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【關鍵字】人工智能;課程改革;高中;信息技術;課程實施
【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097 (2008) 10―0043―04
教育部在2003年頒布的高中信息技術新課程標準中,首次把“人工智能初步”設置為選修模塊,與多媒體、網(wǎng)絡、程序設計、數(shù)據(jù)庫技術等一起列入信息技術課程體系[1]。此舉曾被視作信息技術課程改革的亮點之一。然而,在如今高中信息技術新課改已經(jīng)全面鋪開之際,人工智能選修課程的推進仍然舉步維艱,面臨諸多困難和問題。
一 高中人工智能課程的現(xiàn)狀分析
自2004年我國部分省級實驗區(qū)開始推進高中新課程改革以來,信息技術課程改革已經(jīng)開展了四年之久。從目前的總體情況來看,信息技術課程的基礎模塊與多媒體技術、網(wǎng)絡技術、算法與程序設計三個選修模塊的實施情況較好,而數(shù)據(jù)庫技術與人工智能初步兩個選修模塊的推進情況相對不佳。特別是人工智能課程,至今在全國范圍內正式開設該課程的學校寥寥可數(shù),少數(shù)高中展開了一定的探索和實驗,而大多數(shù)學校仍持有觀望態(tài)度。以下分別從實施取向和實施層次的角度分析該課程的現(xiàn)狀:
(1) 課程實施的取向
由于我國長期以來實行的是全國統(tǒng)一的課程與教材,按照統(tǒng)一規(guī)定執(zhí)行教學計劃,對學校和學生的評價也是按照統(tǒng)一標準與方式實施的,因此我國以往的課程實施基本上都采用了忠實觀的取向[2]。本次新課改中信息技術課程的實施過程難免受到這種取向的影響。然而,新課程標準中對信息技術技術各個模塊的具體實施并沒有明確而詳細的規(guī)定,從而使教師對包括人工智能模塊在內的課程實施缺乏長期慣于依賴的參照和依據(jù),增加了課程實施的難度,造成部分模塊的課程難以開設的情況。
(2) 課程實施的層次
課程實施包括五個層面的變化,即教材的改變、組織方式的改變、角色和行為的改變、知識與理解的改變、價值的內化[3]。目前高中人工智能課程在教材改變的層面已經(jīng)做出了一定的努力。在課程標準的指導下,現(xiàn)已出版的五套教材在體例、版面、學習活動、評價等方面進行了多樣化的設計,基本上貫徹了新課標所倡導的課程目標和理念。在組織方式的層次,少數(shù)已經(jīng)開設人工智能課程的學校結合學生的興趣與學校的實際情況,有針對性地開展了課程的組織。然而,仍然有一些地區(qū)或學校不愿或不習慣打破原有的課程組織方式,而是采用硬性規(guī)定的方式,人為指定兩三門課程,將選修變?yōu)楸匦?,限制學生的自由選擇,依然維持原有的固定班級授課的形式。教材的改變僅僅是課程實施的開始,在組織方式、角色或行為、知識與理解、價值等層次,大部分學校還未發(fā)生變化或變化還很小。
(3) 課程實施的典型個案
目前國內開展人工智能課程教學或實驗的典型學校如表1所示??傮w來看,這兩所學校都地處東南沿海地區(qū),且學校本身比較積極參與高中新課改的實踐探索,屬于“敢于吃螃蟹”的類型??紤]到課程本身的要求較高,兩所學校都選取了基礎較好的學生開展教學。到目前為止,兩所學校均已開展了三期的教學或實驗探索,任課教師及時總結教學心得體會,并在相關教學刊物或課程研修活動中與廣大一線教師分享教學經(jīng)驗。
二 高中人工智能課程的影響因素
根據(jù)Snyder的研究,可以把課程實施的影響因素歸納為四個方面:課程改革自身的性質、校區(qū)的整體情況、學校的水平以及外部環(huán)境[4]。結合高中人工智能課程的現(xiàn)狀,本文分別從以上四個方面來探討影響該課程的主要因素。
(1) 課改自身的性質
課程改革本身的性質是影響課程實施的第一要素。它包括課程改革的必要性及其相關性、改革方案的清晰程度、改革內容的復雜性以及改革方案的質量與實用性。結合信息技術新課程改革的相關調查研究,廣大信息技術教師和教研人員對課改的必要性應該認識得比較到位,然而他們對信息技術課程中是否有必要單獨開設人工智能模塊存有疑惑。其次,不少教師對課程改革方案(課程標準)的認識并不是非常清晰。他們認為新課程標準中的教學理念、實施建議等內容相對抽象,不易把握和理解,缺乏具體的針對性,可操作性不強。再次,人工智能課程的實用性相比其他模塊并不明顯,課程內容也相對難度較高。這些因素造成課程設置的必要性不強、實施難度大、實用性不高,直接影響人工智能課程在學校的順利設置。
(2) 校區(qū)的整體情況
校區(qū)的整體情況主要包括地區(qū)的適應性、地方管理部門的支持、教學隊伍的培養(yǎng)、教學研討和交流等等。各地區(qū)對課程改革的需要程度會直接影響人們實施課程的積極性和主動性。我國東西部地區(qū)的學校對課程改革的需求程度不同,從而造成了課程實施的地區(qū)差別。從目前開設人工智能課程或教學實驗的學校來看,均分布于東南沿海較為發(fā)達的地區(qū)。這些學校的共同特點是基礎條件較好,對課程改革的積極性高,敢于進行教學嘗試和革新。此外,地方管理部分的支持對課程實施也有很大影響,如廣東省為了推動信息技術課程改革,專門出臺了關于課程標準的教學指導意見[5]。其中強調“要特別注意人工智能初步”,并針對人工智能課程提供了較為具體的教學建議,從而促使該省出現(xiàn)了全國最早正式開設人工智能課程的學校。師資隊伍也是影響課程的因素之一。目前大多數(shù)高中缺乏熟悉人工智能課程內容和教學方法的專業(yè)教師,使得學校無法開設該課程。因此,有關人工智能課程的研討和學習交流顯得尤為重要,然而目前這些方面的活動總體上相對缺乏。
(3) 學校的水平
學校水平對課程實施的影響因素包括校長的作用、教師的個人特征和教師集體的行為取向。學校是課程改革的基本單位,校長和教師是學校課程改革的動因。校長對課改理念的理解,以及對課改的支持、參與程度都會影響課程的順利實施。校長通常會根據(jù)上級主管部門的意見,結合本校的實際情況,權衡課程改革可能對學校形成的各種影響。在高考的影響下,信息技術課程在高中各科中長期存在地位“低人一等”的現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)課時常被“侵占”的現(xiàn)象。如果校長對信息技術課程本身不重視,那么要求學校開設人工智能選修課無疑是一種奢望。此外,一所學校教師個人和集體的改革意識的強弱也會影響課程的實施。從人工智能課程的現(xiàn)狀來看,恰好印證了這一點:改革意識強的教師個人或教研組即使沒有上級的硬性指令,也能積極展開各選修模塊的教學嘗試和探索,并自覺地從教學者成長為研究者,而思想保守的學校即使具備了課程實施的基本條件,也不愿積極開設相關的選修課程,長期停留于課程的“忠實執(zhí)行者”的層次。
(4) 外部環(huán)境
外部環(huán)境因素主要包括政府部門的重視、外部機構的支持以及社區(qū)與家長的協(xié)助。各國課程改革的經(jīng)驗表明,教育行政部門和相關機構的態(tài)度在很大程度上影響到新課程的順利實施。特別是我國長期以來受到前蘇聯(lián)教育模式的影響,課程改革通常是自上而下的模式,新課程的實施主要依靠各級政府教育行政部門的政策和指令的推動。本次新課程改革同樣繼承了這一模式,但是整個教育體制和評價體系未能及時進行相應的調整,因此在某些方面造成各級教育部門的政策抵觸,出現(xiàn)“上有政策、下有對策”的情況。此外,社區(qū)與家長對新課改的認識和態(tài)度也影響到人工智能課程的實施。研究表明,社區(qū)與家長更加關心的是新課改是否有助于提高學生的學業(yè)成績,是否會給學生造成更大的負擔,而對學生能力的全面發(fā)展和個性的培養(yǎng)則是其次的考慮。因此,要使社區(qū)與家長認識和了解課程改革的意義和目標,引導其關心新課程、支持新課程才能更好的促進新課改的健康發(fā)展,進而才可能使得包括人工智能在內的高中各科選修模塊得以全面開設與實施。
三 高中人工智能課程的反思
通過調查訪談以及與相關授課教師的交流,筆者了解到高中人工智能課程的教學情況和教師的經(jīng)驗體會。總體來說,該課程的推進情況不如預期理想,需要從課程的設計、管理、教學以及評價等方面進行反思。
(1) 課程設計
本次高中信息技術課程改革將原來的一門課程分解為1個必修模塊和5個選修模塊,從而給學生提供多樣化的選擇?!叭斯ぶ悄艹醪健边x修模塊是作為智能信息技術處理專題設置的,以反映信息技術學科的發(fā)展趨勢,體現(xiàn)教育的時代性要求。課程設置的目的在于使學生在技術掌握與使用的過程中,逐漸領會信息技術在現(xiàn)代社會中的應用以及對科學技術和人類發(fā)展的深遠意義[6]。然而,以上的描述更多是該模塊的隱性價值,相比其他模塊該課程的顯性價值并不是很直觀。而一線的信息技術教師較多關注的是該課程的顯性價值:課程能給學生帶來些什么?學生的實踐能力能否有較大提高?教師們在沒有找到一個合理的價值依托之前,一般不會貿然開課。這一點值得課程設計者和教研人員的深刻思考。
