時間：2023-08-21 17:24:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人工智能教育的好處，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
在業內人士看來，人工智能不是一項單一的科技產業，而是將其他行業進行融合的工具，例如將機器人和保姆結合產生的“看家機器人”，將導航和汽車結合產生的“車聯網”等。在人工智能技術逐步成熟的當下，誰率先在應用上實現突破，誰就有可能在智能時代的競爭中占據優勢，“人工智能”有望成為可觸摸的新增長點之一。
發展迅猛
身體不舒服，想要打開手機淘寶問問醫生，但是怎么樣才能從幾千個在線等待咨詢的醫生中間找到最匹配的那一個？
阿里健康已經開發并在手機淘寶上線了健康小蜜――醫藥健康智能問答引擎。這個類似于智能問答機器人的引擎，可以回答普通用戶的一般性醫藥健康問題，然后根據用戶的需求進行選擇，將用戶自動匹配給相應的醫生或者藥師。
事上，目前，從醫療健康的監測診斷、智能醫療設備，到教育領域的智能評測、個性化輔導、兒童陪伴，從電商零售領域的倉儲物流、智能導購和客服，到應用在智能汽車的自駕技術，都能看到人工智能的身影。
人工智能等技術是助推自動駕駛發展的關鍵技術。例如，人工智能在幫助汽車解讀傳感器數據時起決策作用，通過閱讀駕駛者的駕駛行為和表情，能及時提醒駕駛員在疲勞駕駛時切換至自動駕駛模式。
“人工智能”一詞，通常被認為是1955年8月31日在達特茅斯（美國一所院校）會議上誕生的，61年來，人工智能的研究和實踐一直處于不斷增長的趨勢。當今，人工智能技術的突破帶來了席卷全球的技術革命風暴，創造出了一個無比廣闊的市場，中國的很多公司在這股大潮中抓住機遇，表現亮眼。有觀察者認為，中國的人工智能已成為一張令世界矚目的閃亮名片。
過去的一年里，長虹、TCL、創維等中國家電企業都紛紛人工智能家電產品，希望借助人工智能打破家電行業的銷售難題。
不久前，搜狗公司2016全年財報，搜狗借助人工智能技術實現了較大的業績增長。未來會把人工智能應用到更多的產品中，讓用戶表達和獲取信息更簡單，讓人工智能真正惠及人類。
全球人工智能研發的腳步正在加快，中國也不甘示弱。近年來，百度先后成立了大數據實驗室、深度學習實驗室和硅谷人工智能實驗室，并通過架構調整全面發力人工智能。2016年百度世界大會上，“百度大腦”推出，該項目將對語音、圖像、自然語言處理和用戶畫像、無人駕駛等領域進行重點關注和研發。
在騰訊，人工智能研究項目包括WHAT LAB（微信-香港科技大學人工智能聯合實驗室）、優圖實驗室、微信模式識別中心、智能計算與搜索實驗室等多個部門。
人工智能猶如新的科技革命，為長期低迷的世界經濟注入新的活力。去年諸多關鍵技術突飛猛進，無疑是人工智能發展史上濃墨重彩的一年。誕生半個多世紀以來，它終于走到了從科技研發到行業應用的臨界點，蓄勢待發。
為發展更新“發動機”
人工智能技術的重大突破必將帶來新一輪科技革命和產業革命，對人類生活的方方面面將產生深遠的影響。大力發展人工智能技術是中國經濟轉型升級的重要動力。
眾多研究表明，人工智能是對傳統行業商業模式、產業鏈和價值鏈的全面顛覆，將為全球經濟、社會生活的方方面面帶來質的變化。
發展人工智能的最大意義在于為現代化發展更換“發動機”。咨詢公司埃森哲研究了美國、芬蘭、英國等12個發達國家并作出預測，到2035年，人工智能將幫助這些國家的生產率提高40%左右。
對于中國而言，人工智能帶來的好處將是多方面的。就經濟來說，借助人工智能新技術實現自動化，將極大提高生產率，節省勞動成本；優化行業的現有產品和服務，提升其質量和勞動生產率；通過創造新市場、新就業等，將促進市場更加繁榮，開拓更廣闊的市場空間。
而在產業升級方面，中國的傳統制造業大而不強的問題亟待克服，人工智能恰恰為制造業轉型升級提供了便利和動力，一是這些企業擁有行業海量的數據和大量資金；二是在生產力水平急需提升、傳統人口紅利逐漸消失的情況下，傳統企業有迫切的意愿來改造升級自己的工廠、業務，提高收益，降低企業成本。因此，制造業既是人工智能可以大有作為的領域，也是中國發展人工智能的優勢領域。
《全球人工智能發展報告2016》顯示，中國人工智能專利申請數累計達到15745項，列世界第二；人工智能領域投資達146筆，列世界第三。
據艾瑞咨詢預計，2020年全球人工智能市場規模將達到1190億元，年復合增速約19.7%；同期中國人工智能市場規模將達91億元，年復合增速超50%。人工智能發展前景極為廣闊。
就制造業而言，“中國制造2025”計劃的實現就需要很多人工智能。比如過去在技術上難以克服的問題，就可以通過深度學習，在工程上快速地取得一些新的突破。人工智能技術的發展與應用，對于有效實現“中國制造2025”目標至關重要。
面向未來長遠布局
在人工智能這場科技浪潮中，中國與其他國家已經站在了同一起跑線上。針對未來產業競爭，中國政府已在多個方面對人工智能產業做出布局，“人工智能+”的發展，需要面向未來，做出長遠布局。
未來5到10年，人工智能將像水和電一樣無所不在，可以進入到教育、醫療、金融、交通、智慧城市等幾乎所有行業。
目前，在駕駛領域，通過依靠人工智能、視覺計算、雷達、監控裝置和全球定位系統協同合作，電腦可以在無人主動操作下，自動進行操作；在個人助理領域，通過智能語音識別、自然語言處理和大數據搜索、深度學習神經網絡，可以實現人機交互；在金融領域，通過分析、預測、辨別交易數據、價格走勢等信息，人工智能可以為客戶提供投資理財、股權投資等服務；在電商零售領域，主要是利用大數據分析技術，智能的管理倉儲與物流、導購等方面，用以節省倉儲物流成本、提高購物效率、簡化購物程序。此外，在安防、教育、醫療健康等眾多領域，人工智能都有著廣泛的用途。
過去30年，即便是在人工智能科技技術取得突破之前，電腦也已經逐步取代人類的體力勞動，且效率成倍提高。信息技術的進步也令企業主們可以把許多機器無法直接取代的常規工作外包到國外。
作為科技替代以及科技引發之全球化的結果，美歐處于技能分布中間區間的職位在整體工作職位中所占的份額顯著下滑。對常規工作職工需求的加速下降，導致制造業和文書工作中的高等收入、中等技能的工作不復存在。
科技進步同時也是基于一定技能的：一方面對擁有特定技能的勞動者的需求相對增加，讓他們從事與認知和抽象理論相關的工作;另一方面消滅那些中等技術的常規崗位。這同時也是導致擁有高級文憑勞動者和低素質勞動者工資水平日益拉大的主要因素。
即便緩慢增長的經濟，以及更智能的機器勞動替代作用削弱了對高技能、高分析能力職業的需求，這些差距在近十年依然存在。許多大學生直接被擠壓到原本由低技能勞工承擔的職業層次，而后者則被壓到下一個層次甚至直接被擠出勞動力市場。因此，如果一個勞動者沒有大學文憑，他的工資收入只會進一步下降。
以技能為基礎的科技變革導致各職業內部以及不同職業之間的勞動收入日趨不平等，這反過來又加劇了整體的收入不均狀態。智能機器和全球互聯同時也以另外兩種方式促進了收入不均：一是擴大特定領域的頂尖人才所面對的全球市場規模和范圍(所謂勝者通吃理論)，二是讓那些知識產權和無形資產的創造和擁有者們獲取超額回報或是壟斷收入。
沒人能說清有多少勞動者可能會丟掉工作，但從目前科技進步的速度來看，很有必要重視這一點。
那么，政策制定者們有何對策?首先，一定要認識到，導致過去十年工作職位增加放緩的原因是疲軟的總需求和經濟增長，而非勞動替代率的加速。在這種情況下，貨幣政策應該更加靈活，且應避免進一步的財政緊縮。
其次，必須提升勞動者的教育水平。在可預見的將來，科技對勞動者職位和工資前景的影響將取決于他們的受教育程度。一個職位所要求的學歷越高，就越難以被智能機器所取代。
隨著智能機器變得更為強大且無處不在，它們會對美國經濟的一個基本特征提出挑戰：大部分人都是通過出售自身勞動賺錢，因此如果一大批勞動年齡的美國人，無論教育水平高低，變成了技術上的閑置人員或不再擁有一份足以維持最基本體面生活水平的工作，我們該怎么辦?
