略、輕資產優先增長戰略、政企合作創新戰略。
【關鍵詞】智能制造 產業革命 輕資產優先增長戰略 政企合作 工業4.0
【中圖分類號】F43/47 【文獻標識碼】A
【DOI】 10.16619/ki.rmltxsqy.2015.19.005
今年，中國政府工作報告提出要實施“中國制造2025”強國戰略，堅持創新驅動、智能轉型、強化基礎、綠色發展，促進工業化和信息化深度融合，開發利用網絡化、數字化、智能化等技術。據新華社報道：“《中國制造2025》的總體思路是堅持走中國特色新型工業化道路，以促進制造業創新發展為主題，以提質增效為中心，以加快新一代信息技術與制造業融合為主線，以推進智能制造為主攻方向。”簡言之，“中國制造2025”的核心是智能制造。
智能制造的歐美版本
在“中國制造2025”出臺以前，智能制造在國際已經有多種版本，其中最主要的是歐美三國的版本，即德國的“工業4.0”、英國的“高值制造”、美國的“先進制造”。
德國的“工業4.0”。“工業4.0”是德國面向2020年的高技術戰略，核心內容是智能化生產系統，即在系統或產品的生命周期內，相關信息通過網絡化實時傳給產業鏈的各個環節，隨時通過數據優化價值創造流。
根據《產品生命周期管理概論》作者烏爾里希?森德勒的觀點，理解“工業4.0”有四個要點，即第四次產業革命、信息物理融合系統（CPS）、物與服務聯網（IOTS）、機器對機器的通信（M2M）。
“工業4.0”是第四次工業革命。第一次工業革命被稱為“工業1.0”，其標志是蒸汽機和機械生產設備；第二次工業革命被稱為“工業2.0”，其標志是電動機和大規模生產線；第三次工業革命被稱為“工業3.0”，其標志是電子、信息技術和高度自動化生產；第四次工業革命被稱為“工業4.0”，其標志是信息物理融合系統（CPS）和智能化生產。簡而言之，“工業1.0”是機械化時代，“工業2.0”是電氣化時代，“工業3.0”是信息化時代，“工業4.0”是智能化時代。
信息物理融合系統是互聯網發展的新階段。信息物理融合系統也稱之為智能技術系統，它不是獨立設備的集合，也不是單純的互聯網，而是由具備物理輸入輸出功能且可相互作用的元件組成的網絡。互聯網原來只限于傳統意義上的計算機，現在則是具備萬維網接口的任意設備。信息物理融合系統的基礎是數字通信技術，主要包括傳感器、執行器以及網絡化的智能組件技術。智能工廠就是把若干信息物理融合系統整合起來，形成更大的系統。
物與服務聯網是物聯網發展的新階段。物與服務聯網，就是所有的產品和服務都配備一個IP地址，通過標準協議彼此聯網，同時也和人聯網。物與服務的聯網，實質是基于數字技術的智能化服務。
機器對機器通信是指終端設備之間的數據交換。機器與機器之間的通信在電纜和傳統電器中早就存在，在“工業4.0”中，主要是增加了由無線服務和標準協議所建立的網絡。
根據德國《“工業4.0”白皮書》，實現上述內容需要解決五個方面的問題：價值創造網的水平整合，全生命周期內工程學的一致性，垂直整合和網絡化的生產體系，新的工作基礎設施，跨領域技術。①
英國的“高值制造”。英國政府面向未來的戰略是“高值制造”。“高值”是從價值形態上說的，“高值制造”就是高附加值的制造。“高值制造”是一場制造業的革命，它的產業形態是按需制造、分布式制造和產品服務化，它的技術形態是新興技術群、數據網和智能基礎設施。根據英國政府科學辦公室前瞻水平掃描中心的定義：“這場革命由新技術、新方法和新材料驅動，同時伴之以基于三維打印技術的本地化定制生產，走向產品加服務的商業模式――‘產品服務化’。”②
“高值制造”戰略的主題是資源效率、制造工藝、材料集成、制造系統、企業模式。在主題之下，又分為若干新興技術群和產業領域。新技術、新工具、新方法、新材料使制造形態和商業模式發生變革。
數據網是第二次互聯網革命的主要內容。互聯網是第一步，數據網是第二步。數據網為數據和網絡文本添加結構和意義，基于通用互聯網協議實現各種數據、物體的互聯，同時把互聯網分成專屬的“網絡分區”，從而改變網絡的價值。
智能基礎設施與互聯網革命密切相關。互聯網是在現有的基礎設施特別是固定電話網絡的基礎上發展起來的，而互聯網的革命將深刻改變基礎設施，不僅是數據傳輸基礎設施，還包括數據處理、數據儲存和電力供應，主要是智能電網、傳感器網絡的推廣和應用，以及對現有基礎設施的“拆拼再利用”。
美國的“先進制造”。美國面向未來的戰略是高端制造。根據美國科技顧問委員會的定義，“先進制造系指一組活動，它們依賴于信息、自動化、計算、軟件、傳感和網絡等的采用與協調，并運用物理學和生物學開發的前沿材料和新興能力，例如納米技術、化學和生物學。它既包括以新穎方式來生產已經有的產品，也包括制造基于新興前沿技術的新產品”。③簡言之，“先進制造”是指采用信息技術和網絡技術，并利用新材料等新興技術生產新產品的系列活動。
“先進制造”與數字革命相聯系。美國工程院認為當前正在發生的數字革命有三個特征：計算能力的持續增長，通信和分析能力快速提高，機器人技術和控制系統的進步。數字革命使高速計算機、先進傳感技術和先進材料不斷進入生產過程，這必將變革價值創造方式和就業格局，極大地提高生產率。美國信息技術與創新基金會建議支持“數字驅動型創新”，包括數據收集、存儲、處理、分析、使用和傳播等技術研發。
據中國專家的實地調研，美國正在進入“新硬件”時代。“新硬件時代，是以美國強大的軟件技術、互聯網和大數據技術為基礎，由極客和創客為主要參與群體，以硬件為表現形式的一種新產業形態。這里說的新硬件，不是主板、顯示器、鍵盤這些計算機硬件，而是指一切物理上存在的，在過去的生產和生活中聞所未聞、見所未見的人造事物。”④
上述智能制造的三種版本，“工業4.0”最優。各個版本雖然表述、重點有所不同，但我們由此可以得出三點基本結論：
第一，人類正在發生產業革命，這場革命不是把互聯網簡單應用到傳統產業領域，而是互聯網、物聯網、傳統產業三位一體的革命，智能制造是這場革命的典型表現。
第二，此次產業革命的根本特征是智能化，即原子世界與比特世界全面融合，人與人、人與物、人與服務、物與物、物與服務全面鏈接，基礎設施、生產過程和價值構成重新整合。
第三，數字技術是智能化的使能技術（或關鍵技術）。數字技術使云計算、大數據、互聯網新應用、智能工廠、機器人、增材制造和軟件設計等眾多新技術成為可能，而眾多新技術的突破又反過來為進一步數字化提供物理和生物基礎。
智能制造與新產業革命
一段時間以來，智能制造成為熱詞，但同時也在很大程度上被簡單化。很多人以為只要把互聯網引入傳統產業，智能制造就實現了。這是從傳統發展方式理解的智能制造，而不是從新產業革命的意義上理解的智能制造。作為新產業革命的主要部分，智能制造不是偶然的、孤立的，而是與新產業革命的三個要件不可分割的。這三個要件，也可以說是智能制造的三大支柱，就是勞動力知識密集化、勞動工具數字化、勞動對象服務化。
勞動力知識密集化。所謂勞動力知識密集化，是指勞動力不僅接受過專業教育，而且還具有即時學習的能力，從而使專業知識交叉融合、知識與操作交叉融合。
在傳統工業化的發展方式中，研發、設計、銷售、服務等知識密集環節與制造環節相對分離，學科之間、理論與實操之間線性接續，互不交叉，因而需要的是專業型的員工。智能制造產業鏈是非線性的、矩陣式的，各個環節平行運行、交互作用、協同優化，生產系統的復雜性增強；由于分布式制造和產品服務化，產業鏈已不僅限于企業內部，而是跨企業、跨地域的。這就要求勞動力既要具有專業知識，同時又要有跨學科知識；既要有理論知識，又要有實際操作能力。跨學科、跨專業、跨領域的復合型、主動型人才成為主要需求。這種新型的勞動力既是設計者、研發者，又是協調者、操作者；既懂軟件和硬件技術，又懂機械和制造技術。與自動化相適應的是專業化的人才，與智能化相適應的是復合型人才和能力型人才。
需要說明的是，智能制造并不取消專業性，而是在專業性的基礎上要求全面性，能夠融會貫通，理解全局。這種全面性之所以可能，是由于互聯網使海量知識資源能夠即時共享，只要愿意，人們可以在任何時間、任何地點獲取所需的知識。E學習、APP學習、微信學習、游戲學習等新型學習、教育方式，為勞動力知識密集化提供了新的途徑和機遇，據《歐洲產業和企業數字轉型》報告，E學習市場在未來十年間將增加15倍，占全部教育市場的30%。
勞動力知識密集化在就業結構上體現明顯。據美國布魯金斯學會的一份報告，美國高端產業雇傭了全美80%的工程師。美國由“從事科學和工程學、建筑與設計、教育、藝術、音樂和娛樂的人們”構成的“創意階層人士”，2000年已經占到就業人口的近1/3，歐洲平均也在25%～30%。美國創意產業的薪酬占到全美所有產業薪酬的將近一半，相當于制造業和服務薪酬的總和。⑤2011年，勞動年齡人口受過高等教育的人口比例，美國為61%，俄羅斯為54%，日本為41%。可以說，科學家、工程師等專業人員在就業結構中已經居于主導地位。
生產工具數字化。所謂生產工具的數字化，是指數字程序控制的生產工具和生產工具的虛擬化，以及生產工具與虛擬生產工具之間的交互結構。例如，數控機床就是生產工具由數字程序控制；計算機輔助設計系統（CAD）就是生產工具的虛擬化。
工業文明的生產工具是大機器，而且是自動化的機器，生產裝置在無人干預的情況下自動運行，從而把人從繁重的體力勞動和有害的環境中解放出來。
這種情況在新產業革命中改變了。按照IBM工業研究院哈德?鮑姆的觀點，智能制造或第四次工業革命的基礎是五種技術創新，即移動計算技術、社會化媒體技術、物聯網技術、大數據技術、分析和優化技術。它們相互影響，從根本上改變了增值、商業模式和產業形態，也改變了生產工具的形態。機器裝備等勞動工具普遍使用信息技術、通訊技術和網絡技術，形成信息物理融合系統，包括高端數控機床、工業機器人、柔性制造系統等。數字化工具在生產的每一個環節和生活的全部過程，實時感知、分析、處理和控制，相互交流并與周圍環境交流，自動更改配置并存儲信息，分布式地自我組織，提供和執行全流程最優化方案。