通過網(wǎng)絡問卷調查,不少教師認為人工智能課程在高中開設是有一定必要性的[7],但并不意味著所有的學生都需要學習該課程。課程應面向對人工智能有一定興趣的學習者,且最好有一定的基礎。事實上,相對于其他選修模塊,選擇人工智能課程的學生并不是很多。因此,結合我國目前的情況,可以考慮優(yōu)先在發(fā)達地區(qū)條件較好的部分學校開設,再進一步利用其示范作用,以點帶面,逐步鋪開培訓、指導、交流的規(guī)模和影響面,積極穩(wěn)妥地推進高中人工智能課程的建設。
(2) 課程管理
課程的有效管理有助于提高課程實施的質量。上個世紀90年代以來,我國的中小學課程由原來的中央集權管理體制逐步轉變?yōu)閲?、地方、學校的三級管理體制。國家負責課程的總體規(guī)劃,省級教育部門結合本地區(qū)實際制定課程計劃或實施方案,而學校也將有權根據(jù)學校傳統(tǒng)或學生興趣開發(fā)適合本校的課程。目前人工智能課程雖然已被列入國家課程標準,但在地方管理層面并未得到應有的認可。部分地區(qū)考慮到高考因素,直接將人工智能模塊排除在學生的選擇范圍之外,無疑成為阻礙該課程順利實施的一個重要原因。
目前我國高中了解熟悉人工智能教學內容、方法的教師十分缺乏,相關教育主管部門需加強該課程的師資培養(yǎng),邀請教材編寫人員和相關專家,積極開展各級培訓、研討和交流活動,以務實的態(tài)度來聽取學科教師的意見,為他們提供一些明確的、可操作的指導和建議。也可以開展優(yōu)秀教學案例的征集和評獎,通過公開課的觀摩和點評活動,或吸納中學教師參與有關課程改革和教學研究的課題,以此提高教師參與改革的積極性。此外,國內高等師范院校信息技術相關專業(yè)應該對新課改作出及時的反應,針對高中信息技術各選修模塊為師范生開設相關的課程,為課改的成功實施提供后備師資力量的支持。
(3) 課程教學
從已開展的人工智能課程教學或實驗情況來看,主要的教學體會包括:教學對象選取時要有針對性,不宜硬性指定,應結合學習者自己的興趣和學習基礎供其自由選擇;由于課程的理論和技術的要求較高,不宜大量采用“講授法”進行教學,應設計一些有挑戰(zhàn)性的活動供學生實踐;為保證教學進度有序進行,可通過課堂小測及時鞏固所學內容;應提供良好的網(wǎng)絡條件和計算機設備以支持課程教學和實踐的順利開展。
國外一些高校通過遠程網(wǎng)絡的手段與中學合作開展人工智能教學,加快了課程建設的步伐,并提高了教學質量。大學負責教學網(wǎng)站的建設維護,主持與中小學的討論答疑,中學則負責課程教學的具體實施。文中個案也印證了這種做法的有效性:讓一些致力于高中人工智能課程研究的高校和部分條件較好的中學建立共同體,協(xié)作推動課程的實施。一方面,高校研究人員能為中學提供教學指導建議、技術和資源的支持;另一方面,中學的教學實踐也為高校進行課程教學研究提供了材料和依據(jù)。
(4) 課程評價
研究表明,評價目前已成為影響高中信息技術新課程實施的一個重要問題[8]。從本次課改的動因來看,針對我國現(xiàn)行教育體制下的高考選拔制度在很多方面呈現(xiàn)的弊端,新課改力圖在一定程度上改變這一局面,努力使學習者能夠真正獲得全面的發(fā)展。但是,在目前情況下以高考為“指揮棒”的評價體系短期內仍然無法發(fā)生質的變化。高中新課改實施以來,部分省份相繼將信息技術課程納入了高考的范疇,以往信息技術課程不受重視的情況逐漸得到了一些改善。然而,高考是否解決信息技術課程評價問題的一劑良藥,進而為人工智能課程的實施及其評價帶來新的希望,目前仍是值得懷疑和思考的問題。特別是當前高考科目已經(jīng)較多,再增加科目無疑會加重學習者的負擔,且很容易回到應試教育的老路上。
其次,雖然新課程標準中提供了關于課程評價的建議,但是其中的內容仍然比較抽象,可操作性不夠。如在信息技術課程標準的評價建議中,提倡評價主體的多元化,關注學生的個別差異,綜合應用多種過程性評價方式,適當滲透表現(xiàn)性評價的理念,等等。這些內容從理念上來講都是很好的,但是如何在教學實踐中加以操作實施,對一線教師而言仍是不夠明確和難以把握的問題。而且,信息技術課程的每個模塊各有特色,然而課程標準并未就此提供專門的評價建議。因此,一套科學合理、適合人工智能課程的評價體系和方法仍需要教研人員在實踐中不斷摸索總結。
參考文獻
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[6] 顧建軍等.技術課程標準(實驗)解讀[M].武漢:北教育出版社,004:9.
關鍵詞:智能制造 機械 啟示
隨著信息技術的不斷發(fā)展,現(xiàn)代制造業(yè)向著以智能制造為核心的新一代工業(yè)發(fā)展,社會對機械人才的需求量越來越大,但同時對人才的質量和綜合素質也提出了與以往不同的新要求。筆者將從智能制造基礎和內涵出發(fā)分析智能制造高職院校機械教學影響和啟示。
一、智能制造的含義及關鍵技術
制造是從概念到實物的過程,通過制造活動把原材料加工成適用的產(chǎn)品,智能制造是在網(wǎng)絡化、數(shù)字化基礎上融入人工智能和機器人技術形成的人、機、物之間相互交互與深度融合的新一代制造系統(tǒng)。智能制造系統(tǒng)的本質特征是分布于各個地方的單個制造者自主性和整個制造系統(tǒng)的自組織能力,實質就是應用快速可靠的通信傳輸網(wǎng)絡建立的分布式多自主體智能系統(tǒng)。
智能制造系統(tǒng)的基礎技術。
1.數(shù)控機床技術
數(shù)控機床技術是智能制造的基礎,智能制造系統(tǒng)最終產(chǎn)品的生產(chǎn)都依賴于數(shù)據(jù)機床技術。
2.計算機技術
計算機輔助設計能夠提高產(chǎn)品的質量和縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期,在制造過程綜合利用計算機技術使生產(chǎn)從概念、設計到制造聯(lián)成一體,做到直接面向市場進行生產(chǎn),可以從事大小規(guī)模并舉的多樣化的生產(chǎn)。
3.工業(yè)控制技術、微電子技術
利用工業(yè)控制技術、微電子技術結合人工智能技術發(fā)明的機器人開創(chuàng)了工業(yè)智能新局面,使生產(chǎn)結構發(fā)生重大變化,使制造過程更富于柔性,擴展了人類工作范圍。
4.人工智能技術
人工智能的目的是為了用技術系統(tǒng)來突破人的自然智力的局限性,達到對人腦的部分代替、延伸和加強的目的,使那些單靠人的天然智能無法進行或帶有危險性的工作得以完成,從而使人類的智慧能集中到那些更富于創(chuàng)造性的工作中去。人是制造智能的重要來源,在制造業(yè)走向智能化過程中起著決定性作用。
5.通信網(wǎng)絡技術
構成智能制造系統(tǒng)的基礎就是高可靠實時通信網(wǎng)絡,通過通信網(wǎng)絡高速可靠實時傳輸智能制造系統(tǒng)中各個制造者所需要的所有信息,通信網(wǎng)絡技術主要包括嵌入式網(wǎng)絡技術、高可靠無線網(wǎng)絡技術,網(wǎng)絡信息安全技術和異構網(wǎng)絡間無縫交換技術。
二、智能制造對機械教學影響及啟示
機械專業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎,機械專業(yè)的人才將是工業(yè)4.0時代弄潮兒,為了適應智能制造工業(yè)發(fā)展的需要,在機械人才培養(yǎng)方面必須要適應時代的發(fā)展,作為機械專業(yè)人才培養(yǎng)主要搖籃,高職院校培養(yǎng)的人才只有滿足智能制造的需求,才能立足于未來工業(yè)發(fā)展,否則培養(yǎng)的人才將被現(xiàn)代工業(yè)社會所淘汰。因此在機械專業(yè)人才培養(yǎng)方面對教學模式、教學內容和教學方法等方面進行改革創(chuàng)新是大勢所趨。
1.不斷完善機械專業(yè)教學內容
智能制造所需要的機械人才已經(jīng)不再是僅僅懂得機械專業(yè)的人才,而應該是對計算機技術、工業(yè)控制技術、網(wǎng)絡技術、人工智能技術等智能制造基礎技術都要熟悉和了解的人才,這就需要學校在進行機械專業(yè)課程設計時要在加強傳統(tǒng)機械專業(yè)課程的同時,增加計算機技術、工業(yè)控制和微電子技術以及人工智能技術的相關課程,老師在教授傳統(tǒng)機械課程的同時,把計算機技術、工業(yè)控制技術和人工智能技術融入到教學中,從而使學生熟悉在機械制造工業(yè)中如何應用計算機、人工智能等技術,充實學生的技術儲備,為學生的就業(yè)打好基礎。
2.在機械專業(yè)教學中不斷創(chuàng)新應用教學方法
智能制造對機械專業(yè)人才提出了新的要求,學生不僅要加強對機械知識的掌握和運用,還要熟悉了解計算機技術、工業(yè)控制和微電子技術和人工智能知識,這就產(chǎn)生老師傳統(tǒng)教授機械知識的教學方法不一定適用于這些新知識教學的問題,因此教師應該深入研究計算機技術、工業(yè)控制和微電子技術以及人工智能技術的教學方法,并結合適用于機械專業(yè)教學方法不斷創(chuàng)新新的教學方法, 培養(yǎng)學生學習的主動性、創(chuàng)造性、理論實踐能力和學習的方法習慣。同時要不斷提高任職教師能力素質,加強學習智能制造關鍵技術相關知識。