近期的政策對策很明確：把最低工資提升到足以使一個全職工人及其家庭免于貧困的水平，并擴大對無子女勞動者的工資所得稅減免。
而中長期來看，必須考慮更激進的政策，例如引入負所得稅或者基本收入，無論就業狀況或是市場薪金多寡，都得為人們提供一個有保障的最低生活標準。
作者：勞拉·泰森 來源：中國報道 2014年4期
關鍵詞：高等教育；大數據；分析；挖掘
一、教育大數據分析挖掘的價值
高校大數據分析挖掘至少有四個典型價值：
一是使得大學的管理更加精準高效，可以朝著智慧治理、分類管理、過程監控、趨勢預測、風險預警的方向發展，真正實現基于大數據分析規律的精準治理，改變管理的模糊性；
二是可以更加準確地分析評價課堂教學的質量，過去我們對課堂、對老師的評價是定性和模糊的，而在大數據智慧課堂的模式下，可以真正實現采集樣本的持久化，采集方式的多元化，挖掘手段的多樣化，分析技術多維度，通過這些方式可以提高課堂教學的質量；
三是使得教和學更加智慧，更加有效。對學生來說，老師可以了解學生學習的進展情況，發現學習興趣點，以及對老師講的哪些內容理解或者不理解，學習路徑分析及課程推薦等等。對教師而言，不僅可以跨校跨地域分享他人的優秀課程，而且可以對學習者進行精準分類，進行個性化指導；
四是資源服務的個性化、精準化推薦與服務，學習績效的個性化評價，以及個性化教學管理，個性化手機內容推送等等，這些功能將有效提升教與學的效率和質量。
二、教育大數據技術平臺的總體設計
首先，我們對高等教育大數據技術平臺有一個總體的頂層設計，如圖1所示。這不僅是學校自己要有一個大數據的管理平臺或者是數據中心，而且也是面向區域乃至全國的平臺。教育部評估中心正在努力建立國家級高等教育教學質量監控大數據中心，陜西省也是這樣考慮的。數據來自高校、教育管理部門以及行業、第三方、企業用人單位等等各方面采集的數據，該數據平臺既有大學的業務數據、課程資源，也有政府部門的統計數據，還有學生網上學習的日志數據，用戶產生的UGC數據，比如微信、微博、論壇等等的數據，基于大數據平臺，開展面向學習者、面向高等教育管理機構、教師、高校等提供服務，并和教育部評估中心、主管部門等進行數據交換與對接。
顯然，這樣一個大數據平臺必須是一個高性能的計算平臺，沒有這樣的基礎設施一切無從談起，所以去年我們學校花了很大的力氣做了兩件事，一個是把校內二級單位原來小的集群計算進行整合，形成學校統一的高性能云計算平臺，既面向校內的科學研究、人才培養提供服務，其實也可以為社會提供合作共建共享模式。目前，我們已建立了一種自我造血機制，四兩撥千斤，以這個平臺吸引更多的外部資源，努力擴展平臺的性能和應用。
三、教育大數據分析挖掘的典型應用案例
目前，我校的高性能平臺除了應用于材料、航天、能動、信息等大型科學計算之外，還開展了以下三項典型的大數據應用。
案例1：陜西省高等教育質量監控與評估大數據應用
圖2所示的是陜西省高等教育的整體架構。其數據基礎是來自陜西省100多所高校的各種辦學狀態數據，有將近700個表格，以及陜西省教育廳各個職能部處的各種各樣的管理數據，此外還有行業第三方提供的數據，包括招生、就業數據等等，這個平臺上我們開展預測預警、查詢在線分析、信息、統計決策等等，主要是為省級教育管理部門、評估機構、教育管理機構提供各種各樣的辦學狀況的分析、統計、關聯分析。
建設全省高等教育大數據服務平臺，實時采集各高校的辦學狀態數據，其根本目的是為了匯聚全省各高校的辦學狀態數據，打破數據孤島，融合各方數據，實現橫向關聯比較、縱向歷史分析，提供精準服務，支持科學決策。
首先，該平臺面向省教育廳提供了11項功能，從根本上解決了原來各處室間的數據孤島的問題，實現了數據融合，橫向關聯，縱向融通，這個數據和各個高校是實時融通的，為省教育廳領導和職能部處提供了領導儀表盤、各職能處室的專項服務、81張高基表及年報年鑒表格的自動生成、績效分析、招生就業及辦學指標計算、教育評估等功能，從根本上解決了數據碎片化及其治理問題。
其次，面向全省高校輔助決策，為高校領導以及校內各個職能部處提供了系列功能，包括辦學情況綜合分析和在線查詢，專業結構分析比較，校級的教學質量監控評測體系，教師管理等等，這些功能非常實用，這是大學實現精細化、規范化、現代化管理的必備基礎。以我校為例，我們過去教師的數據可能在人事處、教務處、科研院等學校的職能部門，采取本平臺以后，把教師有關的所有數據都進行了融合，打通了所有原來割裂的數據。從去年開始，我們學校的職稱評聘，年度考核全部基于這一平臺，全部在大數據里，建立健全了基于數據驅動的精準化服務，解決了數據碎片化歷史遺留問題，實現了從管理信息化向服務信息化的根本轉變。
第三，為本科教育教學評估及專業認證提供技術支撐。鑒于本平臺能提供比較全面的高校辦學狀態數據，便于專家在進校之前全面系統地掌握學校辦學的情況，找到問題，精準查看驗證，提高效率，給高等教育評估提供了重要支持。基于本平臺，我們成立了中國西部高等教育評估中心，接受陜西省教育廳指派的省屬本科高校的審核評估和專業論證。如果沒有這一高等教育大數據平臺的支撐，工作量和難度是極其巨大的，甚至難以實現。
案例2：MOOC中國技術平臺
MOOC中國成立于2015年1月，到目前為止已經有121所高校加入，理事單位40家，會員單位80家。該平臺的宗旨是：做政府想做的，做社會愿意做的，做單一高校做不了的事情。例如，真正解決校際資源共享、學分互認等，開拓遠程教育國際化等未來發展的難題。
圖3給出了MOOC中國的技術框架。其核心是互聯網+教育，實現互聯網教育從1.0到2.0的升級。基于這一平臺，既要開展網絡教育業務的國際化，比如我們牽頭成立的“絲路大學聯盟”，其目的之一是借助MOOC中國平臺，實現網絡教育業務的國際化，通過MOOC中國平臺，面向“一帶一路”國家開展開放教育和技能培訓。
到目前為止，MOOC中國已經有了9911門課程，用戶將近600萬，其中光IT培訓的有500多萬，學歷教育在讀學生50多萬。
案例3：西安交大教育教學大數據分析挖掘與應用
學校非常重視教育信息化技術融入和應用到教育教學之中，去年一次性建成了80個智能教室，把物聯網技術、云計算技術應用于智能教室和教學一線，基于物聯網技術實現教室設備的集中管理、智能控制，同時，將互聯網技術深度融入到教室的管理當中，除了多媒體的直播錄制功能以外，還提供了學生考勤和專家的精準督導，通過云平臺來集中管理各個教室，比如說開投影機、關電源、關多媒體設備等等，都可以通過后端的云平臺集中管控，真正實現教室管理的數字化、智能化、精細化，提升了教學保障的能力，也大大提高了教室管理的效率。更重要的是，這些教學的過程數據可以全程采集下來，獲得數據，有了這些數據，就可以做精準化分析服務，建立西安交大教學質量大數據監測中心。
目前，我校的教學大數據主要包括兩大部分：一是教師在授課過程中的全程錄制的課堂實況；二是學生在學習過程中產生的大量日志數據。基于這個平臺，我們可以開展教育教學的大數據關聯分析，開展課堂教學質量的綜合評價，實現正面激勵、負面懲戒、精準督導，實現教學評價從模糊宏觀到量化精準、從每學期制到持續常態、從部分隨機到全面覆蓋、從事后評價到實時動態的根本轉變。通過評價激勵老師敬畏課堂，評選精品課堂、示范課堂，在全校內進行正面表彰，另外也作為教學質量評價的重要依據，包括教師的職稱晉升，評選最喜愛的老師等等。
此外，本系統還為學院領導和管理部門提供了針對性的信息服務與決策支持，以數據說話，量化分析，改變了以前我們的模糊評價，采取多維度、全覆蓋、持續化、精細化的過程評價與監控。
四、教育大數據分析挖掘的若干關鍵技術
首先，介紹一下大數據人工智能的基本原理。前段時間，AlphaGo戰勝世界圍棋冠軍這一故事炒得很熱。這對我們的教育科研工作者提出了一個重要的課題，到底人工智能會不會戰勝人類的智能，將來教師存在的主要價值是否還有必要？863計劃正在研究一個項目，到2020年，人工智能軟件參加高考得分要超過一本線，這就是說，計算機教出來的機器軟件參加高考都能達到一本線以上。這就引起我們的思考，這是一個深層次的方向性問題。當然我們今天不是談這個問題，而是我們要看看AlphaGO的原理，其核心是價值計算函數，用收益函數來判斷圍棋下一步該落子到哪里其收益是最大的，其中采用了人工智能深度學習方法。AlphaGO并非天生聰明，其實他的智慧是分三步完成的：
第一步，給AlphaGO輸入了3000萬個人類圍棋高手的棋譜和走法，任何一個人是不可能記住3000萬個棋局的，只有人工智能才能記住。
第二步，AlphaGO自己和自己對弈，在對弈過程中找到自己的薄弱點，進而改進和完善，這其實和人的學習原理類似。
第三步，才是人機對弈，從職業選手到世界圍棋冠軍，通過這樣不斷的對弈完善算法，校正學習，使得AlphaGO具有強大的智能計算能力。AlphaGO的難點在哪？其關鍵在于在一個巨大的落子空間選一個最大的收益點，或者落子點，稱之為MovePicker（）函數，這個空間很大，有10170次方，在如此龐大的計算空間中選擇最優函數，只能依靠高性能計算平臺。
