時間：2023-08-23 16:58:35
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篇普及人工智能教育，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。
關鍵詞 人工智能 網絡 專家系統
中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A
0引言
20 世紀以來，計算機的發展日新月異，不斷更新換代，以最早期的機械運行方式為基礎，經歷了電子管時代、晶體管時代直到集成電路，時至今日已涉及到人們生活、工作和學習的各個方面，伴隨著計算機的出現并逐步普及應用，人們又開始力圖根據認識水平和技術條件，試圖用機器來代替人的部分腦力勞動，以提高征服自然的能力。
1人工智能的概念
人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI，也稱機器智能。“人工智能”一詞最初是在1956年的Dartmouth學會上提出的。它是計算機科學、控制論、信息論、神經生理學、心理學、語言學等多種學科互相滲透而發展起來的一門綜合性學科。主要探討如何運用計算機模仿人腦所從事的推理、證明、識別、理解、設計、學習、思考、規劃以及問題求解等思維活動，并以此解決如咨詢、診斷、預測、規劃等需要人類專家才能處理的復雜問題。通俗的說，人工智能可以分為兩部分來理解，即“人工”和“智能”，顧名思義就是人造的智能。人工智能是研究如何制造智能機器或智能系統來模擬人類智能活動的能力，以延伸人們智能的科學。
2人工智能和教育的關系
（1）人工智能和教育的關系。人工智能以及人工智能科學從1956年誕生起，其研究和應用領域就與教育緊密相關。人工智能就是研究讓計算機接受教育、提高智能的科學技術。AI的研究成果又反過來應用到我們日常生活的各個方面，并可以改進我們的生活。比如應用到教育過程中，促進教育的工作效率（減少教師的數量和工作時間、甚至直接提高受教育者的智能）。還可以產生新的教學模式，如網上學習共同體、合作學習等。（2）人工智能在教育中的應用。人工智能原理和技術從誕生起就應用于教育，其產品通常稱作智能指導系統ITS或者智能計算機輔助教學ICAI。
ICAI系統可以采用多種形式。從根本上講，它是在保證學生和程序靈活性的方式下，應用人工智能原理和技術，組織安排教學系統的各種成分。它并不是根據預先輸入的問題、預先想到的解答、預先指定的分支等進行工作，而是根據學生學習時積累的知識而工作。它的一般工作準則和標準，是依賴本身的知識結構和近期活動事件，如學生回答的歷史記錄。許多ICAI系統都具有這樣的重要特點，即能夠實現與學生的自然語言對話。
3人工智能與網絡教育的融合
隨著人工智能的理論與技術發展，其在教育中的應用日漸擴大，例如Internet上的web站點，其網頁的組織形式，就包含智能的原理。目前人工智能在教育領域特別是網絡環境下的應用主要有以下幾個方面：
（1）ICAI。計算機輔助教學（CAI）是由程序教學發展而來。但是以程序教學為理論基礎開發的CAI課件，在推理機制和學生模型方面存在不足，因而不能根據不同學生的實際情況進行動態調整，缺乏靈活的應變能力。
借鑒人工智能中的專家系統知識，由于專家系統中包含知識庫和推理機兩個基本模塊，在一般專家系統中再加入一個“學生模型”模塊，就構成智能計算機輔助教學（ICAI）系統的基本結構。其中推理機的作用相當于現實教學中的教師，它可以根據知識庫中的內容和學生模型推斷出每個學生的學習能力、認知特點和當前知識水平，根據學生的不同特點選擇最適當的教學內容與教學方法，并可對學生進行有針對性的個別指導，提高教學效果。