3.逐步完善改進教學模式
智能制造需要新的理論知識體系,原來的機械專業(yè)知識的教學模式可能已經(jīng)不再適應新知識的教學,這就要求我們的老師不斷研究新知識理論,探索嘗試新的教學模式,使得學生能夠牢固、快速掌握新知識。
三、小結
一、人工智能應用于稅收征管的必要性分析
1.優(yōu)化辦稅體驗,提高納稅遵從度。稅務部門的納稅服務有網(wǎng)絡和辦稅服務廳兩種方式。利用人工智能技術,可以智能地分析納稅人輸入的信息,精準納稅信息的推送,提高個性化咨詢的針對性,服務好PC端和移動端,使納稅人無需離開住宅即可完成一般的稅收申報。對于某些納稅人條件有限或無法在線解決的問題,實體服務機構仍可以使用人工智能系統(tǒng)。自2016年以來,江蘇、廣東、上海等地陸續(xù)推出了采集納稅人人臉圖像、身份信息和電話號碼的“旺寶”、“小賢”等稅務服務機器人提供自助稅收服務、發(fā)票申請等,它不僅減輕了工作人員的負擔,而且提高了稅務處理的效率。人工智能的友好、耐心、準確和高效的服務,也受到了公眾的好評。2.實現(xiàn)稅收信息共享,確保信息對稱。目前,“金稅”項目的第三階段已逐步在全國范圍內建立了信息收集系統(tǒng)。政府應建立基于“金稅”項目的綜合電子稅務辦公系統(tǒng),運用人工智能技術分析大數(shù)據(jù),連接各稅務機關的信息,整合分散的資源并重新開發(fā)一套用于稅收信息收集和管理的操作方法,以增強稅收信息收集和管理的相關性,確保信息的對稱。3.創(chuàng)新檢查手段,兼顧公平速度質量。對于稅收征管檢查工作分為兩部分,計算機選擇選案,然后由稽查人員負責后續(xù)的稽查工作。人工智能的選擇不僅有助于確保公平性和準確性,還可以提高速度,使稅務人員更好地投入于跟蹤工作。人類與人工智能各司其職,這是流程再造理論下稅收征管改革的必然趨勢。4.加強風險防范,打擊涉稅違法。電子商務的興起,納稅人收入來源的不明確和生產(chǎn)模式的多樣化催生了一系列偷稅和逃稅行為。稅務部門應依靠人工智能技術,建立稅收風險的預防和控制系統(tǒng),對評估有疑問的納稅人,由人工智能系統(tǒng)過濾后,發(fā)送給不同的部門進行監(jiān)控和定期檢查,從而遏制不法行為發(fā)生。5.節(jié)省人力時間,降低稅收成本。人工智能的優(yōu)勢在于能夠利用風險評估和稅源管理機制來減少稅收管理資源的投入,日常工作效率得到有效提高。人工智能還可以對熱點稅收問題進行智能分析和評論。還可以應用于稅務審批事務。通過智能的機檢,可提高工作效率,從而降低稅收成本。
二、基于人工智能應用稅收征管的障礙因素
1.人工智能技術的發(fā)展不夠完善。首先,稅收信息與人民生活息息相關,但稅收人工智能技術還存在技術方面的不足,容易受到黑客攻擊。目前,稅收信息的保護是有限的。其次,人工智能系統(tǒng)的專家系統(tǒng)。計算機經(jīng)過的智能程序的學習,除了原有的程序思維,也導入了另一個思維,有了雙思維,這就是人性化的專家思維,使稅收征管中解決復雜問題能力上了一個臺階,計算機程序通過稅務專業(yè)知識+稅務專家經(jīng)驗兩個思維去思考和分析面對的稅收征管難題。事實上由于缺乏專家系統(tǒng)的技術支撐,人工智能應用會大打折扣。2.缺乏人工智能復合的高端人才。首先,稅收征管需要兼通IT和稅收的人才。但如今,稅務專業(yè)中基本上沒有人工智能的本科教育,人工智能與稅收學科的交叉和融合無法實現(xiàn)。另外,在稅收征管領域,人工智能廣泛應用之后,普通稅收專業(yè)人員的數(shù)量將減少。簡單的咨詢輔導工作,發(fā)票業(yè)務等可以輔以人工智能系統(tǒng)。而高端管理人才缺乏,是阻礙稅收人工智能發(fā)展的重要成因。3.適應智能辦稅能力尚顯不足。在稅收實際工作中,由于納稅人的水平不一,接受新事物新技術的能力不一,也就不能很好地掌握智能辦稅中的各種操作要求和智能處理。4.缺乏人工智能應用和數(shù)據(jù)的保護。政府對個人信息的收集,分析和比較,確實提高了政府部門的管理能力,并在一定程度上有助于改善政府管理手段。但是,公權力無限收集信息超出必要程度可能會侵犯私人權利。目前,我國還沒有關于“人工智能數(shù)據(jù)的應用和保護”的規(guī)定。建議從法律條文上體現(xiàn)對公民的隱私保護。
三、完善人工智能應用稅收征管的對策
這些預言是危言聳聽還是未雨綢繆?基于這樣的判斷,我們是否應當反對人工智能的發(fā)展?該如何應對可能發(fā)生的不平等?帶著這些問題,《中國經(jīng)濟周刊》記者采訪了尤瓦爾?赫拉利。
Q:有這樣一種擔心,人工智能或許會令許多人喪失工作,對于普通人而言應當如何應對這種可能性?我們是否應當反對人工智能的發(fā)展?
A:我不認為我們應當停止發(fā)展人工智能,它會帶來很多益處,并不是那種我們需要對抗的危險之物。但為了保持貼近,最重要的能力是保持改變的能力、靈活性,尤其是在精神上。
傳統(tǒng)而言,人生會被分成兩個階段。在第一個階段,你學習知識,獲取技能,形成個性并建立起一定的職業(yè)身份。在第二個階段,當然你會繼續(xù)學習,在一定程度上保持改變。但更多數(shù)的情況是,你要利用早年已經(jīng)學會的知識和技能。
這種模型在21世紀已經(jīng)不再適用。改變的速度非???,你在今天學會的大多數(shù)東西將會很快變得無用。要保持貼近,你需要終身保持學習,持續(xù)改變,改變你的職業(yè)身份、個性等等。這非常困難。如何在壓力中保持平衡?我想,這個問題將會成為21世紀人類生活中最大的挑戰(zhàn)。
人們曾經(jīng)認為,在現(xiàn)代科技如空調、電腦等等的幫助下,生活將會更加舒適和平靜。但實際上,我們的生活比一個世紀以前更有壓力了。如何保持改變,不被壓力淹沒?這是你我都將面對的挑戰(zhàn)。
Q:對商業(yè)社會而言,未來組織會以什么樣的形式存在?
A:今天,我們甚至無法預知20或30年后的經(jīng)濟是什么樣子的。這在人類歷史上是史無前例的。回顧歷史,人類對未來的經(jīng)濟形態(tài)總有較好的預期。
如果你生活在一千年以前的中國,在1017年的宋朝,你或許會想到各種情況,1050年,宋朝(北宋)可能會,契丹可能會從北方打過來,未來可能會有瘟疫,或者是地震。你可以肯定未來基本的經(jīng)濟形態(tài),你甚至能夠肯定,即便到了1050年,絕大多數(shù)中國人還是農民,男人依舊支配著女人,最好教育孩子的方式是教他們種植和紡織,學習儒家經(jīng)典。
而到了今天,沒人知道到2050年的世界經(jīng)濟會是什么樣子,我們不知道未來就業(yè)市場會怎樣,貨幣系統(tǒng)是怎樣。很可能,現(xiàn)有的貨幣體系將會完全顛覆。新科技,如區(qū)塊鏈技術,將會成為未來全新的貨幣系統(tǒng)的框架。在我們有生之年,類似于銀行、保險、信貸類的機構會有完全不同的形態(tài)。
另外一個巨大的未知是,經(jīng)濟活動集中度的鐘擺將走向何方。歷史上,高度集中的商業(yè)活動帶來金融、財富、勞動力和權力的集中。我們常??吹剑粋€地區(qū)、一個公司、一個國家擁有巨大優(yōu)勢。因此,我們看到了許多壟斷組織的誕生。但是,在歷史的一些時刻,這些大公司變成了恐龍,非常低效。而許多中小企業(yè)則欣欣向榮,它們比大公司更靈活,更能創(chuàng)新。
可以肯定的是,在未來30年,這個鐘擺仍會擺動,只是不知走向何方?;ヂ?lián)網(wǎng)公司誕生之初,許多人相信,它將鼓勵中小企業(yè)的蓬勃。而我們今天看到的情況是,許多互聯(lián)網(wǎng)寡頭誕生了。在西方,谷歌、蘋果、Facebook、Amazon等控制了一切。
在未來,我們會否有一個數(shù)據(jù)方面的超級寡頭?有這么一個公司或者政府幾乎控制了一切?又或者,這些巨頭會分崩離析,剩下了許多小的靈活的公司。人工智能可能促使數(shù)據(jù)的集中,從而導致權力的集中。也可能,區(qū)塊鏈技術打破了傳統(tǒng)的巨頭,如金融系統(tǒng)。今天最好的專家也無法預測,未來基本的經(jīng)濟形態(tài)是怎么樣的。
Q:人工智能或其他技術會否導致人類的滅亡?
A:我不認為我們將會看到像許多科幻小說中所描寫的人類滅絕。很大程度上是因為人工智能并沒有意識、感覺和情緒,因此也不會有自己的欲望,更遑論殺掉人類掌控世界。
但危機在于,人工智能會導致人類內部的不平等。一小部分人將會擁有前所未有的權力,他們很可能會與機器融合成為科技人(scibots),他們的大腦可能直接與電腦相連,他們可能擁有更高級的物理能力。
另一方面,更多人將會變得毫無實力,長期來看,這些人可能會被喪失所有權力甚至滅絕。所以,人工智能不會導致全體人類的滅亡,更可能的是將人類割裂為不同的等級,從而走向完全不同的軌道,迎來不同的命運。
Q:在您看來,什么樣的人可能成為“少數(shù)人”?