AlphaGo為我們研究大數據問題提供了思路和啟發。我們在研究教育大數據問題中需要著力攻克以下理論與技術難題。
第一，大數據造成了嚴重的認知碎片化問題。比如，大家在百度搜糖尿病會檢索出4440萬個數據源，誰也看不過來，并且里面還有一大堆真假難辯的數據。所以，碎片化知識的聚合是一個非常基礎的難題，高度的碎片化降低了知識的可用性，造成了分布性、動態化、低質化、無序化等典型的問題。
一方面是知識的碎片化，另一方面是每個人的興趣和需求還不一樣。所以，資源的碎片化整合以及個性化推薦是今后人工智能中的關鍵問題。我們的思路是：一方面，我們要從資源的角度把無序、分散、低質的資源進一步重組以后形成知識點，形成有序的知識地圖；另一方面，要對學習過程進行跟蹤，實現興趣、個性、情感等方面的動態分析與挖掘，兩者結合起來，建立基于用戶興趣和個性的資源推薦，最后實現個性化精準過濾，通過知識地圖面向用戶提供導航學習，從而緩碎片化知識的問題。開展這一研究也要建立龐大的基礎數據，就像剛才講的AlphaGO，光靠智能軟件肯定不可能那么聰明，需要建立龐大的知識地圖、知識圖譜，并將其放到了國際開源社區和開放數據平臺之上。
第二，碎片化知識的聚合問題。其目的是解決“既見樹木，又見森林”的問題，破解“學習迷航”、“認知過載”的問題。我們正在承擔國家自然科學基金重點項目，研究如何將多源、片面、無序的碎片化知識聚合成符合人類認知的知識森林，找出主題與主題之間的認知關系，最后形成一個知識森林，其中需要解決主題分面樹的生成、碎片化知識的裝配、知識森林生成、學習路徑選擇與導航等有關知識地圖、知識圖譜構建與應用等許多基礎性關鍵技術。
信息素養是信息社會的必備素養。信息技術課是以培養學生的信息素養為目標，倡導有利于培養學生信息素養的教學方式和評價方式的運用。然而，信息技術還是一門新興學科，關于它的教學理論較多，缺乏實踐基礎，作為教師常常感覺專家的理論很有道理，但無法聯系到實際教學中，可操作性較差。信息技術教學中，教師實施信息素養培養策略，包括樹立學生良好的信息意識，改變教師的教學方法來提高學生的信息知識和能力，以及對學生進行信息倫理道德的滲透，提高了教學實效，更有利于學生信息素養的培養。
【關鍵詞】 信息技術 素養
信息技術課上哪些可以做，哪些堅決不做。教師要監督學生，觀察和了解學生的網絡行為，及時規范學生的網絡行為。教師要引導學生正確看待網絡，把網絡變成交流、學習的途徑，并根據學生的身心特點和學習需要，向學生推薦一些積極、健康的網站，讓學生自我教育，提高學生的道德水平，樹立健康、合理、安全使用網絡的意識。教師要在學生的思想中豎起一座“防火墻”，讓他們自覺形成安全意識。
學生的信息素養的培養不僅要靠教師，更需要學生的參與，只有把以上各方面結合，才能真正達到提升學生信息素養的目的。平時教學過程中嘗試著從下面幾個方面培養學生的信息素養。
一、改變教師觀念，提高教師自身的信息素養
由于多年形成的心態及習慣，信息技術教師總認為自己所從事的學科屬邊緣學科，既沒有高考的壓力，也沒有學校的檢查評估，教師只是為了完成教學任務而教學，教學目標不明確，教師活動開展不規范，長時間形成了學生不重視，學校不檢查，教師只應付的格局，完全忽視了信息技術學科的教學目標的實現。實施新課程改革后，對信息技術學科的教學提出了明確的目標。信息技術教師作為培養學科信息素養的主體，教師的信息素養是直接影響學生信息素養的關鍵，如果一個教師不能及時獲取新信息，就會影響教學內容的更新，甚至還會將一些已經過時的觀點傳授給學生。正所謂身教勝于言傳，一個自身都缺乏求知欲和創新能力的教師怎么能夠培養出具有良好的信息素養的學生呢。因此，在教學活動中，教師是一切教育思想和信息技術產生實際效能的重要因素，學生在接受教育的過程中，能否提高自己的信息素質，首先要看教師在教學過程中是否融入了信息化的教育教學理念。隨著計算機和通信技術的發展及應用的推廣與普及，教師也應當斷提高自的信息素養，跟進信息技術發展的步伐，主動去學習和提高自身的素養。
二、抓住課堂教學，立足培養學生信息素養的主陣地
1、要培養學生的信息意識，只有在強烈的信息意識的引導下，產生強烈的發現欲和濃厚的學習興趣，才有可能使學生自覺地追求信息。信息意識的培養是一個長期的過程，要靠信息技術教師長期在教學活動的引導和滲透。在信息技術必修模塊的教學內容中，有大量關于信息與信息技術；信息的獲取及信息價值判斷等相關內容，其目的就是要在高一這段時間，在學生的意識里建立一個關于信息技術的概念，讓學生從內心深處認識到信息技術課的重要性，樹立一個明確的目標，讓他們明白如果能夠掌握現在所學的信息技術課的知識，會為他們今后的生活和工作帶來很大的好處。帶著這樣的目標和態度學生才會在心里重視這門課，而不是僅僅把它當作是一門單純地掌握技術性的課程，學生心里重視了，自然就會努力地去學好它。
2、豐富學生的信息知識，重視基本原理、基本方法的學習與日常生活學習結合起來，使學生在潛移默化中提高信息技術的理論知識。由于受生活環境和教育環境的影響，學生對信息技術了解甚少，尤其是農村中學生，在家庭教育中信息技術教育可以說是零。即使是城市中學生，他們對信息技術知識的了解也僅限于用計算機來上網。而信息技術是一個寬范的知識領域，它包含了計算機技術，通信技術，多媒體技術，人工智能技術等技術范疇。作為信息技術教師，有必要教學中加強信息知識的傳授，不要單純把信息技術課上成計算機操作課，忽視了理論知識的教授與更新。老師可以設置一些任務讓學生去完成，通過任務驅動達到訓練學生能力的目的。
三、全方位提升學生信息素養
關鍵詞：機電一體化 概要 趨勢
隨著科學技術日新月異的發展，不同學科的知識相互滲透交融，促進了工程領域內的技術的革新，特別是機電一體化技術的發展，確立了機械工業未來的發展方向。本文主要對機電一體化技術進行了基本的概述，同時簡述了國內外機電一體化技術的發展概況，進一步分析了機電一體化技術的發展趨勢。
一、機電一體化概要
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
二、機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下:
1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設的研究日益獲得重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2 模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3 網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育、日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
4 微型精密化
隨著納米技術的不斷深入發展，機電一體化技術也將面向微型精密化的方向發展。一般來說，機電一體化產品的微型精密化可以使機電一體化產品的應用范圍更加的廣泛，微機電一體化產品具有體積小，耗能低，應用廣泛等諸多優點，因此微機電一體化技術具有比較廣闊的發展前景。但是微機電一體化技術的發展需要精密的加工工藝以及先進的設備作為其強大的后盾。
5 環保綠色化
【關鍵詞】進攻;組織性;準確;快速;防守;靈活性
robocup（robot world cup），即機器人世界杯足球錦標賽。它是國際上一項為提高相關領域的教育和研究水平而舉行的大型比賽和學術活動，通過提供一個標準任務來促進分布式人工智能、智能機器人技術、及其相關領域的研究與發展。訓練和制造機器人進行足球賽，是當前人工智能和機器人領域的研究熱點之一。在比賽中，當確定了球隊的陣型后，每個隊員分配了相應的角色，開始討論球隊的整體和局部攻防戰術。
全隊進攻戰術
全隊進攻戰術是指比賽中一方獲得球后，通過隊員之間的傳遞配合達到射門的目的而采用的配合方法。與局部進攻戰術相比較，全隊進攻戰術的進攻面比較廣，參加進攻和快速反擊等。主要有邊路進攻，中路進攻，快速反擊等。
1、邊路進攻：利用球場兩側地區發起進攻的方法叫做邊路進攻。邊路進攻是全隊進攻戰術的主要形式之一，其主要特點是有利于發揮進攻速度，打破對方防線制造缺口。
2、中路進攻：中路進攻是利用球場中間區域組織的進攻，這種進攻雖然能直接射門，但難度最大，因為中路防守最為嚴密，突前的攻擊手必須是反應極其敏銳，意識強而且技術高，敢于冒險，速度快和善于路位策應的隊員。WWW.133229.cOM
3、快速反擊：比賽中當攻方進攻時，后衛線往往壓至中場附近，防守人數也由于插上進攻和助攻而相對減少，此時抓住對方防區空隙比較大和回防較慢的機會，趁其失球發動快速反擊，往往能取得良好的效果，快速反擊是最有威脅的進攻手段，有效發動快速反擊。能有效得分，但其有一定的冒險性。所以要掌握準確快速的原則。配合要有組織性，要非常有默契，需要多次練習。否則很難在比賽中實施。