（2）智能。在我們傳統的教學過程中，最經典的教學模式是以教師為主，教師講、學生聽，它是一種單向溝通模式。這種教學模式的優點是有利于教師主導作用的發揮，便于教師組織、監控整個教學活動進程，便于師生之間的情感交流，因而有利于系統的科學知識的傳授，并能充分考慮情感因素在學習過程中的重要作用。
上世紀90年代以來，隨著多媒體和網絡技術的迅速發展，強調以學生為中心的建構主義學習理論日益流行。這種理論強調在教師主導下以學生為中心的學習，即一種“主導――主體”教學結構。在這種教學并重的結構中，教師是教學過程的組織者、是良好情操的培養者；學生是信息加工與情感體驗的主體，是知識意義的主動建構者；教學媒體既是輔助教師教的演示工具，又是促進學生自主學習的工具。
在網絡遠程教學中，為實現上述教學模式，把人工智能中的智能體（Agent）技術應用到網絡遠程教學中，并逐漸成為在教學領域實現智能化的一種主流技術。
【關鍵字】人工智能；教育；進展
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097（2008）13―0018―03
人工智能是一門綜合的交叉學科，涉及計算機科學、生理學、哲學、心理學、哲學和語言學等多個領域。人工智能主要研究用人工的方法和技術，模仿、延伸和擴展人的智能，實現機器智能，其長期目標是實現人類水平的人工智能。[1]從腦神經生理學的角度來看，人類智能的本質可以說是通過后天的自適應訓練或學習而建立起來的種種錯綜復雜的條件反射神經網絡回路的活動。[2]人工智能專家們面臨的最大挑戰之一是如何構造一個可以模仿人腦行為的系統。這一研究一旦有突破，不僅給學習科學以技術支撐，而且能反過來促使人腦的學習規律研究更加清晰，從而提供更加切實有效的方法論。[3]人工智能技術的不斷發展，使人工智能不僅成為學校教育的內容之一，也為教育提供了豐富的教育資源，其研究成果已在教育領域得到應用，并取得了良好的效果，成為教育技術的重要研究內容。
人工智能的研究更多的是結合具體領域進行的，其主要研究領域有：專家系統、機器學習、模式識別、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設計、機器人學、博弈、智能決策支持系統、人工神經網絡和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中應用較為廣泛與活躍的研究領域主要有專家系統、機器人學、機器學習、自然語言理解、人工神經網絡和分布式人工智能，下面就這些領域進行闡述。
一 專家系統
專家系統是一個具有大量專門知識與經驗的程序系統，它使用人工智能技術，根據某個領域中一個或多個人類專家提供的知識和經驗進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以解決那些需要專家決定的復雜問題。[5]專家系統主要組成部分為：知識庫，用于存儲某領域專家系統的專門知識；綜合數據庫，用于存儲領域或問題的初始數據和推理過程中得到的中間數據或信息；推理機，用于記憶所采用的規則和控制策略的程序，使整個專家系統能夠以邏輯方式協調地工作；解釋器，向用戶解釋專家系統的行為；接口，使用戶與專家系統進行對話。近幾十年來，專家系統迅速發展，是人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領域，廣泛用于醫療診斷、地質勘探、軍事、石油化工、文化教育等領域。
目前，專家系統在教育中的應用最為廣泛與活躍。專家系統的特點通常表現為計劃系統或診斷系統。計劃系統往前走，從一個給定系統狀態指向最終狀態。如計劃系統中可以輸入有關的課堂目標和學科內容，它可以制定出一個課堂大綱，寫出一份教案，甚至有可能開發一堂樣板課，而診斷系統是往后走，從一個給定系統陳述查找原因或對其進行分析，例如，一個診斷系統可能以一堂CBI（基于計算機的教學，computer-based instruction）課為例，輸入學生課堂表現資料，分析為什么課堂的某一部分效果不佳。在開發專家計劃系統支持教學系統開發（ISD）程序的領域中最有名的是梅里爾（Merrill）的教學設計專家系統（ID Expert）。[6]