A:如果我們對此毫無作為,很有可能,在未來2%乃至5%的人類會成為“權勢物種”。我想,他們會包含最富有的人,政治上最有權勢的人,這二者常常是一類人。這與你是否聰明無關,設想一下,你非常聰明,但卻生長在埃及的某個貧困家庭。對你而言,要贏得足夠的財富和權勢成為精英階層,是非常困難的。但若我們對此毫無作為,這將會成為一個問題:經(jīng)濟或政治精英將會成超級人類物種。
歷史上,富人和窮人間有很多差別,但僅僅是社會、法律或者政治上的不同?,F(xiàn)在危險的是,有了將經(jīng)濟上的不平等轉變?yōu)樯锷系牟黄降鹊目赡苄浴8辉5娜撕芸赡軗碛谐剿腥说母叩哪芰?。當然,這只是一種危機,如果我們現(xiàn)在采取行動的話,可以防止這樣的危險變?yōu)楝F(xiàn)實。
Q: 我應當采取什么樣的行動?
A: 人們需要試圖理解現(xiàn)在在世界上發(fā)生著什么。你需要的不是更多的信息,而是少量的信息。對于大多數(shù)人而言,他們被海量的信息所取悅,無法判斷區(qū)別什么是重要的。
你會看到很有錢、有權勢的人并沒有智能手機。有智能手機的人常常被海量的無關信息所轟炸,致使一個人沒有足夠的時間和注意力,專注于那些更深層次的東西。
我鼓勵人們不要讀屏幕上彈出的碎片的字節(jié)。如果你們想真正理解這個世界,去讀一整本書,而不是彈出的300字的內容。我還建議,要與你的身體保持聯(lián)系。許多人經(jīng)常對著屏幕,關注虛擬空間中發(fā)生在其他地方、其他時間的事情,他們喪失了當下現(xiàn)實的感受。我希望人們能夠找到一種方式,真正感受現(xiàn)實,而不是在電子數(shù)據(jù)的取悅下喪失自我。
《未來簡史》
推薦指數(shù):
作 者:尤瓦爾?赫拉利
譯 者:林俊宏
出版社:中信出版集團
上半年工作目標:
1.堅持面向廣大青少年開展興趣特長普及性活動。重點抓好圍棋、跆拳道、中國武術、小模特、民族舞、拉丁舞、街舞、酷吧機器人、航模、沙畫、葫蘆絲、鋼琴、吉他(尤克里里)、架子鼓(非洲鼓)、相聲曲藝等18項專業(yè)的培訓工作,豐富青少年的課余生活,促進廣大青少年特長的提升。
2.堅持免費開展公益性活動。利用寒假等節(jié)假日開展留守兒童關愛活動,與學校聯(lián)合組織研學活動。繼續(xù)打造“四點半彩虹公益學堂”品牌活動,充分挖掘“彩虹”公益活動特色文化,做實做優(yōu)“四點半彩虹學堂”、“彩虹圍棋學堂”等公益學堂,招收一批家庭貧困、有興趣愛好的學生免費學特長。
3.發(fā)揮校外活動中心的輻射作用,整合周邊城區(qū)“學校少年宮”優(yōu)秀師資帶動“農村學校少年宮”建設。
4.辦好家長學??傂#B(tài)化開展家庭教育講座活動。
完成情況:
2020年上半年因疫情影響,很多的工作計劃沒有得到實施。到5月下旬中心才開展了“四點半彩虹公益學堂”和周未特長班。
利用疫情這段時間,中心主要做的工作有:
1、 對新科技館進行規(guī)劃、設計;
2、 修繕了中心房屋滲雨的問題,樓頂重新做了防水,對中心進行安全隱患排查;
3、 對中心課程進行了優(yōu)化調整,規(guī)劃下半年工作任務。
存在問題:
做為公益性培訓機構,無教學管理人員,無專業(yè)藝術老師,建議局領導能優(yōu)化師資給予配置。
二、下半年工作計劃
1、開展好青少年校外教育公益性活動
定期或不定期開展青少年校外教育公益課堂和活動。聯(lián)合學校做好校外教育的組織聯(lián)絡工作。開展公益講堂,邀請孩子、家長免費聽各種知識講座;開展多樣的校外活動,帶孩子拓展社會實踐,增加孩子的認知能力。中心將繼續(xù)開展好“四點半”彩虹課堂、國學課堂、家教沙龍、才藝沙龍、出彩少年郎等公益活動。同時我們利用中心藝術教師積極、義務地為有需要的學校打造特長興趣社團。
2、做好機器人科技館的改造建設
下半年建成機器人工作室,與宿遷學院機器人創(chuàng)客項目合作,做好機器人的教育培訓,讓孩子們了解機器人的搭建、編程及參加比賽,培養(yǎng)孩子們對人工智能技術的興趣,真正認識智能機器人對社會進步與經(jīng)濟發(fā)展的作用,培養(yǎng)孩子的科學素養(yǎng)。
3、建立新的運營管理機制
今年中心將開設舞蹈、美術、書法、圍棋、葫蘆絲、竹笛、“四點半”課堂等項目。特長班采用分塊化管理,主要分為舞蹈組、書美組、“四點半”彩虹學堂組、器樂組、棋類組,每個組由一名工作人員做組長,負責該組的特長班教學管理、考級和各項活動及比賽,讓項目都有團隊,讓團隊管理讓他們課程出彩,辦出特色,塑造精品。
關鍵詞:SQL語句;優(yōu)化;智能;自動;數(shù)據(jù)庫;程序
中圖分類號:TP311.131 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2010) 09-0000-01
SQL Statement Optimization Study for Database
------- LECCO SQL Expert Analysis and Research
Li Maozhou
(Sichuan Transportation Vocational&Technical College,Chengdu611130,China)
Abstract:Some optimization experts believe that database can get nearly 40% system performance by optimizing SQL statements to high performance of SQL statements about the problem of database SQL statement optimization,which have always been keen on by computer researchers. Through artificial intelligence to automatically optimize on the SQL is re-inputing of the SQL statement for get the optimal SQL statement with the same effect.
Keywords:SQL statement;Optimization;Intelligent;Automatic;
Database;Program
一、對數(shù)據(jù)庫中SQL語句進行優(yōu)化的背景
我們都知道,對于一個計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的生命周期進行分階段優(yōu)化研究,它可以分為設計階段優(yōu)化、開發(fā)階段優(yōu)化、成品階段優(yōu)化這三個階段,在數(shù)據(jù)庫設計階段優(yōu)化數(shù)據(jù)庫性能其成本最低收益最大,而對于成品階段優(yōu)化而言,這一階段對數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化的成本最高收益最小,許多的優(yōu)化專家都認為,通過對網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫參數(shù)、計算機硬件、應用程序等來優(yōu)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以在很大程度上讓計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能得到提升,據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能提升的40%來源于對網(wǎng)絡、計算機操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫參數(shù)等的優(yōu)化,其余的將近60%則是來源于對數(shù)據(jù)庫應用程序的優(yōu)化,有的優(yōu)化專家甚至認為對于數(shù)據(jù)庫應用程序中SOL語句的優(yōu)化占到其中的一半還多,由此可見優(yōu)化數(shù)據(jù)庫中SQL語句對于計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能的提升有著很大的影響。
二、在計算機數(shù)據(jù)庫中SQL語句優(yōu)化的意義
作為對計算機數(shù)據(jù)庫進行操作的唯一途徑,SQL語句對于計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能直接有著決定性的影響。在數(shù)據(jù)庫資源的消耗中,SQL語句占了總消耗量的70%-90%;基于獨立于程序設計邏輯的特點,我們對SQL語句進行優(yōu)化對于計算機數(shù)據(jù)庫來說,不對造成程序邏輯的混亂。
三、對SQL優(yōu)化技術的發(fā)展歷程進行分析
在計算機數(shù)據(jù)庫方面的研究中,對于SQL優(yōu)化技術而言,它的發(fā)展一共經(jīng)歷的三個階段,在第一階段是專門針對輸入方面的SQL語句執(zhí)行計劃分析的技術,這種從數(shù)據(jù)庫中提取執(zhí)行計劃,而且執(zhí)行解釋關鍵字含義的技術被稱為第一代的SQL優(yōu)化技術。第二階段的SQL優(yōu)化技術是通過對輸入的SQL語句的執(zhí)行計劃進行分析,由此來產(chǎn)生是否增加索引的建議,這類技術被稱為二代的SQL語句優(yōu)化工具,它只能提供增加索引的一些建議,最后一階段的SQL優(yōu)化技術在分析輸入SQL語句執(zhí)行計劃的基礎上,同時對輸入的SQL語句本身進行語法分析,由此來產(chǎn)生對SQL語句寫法上的改進。
四、對于人工智能自動SQL優(yōu)化技術-----LECCO SQL Expert的分析性研究
(一)對于LECCO SQL Expert優(yōu)化模塊的特點進行研究
LECCO SQL Expert通過獨家的人工智能知識庫反饋式搜索引擎進行對SQL語句進行優(yōu)化,通過重寫性能優(yōu)異的SQL語句來達到對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能的提升,在保證產(chǎn)生相同結果的接觸上,它通過先進的SQL語法分析器來對較為復雜的SQL語句進行分析,通過對優(yōu)化重寫而得出的SQL語句進行測試運行,從而自動的找出性能最好的SQL語句,為應用程序跟數(shù)據(jù)庫提供最為便捷的服務。
其次,LECCO SQL Expert作為非常先進的SQL優(yōu)化工具,它提供的邊做邊學式訓練模式,可以迅速有效的提升開發(fā)人員的SQL編程技能,而且與此同時提供SQL運行狀態(tài)幫助跟更為便捷的上下文敏感的執(zhí)行計劃幫助系統(tǒng),提供出獨一無二的SQL重寫解決方案。