生產工具的數字化使軟件具有了戰略意義，軟件的研發成本也占據了重要份額。西門子公司軟件研發的支出占了整個集團研發預算的大約40%，達到了40億歐元。據國外專家估計，當前純工業軟件的世界市場份額已達180億歐元，預測未來每年還將上升8%；工業型軟件在有關物流、安全和能源管理領域的額度已超過1000億歐元。⑥
生產工具的數字化也使生態文明成為可能。數字化使技術體系能夠通過提高單位資源效率的方法來增加產品總量，在生產、分配、交換和消費等全部經濟、社會過程中減少資源消耗和廢物產生，對廢物進行資源化和再利用，把物質消耗和環境污染維持在自然界自我修復能力的范圍以內。
勞動對象服務化。所謂勞動對象的服務化，是指勞動對象特別是勞動產品從物質單體變成從物質單體誕生直至回收的系統，而服務是該系統的主要部分。
工業化發展方式中的勞動對象，從動力上看，是大規模的化石能源特別是石油、天然氣和煤炭；從原材料上看，是大規模的鋼鐵、水泥等礦物質材料；從最終產品上看，是大規模的實物商品，所有產品都是物質實體，從研發、設計開始，在制造終端完成。
而在新產業革命中，產品變成與服務一體化的系統，這個系統包括實體產品，以及圍繞實體產品的服務。據陜汽公司提供的數據，目前平均一輛卡車的售價為30萬元人民幣，但卡車使用以后產生的成本是500萬，在卡車整個生命周期內，服務的價值占絕大部分。所謂整個產品生命周期，是指產品系統從產品設計、研發開始，經過制造、售后，直至回收再制造的全過程。
產品系統中的服務，主要包括單體產品服務――產前、產中、產后服務等，以及單體產品衍生服務――服務是主體，單體產品是載體或工具，還包括無產品服務――與單體產品無關、但經濟上有關的結構。其中單體產品服務是最核心的服務，產前服務是指產品的研發和設計，這是一個以產品為核心，制造商、供應商、用戶、創新者、投資者等利益相關者參加的設計、研發圈；產中服務主要是廠內和社會的相關生產；產后服務則是從產品誕生直到實體產品消失為止的服務“長尾”。據麥肯錫全球研究院的一份報告，發達經濟體制造業服務類投入占到制造業產出的20%～25%，制造業崗位中30%～55%具有服務性職能，若加上外包服務，美國制造業服務類崗位已超過生產類崗位。據筆者實地調研，2014年，中國智能制造走在前列的陜西汽車股份公司，利潤的44%來自于產品服務。2005年世界著名傳統制造公司利潤的50%以上來源于服務活動，全球500強企業中56%的公司從事服務業。而且制造業企業的生產，越來越依靠金融、電信、物流等服務性企業，據美國布魯金斯學會的一份研究報告，美國高端產業每個工人每年從其他商業服務中采購23.6萬美元的商品和服務，而其他產業的采購僅為6.7萬美元。
智能制造與中國機會
以智能制造為重要內容的產業革命，向包括中國在內的所有國家都敞開了窗口。同時，向中國敞開的還有另外兩個窗口，一個是巨大的經濟存量的轉型，另一個是工業化和城市化中后期帶來的經濟增量。如果說經濟增長速度換擋期、結構調整陣痛期與前期刺激性政策消化期在同一時間重合出現，是老的三期疊加，那么，新產業革命的發生期、新發展方式的形成期、全面小康社會的建成期同時重合出現，則是新的三期疊加。如果說老三期疊加困難不少，那么新三期疊加則是機遇大于挑戰。
新發展方式形成期提供的第二窗口。新發展方式形成期的機遇首先是大規模實體經濟提供的載體空間。我國具有世界最大規模的實體經濟，面臨轉變發展方式。物質消耗和環境容量已經走到臨界區域；低端外部需求已經接近極限；單純以廉價勞動力、廉價商品和薄利多銷為內容的向下競爭，已經走到盡頭，加速形成新的發展方式上升為剛性需求。巨大的經濟存量要求經濟發展方式必須從以物質資源投入為主轉變為以人力和知識資源投入為主，即用無形資本替代有形資本，真正轉型為一個知識型、創新型、服務型的經濟體，實現智能型增長。
其次是大規模城市化提供的增量空間。2014年我國城市化率已經超過54%。如果按照每年轉移1000萬農村勞動力的速度計算，10年后還會有1億人口城市化。城市化必然引起經濟結構的轉型升級和經濟總量的巨大增長，也必然引起我國消費規模的巨大增長和消費水平的大規模升級，相應地也將對智能制造產生巨大需求。我國的城市化是在發達國家城市化完成以后開始的，又是人類歷史上最大規模的城市化，有條件不重復、也不應該重復先發國家傳統城市化的老路，即先污染后治理、先粗放后集約、先發展后轉移的道路，而必須一開始就以智能制造、生態經濟支撐。
全面小康社會建成期提供的第三窗口。我國已經度過了溫飽階段，實現了整體小康，正在建設全面小康。2012年的統計公報反映，城鎮居民和農村居民消費的恩格爾系數都在下降，而且兩個數值越來越接近。從經濟規律來看，在溫飽問題尚未解決的階段，人們的需求主要集中在生活資料領域，生產和消費水平比較粗放；而在溫飽問題解決以后，人們的物質消費不僅有較大的增長，而且會出現重大的升級，同時人們的非物質性消費也大幅度增長、升級。這就為智能制造、高端服務開辟了新的領先市場。
新三期疊加放大了智能制造的機會窗口。有一種觀點，認為我國制造業整體水平處于中低端，發展很不平衡，存在大量“工業2.0”產業，因此，中國智能制造只能分兩路走。一路是大多數弱勢產業，必須循序漸進，從“工業2.0”上升到“工業3.0”，然后到“工業4.0”；另一路，是少數優勢產業，有可能直接從“工業3.0”進入“工業4.0”。
除了上述兩路大軍以外，還有一路大軍，他們已經處于智能制造階段，雖然水平不一定是世界最高的。如華為、中興、陜汽、海爾，等等，他們是我國智能制造的第一方陣。
處于“工業2.0”階段的產業，以及城市化形成的增量產業，不一定按部就班地從“工業2.0”到“工業3.0”再到“工業4.0”，雖然也有這種可能性。由于新三期疊加，放大了智能制造的機會窗口，出現了“畢其功于一役”的現實可能性，即三路大軍幾乎同時進入智能制造階段。我們既要看到老的三期疊加，同時又要看到新的三期疊加，而且我國經過30多年的高速發展，已經處于新的歷史起點：整體上已經渡過溫飽階段，進入工業化和城市化的中后期，科教興國和人才強國戰略帶來的科技人力資源紅利正在顯現，只要戰略選擇得當，經過扎實工作，三路大軍完全可以平行實現智能制造。
智能制造的中國戰略
新三期疊加的窗口已經打開，必須采取必要的戰略，為智能制造準備充分而必要的條件，否則也可能喪失機遇。
人力資源超增長戰略。人力資源超增長戰略，就是在從2016年到2025年10年左右的時間內，通過投入和優化結構，急速使我國新增勞動人口普及高中階段教育，55%達到大專及大專以上文化程度。
如果持續使新增勞動人口的55%達到大專及以上文化程度，就要求高等教育入學率，即在校大學生占該年齡段人口的比例，必須達到55%。國際上通常認為，高等教育大眾化階段的毛入學率在15%～50%，普及化階段的毛入學率在50%以上。高等教育毛入學率超過50%的國家，全球有54個；⑦經合組織國家高等教育毛入學率為55%。
人力資源超增長戰略具有現實可能性。一是由于新增勞動人口的減少，中國勞動適齡人口已經處于一個加速減少的時期。據專家預測，中國勞動適齡人口在2015年達到峰值，此后將開始減少，2020年后減少甚至會加速。實際上，從2012年開始，我國勞動適齡人口已經連續3年減少，分別減少了345萬、244萬、371萬。新增勞動人口的減少是個劣勢，但又是個優勢，即縮小了受教育人口的基數。二是我國具有適當擴大教育規模的公共財力和社會資本。新增勞動人口的減少和教育規模的適度擴大，使較大幅度提升入學率成為可能。
2013年我國高中階段教育毛入學率為86.0%。十一五期間，高中階段教育毛入學率平均每年增加近6個百分點，十二五前三年增速放緩，每年增加1個百分點強。根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010～2020年）》，2020年高中階段教育毛入學率達到90%，在此基礎上，經過努力工作，每年增加2個百分點，到2025年普及高中階段教育是可以做到的。
2013年，中國高等教育毛入學率達到34.5%，與全球平均水平（2012年為32%）⑧相當。從2014年開始，全國本專科招生總規模已達到當年年滿18歲人口的46%。如果全國本專科招生人數每年保持在700萬，那么到2020年，全國本專科招生總規模占當年年滿18歲人口的比例將超過55%，當年的高等教育毛入學率也將超過50%。十二五前三年高等教育毛入學率平均每年增加近3個百分點。2020年以后，若使高等教育毛入學率每年增加1個百分點，到2025年中國高等教育毛入學率可以達到55%。
人力資源超增長具有重大戰略意義，不僅可以使我國獲得自主創新所需的人力和社會基礎，而且還能夠使這種基礎從此長期延續。當新增勞動力資源50%受到大專以上教育以后，即使全社會勞動力走出減少期、再度進入增長期，新增勞動力受教育水平仍將保持在50%以上的高位水平，不會降低。這種社會遺傳機制，是人類文明進步規律之一。
實施人力資源超增長戰略的主要政策包括：
第一，實行中等專業學校義務教育。凡中等專業學校教育一律免費，爭取在較短的時間內，實行12年義務教育。
第二，發展多層次應用型大學。除211等高校按研究型大學重點支持外，其他普通高校和大量高職高專院校都應向應用型大學轉變。吸引社會資金特別是企業參加興辦多種所有制的高等職業和高等專業技術學校。應用型大學對人才的培養和科研活動經費少部分來自財政撥款，絕大部分是市場化的，根據企業訂單培養人才，根據企業合同開展設計、研發等創新服務。