教學專家系統的任務是根據學生的特點（如知識水平、性格等），以最合適的教案和教學方法對學生進行教學和輔導。其特點為：同時具有診斷和調試等功能；具有良好的人機界面。已經開發和應用的教學專家系統有美國麻省理工學院的MACSYMA符號積分與定理證明系統，我國一些大學開發的計算機程序設計語言、物理智能計算機輔助教學系統以及聾啞人語言訓練專家系統等。[7]
目前，在教育中，專家系統的開發和應用更多的集中于遠程教育，為現代遠程教育的智能化提供了有力的技術支撐。基于專家系統構造的智能化遠程教育系統具有以下幾個方面的功能：具備某學科或領域的專門知識，能生成自己的提問和應答； 能夠分析學生的特征，評價和記錄學生的學習情況，診斷學生學習過程中的錯誤并進行補救教學；可以選擇不同的教學方法實現以學生為主體的個別化教學。[8]目前應用于遠程教育的專家系統有智能決策專家系統、智能答疑專家系統、網絡教學資源專家系統、智能導學系統和智能網絡組卷系統等。
二 機器人學
機器人學是人工智能研究是一個分支，其主要內容包括機器人基礎理論與方法、機器人設計理論與技術、機器人仿生學、機器人系統理論與技術、機器人操作和移動理論與技術、微機器人學。[9]機器人的發展經歷了三個階段：第一代機器人是以 “示教―再現”方式進行工作；第二代機器人具有一定的感覺裝置，表現出低級智能；第三代機器人是具有高度適應性的自治機器人，即智能機器人。目前開發和應用的機器人大多是智能機器人。機器人技術的發展對人類的生活和社會都產生了重要影響，其研究和應用逐漸由工業生產向教育、環境、社會服務、醫療等領域擴展。
機器人技術涉及多門科學，是一個國家科技發展水平和國民經濟現代化、信息化的重要標志，因此，機器人技術是世界強國重點發展的高技術，也是世界公認的核心競爭力之一，很多國家已經將機器人學教育列為學校的科技教育課程，在孩子中普及機器人學知識，從可持續和長遠發展的角度，為本國培養機器人研發人才。[10]在機器人競賽的推動下，機器人教育逐漸從大學延伸到中小學，世界發達國家例如美國、英國、法國、德國、日本等已把機器人教育納入中小學教育之中，我國許多有條件的中小學也開展了機器人教育。
機器人在作為教學內容的同時，也為教育提供了有力的技術支撐，成為培養學習者創新精神和實踐能力的新的載體與平臺，大大豐富了教學資源。多年來，我國中小學信息技術教育的主要載體是計算機和網絡，教學資源單一，缺乏前瞻性。教學機器人的引入，不僅激發了學生的學習興趣，還為教學提供了豐富的、先進的教學資源。隨著機器人技術的發展，教學機器人種類越來越多，目前在中小學較為常用的教學機器人有：能力風暴機器人、通用機器人、未來之星機器人、樂高機器人、納英特機器人、中鳴機器人等。
三 機器學習
機器學習是要使計算機能夠模仿人的學習行為，自動通過學習來獲取知識和技巧，[11]其研究綜合應用了心理學、生物學、神經生理學、邏輯學、模糊數學和計算機科學等多個學科。機器學習的方法與技術有機械學習、示教學習、類比學習、示例學習、解釋學習、歸納學習和基于神經網絡的學習等，近年來，知識發現和數據挖掘是發展最快的機器學習技術。機器學習（自動獲取新的事實及新的推理算法）是使計算機具有智能的根本途徑，對機器學習的研究有助于發現人類學習的機理和揭示人腦的奧秘。[12]
隨著計算機技術的進步和機器學習研究的深入，機器學習系統的性能大大提高，各種學習算法的應用范圍不斷擴大，例如將連接學習用于圖文識別，歸納學習、分析學習用于專家系統等，大大推動了在教育中的應用，例如在建構適應性教學系統中，用機器學習與樸素的貝葉斯分類器動態了解學生的學習偏好，有較高的準確率[13]。基于案例的推理（case-based reasoning，CBR）是一種新興的機器學習和推理方法，其核心思想是重用過去人們解決問題的經驗解決新問題，在計算機輔助教育方面，已經出現了基于CBR的圖形仿真教育系統，并且，針對個體特征的教育教學方法研究也有所突破。[14]另外，數據挖掘和知識發現在生物醫學、金融管理、商業銷售等領域的成功應用，不僅給機器學習注入新的生機，也為機器學習在教育中的應用提供了新的前景。