(二)LECCO SQL Expert可以讓普通的程序員寫出專家級別的SQL語句
對SQL語句的優(yōu)化變的方便快捷簡單是其最大最優(yōu)特點,筆者認為只要能寫出好的SQL語句,它就能為用戶提供出最好性能的優(yōu)化寫法,同以往的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化手段進行分析比較,LECCO SQL Expert的出現(xiàn)把數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技術提升了一個很高的層次,在最短的時間內找出所有可能的優(yōu)化方案,再通過實際的測試,提供出最有效的優(yōu)化方案,讓普通的程序員即可寫出專家級別的SQL語句,這一最大的特征讓原本傳統(tǒng)上由人的來完成的完全依賴于人的經(jīng)驗、受人思維限制的數(shù)據(jù)庫優(yōu)化手段變得更為簡單有效,更為自動準確起來。
五、結束語
總的來說,對于數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化時一個嚴格復雜的系統(tǒng)工程,在數(shù)據(jù)庫德整體實施過程中影響到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能的因素是非常多的,不同項目應用要求也各不相同,我們必須對數(shù)據(jù)庫運行的實際情況加以分析,然后才能得出更好的優(yōu)化解決方案。通過對計算機數(shù)據(jù)庫中SQL語句的優(yōu)化研究,一定程度上可以為數(shù)據(jù)庫德更好的維護跟開發(fā)提供一些有益的解決辦法。
參考文獻:
[1]茹蓓.SQL查詢語句的優(yōu)化,《新鄉(xiāng)教育學院學報》,2006年第4期
關鍵詞:智能制造;新科技革命;復合型技能;人才困境;發(fā)展建議
基金項目:2016-2017年度蘇州市“高技能人才培養(yǎng)研發(fā)”市級課題:“蘇州‘智能制造’人才現(xiàn)狀與培養(yǎng)對策研究”(項目編號:GJNP201604)階段性研究成果
中圖分類號:F24 文獻標識碼:A
收錄日期:2017年4月2日
一、智能制造技術是新科技革命實現(xiàn)的關鍵技術
科技革命是16世紀以來的一個歷史現(xiàn)象,是科技發(fā)展的一種表現(xiàn)形式。在人類文明史和現(xiàn)代化研究領域,科技革命大致有三個判斷標準:(1)科學范式或技術范式的轉變;(2)人類生產(chǎn)、生活方式或思想觀念的顯著改變;(3)人口影響覆蓋率超過50%。按照這種標準,16世紀以來世界科技大致發(fā)生了兩次科學革命和三次技術革命。兩次科學革命分別是16~17世紀的近代物理學誕生、20世紀初的相對論和量子論革命。三次技術革命分別是18~19世紀初的蒸汽機和機械革命、19~20世紀初的電力和運輸革命、20世紀40年代以來的電子和信息革命。
從世界科技的前沿角度看,第三次技術革命即電子和信息革命即將結束,后信息時代即將來臨,新一輪科技革命即將爆發(fā)。從人工智能到機器人,新興技術的商業(yè)化正在重新定義各行各業(yè)并重塑社會準則。世界經(jīng)濟論壇創(chuàng)始人克勞斯?施瓦布指出:“第四次技術革命將數(shù)字技術、物理技術、生物技術有機融合,觸及經(jīng)濟社會的方方面面,可植入技術、數(shù)字化身份、物聯(lián)網(wǎng)、3D打印、無人駕駛、人工智能、機器人、大數(shù)據(jù)、智慧城市等將對社會產(chǎn)生深刻影響,重塑全球生產(chǎn)、消費、運輸與交付體系,新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟將隨之應運而生”。而這些變化的廣度與深度預示著整個生產(chǎn)、管理及治理體系的變革。
制造在科學、技術與產(chǎn)業(yè)的轉換之間具有橋梁和紐帶作用。任何新興科學或技術,都只有通過制造才能轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力,制造技術是包括新一輪科技革命在鵲乃有科學技術的實現(xiàn)技術,見圖1。而新科技革命中的制造技術則以智能制造為代表,正在改變人類生活的方方面面,智能家居、智能手機、智能設備與機器、智能建筑……所有一切都表明,人類智能的秘密正在緩緩拉開帷幕,智能制造技術將成為揭示未來新科技革命面紗的關鍵技術。(圖1)
二、智能制造工作特點與人才技能分析
技術融合是現(xiàn)代社會的發(fā)展趨勢,智能制造技術將通過與其他新興技術,如語音、數(shù)據(jù)、視頻、感知計算、生命科學……的交互融合,在經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構、組織生產(chǎn)方式、基礎設施建設等方面,通過遞進協(xié)同效應帶來社會生活的重大變革,并最終影響其工作特點與人才技能要求。
(一)智能制造工作特點
1、工作界限模糊化。傳統(tǒng)企業(yè)將制造過程劃分為三個層面,即工程層面、技術層面和技能層面。這三個層面的工作界線分明,工程層面(設計、規(guī)劃、決策)的工作是產(chǎn)品的設計、規(guī)劃與決策工作,技術層面(工藝、執(zhí)行、中間)的工作是生產(chǎn)第一線的工藝設計或設備維護工作,技能層面(技藝、操作)的工作是生產(chǎn)第一線的設備操作工作。然而,在智能制造過程中,各層面的工作將相互融合,從而使工作結構呈扁平化趨勢。這種不同層面間的融合需要大量融技術理論與技能操作于一體的復合型人才,也使智能制造在人才需求層次上整體呈上移趨勢。
2、工作方式研究化。智能制造的關鍵在于使用什么樣的方式與技術來達到智能化的效果。如果忽視了工作方式與技術本身的創(chuàng)新,只是一味地實施智能化,必是舍本逐末。制造業(yè)要保持旺盛的生命力,關鍵在于創(chuàng)新?!吨袊圃?025》對我國技術創(chuàng)新與高端制造業(yè)的發(fā)展做了具體規(guī)劃。但創(chuàng)新是個極為復雜的過程,包括多個層面,既需要在研發(fā)設計層面創(chuàng)新,也需要在工藝應用層面創(chuàng)新。智能制造將內在地要求從業(yè)者進行創(chuàng)新性研究,研究與創(chuàng)新將成為智能制造工作內容中的應有成分。
3、操作技能高端化。智能制造生產(chǎn)體系所需要的是高端技能操作。高端技能操作主要存在于三大領域:(1)智能化生產(chǎn)系統(tǒng)的操作。由于智能化生產(chǎn)系統(tǒng)非常復雜,設備非常昂貴,因而對這類操作人員的能力要求也很高,操作者要能理解整個生產(chǎn)系統(tǒng),并熟練運用各類工業(yè)軟件進行柔性化生產(chǎn);(2)智能化生產(chǎn)線本身的安裝、調試與維護性操作;(3)特種加工所需要的高端操作。這是更為重要的方面,智能化生產(chǎn)系統(tǒng)無論如何復雜,它也只能生產(chǎn)常規(guī)產(chǎn)品,企業(yè)為了提高競爭力,往往要在此基礎上生產(chǎn)特種加工的產(chǎn)品,而這種產(chǎn)品很可能是無法完全用智能化設備進行加工的,必須人工操作,但它的操作會非常復雜,對操作技能的要求也會大大提高。
4、生產(chǎn)服務一體化。盡管服務是企業(yè)的根本使命,但在傳統(tǒng)制造企業(yè)中,就個體員工而言,服務與生產(chǎn)是相互分離的,服務屬于銷售或售后服務人員的工作范圍,車間內的從業(yè)人員只是按標準生產(chǎn)產(chǎn)品,往往眼里只有“物”,沒有“人”。這是由于在傳統(tǒng)制造企業(yè)中,缺乏把生產(chǎn)與客戶連通起來的技術和理念,智能制造則將完全改變這一狀況。智能制造的目標是把生產(chǎn)線與庫存、產(chǎn)品和客戶全部連通起來,構成一個大系統(tǒng),包括智能生產(chǎn)、智能工廠、智能物流和智能服務四大主題。在這種制造系統(tǒng)中,服務與生產(chǎn)融為一體,生產(chǎn)者將直接面向客戶進行生產(chǎn),這是一種全新的工作模式,生產(chǎn)者必須具備與客戶溝通的能力以及按照客戶需求進行定制化生產(chǎn)的理念。
(二)智能制造人才技能分析。智能制造的工作特點決定了其需要更多擁有跨學科背景的復合型人才,即更多具備通用性、專業(yè)性、融合性技能的人才。
1、通用性技能。智能制造將會改變從業(yè)人員原有的工作范式,對從業(yè)人員的專業(yè)性、能動性、靈活性、協(xié)作性等通用技能提出更高的要求。
(1)專業(yè)性技能。智能機器人可替代部分“低技能”勞動力,但智能化生產(chǎn)線和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的指揮、操作和運營需要更具專業(yè)能力的從業(yè)人員彌補機器的不足。從業(yè)人員需要能夠將所學的知識和技能應用于構建真實的工業(yè)系統(tǒng),以應對自動化系統(tǒng)故障。
(2)能動性技能。智能制造工作內容的變化要求從業(yè)人員兼具多種工作技能,以能動性地應變復雜性的工作要求。
(3)靈活性技能。智能制造要求能夠迅速根據(jù)市場需求調整其生產(chǎn)適應能力。新形式的協(xié)作工廠讓虛擬工作和移動工作成為現(xiàn)實,多模式、用戶友好界面的智能輔助系統(tǒng)將協(xié)助從業(yè)者的工作。這些都可以幫助從業(yè)者實現(xiàn)更靈活的操作方式。
(4)協(xié)作性技能。一方面是“人人協(xié)作”,不同職業(yè)之間的分工運行模式將逐漸被合作模式所取代。智能制造將制造各個環(huán)節(jié)的聯(lián)系變得更加緊密,不同的職業(yè)分工將需要更多的溝通與合作;另一方面是“人機協(xié)作”,在智能工廠里,人、機器和資源如同在一個社交網(wǎng)絡里一般溝通協(xié)作,相互配合,重塑傳統(tǒng)制造模式下人與設備之間的機械關系。
2、專業(yè)性技能。當前,制造企業(yè)包括很多專家都意識到一個問題,即企業(yè)無法明確需求,對自身的流程、內部業(yè)務關系無法理清,“專業(yè)性技能”的缺乏影響了智能制造工作推進的進程。
(1)精益化技能。精益生產(chǎn)本身提出了量化基礎,而數(shù)字化車間的根基是可量化的被測對象。數(shù)學建模的控制過程、可量化的信息模型,都是依賴于精益提供基礎數(shù)據(jù)源,精益缺乏的情況下也就會失去“數(shù)字化”的根基。
(2)信息化技能。很多精益生產(chǎn)基礎很好的企業(yè),同樣困惑如何推動智能制造。因為,在傳統(tǒng)的制造業(yè)里,也有所謂的“CIO”(Chief Information Officer,首席信息官),這些CIO可能是IT出身,但是對于如何將底層數(shù)據(jù)、智能分析進行融合,由于缺乏對工藝對象的了解,使得具備智能制造意義下信息化技能的人才極其缺乏。