第三，建立全民即時學習平臺。依托國家開放大學（中央廣播電視大學），整合大學、中學、小學和職業教育優質資源，建立全民素質教育平臺，普遍開展學歷和非學歷的自學教育，隨時隨地向全體公民開放，三網融合，免費學習，知識共享，最大限度增強科學文化的正外部性，使一切有學習意愿的人，特別是廣大農民、工人、戰士、老少邊窮地區人民、低收入人群能夠與條件優越的人群一樣擁有優質教育機會。
第四，建立復合型人才教育模式。中學教育廢除文理分科，大學教育、科研、實習采取矩陣模式，學生可以跨專業、跨學科選課，也可以跨院系參加科研項目，跨領域參加生產實習，培養學生發現問題和綜合解決問題的能力。鼓勵大學依托企業建立教學、科研、實習基地，企業依托大學建立人才培養基地。社會教育、職業教育學用結合，以用為主，為制造業源源不斷地輸送適用人才。
輕資產優先增長戰略。輕資產優先增長戰略，就是把知識性、技術性資產置于經濟發展的首位，優先投資，優先形成生產能力，優先市場準入，使創新型企業在設計、研發、專利、版權、標準、品牌、培訓、服務等方面的輕資產投資超過設備、材料等重資產投資。
輕資產優先增長，是國際經濟轉型的基本趨勢。在制造業產業鏈中，重資產已經下沉到低端，而輕資產則上升到高端，而且以輕資產為核心的無形資產投資占比超過有形資產。據美國《科學與工程指標2014》顯示，知識與技術密集型產業占GDP的比例，美國高達40%，歐盟、加拿大、日本和韓國等主要發達經濟體為30%左右，而我國僅為20%左右。據英國學者的一份研究報告，2007年，英國私營部門無形資本投資為1330億英鎊，而有形資本投資為950億英鎊，無形資本投資占比58%，物質資本投資占比42%，前者高出16個百分點。2000年至2007年，英國私人部門生產率增長的2/3來源于無形資本投入。
我國具有輕資產優先增長的知識和技術資源。科技人力資源總量已經超過7000萬，世界第一；年研究與試驗發展（R&D）經費支出超過13000億人民幣，居世界第二；高等學校2500多個，科研機構3600多個，規模以上工業企業研發機構30000多個；2014年受理發明專利申請92.8件，連續4年位居世界首位；PCT專利申請量增長強勁，位居世界第三，占全球總量的11.9%；2004年至2014年（截至2014年9月）我國科技人員共發表國際論文136.98萬篇，位居世界第2位。
我國已經具有充裕的公共財力和社會資本。經濟總量位居世界第二，2014年財政收入11140億元，外匯儲備38430億美元；24個省市的地方總產值過萬億。此外，還有龐大的民間資本。
篇3
作者簡介
夏妍娜，深圳華制網絡科技有限公司董事長，深圳華制智能制造技術有限公司總裁。
德國工業4.0的研究者與宣導者，創建了中國規模最大的工業4.0實訓道場網絡，并成功舉辦了中國首場工業4.0全球高峰論壇。她一直致力于精益制造和工業4.0的推廣，對德國、美國及日本制造有非常獨到的見解。
趙勝，全球創新網絡控股公司(Global Innovation Network Holding)CEO、硅谷創新谷孵化器(Innovalley Incubator)董事、硅谷創新學院董事、以色列創新谷孵化器(Innovalley Incubator)董事、以色列創新學院董事、華制國際CEO。
他游歷過百余國家，長期活躍于德國、美國硅谷、以色列、日本和韓國等地，對移動互聯網、物聯網、工業大數據、云計算等熱門概念深有見地。
內容簡介
雖然互聯網帶來的時代變革才剛剛開始，但產業互聯網時代已經到來，放眼全球，發達國家利用技術優勢，已然開始行動。在歐洲，德國提出了“工業4.0”戰略，試圖摸索未來工業生產的新途徑；在美洲，美國政府喊出了“再工業化”“能源互聯網”等口號，發動了以“工業互聯網”為代表的一系列“先進制造業”計劃；而在亞洲，日本、韓國也利用智能技術正在迎頭趕上。
德國工業4.0是把工廠、機器、生產資料和人通過網絡技術高度聯結，形成自組織的生產，其內涵已經遠遠超越機器的自動化。西門子的“數字化企業平臺”系統為數字制造提供了載體；寶馬的虛擬手勢識別系統讓制造汽車酷炫好玩；大眾早已用機器人制造汽車，大大解放了工人的勞動力；高智能、高性能的庫卡機器人游走在各種工廠之中；博世的射頻碼系統讓智能工廠躍然眼前……百年底蘊的德國制造散發出未來之感。
工業4.0不僅為中國的工業生產提供了一種全新思路，而且與中國國策“兩化融合”(工業化與信息化深度融合)戰略不謀而合。新一屆中國政府鼎力推薦工業4.0，工信部快馬加鞭制定“中國制造2025”，都是為了使工業4.0能順利落地中國，并開花結果，升級“中國智造”，調整就業的結構性失衡。中國版“工業4.0”——“中國制造2025”是我們未來十年的國之大略。
工業4.0，正在發生的未來……
目錄
前言全球視野下的工業4.0
引子未來暢想：一臺來自工業4.0時代的冰箱
第一章新一輪全球工業革命的標準之爭//001
前工業4.0時代//002
進入工業4.0時代//013
工業4.0 VS.工業互聯網：新工業革命的標準之爭//023
中國的選擇//031
第二章工業4.0的目標和基石//045
工業4.0的目標：智能制造//046
工業4.0的硬件基礎//062
工業4.0的軟件支撐//080
工業4.0的人才保障//103
第三章工業4.0的實踐//114
西門子的數字化魔力//115
寶馬：機器人接管工廠//124
大眾與庫卡：人機領跑工業4.0 //135
SAP：推動工業4.0從理念到應用//142
博世：看智能工廠有多智能//148
硅谷與智能化浪潮//155
第四章中國的工業4.0之路//164
構建軟硬件一體化智能系統//166
全面使用智能設備//174
大力推進人才隊伍轉型//180
潛心夯實精益管理//187
參考文獻//194
作者簡介//196
后記
篇4
20世紀以來，在世界范圍內興起了一場新技術革命。其影響之廣泛，意義之深遠，是以往任何一次技術革命所不可能比擬的。過去的工業技術革命，均是為了把人類從沉重的體力勞動中解放出來，是人類體力的增大與外部器官的延伸；而這次技術革命，卻是把人類從繁雜的腦力勞動中擺脫出來，是人類腦力的增大。古生物學家斯蒂芬·古爾德(Stephen.J.Gould)曾經寫道：“我所讀到的生命史，是一連串穩定狀態，其間有少數迅速發生的重大事件所界定的間隔，并借此建立了一個穩定狀態。”[1]這個歷史的間隔即所謂的技術革命。雖然人們對技術革命的存在及歷史地位予以承認并達到一致，但對于技術革命特別是20世紀以來所發生的新技術革命的劃分以及起始時間，在認識上仍有相當差異。人們從不同的認識角度，用不同的認識方法，對客觀歷史進程作出多種不同的描述。然而由于科技革命不僅是研究科技歷史的重要工具（例如，世界古代科學史與近代科學史的分期線是1543年，即哥白尼的偉大著作《天體運行論》的出版，這也是第一次科學革命的開始），也是研究社會問題的基點之一。這是因為它不僅極大地推動了人類社會經濟、政治領域的變革，也影響了人類生活方法、思維方式的發展。因此對上述問題的澄清和界定，具有一定的必要性和現實意義。
二、關于稱謂
當今學術界，對于上述新技術革命的稱謂，至今還是見仁見智，莫衷一是。迄今為止的人類歷史上規模最大、影響最深遠的科技革命，稱謂竟沒有為世人基本認同，似乎與其偉大意義難以相稱。總結眾多學者的描述，這場新技術革命常見的稱謂有：“現代科技革命”、“新技術革命”、“第三次浪潮”、“第三次或第四次科技革命”及“智能技術革命”等幾種提法。這些稱謂都可以從不同的角度指征這場科技革命，但讓人總覺有所不足。鑒于以下理由，我們將這場新技術革命稱為“信息技術革命”。
理由一：“現代科技革命”中的“現代”和“新技術革命”中的“新”這兩個詞都是時間概念。“現代”一詞對于現代的人們可以確切地知道它所指的內涵，但幾百年以后，仍用“現代”來指征這場科技革命，則就難以切中了。而“新”字，今天可以稱“新”，他年可能應該稱“舊”，因此，也沒有揭示這場科技革命的基本特征[2](P9)
理由二：“第三次浪潮”、“第三次或第四次科技革命”中的“第幾次”這個次第數字只能說明這次科技革命相對于前幾次科技革命所發生的排序，是一個相對的概念，僅從字面上也不能指征這次科技革命的基本特征。況且，究竟是第幾次，標準也不一樣。
理由三：按照技術功能論的思想，信息技術就是一切能夠擴展人的信息器官功能的技術。具體包括有關信息的產生、收集、交換、存儲、傳輸、顯示、識別、提取、加工和利用等技術，其中最重要的是傳感技術、通信技術、智能技術和控制技術。而在這四項信息技術（又稱信息技術四基元）中，通信技術和智能技術處在整個信息技術的核心地位，而傳感技術和控制技術則是核心技術與外部世界的接口。目前為止甚至還有人提出廣義信息技術的概念，把信息技術的的基礎技術（指新材料、新能量技術）、支撐技術（指機械技術、電子與微電子技術、激光技術和生物技術等）和信息技術的應用技術（即應用在經濟、社會領域的各類具體技術）也包括進來。例如，曼紐爾·卡斯特就認為：“我把遺傳工程及其日益擴大的相關發展與應用，也包括在信息技術里。這不僅是因為遺傳工程的焦點是對生物信息符碼的解碼、操縱，以及最后的重組，也是因為生物學、微電子學和信息科學無論在應用與材料上，甚至更基本的概念取向上，似乎已經彼此匯聚互動。”[3](P6)
一般來說，新技術革命自興起至今大致經歷了兩個基本階段（見下文的討論），20世紀40-50年代是新技術革命的形成階段，其主要標志是原子能、電子計算機和空間技術的誕生，其中計算機技術開辟了人類智力的新紀元。從20世紀70年代開始，新技術革命進入全面發展的新階段。其主要標志是信息高速公路，即網絡技術等。網絡是現代通信的新表現方式，從技術的角度來看，網絡是由計算機技術與通信技術等技術相結合而成。