四 自然語言理解
自然語言理解就是研究如何讓計算機理解人類的自然語言，以實現用自然語言與計算機之間的交流。一個能夠理解自然語言信息的計算機系統看起來就像一個人一樣需要有上下文知識以及根據這些上下文知識和信息用信息發生器進行推理的過程。[15]自然語言理解包括口語理解和書面理解兩大任務，其功能為：回答問題，計算機能正確地回答用自然語言提出的問題；文摘生成，計算機能根據輸入的文本產生摘要；釋義，計算機能用不同的詞語和句型來復述輸入的自然語言信息；翻譯，計算機能把一種語言翻譯成另外一種語言。由于創造和使用自然語言是人類高度智能的表現，因此對自然語言處理的研究也有助于揭開人類高度智能的奧秘，深化對語言能力和思維本質的認識。[16]
自然語言理解最早的研究領域是機器翻譯，隨著應用研究的廣泛開展，也為機器人和專家系統的知識獲取提供了新的途徑，例如由MIT研制的指揮機器人的自然語言理解系統SHRDLU就可以接收自然語言，進行人機對話，回答關于桌面上積木世界中的各種問題。同時，對自然語言理解的研究也促進了計算機輔助語言教學和計算機語言設計等方面的發展，例如“希賽可”網絡智能英語學習系統，這個基于網絡的“人-機”語境的建立，突破了普通英語教師和傳統的單機的多媒體教學軟件所能具備能力限制，也比建立于網絡的“人-人”語境更具靈活性，可以為遠程學習者提供良好的英語學習支持，在國內第一次系統地將用自然語言進行的人機對話系統應用在計算機輔助外語教學上，在國際上也是一種創新。[17]
五 人工神經網絡
人工神經網絡就是在對大腦的生理研究的基礎上，用模擬生物神經元的某些基本功能的元件（即人工神經元），按各種不同的聯結方式組織起來的一個網絡，其目的在于模擬大腦的某些機理與機制，實現某個方面的功能，例如可以用于模仿視覺、模式識別、聲音信號處理、控制、故障診斷等領域，人工神經元是人工神經網絡的基本單元。[18]人工神經網絡有兩種基本結構：遞歸（反饋）網絡和多層（前饋）網絡，兩種主要學習算法：有指導式學習和非指導式學習。
人工神經網絡從模擬人類大腦神經網絡的結構和行為出發，具有大規模并行、分布式存儲和處理、自組織、自適應和自學習能力，特別適合于處理需要同時考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題，[19]這使人工神經網絡具有更大的發展潛能，目前已經開發和應用的人工神經網絡模型有30多種。人工神經網絡在教育中的應用大多是與教學專家系統相結合，以此來改進教學專家系統的性能，提高智能性，使其在教學過程中對突發問題具有更好的應對能力。人工神經網絡在學校管理中也得到應用，例如采用誤差反傳算法（BP）的多層感知器已應用于高校管理之中。
六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence，DAI)
分布式人工智能是分布式計算與人工智能結合的結果，研究目標是要創建一種能夠描述自然系統和社會系統的精確概念模型，主要研究問題是各Agent之間的合作與對話，包括分布式問題求解和多Agent系統兩個領域。[20]分布式人工智能系統一般由多個Agent組成，每個Agent又是一個半自治系統，Agent之間及Agent與環境之間進行并發活動并進行交互來完成問題求解。[21]由于分布式人工智能系統具有并行、分布、開放、協作和容錯等優點，在資源、時空和功能上克服了單智能系統的局限性，因此獲得了廣泛的應用。