全隊防守戰術
防守戰術可分為兩種基本類型：盯人緊逼防守（人盯人防守），即在規定的范圍內盯人緊逼，不交換看守：區域緊逼防守（盯人和區域相結合），即現今流行的綜合防守，緊逼和保護相結合，在個人的防區內緊逼，作交替看守。盯人防守即各自都有明確的防守對象。防守最根本的原則是緊逼和保護。只有緊逼才能有效地主動斷搶，壓制對方技術的優勢而獲得主動權：保護是為了更好地緊逼和控制空檔，為贏得比賽準備時機。防守可以被解釋成一個布置的事件。在清華設計地隊伍中它是使用一個類型，基于情況的策略布置理論。布置最重要的一點是在基本的編隊中，哪個確定一個隊員的位置通過標準的角色分配，球的位置和球的控制狀態。在這個防守問題上，基本的信息提供作為一個標準，命名的，一個相同的角色，因為角色分配和任務評價。另外一個重要的事實是在防守的位置靈活性，這個測量多么危險，如果一個對手站在給定的位置。防守位置靈活性因為任意的點在球場上的是先前已經知道在所有的隊友中間。
四種類型的防守動作：
1、lock(妨礙)：交叉一個對手的占有這個球在我們球門的外圍，阻止他向前推進。
2、press(壓力)：跑，在一個對手占有這個球，并且在我們球門的附近，保持對他有威脅
3、mark(盯人)：盯住一個沒有球的對手，因此他的隊友不可以傳球給他
4、point defend(位置防御)：站在基本的信息位置，這個將有好處，當一個附近的隊友在1vs1中失敗了，或者當這個隊重新奪回了球的控制權。
為了簡化這個問題，我們設置一個規則，一個防守隊員不可以防守兩個對手在相同的時間里面，還有兩個防守隊友不應該防守相同的對手。這個互斥的操作被提供在相同的這些情況下。這個沖突的操作沒有在這里使用。那里有一個二中擇一，就是block和press被設置成沖突，替代了互斥，提供一個不同的防守策略。因此另外一個也是可以的，我們不再進一步深入討論。在分解一個防守任務到防守每個進攻的對象，和站在基本的信息點，安排被產生通過鏈接每個防守隊員到每個子任務。那時候，這個程序到達一個評價個體的效用。
我們定義了一個評價函數為了每種類型的動作。這些變量被用來每個評價函數的輸入：劇烈，測量時間間隔從隊員的當前位置到防守位置，背離，測量距離從防守的點到隊員的基本的編隊位置，威脅，也就是這個防守位置靈活性對手當前的位置。這個函數輸出增加隨著威脅和減小隨著距離和背離。為了點防守，只有威脅作為輸入。為了獲得每個函數的實際的值，我們設置一些典型的情景，從他們之間摘錄輸入值，然后賦予輸出值到這個函數。這個值被小心的裝入來保持輕微的變化。在這個方式下，一個輸入和輸出的列表數據就生成了。
在清華設計中，他們使用bp網絡神經去編碼評價函數。這個列表產生被使用作為訓練網絡神經的設置。在訓練之后，網絡被測試去確保他們適合在先前的段中要求的，因此評價函數就確定了，但我們隊伍還在改進中。剩下的計劃到一個標準的程序現在上面和沒有需要更進一步的討論。還留下一個補救計劃的產生。有時候這個隊維持一致失敗了。例如，當一個對手和兩個防守隊員的位置的距離相同，而且在相同的時間里面。編隊的點。這兩個安排將有相似的評價，這兩個防守隊員可能沖突。我們的設計利用這個絕對的反饋存在這個系統中。因為球將保持移動在這個比賽中，和對手必須向前移動去進攻，另外這個基本的信息位置或者防守的點將改變在下個周期。那里有一個小小的改變使得這兩個安排仍然保持相同的評價。一旦這兩個安排不同的時候足夠明顯為兩個防守隊員去分辨出來。這個預先防守隊員將執行這個防守動作，更接近的移動到對手。然后另外一個將移動到另外一個方向。因此，這個對照增加，這個系統提取一個狀態分離來自先前的進退兩難的局面。因此又可以完成一致了。
防守算法的實現
1、防守算法的初始想法
第一步：找球的位置，即時更新
第二步：判斷球是否在可踢范圍：
如果可踢，則根據自己所在的位置作出相應的動作，具體是：
如果再罰球去內，馬上把球踢出去，且盡量傳給隊友；如果再罰球區外，可以適當的帶球，把球送往中場；
如果不可踢，則進入第三步；
第三步：判斷自己是不是有責任去斷球：
有，則毫不猶豫的去斷球，斷球也要分區域，在罰球區，則要以全力跑過去斷球，如果身后有自己的隊友，則可以考慮鏟球，如果自己在進攻球員的后面（他已經過了我），則要馬上從后面鏟球；
沒有，則要進行協防，進入第四步；
第四步：是協防，這步我覺得是最難的，因為這種情況太多了，現在只有大概的一點思想：還是要把后半場分區，針對各區采取各種mark策略
第五步：根據隊形調整自己的位置
2、防守算法的實現流程：
|-－>如果沒有開球：
| |-->如果是本方開球且球員自己是9號：
| | |->如果球在可踢范圍：則以最大力把球kick出去；
| | |->如果球不可踢： 則搶斷；
| |-->如果當前隊形不是初始化隊形或者球員自己的實際位置偏離隊形規定位置（以下稱為策略位置）1m以上：則導入初始隊形，球員直接移到自己的策略位置；
| |-->如果是7號或者8號：則準備移動到9號kickto的點，并把頭轉向球；
| |-->其他情況：則把身體對向（0，0），并把頭轉向球；
|-－>如果已開球：則先導入防守的433隊形，
| |-->如果球的信息不是最新的：則搜索球，并轉動頭以助以尋找；
| |-->如果球在可踢范圍：
| | |-->如果在球員自己的罰球區：則以最大力把球以相對安全的角度kick出罰球區；
| | |-->如果在自己前方5m，角度為(-80，80)的扇形區域內有對方球員：則以最大力把球轉移，即clearball；
| | |-->如果在自己前方5m，角度為(-80，80)的扇形區域內沒有對方球員 ：則以不大的力把球kick出去；
| | |-->其他：則帶球前進；
| |-->如果球員自己是隊友中最快可以到達球的位置的球員，即球員自己最有責任斷球：
| | |-->如果球正被對方帶向球門：
| | | |-->如果球員自己和球的距離小于2。5m：則鏟球；
| | | |-->否則：則加速跑向球；
| | |-->否則：則搶斷；
| |-->如果球員自己的當前位置偏離他的策略位置（1。5+(球員與球的距離)/10。0）m：則即時調整自己的位置；
| |-->如果球員在自己的半場：則進入mark狀態，
| | |-->如果球員在自己的罰球區內：則采用 mark_goal 的mark方法（防止被防球員接球射門）；
| | |-->如果球員在自己罰球區兩側：則采用 mark_bisector 的mark方法（既防止被防球員接球，又防止其接球射門）；
| | |-->在其他區域 ：則采用 mark_ball 的mark方法（防止被防球員接球）；
| |-->如果球員自己與球的相對角度大于1：則把身體轉向球，并把頭轉向球；
| |-->其他情況：轉頭（觀察）；
注：以上的流程遇到“；”就返回，得到一個soc（命令），最后將soc返回。
【參考文獻】
關鍵詞：機電一體化；技術；現狀；制造技術；發展趨勢
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198(2009)04-0286-01
1 機電一體化概要
“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外。還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
2 機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合。這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。
20世紀70～80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受。大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產品得到了極大發展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。
20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，不取得了一定成果難；但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
3 機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下。
3.1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學，心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法。模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