我們把整個世界作為—個龐大的通信系統，通信與計算機的關系應被確認為，計算機與通信具有同等重要的地位，而不是把通信看作是計算機的外圍設備。智能技術是思維器官功能的延長，僅包括計算機（軟件和硬件）技術、人工智能專家系統與人工神經網絡技術。所以，“智能技術革命”不足以指征這場新技術革命的基本特征。況且智能是與體能相對應的概念，這正像我們沒有將“蒸汽技術革命”和“電力技術革命”稱謂為“體能技術革命”一樣，同樣也不能將這場新技術革命稱謂為“智能技術革命”。
綜上所述，信息技術是新技術革命的重要標志。以微電子技術為基礎的計算機技術與光纖通信技術結合在—起，形成了新技術革命的核心，它目前是新技術革命的主導技術。我們知道技術革命就是指人類改造世界的技術手段的巨大變革，是舊技術體系的揚棄，新技術體系的確立，實質上就是不同歷史時期起主導作用的技術以及以主導技術為核心的技術群的更迭過程。因此，如果把前兩次技術革命依次稱為“蒸汽技術革命”和“電力技術革命”的話，那么這場新技術革命就可被稱為“信息技術革命”。
三、信息技術革命的起訖時間與劃分
（一）歷史的回顧
人類的技術革命之產生可以追溯到由新石器時代向青銅時代的過渡時期，這一次偉大的轉變被西方的一些學者稱為第一次浪潮，而完整意義上的科學技術革命則是發生于近代史上的事情。因此本文對于科技革命的考察是從近代科技革命入手的，類擬于信息技術革命的稱謂，近代歷史上究竟發生過幾次科技革命，目前也有不同的觀點，但比較有代表性的說法主要有四種，即二次說、三次說、四次說及多次說。
二次說認為，第一次科技革命是18世紀起源于英國的工業革命，標志是在牛頓力學和熱力學基礎上發展起來的蒸汽技術及其廣泛的應用；第二次科技革命是第一次科技革命之后至今仍在進行的革命，其標志是電力的應用以及現代科技革命。
三次說對第一次科技革命的認識與前者是相同的。而第二次科技革命是指19世紀末以電的應用為標志而發展起來的電機、電訊及汽車等一系列的新技術。二次大戰后期至今則是第三次科技革命，標志是原子能技術、空間技術、電子計算機技術、通信技術及生物技術等的發展。此外，三次說還有另一種觀點，即第三次科技革命開始于20世紀70年代，并不是開始于二次大戰后期即20世紀40年代。
四次說關于第一次、第二次科技革命的認識與上述基本一致，其區別在于進一步提出第四次科技革命，認為第三次科技革命是從20世紀40年代開始的原子能技術、電子技術及空間技術為中心內容的科技革命。第四次即現在正在進行中的科技革命，時間及標志是70年代以來以微電子技術及通信技術為核心的新興技術群引起的當代技術領域的巨大變革。
多次說關于第一次、第二次科技革命的認識也與上述基本一致。但其認為第二次世界大戰以來，幾乎每過10年，科技都要發生一次革命性的巨變：
1945-1955年，第一個10年，以原子能的釋放與利用為標志，人類開始了掌握核能的新時代；1955-1965年，第二個10年，以人造地球衛星的成功發射為標志，人類開始了擺脫地球引力向外層空間進軍的時代；1965-1975年，第三個10年，以重組DNA實驗的成功為標志，人類進入了可以控制遺傳和生命過程的新階段；1975-1985年，第四個10年，以微處理機的大量生產和廣泛使用為標志，揭開了擴大人腦能力的新篇章；1985-1995年，第五個10年，以軟件開發和大規模的信息產業的建立為標志，人類進入了信息革命的新紀元；1995年至今，以互聯網成為核心技術并滲透到人類生產和生活的各個領域為標志，人類開始進入知識經濟社會。
（二）問題的癥結
關于近代科技革命發生的歷史，以上幾種說法比較常見的主要有三次說和四次說，只有較少數的學者贊成二次說和多次說。二次說的主要代表是《大不列顛百科全書》，書中認為，1760-1830年的工業革命是世界上迄今為止最重要的發展階段，因為它標志著現代工業化的開始，并導致了都市化。書中沒有把第一次革命與在此之后發生的第二次、第三次或第四次革命并列看待，而認為在第一次“革命”之后，一些重要事件對世界經濟社會發展有重大“影響”。在此我們不想對二次說做過多的討論，關于電力和計算機技術的革命性在許多書中許多學者都曾做過論證。筆者認為，近代科技革命的二次說主要是對電力和計算機技術革命的影響性及革命性認識不足，而且其判斷的標準主要是工業的現代化和城市化或都市化。而由上可知，多次說認為，幾乎每過10年，科技都要發生一次革命性的巨變，但從他們的認識來看，很難斷定每次巨大變化是否是真正意義上的科技革命。綜上所述，人們對近代以來的第一次科技革命（即蒸汽技術革命）和第二次科技革命（即電力技術革命）的認識基本上達到一致。因此，近代歷史上所發生過的科技革命的起始時間及劃分，各種說法的主要區別和爭議之處，即問題的癥結，應主要包括以下兩個方面：
第一、信息技術革命是否發生在二戰后20世紀40-50年代，即信息技術革命的起始時間問題。
第二、20世紀40年代與70年代所發生的技術變革是否屬于同一次革命，即三次說還是四次說。
（三）問題該怎樣認識
下面將分別對上述兩個問題進行討論。
篇5
我個人認為“客廳革命”這種觀點很狹隘，這是從電視人的視角來看電視，而不是從用戶的視角來看電視。
從電視人的角度來看，智能電視增加了傳統電視不具備的娛樂交互功能，將互聯網從書房接入了客廳；但從用戶的角度來看，電視還在客廳原來的位置上，其位置和角色并沒有發生根本性革命。
電視的真正革命應該是“去客廳化”。今后智能電視將遍布生活的各個角落，不僅僅局限于客廳，還將包括臥室、廚房、書房、洗手間甚至是汽車等移動場所。電視將迎來一個泛化的時代，出現在所有需要獲取信息的地方。從這個層面來看，電視業不存在“客廳革命”，真正的革命應該是“去客廳化”。
“盒子”價值不如當年的VCD
“盒子”是企業對電視進行功能改造的一個工具，但它并沒有創造出獨特的用戶價值，從某種程度上說，它的價值還不如當年的VCD、DVD。我們回想一下，在電腦、手機等設備沒有進入家庭的年代，VCD、DVD最大的價值是實現了節目的定制化，消費者想看什么就可以播放什么，打破了電視臺的線性節目供應，所以，這類產品當時廣受歡迎，成為電視伴侶，幾乎家家必備。
現在再來看各企業推出的盒子，它將互聯網內容移植到電視上，試圖對電視進行電腦化改造，看起來是豐富了電視的內容，但它所提供的內容我們通過智能手機、電腦等設備都可以輕松得到，與當年VCD、DVD帶給用戶的獨擅價值不可同日而語。所以，在當前信息環境下，電視盒子并沒有創造出獨特的用戶價值，不可能成為電視的新伴侶，各企業推出盒子的市場反應也驗證了這一點。
電視不會消亡，將更具活力
我個人認為，電視與收音機、膠卷這類產品的命運截然相反。收音機由于功能單一，被功能更為豐富的電視替代了，現在主要存在于汽車等移動設備上；膠卷先是被數碼相機取代，現在數碼相機的功能又被整合到手機、PAD等設備里。這兩者的消亡都是因為技術的進步孕育出了功能更豐富的產品。
電視與收音機、膠卷不一樣，它的真正普及還沒有開始，今后將借助技術的力量得到全面爆發。正如前面所說的，未來被稱為電視的產品越來越多，比如在出租車上的小屏幕我們稱為電視，在商場里用于展示產品的大屏幕我們也會稱為電視，這樣一來，電視概念不是消亡，而是更具活力，這些泛化的電視產品之間也會形成多屏互動的局面，帶給消費者更大的便利。
電視“觸網”僅是變革的第一步，最核心的變革不是網絡化而是社交化。今后的電視產品將無處不在，并且高度智能，會成為人類生活一個非常重要的社交端，讓用戶以它為中心組建生活圈。電視網絡化只是手段，而社交化才是最終目的。
篇6
范文一 XX鄉加強農村人居環境整治開展農村“廁所革命”工作實施方案為貫徹落實****關于“廁所革命”的重要指示精神及省、市、縣關于開展“廁所革命”的決策部署，進一步推進“廁所革命”，補齊影響群眾生活品質的短板，特制定本實施方案。一、基本原則按照“政府引導、農民主體、先易后難、突出重點、先規劃后實施、先申報后
農村“廁所革命”工作實施方案 本文內容：
XX鄉加強農村人居環境整治
開展農村“廁所革命”工作實施方案
為貫徹落實****關于“廁所革命”的重要指示精神及省、市、縣關于開展“廁所革命”的決策部署，進一步推進“廁所革命”，補齊影響群眾生活品質的短板，特制定本實施方案。
一、基本原則
按照“政府引導、農民主體、先易后難、突出重點、先規劃后實施、先申報后考核驗收再獎補”的原則，實施整村推進，抓好集中建設，爭取上級專項獎補投入。
二、主要目標
根據上級任務分配，XX年XX鄉改廁任務XX戶，遵行先易后難，整村推進的原則，確認全鄉XX年改廁整村推進村為XX村，上述整村推進村到年底衛生廁所普及率要達85%。
三、
改造范圍
農村無廁所戶和未達到農村衛生廁所標準的簡易廁所。
四、資金補助
戶廁改造省級獎補資金XX元/戶，建議進行分類補助：
第一類：改造一戶含衛生間、化糞池的衛生廁所補助XX元/戶；第二類：配套新建一個1.5m3的三格化糞池，補助XX元/戶，配套新建一個2m3的三格化糞池補助XX元/戶；第三類：維修改造一戶原有衛生間，化糞池基本配套的廁所補貼XX元/戶。
五、實施要求
（一）
嚴格改造標準。無害化衛生廁所改造應該按照國家《農村戶廁衛生規范》（6B19379-2012）、《糞便無害化衛生要求》（6B7959-2012）實施，農村戶廁以“十有”為主要內容，即室內有門窗、有房頂、有地坪、有平整墻面、有一人高、有蹲便器或坐便器、有水沖、有紙簍、有標牌、室外有無害化處理設施。室外糞污無害化處理重點推廣三格化糞池模式，第一格為一級厭氧發酵池，第二格為二級厭氧發酵池，第三格為好氧發酵池；在集鎮社縣，有條件的統一接入集鎮污水管網，進行集中處理。
（二）理順實施流程。按照“統一設計、統一采購、統一施工、統一驗收”的“四個一”要求實施。鄉村兩級負責摸清底子，建立臺賬；縣農村改廁工作領導小組統一招標采購廁具、設施，統一技術標準；施工、安裝工程以為單位統一組織；廁改完成后，由鄉組織初驗后上報縣級驗收。