分布式人工智能中的Agent和多Agent技術在教學中的應用逐漸受到關注。在教學中引入Agent可以有效地提高教學系統的智能性，創造良好的學習情境，并能激發學習者的學習興趣，進行個性化教育。目前，Agent和多Agent技術多用于遠程智能教學系統，通過利用其分布性、自主性和社會性等特點，提高網絡教學系統的智能性，使教學資源得到充分利用，并可實現對學習者的學習行為進行動態跟蹤，為學習者的網絡學習創造合作性的學習環境。在網絡教學軟件中應用Agent技術的一個典型是美國南加利福尼亞大學（USC）開發的教學Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技術在網絡教學軟件中取得的良好效果，促進了研究者對分布式人工智能在教育中的應用研究。
綜上所述，科學技術的發展將會推動人工智能技術在教育中應用的廣度和深度。從人工智能的應用趨勢來看，人工智能在教育中應用的擴展可以通過以下三個方面進行：一是人工智能與其他先進信息技術結合。人工智能已經與多媒體技術、網絡技術、數據庫技術等有效的融合，為提高學習效率和效度提供了有力的技術支持，而引起教育技術界廣泛關注。[23]例如人工智能技術通過與多媒體技術相結合，可以提高智能教學系統的教學效果；與網絡通訊技術相結合，可以提高和改進遠程教育的智能性。二是人工智能應用研究領域間的集成。人工智能應用研究領域之間并不是彼此獨立，而是相互促進，相互完善，它們可以通過集成擴展彼此的功能和應用能力。例如自然語言理解與專家系統、機器人的集成，為專家系統和機器人提供了新的知識獲取途徑。三是人工智能的研究和應用出現了許多新的領域，它們是傳統人工智能的延伸與擴展，這些新領域有分布式人工智能與Agent、計算智能與進化計算、數據挖掘與知識發現以及人工生命等[24]，這些發展與應用蘊藏著巨大潛能，必將對教育產生重要的影響。
技術發展不斷發揮著引導教育技術研究的作用，一種新興技術的出現總是會掀起相應的研究熱潮, 引發對技術在教育中應用的探討、評價以及與傳統技術的對比。[25] 人工智能作為一門交叉的前沿學科，雖然在基本理論和方法等方面存在著爭論，但從其研究成果與應用效果來看，有著廣闊的應用前景，值得進一步的開發和利用。
參考文獻
[1] 史忠植,王文杰.人工智能[M].北京:國防工業出版社,2007:1.
[2][11][18][19] 《計算機與信息科學十萬個為什么》叢書編輯委員會,計算機與信息科學十萬個為什么(8):人工智能[M].北京:清華大學出版社,1998:5,189,78-79,84.
[3] 任友群,胡航.論學習科學的本質及其學科基礎[J].中國電化教育,2007,(5):1-5.
[4][21] 蔡瑞英,李長河.人工智能[M].武漢:武漢理工大學出版社,2003:12-13.
[5][12][15][20][24] 蔡自興,徐光.人工智能及其應用(第三版)――研究生用書[M].北京:清華大學出版社,2007: 12-14,19-20.
[6] [荷]山尼•戴克斯特拉,[德]諾伯特•M. 西爾,[德]弗蘭茲•肖特,等.任友群,鄭太年主譯.教學設計的國際觀第2冊:解決教學設計問題[M].北京:教育科學出版社,2007:67.
[7] 任友群.技術支撐的教與學及其理論基礎[M].上海:上海教育出版社,2007:42-43.
[8] 路利娟.應用專家系統提升現代遠程教育的智能化[J].中國教育技術裝備,2007,(12):79-80.
[9] 陳懇,楊向東,劉莉等.機器人技術與應用[M].北京:清華大學出版社,2007:6.
[10] 關注機器人幼兒教育――訪鮑青山博士[DB/OL].
[13] 柏宏權,韓慶年.機器學習在適應性教學系統中的應用研究[J].南京師范大學學報(工程技術版),2007,7(4):76-79.
[14] 楊健,趙秦怡.基于案例的推理技術研究進展及應用[J].計算機工程與設計,2008,29(3):710-712.