3.2 模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3.3 網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人民日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此。機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。3，4微型化
微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統，泛指幾何尺寸不超過1cms的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3.5 綠色化
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富-生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。
3.6 系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理；表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS486、Dcs人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人。如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。
關鍵詞：多媒體，教學課件，分類，制作，
多媒體技術則是將計算機技術與通信傳播技術融為一體，綜合處理、傳送和貯存多媒體信息的數字技術，多媒體課件將多媒體技術引入到計算機輔助教學的課件中，使課件內容表現形式更加多姿多彩。
1 多媒體課件的分類
多媒體課件按組織方式的不同可以分為：固定結構類型、生成型結構、智能性結構三類，根據進行教學活動的特點多媒體網絡課件可分為：
(1)課堂演示型。應用于課堂教學中，其主要目的是揭示教學內容的內在規律，將抽象的教學內容用形象具體的動畫等方式表現出來。
(2)學生自主學習型。在多媒體CAI網絡教室環境下，學生利用學生工作站進行個別化自主學習。如目前流行網絡課件多數就是這種類型。
(3)專業技能訓練型。主要通過問題的形式來訓練、強化學生某方面的知識和能力。
(4課外學生檢索閱讀型。學生在課余時間里，進行資料的檢索或瀏覽，以獲取信息，擴大知識面。如各種電子工具書、電子字典及各類圖形、動畫庫等。
(5)教學游戲型。寓教于樂，通過游戲的形式，教會學生掌握學科的知識和能力，并引發學生對學習的興趣。
(6)模擬型。用計算機來模擬真實的自然現象或社會現象。
2 多媒體課件的跳轉關系
課件常見的內容組織結構方式有：線形結構：學生順序地接受信息；樹狀結構：學生沿著一個樹狀分支展開學習活動，該樹狀結構由教學內容的自然邏輯形成；網狀結構：也就是超文本結構，學生在內容單元間自由航行，沒有設置路徑的結束；復合結構：學生可以在一定的范圍內自由地航行，但同時受主流信息的線形引導和分層邏輯組織的影響。
線形結構組織信息的課件就像傳統的教科書，是按單一的順序編排的，閱讀時順序性強，靈活性差。多媒體采用非線形的網狀組織結構，可以通過導航系統任意地跳轉到某個單元內，也可以進行聯想檢索，更符合人類的認知規律。目前的課件多是以這種網狀組織結構來組織信息的。
3 多媒體課件制作要求
多媒體課件總體要求內容簡潔明了、交互性好、具有良好的藝術表現形式。具體表現在：(1)布局要簡潔明快、突出主題；(2)顏色的搭配要合理；(3)對象的逼真程度、科學性要高；(4)配音的選擇要恰到好處；(5)根據課章內容需要適度運用動畫；(6)內容的呈現適度直觀 根據學生的思維和教學內容的特點，留給學生一定的思維余地。 4 多媒體課件開發的制作流程
多媒體課件是多媒體軟件的一個特例，多媒體軟件開發的通用模式是由多媒體專家 Brian Blum提出的，是一種以分析、設計(指導設計與交互設計)、測試與評價四個層次的開發模型，可分為以下五個部分：
(1)總體方案設計
一個教學課件的開發決策制定之前，要對需求、課件所實現的目標及制作課件的物資條件有一個系統的分析，以解決是否開發，開發的條件是否具備，開發后是否易于普及和提廣。分析之后，就要做出總體方案的設計。總體方案的設計是確定教育思想能否用相應的計算機技術實現的問題。因此，總體方案的設計在整個課件的設計過程中是非常重要的。在課件的總體方案的設計中，應盡量發揮多媒體技術，將文本、圖像、動畫、音頻、視頻有機地集成，來形象、生動地反映教學內容和策略，以達到良好的教學效果。
(2)課件的設計
多數的課件仍按照傳統教學的節，將課件分成若干個知識點，每個知識點的學習又分成知識學習、技能學習和解決問題學習。各知識點采用的媒體素材形式，頁面的設計等也屬于課件的設計范疇。課件設計的結果為課件腳本，在后面還要具體地討論。
(3)課件的制作
在腳本設計好后，就可以制作課件了，其步驟如下：
①素材的選擇與設計；②選擇開發工具；③制作多媒體課件；④多媒體課件的網上；
④測試評價。
課件測試、評價和修改是課件開發過程的一個重要階段，該項工作實際存在與課件開發的環境分析、教學實際、腳本設計和軟件編寫的每一個階段。課件評價基本從信息呈現、人機交互、教學過程控制、文檔提供等方面提出課件評價的基本內容和主要指標。
(5)出版發行
課件的推廣與使用是很重要的。耗費了巨大的人力和財力開發出的軟件不使用或使用范圍小，無疑是對人力和財力的巨大浪費。
參考文獻：
【1】 教育部現代遠程教育資源建設委員會，現代遠程教育資源建設技術規范[s]，2000.5
【2】蔡自興，徐光，人工智能及其應用[M]，清華大學出版社，1997
2018年5月30日，有著“互聯網女皇”之稱的瑪麗·米克爾了《2018年互聯網趨勢報告》（以下簡稱《報告》），從12個方面對全球互聯網趨勢作出判斷，特別是在互聯網普及應用、大數據應用和監管、技術創新和就業、個人數據開發利用和隱私保護、全球互聯網領導力、互聯網領域研發和資本支出等方面，見解獨到。深入分析該《報告》對我國的啟示，大力推動互聯網和實體經濟深度融合，加快傳統產業數字化、智能化，拓展經濟發展新空間，對我國意義重大。
《報告》的主要亮點
（一）全球互聯網普及率日漸觸及天花板
《報告》顯示，全球互聯網設備和用戶數增長率均趨于停滯或放緩。全球智能手機出貨量的同比增長率，2010年超過70%，2017年為零增長。互聯網用戶數的增長率從2010年的13%左右減少到2017年的7%左右。2018年，全球互聯網用戶數將達到36億，超過了全球人口總數的50%。《報告》認為，當互聯網普及率達到50%之后，全球互聯網用戶數的增長將越來越難。
（二）大數據促進互聯網服務提檔升級
《報告》顯示，互聯網企業正在通過對用戶數據的分析和使用，讓低價服務變得更好。Facebook、Pint er ests、Spotif ys、Netf l ixes等社交、新聞資訊、音樂、視頻類網站或APP，擁有數以億計的用戶，他們通過對集體數據和個人數據的分析來優化產品，提供個性化、定制化服務，令用戶感受到這些服務的價值，使用時間將隨之增加。這些網站或APP的訂閱用戶增長率也出現了較快增長。
（三）技術創新未造成大規模失業潮
《報告》認為，近70年來，新技術促進了GDP的快速增長，而失業率一直保持穩定。以互聯網為代表的新一代信息技術對就業的影響體現在兩個方面。一是讓人們更容易找到自由職業。2014年—2017年，美國自由職業者增速是總勞動力增速的3倍多。二是按需工作數量龐大，并保持高速增長。比如，Uber2017年增長率達到50%，其全球有300萬名司機，其中美國有90萬名，每周平均工作時間17小時，每小時平均收入為21美元。
（四）用戶在個人利益和隱私保護間不斷尋求動態平衡
《報告》認為，大部分消費者會為了利益而分享個人數據。咨詢公司德勤對美國消費者的調查顯示，79%的線上消費者愿意為“明顯的個人好處”而共享個人數據，超過66%的在線消費者愿意和朋友親屬共享個人數據。當利益不明顯時，大部分消費者會選擇通過卸載應用、改變隱私設置、關閉Cook? ies、停止訪問某些網站等方式，來保護個人隱私數據。
（五）中國在全球互聯網的領導力快速提升
《報告》從企業、用戶、智能手機等方面對比了美中兩國在互聯網領導力方面的變化。中國在全球互聯網領域的競爭力在快速提升。從全球互聯網企業市值排名20強看，5年前，美國9家，中國2家；目前，美國11家，中國9家。從智能手機出貨量的全球份額看，中國2007年為零增長，到2017年實現占比40%，美國2017年占15%。此外，中國擁有全球最大的互聯網用戶群，大型互聯網企業具有豐富的產品服務生態，但與美國相比還存在一定的差距。從互聯網企業用戶規模看，美國Facebook的22億和Googl e的20億，明顯領先于中國騰訊的10億和阿里巴巴的7億，且Facebook和Googl e的非北美用戶占絕大部分，騰訊和阿里巴巴的用戶主要集中在中國，我國互聯網發展的國際化進程仍顯滯后。