（三）明確責任主體。第一類廁所改造由農戶申報，村、鄉簽字認可，農業農村局審核后由農戶自行組織實施；第二類廁所改造由鄉或村負責組織，鄉為責任主體，具體負責實施轄縣內的改廁工作，村民作為受益主體，應積極主動參與改廁工作；第三類廁所改造由農業農村局統一組織實施。
（四）確保工程質量。鄉負責加強工程施工管理，保證工程質量和安全，科學降低改廁成本。
六、XX年工作步驟
（一）動員部署（XX年7月中旬）
1.建立機制。鄉黨委、政府制定切實可行的改廁方案，成立相應機構，明確人員，負責指導、督辦、檢查廁改工作，推進各項具體工作。
2.調查摸底。以村為單位，調查摸底農村戶廁現狀，掌握建設數量，并分別以戶、村為單位建立臺賬。
3.宣傳培訓。通過村民大會、張貼宣傳標語、“村村響”廣播、戶外公示欄等多種形式，全覆蓋開展“廁所革命”宣傳，營造廁改氛圍。通過外出學習考察，召開專題培訓會等形式，組織村干部、施工人員進行專題學習，重點普及無害化衛生廁所基本常識、建設標準、技術規范、模式選擇等知識，確保廁改管理人員和施工人員掌握技術，規范施工。
（二）全面推進（XX年8—10月）
改廁整村推進村全力推進改廁工作，著力構建縣、鄉、村三級聯動，集中力量打好“廁所革命”攻堅戰。
（五）考評驗收（XX年11—12月）
項目村完成改廁任務后，向鄉申報驗收，鄉對項目村進行初驗，初驗合格后向縣農村改廁工作領導小組辦公室提交復核資料，縣農村改廁工作領導辦公室進行驗收，驗收結果作為獎補的重要依據。
七、保障措施
（一）加強組織領導。成立XX鄉加強農村人居環境整治開展農村“廁所革命”工作領導小組，具體負責全鄉農村改廁工作的協調指揮、調查調度、監督考核等日常事務。
（二）強化資金保障。根據預算，采取五個一點解決“廁所革命”資金保障問題，即財政配套一點、項目整合一點、工作組投入一點、鄉村投入一點、農戶自籌一點（投工投勞）確保改廁順利進行。
（三）嚴格督導考核。鄉農村改廁工作領導小組要加強對廁所施工質量的巡查與指導，重點把好“四關”：一是嚴把材料、產品質量關。要保留好相關廠家資質、產品合格證明等復印件，做好備案。二是嚴把施工關。廁所改建必須由經過培訓的施工人員或有實力的施工隊伍承擔，落實工程質量和安全責任制。施工人員或隊伍要承擔一定期限的保修和返修責任，確保廁所質量和使用壽命。三是嚴把農戶簽字關。改廁后，由農戶對施工質量進行簽字確認，農戶不滿意的由施工方整改。農戶簽字后，農戶廁改登記表以村為單位存檔保管。四是嚴把資金監管關。任何單位和個人不得截留、擠占和挪用廁改資金，確保專款專用。在申報驗收、復核獎補過程中，發現弄虛作假、欺上瞞下、虛報冒領的，一經查實，上報紀委進行嚴肅處理。
范文二
為了便是由于上廁所難，解決“危害老百姓生活質量的薄弱點”。現如今的智能公廁是集蹲位感應器、客流量收集、自然環境數據統計分析、耗能操縱、滿意度測評、公共廁所云服務平臺等作用于一體。
來自于智能產品的發展趨勢和時代變遷，代表著大家的公共廁所應當開拓創新，變成“智能公廁”。
根據“互聯網 公共廁所”的構思，智能公廁智能管理系統運用物聯網技術的數據收集作用，融合互聯網技術數據融合剖析，開發設計出智能公廁導視系統系統軟件，擺脫了“找不著公共廁所，排長隊難，自然環境差”的窘境。
它能夠處理臭味操縱，節約用水環保節能，個性化服務的難題。完成了大城市洗手間在傳統式服務項目全過程中的精益化管理，能為游人出示高品質、高端、舒服的服務項目。
篇7
關鍵詞：機械設計；課程教學；挑戰；對策討論
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）15-0109-03
一、引言
“作為生產力的一個要素，工程技術把科學原理轉變為改造世界的動力，是科學發現和產業發展聯系的橋梁；是產業革命、經濟發展與社會進步的強大杠桿。”人類社會已經經歷了三次工業革命。18世紀的機械工業革命產生了紡織工業、機械制造業、鐵路運輸業和煤炭工業等；第二次工業革命中崛起了電力工業、化工工業、冶金工業和汽車工業等；第三次工業革命催生了電子工業、計算機工業、空間工業、合成材料工業和原子能工業等。機械設計作為機械工程的技術基礎在不斷地更新與發展，機械設計課程的內容與教學方式也隨著新科技的發展而不斷進化，機械設計教學的基本要求就是使得學生獲取機械產品設計的知識、拓展設計能力、提高素質和開啟智慧。
人們設計、制造、檢測和銷售產品是為了獲取利潤，在向用戶提供使用價值的同時獲得自己勞動應該得到的利潤。勞動創造價值，機械產品的設計最終目的就是提供使用價值，同時獲得勞動報酬。因此，價值—功能—原理—結構的產品設計思路認為，在設計產品的初期，設計者思考的不僅僅是產品應具有的功能，也必然考慮產品的市場銷售能得到多少利潤。
在創新氛圍日益濃厚的21世紀，創新教育與創新實踐是各國教育界特別重視的問題。面對生命科學與技術為核心的21世紀，機械設計課程面臨新的挑戰。在新的世紀，機械設計教學不應“渴而穿井，斗而鑄錐”，而是應該未雨綢繆、積極面對新的挑戰。本文從當前科技的發展出發，討論機械設計課程面臨的挑戰。
二、機械設計的基礎
17世紀和18世紀初葉是鐘表時代，18世紀末葉和19世紀是蒸汽機時代。機構學的發展，出現了曲柄滑塊原理的內燃機、汽輪機和水輪機等，實現了將柴油和汽油的化學能轉化為機械能；原煤的化學能經熱能轉化為機械能；水的動能和勢能轉化為電能或機械能。這些技術發展進程中，誕生了機械設計課程。
機械設計包括機械原理、機械零件和機械系統設計三部分內容。機械原理討論機構的設計、運動分析和動力學分析。機械零件部分討論機械零件的強度、剛度、振動穩定性和耐磨性等設計方法，并且介紹機械的結構設計。機械系統設計部分討論機械系統的動平衡、速度波動調節以及系統方案優化設計等。機械產品的創新設計以上述三部分內容為基礎，對產品設計進行改進或革新。
1.機械原理。機構的設計與分析是機械原理的核心內容。常用的機構有：連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、蝸桿結構、摩擦輪機構、棘輪機構、槽輪機構等。機構的演變或創新方法有：機構的組合、機構的演繹、機構的逆向設計以及新原理的應用等。機構組合是常用的設計方法，通過不同類型機構組合或者同類型機構的組合，得到實現運動軌跡的新組合機構。機構的演繹是通過改變機構的運動副、構件幾何設計、機構的變結構等方法，獲得新的機構設計。機構的逆向設計，常用主動構件和輸出構件互換、增加或減少自由度數即原動件數，來獲得新的機構設計方案。機構的運動分析和動力學分析，常用計算機輔助設計的方法來分析，以獲得運動軌跡、加速度和躍度的變化曲線。機構的創新設計是機械產品創新的基本內容，也是對產品在較大程度上的革新。
2.機械零件。機械零件分為通用零件和專用零件。機械零件部分介紹的是各類通用零部件，包括連接零件、傳動零件、軸系零部件以及彈簧、機架和導軌等。連接零件有螺紋連接、銷、鍵和花鍵、過盈連接、膠接、焊接和鉚接等。傳動部分有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、摩擦輪傳動等。軸系部分有軸承和軸的設計，其中軸承有滑動軸承、滾動軸承、空氣軸承、電磁軸承和靜電軸承等。機械零件的設計是針對零件的失效形式來進行的。首先由實踐確定機械零件的失效形式，然后選擇零件的材料和表面處理技術，以抵抗其失效形式，再依據相應的設計理論提出設計準則和設計公式，最后是設計零件的所有結構尺寸。另一方面，機械零件是物化的產品，其結構設計和制造工藝性設計也是關鍵方面。機械零件的創新設計方法有變結構的設計、組合設計以及采用新原理的設計等。
3.機械系統設計。機械產品越來越復雜，組成機械產品的零件個數越來越多。機械系統的傳統設計內容有動平衡、速度波動調節和分系統之間的匹配等。機械子系統的設計，包括動力系統、傳動系統、執行系統、控制系統和輔助系統的設計。在計算技術發展后，針對系統層面出現了系統優化設計、系統可靠性設計和系統摩擦學設計，并且在產品設計中得到應用和推廣。隨著生態設計、全壽命周期設計、維修設計和自動化設計的發展，基于系統分析和計算仿真的設計軟件包日益增多。經典的設計內容都可以由軟件包來完成，然而對于新材料的機械零部件設計及其系統設計，仍需要理論和實驗的應用基礎研究，以獲得設計準則和相應的設計方法。
三、機械設計面臨的挑戰
我國的機械工程高等教育是從20世紀初開始的，落后于歐洲的第一次產業革命200余年。因此，我國的機械工程科學與技術距世界先進水平有差距是有其歷史原因的。在改革開放后，國家的載人航天、高速鐵路和青藏鐵路等重大工程的建設推動了機械、電氣、信息和材料等學科技術的進步，同時也促進了不同學科的技術整合，以新的系統產品提供給消費者。然而，我國的工程教育歷史較短，仍有待借鑒國外先進的工程教育經驗和教育方法。目前，機械設計教學與產品設計面臨的挑戰有創新能力的培養、系統性的思維觀、新的科學原理帶來的挑戰等。
1.新材料帶來的挑戰。人類的發展史從某種意義上說也是人類利用和制造材料的歷史。隨著人們對石頭、銅及其合金、鐵及其合金、半導體材料的制造和使用，人類社會經歷了石器時代、青銅時代、鐵器時代和半導體時代。在上個世紀末，智能材料的發展非常迅速，例如壓電材料、磁致伸縮材料、光敏材料等，機敏材料正得到更多的應用。在量子力學基礎上出現的新智能材料，將為機械產品設計提供更廣闊的空間。作為機械產品設計工程師，要時刻關注智能材料的進展及其制備技術。納米材料作為一種介觀尺度的材料，已在納米添加劑方面得到工程應用。另一方面，材料的成本與市場供應也是產品設計階段需要考慮的內容。新材料的發展與研制，為機械產品設計提供了更多的設計選擇，也同時使得以前不可實現的產品功能得以實現。生物材料及其仿生技術是新材料的發展方向之一，設計師應關注這一方面的新進展、新技術和制造過程，在較短時間內將其應用于產品設計，為人們的安全、舒適的生活和健康提供新的產品。