[16] 自然語言理解[DB/OL].
[17] 賈積有.人工智能技術的遠程教育應用探索――“希賽可”智能型網上英語學習系統[J].現代教育技術,2006,16(2):26-29.
[22] Erin Shaw, W. Lewis Johnson, and Rajaram Ganeshan, Pedagogical Agents on the Web[DB/OL].
關鍵詞：離散數學；計算機科學；人工智能
離散數學是計算機科學的基礎理論，也是現代數學的一大分支。離散數學將離散性的結構和相互間的關系作為主要研究對象，目前計算機學科的多個方面都已經提出并使用了離散數學理論。數學為計算機的優化和程序編寫起到了積極作用。如人工智能技術、信號處理以及數字電視等媒體技術。
1離散數學應用于計算機數據結構
計算機具體問題的解決依賴于數據機構的建立。從數學角度，就是通過建立嚴格數字模型，然后解開此模型的過程。是通過數學知識和計算機程序編寫的過程，而數學模型的構建就是數據結構研究的內容。尋求數學模型的過程就會提出操作對象，分析操作對象的過程，找到數學語言與計算機語言之間的契合點是研究的起點。一般情況下，數據結構主要分為樹形結構、線性結構、圖狀結構、網狀結構四種。數據結構可用于企業結構員工工資的發放問題，還可以解決一系列的距離問題，其具有廣泛的應用。
2離散數學應用于計算機數據庫
數據庫技術已經成為社會認可并廣泛應用的計算機技術，笛卡兒積是離散數學中的一個重要理論，它在計算機數據庫的建立中起到了明顯的作用。代數理論是關系數據模型建立的理論基礎，在這一基礎上建立了由行和列共同組成的二維表，我們稱之為二元關系理論，這一理論主要可應用于表結構設計、域和域間關系、關系操作數據查詢與維護功能等。
3離散數學應用于人工智能
離散數學中的邏輯推理是人工智能研究的基礎理論之一，謂詞邏輯語言的使用使我們了解了推理的子命題。邏輯規則將數學進行了更準確的定義，人工智能研究最初，就應用了離散數學理論的數學推理和，尤其是布爾代數。因此，在人工數學定理證明是人工智能所采用的理論，在現實設計中有很廣泛的應用，如推理機的設計與應用。推理機以邏輯推理和產生式推理為主，推理機主要以數據庫中的知識解決問題，是專家思想的一種體現。因此我們也可以將人工智能視為一種專家系統，是應用離散數學理論應用于數學問題分析、解決問題的方法。
4離散數學應用于計算機體系結構
離散數學主要應用于計算機體系結構設計中的指令吸引設計及其內容改進，對計算機整體性能的發揮具有良好的作用。指令系統優化方法以指令格式化為主。其主要作用是它能夠以操作碼與地址碼共同實現以最短的位數來操作地址信息和操作信息。目前，主要應用哈夫曼的壓縮概念來解決這一問題。這種方法是數學方法之一，是一種無損壓縮法。哈夫曼的壓縮概念主要是應用了數學中概率不均等原理，將最大概率事件以最短的位數來處理。相反，發生概率最低的事件則以最長的位數來處理，這樣平均位數得以縮短。其基本原理是使用哈夫曼算法構造出哈夫曼樹。利用哈夫曼樹來對系統指令中的使用數據頻度進行統計，將其以從小到大的順序進行排列，將兩個最小頻度合并成一個大的頻度并形成新的結合點，按照同樣的原理降低進行從小到大的排列，按該頻度大小插入其他未參與結合的頻度值中指導所有頻度完成結合。將節點能夠向下延伸的分支分別標注“1”或“0”，沿著根結點開，沿線到達各頻度結點所經過的代碼序列就構成了所謂的哈夫曼編碼。所得到的編碼系列與指令使用概率低的指令編以長碼相符合，即指令使用概率高的指令編以短碼的目的。
5離散數學在計算機中的應用發展趨勢