（六）美國科技公司高度重視研發和資本支出
《報告》顯示，過去20年全球范圍內的科技風險資本融資和美國上市科技公司IPO發行交易一直處于較高水平。美國科技公司在美國所有行業中的研發支出和資本支出最大、增速最快，兩者占營收的比重從2007年的13%增長到2017年的18%。2017年，美國上市公司中研發支出和資本支出排名前5的企業均是互聯網企業，其中，亞馬遜、谷歌、英特爾的研發支出和資本支出較2016年分別增長高達45%、23%、11%。
幾點啟示
（一）互聯網應用加大了全球數字鴻溝
《報告》顯示，全球互聯網普及率達到50%之后很難再繼續增長，但普及的用戶應用還在繼續深化，導致全球數字鴻溝持續擴大。發達國家利用互聯網的普及應用機遇，進一步加速了經濟社會數字化進程，而不發達國家未能駛入互聯網發展的快車道，與發達國家數字化發展水平差距進一步拉大。發達國家和不發達國家在網絡覆蓋范圍、互聯網服務資費、教育水平和知識技能背景等方面的顯著差異加劇了上述現象。縮小數字鴻溝，推進互聯網普遍服務，需要從擴大網絡覆蓋范圍、降低互聯網服務資費、提升教育知識水平多方面協同發力。
（二）互聯網等技術進步提升了產業供給側服務質量
《報告》顯示，得益于對用戶數據的收集與利用以及高度滿足用戶的個性化需求，用戶愿意為服務付費。互聯網、大數據、人工智能和用戶互聯網服務的結合，大大優化了用戶服務供給質量，促進了傳統要素的優化配置和服務提檔升級。推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合，能夠推動產業創新發展，提升供給側質量，能夠為實體經濟發展注入新動能，是實體經濟轉型升級重要路徑選擇。
（三）技術創新引發的產業結構變化釋放了就業紅利
《報告》顯示，過去的技術快速發展并沒有帶來大規模失業，總體失業率始終保持在較低水平。技術發展促進了產業結構變化和產業分工細化，部分傳統產業退出歷史舞臺，同時衍生出不少新興產業，傳統產業對就業人員需求持續減少，新興產業的出現和分工細化對就業人員需求增加，相互之間此消彼長，使全社會失業率始終維持在一個較低水平。同時，產業結構的新變化，對人才需求也提出了新要求，要求產業工人不斷掌握新的產業技術，提升自身適應能力。
（四）隱私保護和用戶體驗是產業創新發展矛盾體
《報告》顯示，當個人數據開發有助于提高用戶體驗時，用戶愿意讓渡部分隱私來提高其服務體驗；反之，當個人數據利用對個人沒有顯著意義時，用戶對隱私的保護就比較關注。依據服務需求，用戶在體驗和隱私保護之間尋求一種動態平衡。無論政府加強數據治理還是推動產業發展，都須注意用戶需求這一特點，過于嚴格或固定的個人隱私保護政策，都不利于產業創新和用戶服務體驗的提升。
（五）互聯網產業正在重塑全球競爭格局
《報告》顯示，由于互聯網企業的快速崛起，在網絡領導力方面，中國正在快速追趕美國，全球前20大互聯網企業中，中美兩國幾乎平分天下，與5年前相比，競爭格局發生了顯著變化。由于互聯網產業具有很強的滲透和融合效應，對各國經濟社會轉型發展和提檔升級具有巨大的促進作用，各國在互聯網產業方面的比拼，最終將對國際競爭格局產生顯著和深遠影響。
（六）研發和資本投入是驅動產業創新的雙輪
《報告》顯示，科技公司的研發支出和資本支出，美國最高，其兩者支出所占營收比例從2007年的13%增加到2017年的18%。在過去20年間，美國科技公司創新持續加快，主要得益于研發支出和資本投入雙輪驅動。縱觀全球網絡科技企業，頻繁投資和并購促進了包括人才等優質資源的聚集，而快速增長的研發支出使得企業爭先恐后為未來發展提供技術支撐。美國的網絡科技公司緊緊抓住這兩點，獲得了巨大成功。
對策建議
（一）推進網絡基礎設施和服務包容性發展
一是持續推進寬帶通信網絡普遍服務，加快網絡的升級改造，加快推動5G試商用和大規模部署，以多種方式擴大網絡覆蓋范圍，不斷滿足農村、邊遠地區和貧困山區的網絡接入需求。二是持續推進寬帶普及提速降費，提高互聯網資費的可負擔性，為老百姓(603883，股吧)提供用得上、用得起和好用的互聯網服務。三是加快推進互聯網無障礙服務，加大互聯網無障礙終端和服務供給力度，不斷滿足不同知識和技能背景的人士對互聯網的使用需求。
（二）以互聯網創新應用助推產業供給側改革
一是以互聯網應用促進企業服務模式創新，創新移動服務、個、在線服務、遠程服務、O2O服務等多種模式，可以滿足不同場景下客戶服務新需求，釋放場景應用紅利。二是以互聯網應用促進企業組織模式創新，大力發展眾創、眾包、眾籌等網絡平臺服務，提高企業對產業資源整合能力，促進資源優化配置，提升服務供給能力。三是以互聯網促進企業商業模式創新，發展精準營銷、個性化定制、網絡制造等新商業模式，以需求側的深度挖掘來助推精準供給。
（三）加強互聯網相關教育培訓力度
一是提高全民信息素養，推進互聯網應用教育從娃娃抓起，把互聯網應用技能作為全民基礎技能來培養，將其納入義務教育體系。二是優化教育人才結構，加大互聯網技術、應用、融合、管理、治理和安全等各方面創新人才的培養，滿足互聯網和經濟社會各領域全面融合對產業人才結構變化的需求。三是加強產業工人互聯網應用技能培訓，完善定期培訓機制，發展在線培訓服務，強化新技術、新模式和新業態培訓，提高產業工人適應互聯網發展的能力。
（四）平衡個人隱私保護和數據開發促進產業創新
一是制定合理的隱私保護監管政策，適應數字經濟發展趨勢，依據國內產業發展階段和發展水平，完善個人數據采集、流通、開發和利用政策，加大隱私保護和監督檢查的執法力度，提升數據保護水平。二是鼓勵在尊重個人數據保護的前提下，鼓勵企業加強對個人數據的開發利用，促進服務優化、體驗提升和產業創新。
（五）推動互聯網和實體經濟深度融合
一是應用互聯網推動實體經濟數字化、網絡化和智能化轉型，發展以數據為創新驅動要素的數字經濟，推動實體經濟朝著創新、協調、綠色、共享、開放方向發展。二是以互聯網應用助推實體經濟服務模式、組織模式和商業模式全方位變革創新，提升實體經濟產業創新、資源整合和要素優化等能力。
關鍵詞：情緒智力；情緒智力理論；學院派；實務派；研究方法
一、情緒智力概念的界定及探討
情緒智力(EmotionalIntelligence)這個詞是德國人BarbaraLeuner(1966)首先提出的[1]。1986年柏尼(W.P.Payne)在博士論文《情緒研究》中明確探討了發展情緒智力的問題[2]。而將情緒智力作為理論概念正式提出的卻是美國耶魯大學的薩洛維(P.Salovey)和新罕布爾大學的梅耶(J.Mayer),1989--1990年，他們連續發表兩篇學術論文，正式提出了情緒智力的概念和理論，將情緒智力定義為：“監察自身和他人的感情和情緒的能力,區分情緒之間差別的能力，以及運用這種信息以指導個人思維和行動的能力”[3]。在他們提出情緒智力的概念之后，圍繞情緒智力概念的討論日漸激烈，其中最出名的是哈佛大學心理學教授DanielGoleman,他于1995年在《情緒智力:為什么它比智商更重要》一書中將情緒智力定義為:了解自身感受,控制沖動和惱怒,理智處事,面對考驗時保持平靜和樂觀心態的能力。此外，與現在的情緒智力相提并論的情商(emotionalquotient，EQ)概念則是由巴昂于1988年在其博士論文中首創的[4]。2000年，他主編了《情緒智力手冊》(theHandbookofEmotionalIntelligence)，全面介紹了情緒智力的研究情況，認為情緒智力是影響人應付環境需要和壓力的一系列情緒的、人格的和人際能力的總和。它是決定一個人在生活中能否取得成功的重要因素，直接影響人的整個心理健康[5]。
自從情緒智力于1996年傳入中國以來，學者們紛紛給情緒智力下定義，如許遠理將情緒智力定義為“感知與體驗、描述與評價、調節與控制內省情緒、人際情緒、生態情緒的能力”[6]。陳家耀則進一步提出用情志力一詞來概括有關情緒智力和非智力因素對智力活動的支持、導向和動力作用等心理活動。情志力的內涵是意向，其外延，從成分來說有情緒、意志和個性[7]。徐小燕、張進輔將情緒智力定義為“人們在學習、生活和工作中影響其成功與否的非認知性心理能力，包括情緒覺知能力、情緒評價能力、情緒適應能力、情緒調控能力和情緒表現能力等五種因素，它們又分為若干次級因素成分”[8]。這些概念均從不同的維度對情緒智力做了概括，但現存的問題是學界對情緒智力的概念并沒有一個統一的認識。這與對情緒智力在國外的術語“emotionalIntelligence”中emotion一詞到底該如何理解有很大的關系，同時還與對其外延和內涵的恰當界定聯系緊密。因此，如何給情緒智力一個恰倒好處的概念有待進一步的研究。
二、情緒智力理論及結構
（一）情緒智力的學院派理論及結構