2.信息科技帶來的挑戰。從信息論和控制論的誕生開始，人們就進入了信息社會。計算技術的軟件、硬件和系統技術，作為20世紀的標志性進展，以此為階梯，人們開始了信息社會的生產與生活。信息技術使得地球變成了地球村，各地信息及時傳遞與互享共用，改變著人們的生活方式、生產方式和思維習慣等。毫無疑問，我們已經生活在信息社會里，信息技術對機械系統中的控制單元設計進行了徹底的變革。產品的設計涉及功能、結構、外部界面、用戶界面和成本五個方面。產品的創新設計方法很多，例如前蘇聯學者G.S.Altshuller提出了創新問題解決方法。無人車間、無人制造工廠不再是人們的向往，而是已經成為現實。信息技術已經提供了虛擬戰場、3D虛擬電影、虛擬產品模型、虛擬產品裝配等一系列產品和相關的技術。機械制造的核心，機床已經是計算機控制的可編程設備，機械制造過程也已經是柔性的可變制造系統的生產線。可以預見，信息技術不僅會為人們的生活提供手機和無線網絡等，也將提供虛擬的生活體驗，例如虛擬的蹦極、虛擬侏羅紀公園等。信息科技對機械設計和機械制造的變革不會比電氣化革命帶來的少，而且更加深刻、更加深遠。機械設計工程師要學習新的信息科學與信息技術，用其革新機械產品的設計、機械制造過程和管理過程。
3.智能科學帶來的挑戰。21世紀是生命科學與技術的時代，生命的基本特征就是智能與生長。智能科學的發展與信息科學密切相關，也可以說是以信息科技為基礎的。簡單智能產品，例如冰箱、空調等，已成為商用產品，而且新的更高智能程度產品也在日新月異的發展之中。基于信息技術的智能交通系統、公園導游系統、空中管制系統等產品已具雛形，隨著信息處理的高度智能化發展，這些信息管理系統也需不斷地升級。1956年到1961年可以說是AI研究的形成時期，卡內基-梅隆大學、麻省理工學院和IBM公司開始了AI的早期研究。1961年到20世紀80年代是AI成長期，80年代是其快速發展期，80年代后人工智能技術步入實用化成熟期。取得了國際象棋、口語識別、機器視角和專家系統等研究成果。
4.生態環境帶來的挑戰。隨著生產的規模擴大，對自然資源的消耗日益嚴重，伴隨出現的環境污染也日益突出。在今天的生產發展階段，保護自然生態環境的壓力更加突出。為了保護人類的生活環境，必須從產品設計、產品制造到產品回收循環利用的全周期，考慮產品的環境綠色性。產品供應鏈的全球化、網絡化與節能設計，是新世紀機械產品設計需要考慮的新問題。機械產品的設計階段就很大程度上決定了產品的環境友好性。從材料選擇來說，應采用材料種類更少的設計方案；從計算參數設計來看，應提高功能參數與質量之比，更大程度地發揮材料的性能；從結構設計來說，應盡可能地循環利用報廢機器的零件，或者通過最低成本的再制造，然后循環利用零部件；在功能設計來說，應盡可能發揮產品的設計構思，提供更多、更便捷、更低成本的功能實現方案。如此等等，在整個產品設計階段貫徹生態設計的理念，為保護自然環境和最大效能利用資源做出努力。
四、小結
機械產品創新設計必需解決新發展的挑戰，新材料、信息技術、智能科學與生態環境等帶來的將是長期面臨的新問題。機械設計的發展是個動態的吐故納新過程，只要我們睜開眼睛、敞開胸懷，以前期的機械機構設計、結構設計、強度和剛度設計、可靠性設計、優化設計和摩擦學設計等知識為基礎，必將在新的世紀中創造出更多更好的新產品。
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如今吳恩達的出走，是否會給百度的AI戰略帶來變數有待觀察，作為BAT中最早布局AI的互聯網巨頭，這一變量也為科技公司未來在AI的競爭格局中帶來新的想象空間。
人工智能將掀起下一輪技術革命已成共識，誰能把握這個風口，誰將在未來占據更多的話語權。
相比創業公司，BAT在人工智能領域擁有人才和數據優勢，這為他們贏得先機。而在尋找中國創客導師、創新工場創始人李開復看來，吳恩達出走后很可能進入創業公司，脫離以大公司為首的“人才黑洞”走向開放，或許將是人工智能領域的新里程碑。
沒有退路的百度
在騰訊、阿里巴巴一直穩定在2000億美元的市值時，百度的市值卻徘徊在600億美元，引得外界經常被調侃百度已從BAT掉隊，但在失掉移動互聯網的機會、O2O戰略不見起色后，百度堅定地扛起了人工智能的大旗。
自發展人工智能以來，百度從國外挖來包括吳恩達在內一批牛人，后者一度成為百度的二號人物。今年1月17日，百度正式宣布陸奇加盟百度任總裁兼首席運營官，陸奇在加入百度后表示，他的目標是將百度打造為人工智能時代全球領先的高科技公司。
而把時間倒回到2015年，那時候O2O進入到戰斗的最后階段，百度也毫不示弱。“我們先拿200億，把糯米做好”李彥宏這樣表示，隨后加大了對糯米和百度外賣的扶植。
但對O2O的高付出并沒有使得百度糯米做到第一位置，持續的高補貼使得虧損擴大。更加不容樂觀的是，2016年百度活躍網絡營銷客戶數量相較2015年下滑6.4%，廣告業務營收在2016年第三季度首次下滑，同比下跌6.7%。
PC時代流量霸主開始轉向人工智能，試圖彌補錯失移動互聯網的遺憾。調研公司EMarketer在2016年9月的報告顯示，在互聯網廣告市場，阿里巴巴已超越百度成為市場第一巨頭，而百度總收入中，九成以上仍然來自廣告業務。
種種并不好看的數據，也使得百度公司和李彥宏開始反思O2O棋局以及公司未來的核心增長點。人工智能成為百度重點押注的對象。李彥宏希望創造并攻占下一個風口，重回市場霸主地位。
作為百度人工智能戰略的首席架構師，吳恩達一手打造了百度大腦項目，隨著吳恩達宣布離職，百度宣布任命百度副總裁王海峰為AI技術平臺體系總負責人，轉向百度集團總裁和首席運營官陸奇匯報。
顯然，陸奇已經成為百度人工智能領域最高指揮官，吳恩達的離開使得百度損失一名得力AI干將，但應該不會對百度人工智能布局產生太大影響，因為陸奇也是人工智能領域的大咖。
陸奇的上位，吳恩達的出走，以及一系列的人動說明，百度仍處在架構調整當中，AI能否快速輸血百度還有待時間來檢驗。
伺機而動的阿里騰訊
如果說百度的AI戰略是主動出擊，那么騰訊和阿里巴巴的AI嘗試則是防御性武器。他們選擇了相對穩妥的方式進入，利用AI來提升公司自身業務以及幫助上下游合作伙伴，去鞏固自己的市場地位。
3月19日，在東京落下帷幕的第10屆UEC杯，來自騰訊AI Lab即騰訊人工智能實驗室研發的人工智能圍棋程序“絕藝”獲得冠軍。在人工智能領域一直低調甚至默默無聞的騰訊，依靠這款產品向外界宣示了對AI的探索。
“‘絕藝’的研究對騰訊的價值不止于圍棋AI本身，它幫助我們在深度學習、強化學習方面進行了非常有價值的探索和創新，這些都將為將來的研究奠定很好的基礎。”騰訊AI Lab負責人這樣告訴新京報記者。
據了解，騰訊AI Lab在2016年成立，關注的四大應用方向：內容AI、游戲AI、社交AI和平臺工具型AI，此次的圍棋AI就和游戲AI密不可分。
騰訊作為一個社交和游戲基因很強的公司。在AI應用上面的探索，不僅來自自身核心業務需要，也是市場競爭使然。
比如已經成長為內容領域新巨頭的今日頭條，從誕生之日起就以優質的算法、推薦功能來搶占用戶，已經成為用戶心中的智能化新聞平臺，而擁有微信公平臺、騰訊新聞、天天快報等內容平臺的騰訊，也不想因為人工智能而丟掉大批的用戶。
在阿里巴巴，人工智能顯然也成為馬云押注未來商業的基石。3月9日，阿里巴巴技術峰會上，阿里推出“NASA”計劃，面向未來 20年組建強大的獨立研發部門，馬云同時點名了五大技術：機器學習、芯片、IoT、操作系統和生物識別。“新經濟體必須建在新的技術基礎設施之上，建立在新的技術思考之上。”
2016年10月，Gartner的報告預測，到2020年智能機器人將能滿足40%的客服市場需求。對客服需求量巨大的阿里巴巴顯然不能在技術上掉隊。
2015年，阿里巴巴就了基于人工智能的購物助理虛擬機器人“阿里小蜜”，這款應用基于語音識別、語義理解、個性化推薦、深度學習等人工智能技術，加之機器人每天能去學習幾百萬條人工的服務記錄以及海量的知識源，智能水平在逐步提高。
打敗BAT的會是AI創業公司嗎？
著名華人科學家李飛飛說，人工智能將成為新的生產力，成為第四次工業革命的主要推動力之一。通過對BAT在人工智能領域的布局梳理發現，他們的AI路也在日漸清晰。
百度瞄準的是無人駕駛。3月1日，百度通過內部郵件宣布，成立智能駕駛事業群組，由陸奇兼任總經理。而此次成立的智能駕駛事業群組，由自動駕駛事業部、智能汽車事業部、車聯網業務共同組成，旨在推動人工智能時代的傳統汽車產業升級。
2016年11月烏鎮世界互聯網大會上，百度首次在全開放的城市道路實現自動駕駛試運營；今年初，亮相美國CES并向全球自動駕駛開放平臺。百度近期表示，未來將繼續加大對智能駕駛領域的投入。
阿里巴巴則是在云計算中加入AI的助力。從內部看，在阿里的戰略體系之中，云計算一直都是電商、物聯網的核心驅動力；從外部看，阿里云從2009年成立到現在服務了超230萬客戶，而隨著客戶存儲數據量的劇增，未來對云計算的要求也會加大。
而騰訊盡管沒有將AI作為核心，但從絕藝的表現和通過投資和收購布局人工智能公司來看，借助人工智能連接一切也在悄然進行當中。
外界對于BAT在人工智能領域的發展，持有的態度是希望其能更加開放。
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信息技術之所以能夠對教育的發展產生革命性影響，就是因為它在徹底改變知識傳播方式的同時，也將徹底改變我們的學習方式，實現從“只讀學習時代”向“互動學習時代”的跨越。
只讀學習時代和互動學習時代