(3)自動化技能。自動化銜接了機器控制與數(shù)據(jù)采集,但是自動化在向更為智能的機器開發(fā)時,需要基于PLCopen的標準化編程、OPC UA、機器人應用與集成系統(tǒng)的規(guī)劃與開發(fā)等技術人才。隨著機器的智能性、集成性的提高,對于自動化本身的人才需求也與以往更加不同,對于軟件工程的能力,包括軟件開發(fā)、軟件質量與進度控制這些綜合能力的要求較之以往更高。
3、融合性技能。技術的融合,包括OICT(Operational、Information、Communication、Technology的縮寫)的融合是一種趨勢,但是規(guī)劃與設計的全局性人才是缺乏的,這類人才需要具有統(tǒng)籌運作與規(guī)劃的技能。
(1)項目規(guī)劃技能。這項技能要求懂得精益生產(chǎn),了解生產(chǎn)過程與工藝,能夠將信息通過組織分類來設定企業(yè)的制造目標,并能夠統(tǒng)籌自動化、信息化與通信規(guī)劃流程、制定執(zhí)行路線圖,推動項目的進度并持續(xù)推進設計的改善。
(2)資源整合技能。整合技能包括內部各個部門之間的溝通、外部力量的協(xié)調,類似于一個中央節(jié)點來協(xié)調各方,對各方設定目標、提出需求,并定義標準接口,設計流程與檢查,以及進行階段性的目標監(jiān)視。
(3)結構化思維與思維完整性技能。與所有的創(chuàng)新一樣,智能制造的創(chuàng)新也不是大腦靈光一現(xiàn)的結果。創(chuàng)新需要系統(tǒng)性的思維,需要在一個問題中能夠按照邏輯順序將可能潛藏的問題進行結構化的規(guī)劃,包括對問題的結構化思考、策略性思考,而這需要具備標準化、模塊化思想,以及完整性思考的能力。
三、智能制造人才困境與發(fā)展建議
根據(jù)教育部官網(wǎng)2012~2014年統(tǒng)計數(shù)據(jù)測算,2014年度,我國十大重點制造領域年度人才總缺口粗略估計在50萬人左右。其中,高檔數(shù)控機床和機器人、農機裝備、節(jié)能與新能源汽車三大智能制造領域人才缺口共計25.5萬人左右。(圖2)
《世界經(jīng)理人》雜志2015年公布的《中國制造企業(yè)智能制造現(xiàn)狀報告》顯示,有近三成被訪企業(yè)認為,使用智能設備生產(chǎn)的最大難題是人才,越來越多企業(yè)面臨“設備易得、人才難求”的尷尬局面。人社部的勞動力市場供需數(shù)據(jù)亦能說明我國技工的緊缺現(xiàn)象,數(shù)據(jù)顯示,近幾年我國技能勞動者的求人倍率一直在1.5∶1(1.5個崗位對應1個求職者)以上,高級技工的求人倍率更是達到2∶1以上的水平。
目前,智能制造人才除了在盜可洗嬖誥藪筧笨冢在技能上亦與發(fā)達國家相去甚遠。以機器人行業(yè)為例,2013年我國就已超越日本成為全球最大的工業(yè)機器人應用市場,2014年我國共銷售工業(yè)機器人5.6萬臺,2015年6.42萬臺,但多以三軸、四軸低端機器人為主,五軸、六軸等高端機器人較少,且關鍵零部件,如控制器、減速機、伺服電機等主要依靠進口。
人才的缺失極大地制約了智能制造的推進與發(fā)展,造成這種現(xiàn)象的主要原因有:
(一)缺乏能促進職業(yè)能力持續(xù)積累的人才培養(yǎng)體系。智能制造所需要的高度復合型人才的供給,需要一種能促進職業(yè)能力持續(xù)積累的人才培養(yǎng)體系。目前,我國的職業(yè)教育體系有完備的中等職業(yè)教育、高等職業(yè)教育,如果一批本科院校能順利向技術應用型轉換,我們還將擁有規(guī)模較大的技術應用型本科教育。同時,專業(yè)學位教育隨著多元化學位制度改革的順利進行,在人才培養(yǎng)中發(fā)揮的作用也將越來越強。但問題是,各個階段的職業(yè)教育相互割裂,其關系更多的只是學制關聯(lián),而非課程關聯(lián)。雖然許多省市推出了中高職銜接甚至是中本銜接項目,但這種銜接也更多地只是為了解決職業(yè)院校的招生問題,它們往往只是在現(xiàn)有課程框架下對課程體系做些整合,以提高人才培養(yǎng)效益,并沒有系統(tǒng)探索這種框架在新的人才培養(yǎng)體系中的功能。
(二)缺乏基于職業(yè)能力開發(fā)的課程體系與組織方法。任何人才的培養(yǎng)最終都要依托課程設置。當前,既有職業(yè)院校的課程體系仍以應用系統(tǒng)的學科知識架構為主,且專業(yè)區(qū)分過于細化,跨學科的課程體系相對缺乏,造成懂信息化的不懂智能化,懂智能化的又不懂制造技術等,因而跟不上智能制造實踐的發(fā)展需求。職業(yè)能力課程標準體系是智能制造人才培養(yǎng)體系有效運行的前提,只有設計直接針對基于實際工作職業(yè)能力的課程體系,才能保障智能制造意義上的人才供給。這就涉及到基于實際工作的職業(yè)能力開發(fā)及課程組織問題,這也是課程體系開發(fā)的關鍵環(huán)節(jié),如果缺乏有效解決這一問題的方法,智能制造職業(yè)能力的培養(yǎng)就只能停留在概念或理想階段。
(三)缺乏基于深度校企合作的工藝傳承模式。目前,智能制造最具代表性的國家是德國、日本和美國。美國的制造業(yè)主要靠基礎研究的重大突破作支撐,德國和日本的制造業(yè)則主要靠精湛的工藝與工藝創(chuàng)新作支撐。從我國制造業(yè)的發(fā)展軌跡來看,短期內期望通過基礎研究的重大突破來提升競爭力不太現(xiàn)實,較為可靠的路徑是工藝層面的突破。無論德國還是日本,之所以擁有大量技術精湛的工匠,能在工藝領域有重大創(chuàng)新,關鍵在于其技術技能人才培養(yǎng)都有著企業(yè)的成功介入,而且這種介入不是表層的校企合作,而是有著企業(yè)內穩(wěn)定的師徒關系作保障。正是這種師徒關系,使其技術技能人才能獲得大量企業(yè)技術專家的支持,并通過師徒傳承持續(xù)地在某技術領域進行鉆研,最終取得突破。目前,我國院校職業(yè)教育只能教給學生普通的技術知識,這種技術知識對于維持處于粗放型階段的企業(yè)運行是可行的,但對定位于高技術的企業(yè)來說就遠遠不夠了,對于從事智能制造的企業(yè)來說更顯無力。
針對以上問題,建議如下:
(一)深化“專業(yè)能力”和“通用能力”兼具的人才培養(yǎng)體系。智能制造對人才的專業(yè)能力無疑提出了更高的要求。技術的日趨復雜和精密,專業(yè)化程度越來越高,無扎實的專業(yè)知識則無法滿足崗位需要。為提高專業(yè)能力,需要加大專業(yè)訓練的強度,增加專業(yè)知識的深度,在大學階段就強化學生在校項目經(jīng)驗以及企業(yè)實習經(jīng)歷。除了專業(yè)能力,綜合能力或通用能力也很重要。通用能力如溝通表達能力、自我管理能力、邏輯思維能力、問題解決能力、學習能力等,至為關鍵。優(yōu)秀的個人素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng),也是人才持續(xù)發(fā)展的重要因素。德國慕尼黑工業(yè)大學機械工程系的社會軟技能培訓提供了一個通用能力培養(yǎng)的范例。除了在學士學位課程和碩士學位課程中分別設置有兩學期和一學期的軟技能模塊,該系還成立了社會能力與管理培訓中心、關鍵能力中心等專門的機構,并開設超越工程學科本身的職業(yè)技能主題工作坊。社會能力和管理培訓中心的目標是增加本系學生除工程學科之外的各種技能。該中心的教學主題覆蓋了社交途徑、問題方法和管理培訓等方面,具體包括團隊和項目工作能力、解決問題的能力、創(chuàng)造力、肢體語言和領導能力、自我反思能力等。關鍵能力中心通過塑造高水平的課程,旨在為學生提供職業(yè)技能以及所需要的其他能力資質,并充分滿足以服務和效率為導向的社會需要。
(二)開發(fā)“工作系統(tǒng)分析”與“職業(yè)能力研究”相結合的課程體系。適應智能制造職業(yè)能力開發(fā)的課程體系,必須按照職業(yè)教育課程開發(fā)原理,找到適合職業(yè)能力開發(fā)與課程框架的正確方法,否則很容易滑入偏向理論知識的學科課程體系中,從而培養(yǎng)不出技術應用型人才。這種課程開發(fā)方法應當朝兩個方向進行研究:一是工作系統(tǒng)分析。這種方法不是把個體要執(zhí)行的局部任務作為分析單元,而是把個體要完成的一個完整的工作系統(tǒng)作為分析單元,從而避免因任務的片段化而無法獲得整體能力的問題;二是職業(yè)能力研究。智能制造系統(tǒng)對職業(yè)能力的要求是深層多樣的,要開發(fā)出這種反映個體工作實際的能力標準,有必要在工作系統(tǒng)分析能力的基礎上輔以職業(yè)能力研究。這種職業(yè)能力研究還應當建立在工作模式研究的基礎上,結合心理學等學科挖掘智能制造所需要的職業(yè)能力。
(三)構建基于深度校企合作的高端現(xiàn)代學徒制。智能制造人才的培養(yǎng)必須有企業(yè)的深度介入,這需要在一貫制培養(yǎng)體系設計的基礎上,進一步構建現(xiàn)代學徒制的人才培養(yǎng)方法。現(xiàn)代學徒制需要考慮以下三個方面的問題:(1)解決社會青年的就業(yè)問題;(2)培養(yǎng)技術精湛的技術技能型人才;(3)通過師徒之間技術的傳承與長期積累實現(xiàn)技術創(chuàng)新。學校職業(yè)教育盡管存在許多優(yōu)勢,但它也只能讓學生獲得基礎性的技術知識,無法讓學生獲得精深的技術知識,技術精湛并能實現(xiàn)技術創(chuàng)新的人才培養(yǎng)體系離不開現(xiàn)代學徒制。
四、結論
綜上所述,以智能制造櫬表的新科技革命在有望促進經(jīng)濟發(fā)展、改善人類生活品質的同時,對人才技能的培養(yǎng)也產(chǎn)生了深遠影響。在智能制造過程中,從業(yè)人員將扮演規(guī)劃者、協(xié)調者、評估者、決策者等多個角色,不僅需要懂得管理、研發(fā)與創(chuàng)新,還需要熟悉機械、電子、通信、互聯(lián)網(wǎng)等領域,不僅需要承擔起智能設備的設計、安裝、改裝、保養(yǎng)工作,還需要對相關信息物理系統(tǒng)、新型網(wǎng)絡組件進行維護,并對生產(chǎn)設備模式、框架結構、規(guī)章條款、研發(fā)設計進行不斷優(yōu)化,這些都對從業(yè)人員提出了更多更高的技能性要求。智能制造人才的培養(yǎng),需要我們對相關問題進行深入、系統(tǒng)的研究,這是一個龐大的工程,需要做好頂層設計,并采取果斷行動。
主要參考文獻:
[1]中國教育科學研究院課題組.完善先進制造業(yè)重點領域人才培養(yǎng)體系研究[J].教育研究,2016.1.