以Mayer和Salovey為主導的學院派，將情緒智力納入智力的家族并堅持科學量化的道路[9]，學院派對情緒智力的研究采用的是能力模型取向[10]，能力模型是指能力的情緒智力，即反映了直接與標準智力定義相關的、人的實際心理能力[11]。1990年，美國心理學家Salovey和Mayer首次正式使用情緒智力這一概念描述影響成功的情緒特征，他們認為情緒智力是一種加工情緒信息的能力，它包括準確地評價自己和他人的情緒，恰當地表達情緒，以及適應性地調控情緒的能力。并以此為基礎，提出了情緒智力結構的三因素能力模型。但此時情緒智力定義以及結構的劃分都是在廣泛查閱相關文獻的基礎上總結出來的，沒有實證基礎。后來，他們分別于1997年、1999年、2000年對情緒智力的定義及結構進行修訂，最終將情緒智力界定為一種連接認知與情緒的心理能力，在此基礎上確定了其結構的四個維度[12]。這四個維度從最基本的情緒感知和表達能力開始，到情緒管理調控能力為止，是按照每種能力發展的先后順序進行排列的。具體內容為：
1．情緒的感知、表達能力：指從自己的生理狀態、情感體驗和思想中辨認和表達情緒的能力；以及從他人、藝術活動、語言中辨認和表達情緒的能力。
2．情緒對思維的促進能力：即促進認知行為，使問題解決、推理、決策和創造更為有效的能力，包括情緒對思維的引導；情緒對信息注意方向的影響；心境的起伏對思維的影響；情緒狀態對問題解決的影響等多方面的能力。
3．對情緒的理解、分析能力：指認識情緒體驗與語言表達之間關系的能力；理解情緒所傳送意義的能力；理解復雜心情的能力；認識情緒轉換的可能性及原因的能力等。其中最基本的是使用特定的詞語來命名情緒并能有效的辨別它們之間的關系。該能力是“最具有認知意味的”。
4．情緒管理調控能力：根據所獲得的信息，判斷并成熟地進入或離開某種情緒的能力；覺察與自己和他人有關的情緒的能力，調節與別人的情緒之間的關系等。
（二）情緒智力的實務派理論及結構
以Goleman和Bar-on為代表的實務派將預測成功作為向導，試圖在傳統智力以外找到能夠預測成功的所有重要因素[9]。實務派對情緒智力的研究采用的是混合模型研究取向[10]，混合模型是指特質的情緒智力，屬于人格范圍。即給情緒智力列出了一組人格特點菜單，如“同情、動機、堅持性、溫情和社會技能”，我們將這理論及結構稱為“混合模型”[11]。
1．Goleman的情緒智力理論及結構
1995年，Goleman在暢銷書《情緒智力》中將情緒智力定義為了解情緒、管理情緒、自我動機、認知他人情緒、處理關系的能力[13]。他認為情緒智力在幫助個體取得成功上起的作用比智力的作用大，并且情緒智力可以通過經驗和訓練得到明顯的提高。1998年，他在1995年情緒智力定義基礎之上提出了一個5因素情緒智力理論結構[14]。這個結構共包括5個因素，25種能力。后來他又結合了RichardBoyatzis等人的研究把這5個因素25種能力精煉成4個因素20種能力，它們分別是自我覺知(包括情緒覺知能力、正確的自我評估、自信)，自我管理(包括自控能力、信用度、責任心、適應能力、成就動機、主動性)，社會覺知(包括移情、對團體情緒的覺知、服務傾向性)和社交技巧(包括幫助他人發展、領導能力、影響力、溝通能力、革新能力、協調能力、凝聚力、協作能力)。
2.Bar-on的情緒智力理論及結構
Bar-on于1997年提出情緒智力的定義，情緒智力是影響人應付環境需要和壓力的一系列情緒的、人格的和人際能力的總和。他認為情緒智力是決定一個人在生活中能否取得成功的重要因素，直接影響人的整個心理健康[15]。Bar-on提出，情緒智力由個體內部成分、人際成分、適應性成分、壓力管理成分、一般心境成分等五大主成分構成，其中，個體內部成分包含情緒自我覺察、自信、自我尊重、自我實現和獨立性五種相關能力；人際成分包含共情、社會責任感和人際關系三種相關能力；適應性成分包含現實檢驗、問題解決和靈活性三種相關能力；壓力管理成分包含壓力承受和沖動控制兩種相關能力；一般心境成分包含幸福感和樂觀主義兩種相關成分。這樣，由五大主成分和15種相關能力組成了情緒智力系統[16]。Bar-on認為這15種能力是情緒智力最穩定、最有效的成分，對個體總的情緒幸福和應對生活的能力起決定作用。
三、情緒智力的研究方法與測量
（一）情緒智力的研究方法
在情緒智力研究開展的早期，曾出現過只強調經驗范式而缺乏實證研究的現象。隨著情緒智力研究地逐步深入，其研究方法已呈現出多樣化趨勢并取得了相當的成果。如羅森塔爾設計的了用來衡量辨別他人情緒特征能力的非言語敏感測驗(簡稱PONS)；WalterMischel設計出果汁軟糖實驗來分析控制沖動、延緩滿足、抵制誘惑的水平對將來成功的影響；Seligman塞利格曼根據這種觀點設計了樂觀態度測驗，進而將這項測驗應用于人才的選拔。在人工智能的研究中，“情緒智力”倍受關注。其始創人Picard教授認為，要使計算機真正智能化，適合人的需要并能自然地與人互動，就必須使它們具備識別和表達情緒的能力，即人工智能要具備被稱作“情緒智力”的東西[17]。雖然情緒智力的人工智能研究剛起步，但已顯示出令人興奮的前景。情緒智力研究方法的多樣性、前沿性另人欣慰，但仍存在一些不足，最主要的就是重定性研究而輕定量分析。
（二）情緒智力的測量
1．Schutle的EIS量表
情緒智力量表(EIS)是Schutle等人根據Salovey和Mayer(1990)的情緒智力模型開發的一份自陳問卷。它共有33項，可用于評估人們對自己以及他人情緒的感知、理解、表達、控制和管理利用的能力。此量表的高分者通常更為積極、更能克制沖動、更清楚地表達自己的感受、更好地恢復、較少的情感障礙和抑郁、更富有同情心、更能自我監控。
2．多因素情緒智力量表（MEIS）
該量表是Mayer等人于1998年編制的，1999年他們又發表該量表的修訂版[12]。該量表是能力測驗而非自陳測驗。該量表以行為表現為基礎，測量被試覺察情緒、鑒別情緒、理解情緒和控制情緒。它包括的四個維度十二項任務分別是：感知情緒(4項任務)、同化情緒(2項任務)、理解情緒(4項任務)和控制自我情緒(2項任務)。該量表有整體評分和專家評分兩種評分方法。此量表的結構效度、聚合效度和區分效度都很高，尚無預測效度的報告。修訂版與舊版的不同之處在于，舊版把多數人一致性作為正確答案的指標，修訂版則把專家打分作為評判的標準。為了再次改進修訂后的MEIS，Mayer、Salovey及Caruso等人又編制出了MSCEITV1.0和MSCEITV2.0。MSCEIT是一個基礎能力量表，共有141個自陳項目，適用于17歲以上的人群。該量表旨在測量人們執行任務、解決情緒問題的質量和程度，而不是依賴個人對自己情緒技能的主觀評估來計分。
3．情緒智力調查表（ECI）
該量表是Goleman等人根據Goleman1998年提出的精練后的情緒智力模型編制的，它可以測量該模型提到的4個因素20種能力。該量表有很高的內容效度，但到目前為止還沒有有關此量表的預測效度的研究。ECI包含了Goleman情緒智力模型的所有內容，是一種比較完整的情緒智力評價工具。該量表的使用要求也較嚴格，使用者須經過專門的培訓，合格后方能對施測結果給予正確解釋與指導。ECI可以全方位評估個人和團體的情緒能力。
4．情商問卷（EQI）
EQI也叫《Bar-on情商量表》，它是Bar-on于1997年編制并出版的量表。該量表是國際上著名的心理量表之一。它包括5個主成分量表(其中包含15個分量表)和2個效度量表，共133個題目。其中主成分量表有：內省量表、人際量表、適應性量表、壓力處理量表、總體情緒量表。效度量表則分別是樂觀印象和悲觀印象。EQI具有較高的內部一致性信度、重測信度、聚合效度和區分效度[18]。該量表出版后，得到廣泛認可和應用，目前已被應用于心理咨詢與治療、人力資源、人格、學習能力等多種領域，被共認為是第一個標準化的情緒智力量表[19][20][21]。
5．工作能力量表-Ei版（WPQei）
WPQei用來測量個人的能力和素質，它以情緒智力的概念模型為基礎，包括七個成分:創新，自我意識，直覺，情緒，動機，移情，社會技能。共有84個題項。員工在工作中可以把量表中的信息與自己的實際工作情況結合起來，有目的的提高自己的情緒管理能力。
除了上述量表之外，我國已有學者將DarwinB.Nelson和GaryR.Low兩位博士于1998年編制的情緒技能問卷翻譯和修訂成中文版并投入試運行[22]。
三、小結
隨著情緒智力受關注的程度不斷提高，情緒智力的研究無論在理論上還是應用上將進一步深入，Bar-on宣稱:“EQ時代已經開始了”[9]。情緒智力的研究已經取得了很大的進展，但畢竟對情緒智力正式研究的時間還不長，還有許多問題有待解決。如文章開頭所提到的學界如何才能給情緒智力一個統一的概念？到底是學院派的能力模型理論更有說服力，還是實務派的混合模型理論更好，抑或二者相結合的為最佳，再或還有其他的理論模型有待發現？如何培養和提高情緒智力？要回答這些問題，就需要進一步對情緒智力的定義、理論、結構、研究方法、測量方法、應用進行探究。同時對情緒智力研究可能會呈現的趨勢進行展望和預測：情緒智力研究方法和測量方法將在多樣化的基礎之上不斷發展，情緒智力量表的社會實用性研究將成為學界的研究熱點，學者專家們將研究形成中國自己本土化的情緒智力理論及量表。