只讀學習是指教師使用黑板板書、PPT或Flash等演示型教學課件進行以講授為中心的課堂教學，學生通過紙質教材、VCD、DVD等學習資料進行的單向學習。多媒體電腦、投影儀和交互式電子白板是只讀學習時代的代表性教學設備。在只讀學習時代，教育技術和教育資源主要為教師服務，教師有現代化的教學設備和教學資源，但是學生沒有現代化的學習設備和學習資源。雖然在這個時代已經出現并提倡以學生為主體的教學理念，教室的現代化裝備也已經非常先進，但是由于缺乏學生的自主學習資源，學生的學習方式沒有發生本質變化，以教師為中心的授課模式也始終難以改變。
隨著信息技術的發展，尤其是無線網絡和以iPad為代表的智能終端的出現和普及，為互動學習時代的到來敞開了大門。互動學習時代不是對只讀學習的否定，而是在繼承的基礎上，為學生提供更加先進的學習工具和學習方式。
互動學習是指在信息技術手段的支持下，學生利用智能終端實現人機互動學習，通過網絡學習空間，實現師生互動、家校互動、生生互動的個性化自主學習。在互動學習時代，教育技術和教育資源將直接為學生服務，智能終端將成為學生的現代化學習工具，基于智能終端的電子教材、教育APP和網絡學習空間中系統全面的微視頻課程，為學生提供了豐富的自主學習資源，學生的學習方式將發生革命性變化，教師的角色和課堂教學模式也將發生革命性變化，以學生為主體的教學理念將得到真正落實。
只讀學習時代和互動學習時代的比較如下表所示。
智能終端的教學應用模式
在互動學習時代，以iPad為代表的智能終端將成為學生的重要學習工具，因此，對智能終端的教學應用模式研究具有重要意義。目前，基于智能終端的教學應用模式大致有五種。
1. 基于快速反饋系統的應用模式
快速反饋系統最早的形式是每位學生手持一個類似遙控器的終端設備（Clicker），教師通過投影儀顯示題目，學生使用Clicker選擇正確答案，并可以立即反饋給教師，教師可以快速對學生的答題情況進行統計，這種系統俗稱“按按按”。現在這種快速反饋系統在平板電腦上已經得到實現，基于平板電腦的快速反饋系統比Clicker系統具有更加強大的功能和擴展空間，除選擇題和判斷題外，平板電腦快速反饋系統還可以實現連線題、排序題、拼圖題等更加復雜的客觀題型的快速反饋。
快速反饋系統可以實現課堂上教師和學生之間基于問題的互動，為教師及時了解課堂教學效果提供了方便，但是快速反饋系統不關注教師的教學方式和學生的學習方式，它只對課堂教學效果進行測試和快速反饋，因此，這種應用模式具有通用性，無論在哪一個學習時代，快速反饋系統都是一種重要而且必要的應用模式。
2. 基于備授課平臺的應用模式
隨著智能終端進入課堂，很多公司都不約而同地開發了一種基于平板電腦的備授課平臺。教師將教學資源上傳到授課平臺，上課時，學生登錄平臺，下載教師提供的課件或學習資料，教師使用平板電腦進行課件的演示，演示畫面可以廣播到每一位學生終端。一般這種備授課平臺都實現了簡單的快速反饋、電子舉手、學生搶答和隨機點名等師生互動功能。為了進一步增加師生互動效果，這種平臺還實現了主觀題目的答題和上交功能，如拍照上傳、圖片標注上傳、學生課堂作業分享等功能。
“在課堂教學中，通過平板電腦實現教師和學生之間的互動”是這類平臺極力要實現的目標，但這是一個應用誤區。平板電腦最大的優勢是“人機互動”，而不是通過平板電腦實現師生互動，尤其在課堂教學中，教師直接面對學生，師生間的互動沒有必要通過平板電腦來實現，教師的教育觀察能力才是保證師生互動效果的最重要因素。因此，這種課堂應用模式總會給人一種平板電腦可用可不用的感覺，甚至有時感覺還不如不用。
這種備授課教學平臺基本上是按照傳統的課堂教學模式設計的，教師在熟悉了平臺操作和功能后，就能夠很容易地在平臺上進行授課，任何一節課都可以使用，實現所謂的“常態化”應用。但實際上這種應用模式依然停留在只讀學習時代，技術仍然為教師服務，平板電腦被當成教師的教學工具，而沒有成為學生的學習工具，平板電腦的人機互動優勢沒有得到充分利用，學生的學習方式沒有改變，課堂教學模式也沒有發生本質變化。
3. 基于電子教材的應用模式
電子教材整合了文字、圖片、音視頻資料，而且具有人機交互性。電子教材充分發揮了平板電腦的人機互動優勢，學生在使用平板電腦閱讀電子教材時，可以隨意放大或縮小文字，使字體更加方便閱讀；可以點擊插圖或視頻，對插圖進行放大瀏覽或直接播放視頻資料；在電子教材中使用音頻技術，可以實現點讀機功能的英語教材；學生在做電子教材中的練習題時，完全是一種互動模式，做完題目后，可以立即得到結果反饋。
電子教材直接為學生的自主學習服務，不受內容篇幅的限制，具有多媒體和交互性，在紙質教材內容基礎上，可以更加全面直觀地體現知識內容，改變了學生的閱讀方式，提高了學生的閱讀興趣。電子教材對傳統的紙質教材是一種革命性的改變，因此，電子教材是智能終端不可缺少的應用模式。
4. 基于教育APP的人機互動應用模式
基于教育APP的人機互動應用模式是最能體現平板電腦教育價值的應用模式，是真正實現學生一對一互動學習的應用模式，也是最吸引家長為孩子購買平板電腦的應用模式。
教育APP的內容比電子教材更加豐富，互動方式也更能激發學生的學習興趣。學生的學習過程主要包括新知識的閱讀學習、知識的背誦記憶、知識的應用練習和技能的熟練掌握。基于平板電腦的教育APP能夠實現每一個過程的一對一互動學習，這種互動學習體驗是前所未有的，是對學習方式的革命性改變。
基于教育APP的人機互動應用模式是歐美、香港、新加坡等國家的主流教育應用模式，幾乎所有的實驗學校都在采用這種模式進行一對一的教學。在美國的App Store中，教育APP數量已經超過十萬個，內容可以覆蓋K12所有學科。但在中國，這種模式還沒有被大多數實驗學校認可，其主要原因是國內公司所提供的應用方案幾乎都是基于備授課平臺的，很少有公司開發教育APP。教育APP的數量和質量是決定平板電腦能否真正成為學生的學習工具，并得到普及應用的關鍵因素。目前，國內的教育APP數量和質量遠遠不能滿足學生和教師的需求，大多數學校和家長對教育APP不了解，這種應用現狀和觀念亟需改變。
5. 基于網絡學習空間的應用模式
電子教材和教育APP充分發揮了平板電腦的人機互動優勢，實現了一對一的人機互動學習，但是只靠人機互動是無法解決學生自主學習過程中的所有問題的。學生在學習過程中需要有系統的學習方案指導、需要教師或家長的引導、評價和鼓勵，需要學生之間的交流，需要一個共同成長的自主學習氛圍，在互動學習時代，這些需求可以通過網絡學習空間實現。
網絡學習空間的建設和應用在西方發達國家已經積累了豐富的經驗，例如，美國的可汗學院，以豐富的微視頻課程資源、科學精細的知識點分級體系、優秀的互動學習體驗、全面的評價管理系統和學習進度管理系統，吸引了上千萬的美國中小學生進行在線自主學習，這種學習模式在國外被稱為“翻轉課堂”。
網絡學習空間為學生創造了人機互動、師生互動、家校互動和生生互動的個性化自主學習環境。網絡學習空間打破了課堂的界限，實現了課前、課中和課后的一體化學習，隨著無線網絡和智能終端的普及，網絡學習空間的互動學習體驗更加優秀，智能終端和網絡學習空間的有機結合，將成為互動學習時代的主流學習方式。
互動學習時代的教育資源建設
我們正身處只讀學習時代。在只讀學習時代，教育技術和教育資源幾乎都是直接為教師服務的，學生只能間接受益。在互動學習時代，這種觀念必須改變，只有當教育技術和教育資源直接為學生服務，并且學生自主學習資源極大豐富時，學生的學習方式才能發生變化，互動學習時代才能夠真正到來。
直接為學生自主學習服務的富媒體電子教材、人機互動的教育APP和學習空間中的微視頻課程，將成為互動學習時代教育資源建設的重點內容。
1. 電子教材資源建設
在信息時代的數字化環境下，富媒體電子教材是一種發展趨勢，電子教材改變了學生的閱讀方式，提高了學生的閱讀興趣，是實現人機互動學習的重要資源。電子教材資源建設主要分為三種模式。
模式一：出版社模式。由教材出版社開發或授權公司開發電子教材，教材內容與出版社出版的紙質教材內容基本相同，但可以實現人機互動，知識內容的體現也更加直觀生動。
模式二：校本課程模式。這類電子教材由學校自主開發，版權歸學校所有，電子教材為學校開發校本課程教材提供了新的實現方式。
模式三：獨立章節模式。學校或教師針對教材中的某一章節或某一知識領域開發的電子教材，是目前國內較為常見的電子教材形式。
在三種模式中，第一種模式最為重要，影響也是最大的，但由于版權問題，這種電子教材只能由教材出版社進行開發，學校目前能夠做的只是校本課程或單獨知識章節的電子教材開發，這樣的模式無法產生較大的影響，也無法解決電子教材資源缺乏的問題。由于國內的電子教材市場還沒有形成規模，所以大部分教材出版社還在懷疑和觀望，電子教材資源建設基本屬于空白。
平板電腦是電子教材的最佳閱讀器，是體現電子教材應用價值的重要載體，只有當平板電腦成為學生的學習工具，并在學校教學中得到普及應用時，電子教材才能成為一種真正的市場需求，教材出版社才會積極主動地開發電子教材，電子教材資源才能逐漸豐富。
2. 教育APP和APP內置資源建設
第三方教育APP比電子教材的互動學習體驗更加出色，每一個教育APP都包含具有針對性的學習資源，而且取材廣泛，內容多樣，充分體現平板電腦教育應用價值。豐富的教育APP資源是吸引家長為孩子購買平板電腦的直接理由，因此，大力開發適合中國中小學生使用的高質量教育APP，是推動和普及智能終端教育應用的關鍵。
在美國的蘋果App Store中，教育APP的數量已經超過10萬個，內容覆蓋K12的所有學科和年級，基于教育APP的一對一互動學習模式已經成為國外iPad教育應用的主流模式。ESPARK是美國著名的K12教育APP推薦平臺，公司雇傭大量的專職教師在App Store中挑選適合學生使用的教育APP，并為不同的學生制定APP自主學習方案。