[2]朱劍英.智能制造的意義、技術與實現(xiàn)[J].機械制造與自動化,2013.3.
我國的信息技術教育是從原來計算機教學的基礎上發(fā)展到今天的,其內容也將會隨著信息技術的發(fā)展而變化。
過去我們對信息技術教學內容的理解與信息技術的發(fā)展狀況和信息技術教學載體(計算機)的惟一性是相關的。而智能機器人作為中小學校信息技術教育的另一載體的出現(xiàn),不僅充實了信息技術教學的內容,也使我們對中小學校信息技術教育有了一個新的認識。使中小學的信息技術教育更全面的體現(xiàn)了信息技術的內涵。
我國中小學智能機器人教育方興未艾,有識的信息技術基礎教育的決策者和工作者應該抓住這一教育改革創(chuàng)新的先機,將我國的信息技術教育推進到一個新的水平上。當今的教育是為以后的經(jīng)濟和社會發(fā)展打基礎的。有超前意識的教育工作者,應該關注經(jīng)濟的發(fā)展趨勢,思考未來社會對人才培養(yǎng)的需求,并為培養(yǎng)高素質的人才打好基礎。
當今信息技術的發(fā)展日新月異,計算機作為一種信息處理工具被廣泛的普及使用。正是由于這個原因,我國逐步將中小學校的計算機課程改為了信息技術課程。而眾所周知的是信息技術的基本內容包括:感測技術、通信技術、智能技術和控制技術。特別是20世紀中后期以來,在以上四種技術中,智能技術又處于核心地位。它已經(jīng)無孔不入地滲透到其它三種技術中。
我國的信息技術教育是從原來計算機教學的基礎上發(fā)展到今天,其內容也將會隨著信息技術的發(fā)展而變化。多年來計算機作為信息技術教育的載體成為中小學信息技術教育的惟一工具,這種狀況決定了中小學校信息技術教育的教學內容。也引發(fā)了對中小學信息技術教育內容的爭論。例如:關于信息技術教育是否只要學習計算機使用的爭論和信息技術教育內容中是否要有程序設計教學內容的爭論。
過去我們對信息技術教學內容的理解與信息技術的發(fā)展狀況和信息技術教學載體(計算機)的惟一性是相關的。而智能機器人作為中小學校信息技術教育另一載體的出現(xiàn),不僅充實了信息技術教學的內容,也使我們對中小學校信息技術教育有了一個新的認識。使中小學的信息技術教育更全面的體現(xiàn)了信息技術的內涵。
一、讓智能機器人走進中小學校的信息技術教育
隨著智能技術的發(fā)展,智能機器人的教育走進中小學校已經(jīng)成為可能和必然趨勢,智能機器人技術融合了造型技術、機械、電子、傳感器、計算機軟件、硬件和人工智能等眾多先進技術,充分地體現(xiàn)了當代信息技術多個領域的先進技術,是信息技術的重要內容,更是智能技術的結晶。智能機器人的教學內容必將給信息技術基礎教育帶來新的活力,智能機器人會成為中小學生能力、素質培養(yǎng)的智能平臺。在中小學信息技術教學中智能機器人將會與計算機一起成為信息技術教育的工具,承載起信息技術教學載體的任務。
智能機器人教學內容作為信息技術教學內容之一的作用主要體現(xiàn)在以下三個方面。
1.使學生了解智能機器人這個信息技術前沿領域的發(fā)展和應用狀況,了解智能機器人的概念和工作方式,破除中小學生對智能機器人的神秘感,為進一步學習智能機器人技術的有關知識打下基礎。
2.使學生掌握為一種智能機器人下載程序的方法,了解智能機器人的傳感器和驅動裝置的作用。理解體會程序是智能機器人的靈魂,了解體會智能機器人是怎樣在人的指揮下工作的。學習為一種智能機器人編寫程序,通過為機器人編寫程序學到科學而高效的思維方式,提高規(guī)劃能力,提高學生的分析問題和解決問題的能力。
3.通過完成項目任務和比賽項目,使學生在為機器人擴充功能的過程中學習有關數(shù)字電路方面的知識,在組裝擴展機器人的過程中培養(yǎng)學生的動手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。
智能機器人教育走進普通中、小學校的可能性和必然性,已經(jīng)在近兩年中得到了充分的體現(xiàn)。智能機器人教育在中、小學校中主要是從下面的方式體現(xiàn)出來的。
1.以校外科技活動為動力,在校內以科技活動小組的方式出現(xiàn)。
2.以信息技術課內容之一的方式出現(xiàn)在中、小學的信息技術課上。
二、信息技術教育中的程序設計與智能機器人
程序設計是中小學校信息技術學科教育的重要內容之一。在80年代初我國開展信息技術教育之初就是以程序設計為主要教學內容的。在中學程序設計能力強的同學在其它學科的學習中產(chǎn)生正遷移現(xiàn)象也屢見不鮮,程序設計課程在培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力和培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維上起著非常重要的作用。程序設計是計算機這一現(xiàn)代工具為基礎教育帶來的一種培養(yǎng)綜合能力的新方法和新手段。
在強調程序設計教育作用的同時反思目前程序設計教學中存在的問題是必要的。對于初學程序設計的中小學生來說興趣是學習的動力,而利用以往的程序設計媒介很難使初學者 看到程序設計應用的效果,體驗成功的樂趣,這是目前程序設計教學中經(jīng)常出現(xiàn)兩極分化的主要原因。
程序是智能機器人的靈魂,讓中學生通過為機器人編程序來學習程序設計的知識是程序設計教學入門的最好方法。在學習為機器人編寫程序的過程中學生會獲得成功的喜悅、會建立成功的信心,從而取得程序設計學習的興趣。將智能機器人作為程序設計學習的載體,會從根本上解決目前程序設計教學中存在的問題。智能機器人使程序設計的學習與信息技術的前沿領域緊密的結合在一起。
智能機器人對學生引發(fā)的程序設計的興趣還會對算法的學習打下良好的基礎,使學生通過程序設計更好的學習有關的算法知識。
三、能力培養(yǎng)的綜合平臺
學習為智能機器人編寫程序是以智能機器人為平臺的學習內容之一,在編程序的過程中學生要了解智能機器人的功能、結構和工作原理,并根據(jù)要機器人完成的任務來編寫程序。學習者要了解機器人的各種傳感器,并通過編程序來控制傳感器,使機器人感知外界的環(huán)境信息,并對感知的信息做出決策和響應,以使機器人完成規(guī)定的任務。學習為機器人編寫程序的過程可以用擬人的方法循序漸進的進行。例如:可以將機器人的硬件看作一個剛剛出生的孩子,而學習為機器人編程序的過程是學生賦予機器人行走、避障、避碰、說話、聽話、觀察等人類行為功能的過程。學生在學習的過程中始終感受著失敗的遺憾和成功的喜悅,對遺憾和喜悅的感受必然形成學習的動力和興趣。
智能機器人作為培養(yǎng)學生綜合能力的平臺,除了要具有中學程序設計教學的程序設計語言系統(tǒng)和編輯系統(tǒng)。還要有適當?shù)挠布δ堋UZ言系統(tǒng)應該是具有結構化程序設計的語言系統(tǒng),學生在學習編程的過程中要能夠學到程序設計的三種基本結構即順序結構、選擇結構和循環(huán)結構的功能。硬件要具有很好的可擴充性和可塑性,適合學習有關的硬件知識,便于培養(yǎng)學生的動手能力。
智能機器人融合了多項先進技術,隨著智能機器人作為學習平臺在中小學教學中的應用,會有許多針對中小學生的機器人產(chǎn)品應運而生,教育機構在選擇教學用機器人的時候,要結合基礎教育對能力培養(yǎng)的要求來選擇智能機器人學習平臺。
智能機器人作為信息技術教學的內容在中學信息技術教育中出現(xiàn),會給信息技術教育帶來新的內容、新的思考和新的活力。借助智能機器人學生可以進行多項目的研究性學習。智能機器人體現(xiàn)的知識的綜合性,使他不僅會成為信息技術教育的載體,也會成為中小學課程整合的新載體。
四、讓我國中小學信息技術教育走在世界的前列
據(jù)了解一些發(fā)達國家已經(jīng)看好智能機器人教育對未來高科技社會的作用和影響,他們在中小學的信息技術教育中都不同程度地對學生進行智能機器人知識的教育。在他們的課程中有讓學生認識機器人的教學內容。目標是讓學生認識各種由計算機控制的機器人的作用。例如,介紹機器人的由來,要求學生搜集各種機器人的圖片、小說或錄像等資料。讓學生分組討論有關機器人的功用和局限性及可能對人類產(chǎn)生的影響等問題。這些內容主要穿插在科學概論、社會研究和計算機概論等課程教學中進行。
美國教育界普遍確信,信息技術將在人們的未來生活中扮演十分重要和不可缺少的角色。如果現(xiàn)在的在校學生具有了這方面的素質,他們將來可以更容易地適應各種技術革新,也更容易在未來的信息時代獲得成功。
我國中小學智能機器人教育方興未艾,有識的信息技術基礎教育的決策者和工作者應該抓住這一教育改革創(chuàng)新的先機,將我國的信息技術教育推進到一個新的水平上。當今的教育是為以后的經(jīng)濟和社會發(fā)展打基礎的。有超前意識的教育工作者,應該關注經(jīng)濟的發(fā)展趨勢,思考未來社會對人才培養(yǎng)的需求,并為培養(yǎng)高素質的人才打好基礎。
參考資料:
1.讓智能機器人教育走進中、小學校
沙有威
2001年4月5日
2.程序設計教學的新載體──智能機器人 沙有威
2002年3月17日
3.在景山學校開展智能機器人普及教育實驗的建議 沙有威
2001年4月7日
4.智能機器人制作入門
徐愛萍 沙有威
從信息技術發(fā)展的角度來看,如果我們把20世紀80年代稱為個人計算機時代,把90年代稱為互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展時代,那么本世紀的第1個10年,會是個人機器人(PerSOnalR0bot)時代。個人機器人的核心——智能技術是信息技術的前沿領域,個人機器人產(chǎn)業(yè)剛剛開始形成,隨著技術的發(fā)展,個人機器人將會成為人們學習、生活、娛樂的好伙伴!