參考文獻：
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[2]Payne,W.L.Astudyofemotion:developingemotionalintelligence;self-integration;relatingtofear,painanddesire.DissertationAb2stractsInternational,1986,47,(01),203A.
[3]Salovey,P.,&Mayer,J.D.(1990).Emotionalintelligence.Imagination,Cognition,andPersonality,9,185-211.
[4]Bar-On,R.Thedevelopmentofanoperationalconceptofpsycho2logicalwell-being.Unpublisheddoctoraldissertation.RhodesUni2versity,SouthAfrica.1988.
[5]Bar-On,R.&ParkerJ.D.A.Handbookofemotionalintelligence:Theory,Development,Assessment,andApplicationatHome,SchoolandintheWorkplace[M].SanFrancisco,CA:Jossery-Bass.2000.
[關鍵詞]機電一體化。建筑工程；應用；發展趨勢
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）36-0352-01
1、機電一體化概述
機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術。它是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，具有智能化的特征。現代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化設備。
2、機電一體化在建筑工程中的應用
建筑工程機械正處在一個機電一體化的發展時代。引入機電一體化技術，使機械、液壓技術和電子控制技術等有機的結合，可以極大地提高工程機械的各種性能，如動力性、燃油經濟性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業精度、作業效率、使用壽命等。隨著科學技術的不斷發展對工程機械的性能要求不斷提高，電子（微機）控制裝置在工程機械上的應用將更加廣泛，結構將更加復雜。
建筑工程施工要求工程機械具有以下性能：生產效率且能量損失小，節約能源；自動化程度高，施工質量好，精度高；性能穩定，工作可靠、安全，使用壽命長；具有較好的經濟性，即高的技術價格比和低的制造與使用成本；操作簡單、輕便，勞動強度低；具有運行狀態監視，故障自診及自動報警功能，能及時準確地指出故障部位，減少停機維修作業效率，自動化控制技術的發展為機電一體化技術的發展注入新的動力。
目前工程機械的電子（微機）控制系統主要用以實現如下功能：
2.1電子監控、自動報警及故障自診即對工程機械的發動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等的運行狀態監控，工作中一旦出現異常現象，能自動報警并準確地指出故障的部位。提高機器的工作效率，簡化設備維護檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設備的使用壽命。智能化自動駕駛，以及監控駕駛員的精神狀態，及時警示，杜絕安全事故的發生。
2.2節能降耗，提高生產率。傳統工程機械的能量利用率較低，例如液壓挖掘機的燃油能量利用率僅為20%左右，如此低的能量利用率迫使工程機械的發展必須著眼于節能。
2.3柴油機的控制如電子調速器、電子油門控制裝置、自動停機裝置、自動升溫控制裝置等。
2.4提高作業精度。為保證成品料的級配精度，現代瀝青及水泥混凝土拌和設備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統，并使計量過程實現了自動化。自動找平系統的應用，使瀝青混凝土攤鋪機的施工質量有了較大的提高，路面的平整度可達到0.127mm/3m。采用超聲波技術的自動供料系統，使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現了自動調節，進一步提高了攤鋪質量。
推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃的電子（微機）控制，不僅提高了作業精度和作業效率，而且也減輕了操作人員的勞動強度。
旋挖鉆機因其施工工藝較為復雜，且在施工過程中對精度要求較高，自動控制功能的實現大大提高施工效率和精度。常見的有兩種功能：鉆桅自動調垂直功能和鉆孔工程中自動回位功能。機械硬件方面，建筑工程機械基本上采用了的通用控制器、儀表，也有些廠家為提高自身競爭力，定制開發了具有公司特色的控制器、儀表，可謂百家爭鳴，各有各的特色，但殊途同歸，目標一致。
2.5作業過程的自動化或半自動化。工程機械實現自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產率，并減少因操作者的經驗不足，對作業精度的影響，或操作不當，對作業質量的影響，保證工程質量。
3、機電一體化發展趨勢的分析
3.1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然使機電一體化產品具有與人完全相同的智能是不可能的，也是不必要的。但是高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
3.2 模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企？，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3.3 網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育等人們日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡（homenet）將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統（computer integrated appliancesystem，CIAS），使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
3.4 微型化
微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3.5 綠色化
關鍵詞：機電一體化 技術 現狀 產品 制造技術 發展趨勢
一、機電一體化概要
機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
二、機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。
20世紀70～80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產品得到了極大發展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。
20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
三、機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下：
1、智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2、模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3、網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
4、微型化
微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
5、綠色化
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。