但是在中國，關于K12教育APP的應用很少有人關注，中國的蘋果App Store中，教育應用雖然已經超過4萬個，但大部分都是國外開發的，國內開發的教育APP應用還多停留在學前少兒階段，為中小學學生開發的教育APP無論是數量上還是質量上都遠遠無法滿足學生和教師的需求。
學校與公司的有效合作是開發和推廣高質量教育APP的必要條件，也是形成教育APP應用生態系統的重要推動力量。在App Store的商業模式下，一款高質量的教育APP在得到教師、學生、家長的認可后，其下載收入很可能會遠遠高出開發成本，而且這種下載收入是可持續的。這為教育技術公司提供了新的市場和盈利模式，也為創新學校與公司的合作機制提供了可能。
學校只需提出具體需求，無需向公司支付開發費用，在確定合作關系后，公司按照學校需求開發APP，產權歸公司所有，開發完成的教育APP在App Store中，公司通過APP下載、廣告或內置資源購買等方式獲取利潤。教育APP的最終消費者是學生或家長，因此，按照這種模式生產的教育APP一定是高質量的，符合學生需求的優質教育資源產品。
按照這種合作模式，大興區教育信息中心與北京樂知行軟件有限公司達成合作協議，正在合作開發兩款教育APP產品，一個是“小樂拼音”，另一個是“教育推”。“小樂拼音”是一款基于iPad的互動拼音學習APP，以卡片的形式實現了拼音認讀、拼音拼讀和拼音拼寫的互動練習，可以完全滿足小學一年級拼音課堂教學和家庭親子學習的需求。“教育推”則是一款定位于教育APP推薦、查詢和應用模式分享的平臺，類似美國的ESPARK，“教育推”將成為國內第一個以服務教師、學生、家長為目標的教育APP應用門戶。
這種合作模式的前提是要有市場環境的支持，但是目前國內很多教師和家長還沒有認識到教育APP對學生學習方式帶來的變化，K12教育APP的市場還有待開發。因此，我們要建立一個教育APP開發和應用聯盟，在全國范圍內積極邀請實驗學校和公司加盟，擴大開發者隊伍和應用者隊伍，通過學校的應用推廣、組織教育APP年度評獎活動等多種方式積極宣傳，逐漸形成教育APP開發和應用生態系統。這個市場一旦形成，將極大促進平板電腦的教育應用普及，電子教材也將成為真正的市場需求，教育APP和電子教材的市場總值將達到幾十億甚至上百億。只有在這樣的市場環境下，才能孵化和吸引更多的教育技術公司，為學生制作出更多、更好的教育資源產品。
3. 網絡學習空間和空間學習資源建設
網絡學習空間的建設難點不在技術，而在于教學理念的轉變和學習資源的建設。網絡學習空間分為平臺建設和學習資源建設兩部分，優秀的網絡學習空間一般都具有以下特點：基于云計算的服務模式，可同時滿足大量學生在線自主學習；擁有完整豐富的自主學習資源，學習資源一般以微視頻形式體現，視頻長度一般在10分鐘左右；對學習內容進行科學的分級或建立知識點路徑，對每一級知識點的學習內容提供在線檢測，并實現自動反饋和過程數據記錄；教師可以方便地建立學習組，并通過學習進度管理系統對學生進行動態分組或編班；教師或家長可以查看學生的學習進度并給予評價和鼓勵，為教師、學生和家長提供在線交流的功能。
網絡學習空間充分發揮信息技術優勢，為學生提供了多維互動的個性化自主學習環境，對改變學習方式、促進教育均衡、破解教育公平等教育問題能夠發揮重要作用。采取政府出資、公司出力的合作方式，讓更多的學生能夠免費利用網絡學習空間進行自主學習，是教育現代化的重要體現。
網絡學習空間建設應該充分借鑒國外先進的教育理念和設計思想，要敢于打破現有的教育體制，進行大膽的創新和實驗。如果教育信息化不能改變學生的學習方式，不能對現有教育體制帶來沖擊和改變，那么就永遠不會對教育發展產生革命性影響。
轉變觀念，迎接互動學習時代的到來
我們的目標是改變學生的學習方式，所提倡的理念也是以學生為本，但是卻把所有精力都用在了教師身上，為教師服務的教學設備武裝到了牙齒，學生卻沒有現代化的學習工具，為教師服務的教學資源建了又建，結果卻總是失敗。我們總在思考教師到底需要什么樣的教學資源，卻很少考慮學生需要什么樣的學習資源。誰才是教育資源的主要消費者，是教師還是學生？在互動學習時代，學生必定將成為教育資源的主要消費者。
為學生做資源就等于為教師做資源。教育技術和教育資源如果只為教師服務，那么教育技術注定只能成為教師的輔助工具，無法發揮引領作用。如果我們轉變觀念，讓教育技術和教育資源直接為學生服務，則學生的學習方式必然因技術而發生變化，從而直接影響教師的教學方式發生變化，教育技術的引領作用顯而易見。
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信息和交互技術的同步發展，孕育著第四次工業革命，預示著工業4.0時代的到來。這意味著會引發一場新的技術和價值鏈組織的革命，會讓各個領域都產生翻天覆地的變化。這些領域中首當其沖的就是教育行業，學校組織將是革命的先鋒部隊。伴隨著互聯網的飛速發展以及大數據時代的到來，高職院校的教育管理也應與時代同步，建立智能校園迫在眉睫。
智能校園建設的核心在以下幾方面：1. 數字大平臺――高職院校大部分已建立了教務管理、學工管理、OA辦公、財務管理、圖書管理、網絡教學等業務系統，但這些系統建設分散，不成體系，應整合集成，使之成為整體統一的大型平臺。2. 網格化――智能校園中的各類系統數據應互相有交集，且可共享、交互。3. 個性定制――針對不同用戶對象的需求，定制不同的數據及推送內容，體現以人為本的思想。學校的教學、管理對信息系統的依賴程度越來越高，同時對系統的安全性要求也越來越強；伴隨諸多業務系統的多年運行，產生了大量的數據，但數據的利用率卻不成正比。另一方面，伴隨高職院校智能校園的建設，無論是信息建設整體規劃方面，還是系統運行維護的角度，數據的收集、整理、存儲、共享的重要性都逐?u被認可，甚至提到一定的高度，因此校園數據中心成為智能校園建設的核心也被大家認同。從某種角度來說，系統的高可用性、數據的實時采集，就是指數據中心的高可用性和實時性。
2 高職院校數據中心建設意義
近些年，各高校都在重點建設智能校園，伴隨大數據時代的來臨，智能校園建設的重點也落腳于數據上，如何準確、高效的使用學校各種數據，為數據中心的建設提出了實際需求。
2.1 整合各業務系統數據，減少冗余數據
學校不同業務部門很多數據是相同的，諸如學生、教師的基本信息，但是由于不同業務系統的數據庫無法共享，因此相同的數據在不同的系統中都需要做記錄，這就造成數據重復記錄，冗余現象嚴重，且硬件資源、運行環境重復建設，維護成本提高，造成資源浪費。數據中心可將公共數據進行記錄，對各業務系統的數據進行整合，為業務系統提供訪問接口，減少維護成本，降低資源浪費。
2.2 建立安全數據交換機制，減少開發工作量
數據中心使用Webservice、Burlap、Xml、javaBean、Servlet、ETL等技術，建立統一的數據標準，利用安全的數據交換機制，減少應用開發人員對不同系統開發的工作量，減少數據維護人員的工作壓力，提高管理便利性及數據安全性，為日后智能校園建設提供數據標準及數據挖掘分析資源。
2.3 實現不同系統數據共享，消除信息孤島
學校業務部門之間都會有數據共享，以往是交換表單后進行合并，建立數據中心可實現業務系統間的數據共享，使信息利用率提高，消除信息只能在本系統使用的弊端，同時增強數據的管理，實施遠程備份，做好數據容災措施，確保數據安全性。
2.4 動態采集過程性數據，實現大數據分析
學校以往的數據采集都是階段性的，大部分為期末或年終進行，且采集上來的數據也并不能實時使用，數據的利用率極低，數據中心的建設為動態采集數據提供了土壤，大量的數據規范管理，可為學校的教學管理提供分析基礎，為學校的發展提供決策支持。
3 高職院校數據中心建設重點
數據中心是智能校園得以正常運轉的核心之一，數據的規劃、準確性、可用性、安全性都對數據中心的建設提出的很高的要求，因此，建設高職院校數據中心，要關注以下幾個方面：
3.1 硬件資源的科學規劃
高職院校的數據主要來源于學校教學與管理，涵蓋學校運作的方方面面，數據是逐年動態增長的。越來越多非結構化數據成倍增長，但共享性較低，并發訪問需求高；而結構化數據增長速度相對穩定，且共享性強，因此，數據中心要進行科學的數據量預測，盡可能使用云和本地多種模式混合存儲，將結構化和非結構化數據分開存儲，便于管理，規劃至少五年的存儲容量，且應保證硬件的可擴展性，方便存儲容量的擴展。
3.2 數據標準的制定
智能校園的建設是逐年完善的過程，因此，學校相關部門應制定與本院校相適應的數據標準，建立學校的元數據庫，以便對已建設系統的數據進行清洗統一，同時為日后增建系統的開發提出準確數據標準要求，便于系統接入及數據管理，為智能校園的擴展性提供了保證。
3.3 數據治理工程
智能校園建設的目的是為師生提供便利的、一站式的服務，這就需要建設校級的統一認證、服務平臺，使各業務系統不再孤軍作戰，而是協作互補，這就需要系統間的數據交換共享，且保持高度的一致性。那么，數據中心能否為各業務系統提供數據共享，數據的質量是關鍵所在，數據的治理就是為保證數據質量而進行的一系列的工作，諸如數據清洗、數據過濾、數據關聯、數據映射、數據轉換等等。準確、高質、完整的數據才是可用的數據，不同類型、不同時間點的數據界限明確，準確實時，才能為數據共享提供切實保障，也為數據分析降低干擾，提高分析準確性。
3.4 數據的安全保障
未來的世界是信息化的世界，數據是重中之重，保障數據的安全是十分緊要的工作。數據安全保障要從硬件、軟件及制度三方面進行投入，硬件可以采用Raid模式，也可采用遠程備份等多種容災方法，軟件方面要加強對數據中心監控及病毒防護，定期進行系統升級，最后需要制定相應的數據中心安全管理制度，保證專人監管，定期更換口令，做好維護日志填寫，定期討論工作重點，完善制度要求，