據(jù)了解,一些發(fā)達國家已經(jīng)看到智能機器人教育對未來高科技社會的作用和影響,他們在中小學的信息技術教育中不同程度地對學生進行智能機器人知識教育。在他們的課程中有讓學生認識機器人的教學內容,目標是讓學生認識各種由計算機控制的機器人的作用。例如,介紹機器人的由來,要求學生搜集各種機器人的圖片、小說或錄像等資料;讓學生分組討論有關機器人的功用和局限性,以及可能對人類產(chǎn)生的影響等問題。這些內容主要穿插在科學概論、社會研究和計算機概論等課程教學中。
美國教育界普遍確信以計算機技術為代表的信息技術將在人們的未來生活中扮演十分重要和不可缺少的角色。如果現(xiàn)在的在校學生具有了這方面的素質,他們將來可以更容易地適應各種技術革新,也更容易在未來的信息時代獲得成功。
我國智能機器人的基礎教育方興未艾,信息技術基礎教育的決策者和工作者應該抓住這一教育改革創(chuàng)新的先機,將我國的信息技術教育推進到一個新的水平上。當今的教育是為以后的經(jīng)濟和社會發(fā)展打基礎的。有超前意識的教育工作者,應該關注經(jīng)濟的發(fā)展趨勢,思考未來社會對人才培養(yǎng)的需求,并為培養(yǎng)高素質的人才打好基礎。
智能機器人教育在基礎教育領域中的作用主要體現(xiàn)在以下3個方面。
(1)使學生了解智能機器人的發(fā)展和應用狀況,了解它的概念和工作方式,破除對機器人的神秘感,為進一步學習機器人的有關知識打下基礎。
(2)使學生掌握為一種智能機器人下載程序的方法,了解智能機器人各種傳感器和驅動裝置的作用,了解機器人是怎樣在人的指揮下工作的。學習為一種智能機器人編寫程序,通過為機器人編寫程序學習科學而高效的思維方式,提高邏輯思維能力、規(guī)劃能力,提高分析問題和解決問題的能力。
(3)通過完成任務和模擬項目使學生在為機器人擴充接口的過程中學習有關數(shù)字電路方面的知識,在組裝機器人的過程中培養(yǎng)學生的動手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。
智能機器人教育在中小學校會以下面的方式體現(xiàn)出來。
(1)以校外科技活動為動力,在校內以科技活動小組的方式出現(xiàn)。
(2)以校內科技活動的方式出現(xiàn),大大提高活動的科技知識含量。
(3)以信息技術課內容之一的方式出現(xiàn)在中小學信息技術課上,并可為信息技術課這個內容更新速度很快的學科帶來新的活力。
機器人競賽作為一個交流平臺,已成為備受關注的焦點,對新進入這個領域的教師該如何應對,在了解機器人競賽是什么、為什么之后,我們將共同學習怎么做。我將從以下6個方面和大家討論。
1.機器人競賽內容豐富、形式多樣
(1)機器人賽事不斷增加
20世紀末,中國科協(xié)在一些省市青少年科技中心的積極建議下,將機器人競賽引進我國并取得成功。第1屆中國青少年機器人競賽于2001年在廣州市南沙科技館舉辦。當時僅有10多個省市的200多名學生參加,發(fā)展到今天,數(shù)十萬中小學機器人愛好者參與其中,深受青少年和家長的歡迎,在全國各地產(chǎn)生了廣泛的社會影響。
目前,機器人賽事主要有:中國青少年機器人競賽(中國科協(xié))、全國中小學電腦機器人競賽(電教館)、中國機器人大賽暨RoBoCup公開賽(RoBoCup組委會)、香港“創(chuàng)協(xié)杯”創(chuàng)意科技機械人競賽、機器人奧林匹克(北京師范大學、中國青少年科普教育俱樂部)、CCTV機器人電視大賽(中央電視臺)、中國機器人足球競賽(中國人工智能學會)等。
(2)機器人競賽項目逐年豐富
目前,機器人競賽項目主要有:機器人足球、機器人籃球、VEX機器人、FLL機器人、機器人綜合技能、機器人創(chuàng)意、機器人滅火、機器人舞蹈、機器人超級軌跡賽、虛擬機器人大賽、雙足機器人舞蹈賽、雙足機器人3米障礙跑、遙控擂臺機器人賽、機器人現(xiàn)場制作競技賽、機器人論文賽(參加科研課題)等10余項。競賽選拔出的優(yōu)勝學生將參與國際青少年機器人競賽(WorldRobot Olympiad)、FLL機器人世錦賽(FIRST LEGOLeague)、FVC機器人工程挑戰(zhàn)賽(FIRST VEXChaHenge)等國際賽事。
機器人競賽競爭雖然激烈,但是并不像高考過獨木橋,你可以選擇合適的賽事、喜歡的項目把自己對機器人的創(chuàng)意和激情發(fā)揮得淋漓盡致。
2.競賽難度不斷加大
豐富的競賽項目和大量的機器人愛好者涌現(xiàn),直接導致了青少年機器人競賽水平的快速大幅提高。但凡參加過兩次以上的學生和教師都會明顯感到,大賽的組織者在不斷求新求變,以滿足高水平競技的需要,這是社會整體發(fā)展的趨勢。對于新參賽的隊伍,大家首先要作好的思想準備就是“我們是來學習的”,唯有這樣才能在較短的時間內快速成長。但同時我們也要盡量選擇合適自己的項目,不要“什么難,選什么”,這樣的結果只能是打擊自己和耽誤學生。
難度變化的趨勢是在競賽中增加各種可變因素。以山西省超級軌跡賽來說,前幾屆沒有現(xiàn)場組裝搭建,而且競賽的線路很簡單,沒有過多的交叉和虛實線。從2012年開始大家可以明顯感到,場地的復雜程度增加很大,而且規(guī)定時間、地點搭建。今年還很有可能在中學組增加橋梁、隧道等障礙。
另一個趨勢是限制器材。比如足球賽限制電壓、傳感器數(shù)量和軟件集成等,從比速度、比力量轉向比技術、比穩(wěn)定。
3.競賽項目界線分明,特點突出
不同的競賽項目,有相對固定的規(guī)則,項目的觀賞性、競技內容大不相同。過去的基本技能比賽被看作是超級軌跡的升級版,沒有太多的指定動作?,F(xiàn)在的綜合技能比賽在路線上有轉彎標記,有沼澤、隧道、橋梁,而且還有裝載貨物、卸貨、投擲、傳遞火炬等復雜的動作,需要更多的驅動部件和傳感器。
不同的競賽項目針對不同的青少年人群,喜歡對抗的可以選足球和VEX等近身對抗項目;不喜歡激烈對抗的,可以選擇獨立作業(yè)的FLL、綜合技能等競賽。
4.競賽考查的內容越來越全面
競賽考查的內容從原來單一的看競賽結果,到現(xiàn)在看技術的掌握和理解,從會不會到快不快,從懂不懂到新不新,從個體技術到集體合作,從場上競賽擴展到賽前賽后問答。
5.競賽平臺強調交流
在競賽前、中、后期,教師、學生都可以獲得大量的信息,通過交流做到人無我有、人有我優(yōu),比賽更加公正、公平、公開,賽場上是對手,賽場下是朋友。
6.不足和思考
廠家在一段時間內過多地參與。其實這個問題很容易理解,大家都想在短時間內取得好的競賽成績??梢钥隙ㄟ@只是一段時間的現(xiàn)象,等大家都懂了、會了,對機器人的操控就更加如魚得水了。