基于計算機中的離散數學理論應用逐漸廣泛，數學理論應用于計算機也逐漸完善。當然，除了上文中提到的離散數學的基礎作用外，它還在計算機的其他方面具有重要作用，具有發展前途。未來，計算機硬件的性能將進一步提高，而設計者的離散數學知識則是這一技術發展的基礎，數學邏輯的應用將為計算機的軟件設計提供理論基礎。另外，數學中的關聯詞概念可用于計算機高低電平的信號運算通二進制數據之間的運算，這就是數學在電路設計中的作用，應用數學理論，設計過程更加清晰化、直觀化。數學集合論概念主要應用于數據結構和算法分析，這一理論主要應用于軟件工程及計算機數據庫的設計，確保了計算機數據庫的更新速度。代數結構作為數學的基本理論，對計算機甚至對多個領域具有重要作用，計算機程序設計時，要區分其可計算性和不可計算性，在這一前提下，形式語言與自動機、網絡與通信理論、密碼學、程序理論或形式語義學都成為數學對計算機的指導項目。最后，代數中的格與布爾理論為計算機硬件的設計以及網絡通訊系統的設計提供了基礎，這一數學理論應用計算機制度、計算機操作系統以及C語言程序進行編譯、研究和檢索，在多個領域如樹的結構對于集成電路的布線、電子信息網流量上都能夠具有一定的發展。人工智能也將成為未來離散數學理論應用于計算機更新、設計和發展中的重要理論。
6總結
總之，離散數學理論在計算機人工智能，數據庫建立中都具有指導意義。計算機在科技領域、工業領域以及人們的生活中的應用以及普及，離散數學是以離散性的結構和相互間的關系作為主要研究對象，其在計算機中的應用幫助減少計算機漏洞并提高計算機運行效率。離散數學是計算機技術的基礎，缺乏對離散數學的了解，計算機更新和發展無從談起。無論是信息處理還是理論對于計算機科學，都有著密切的關系，因此如何離散數學理論應用于計算機發展中是本文研究的重點。
作者:周菲蘋 單位:海南師范大學
參考文獻：
[1]朱家義,苗國義等.基于知識關系的離散數學教學內容設計[J].計算機教育,2010(18).
在今年兩會，國務院總理在做政府工作的報告時明確指出：“擴大數字家庭、在線教育等信息消費。”期間多位人大代表和政協委員也提出議案，呼吁通過“互聯網+”手段加速教育資源的普惠化。這是在線教育首次出現在政府報告中，預示著互聯網在未來教育改革中將發揮著越來越重要的作用。
互聯網普及率越來越高，互聯網技術尤其是移動互聯網技術的突飛猛進，這些衍生出來的所謂教育技術直接影響著在線教育未來的發展趨蕁L乇鶚譴笫據意識和人工智能的發展，將“助攻”在線教育走向新階段。
大數據助力個性化在線教育
在線教育讓我們比以往任何時候都更接近于真正個性化規模化的學習經驗，而教育技術幾乎每一個新的趨勢都在某種程度上與個性化有關。而個性化教育的具體實現途徑有賴于技術的發展，大數據及人工智能技術的發展將在精準互動、最優學習路徑、智能測評等各方面發揮巨大的優勢。
在2017年，我們將看一些類似于亞馬遜和Netfix等有影響力的平臺系統在在線教育平臺中發揮作用。通過在線教育平臺的推薦系統，你將通過尋找課程推薦工具，能夠了解到越來越多的信息，包括學習者的目標、過去的學習經驗、時間表和傾向的學習風格等等。教育平臺不再像過去那樣只會提供大量的學習內容，而是更注重為學習者定制適合他們的學習課程。
近幾年大數據可視化被越來越的企業重視，他們通過這些看得見的數據去分析企業的發展狀況。而對于在線教育而言，一些數字學習助理的出現，將幫助學習者更好地享受整個學習工程。一些移動推動通知和一些被稱為“輕推”的程序將會靈活地加入在學習者學習的過程中。這些移動通知會根據數據的檢測更準確地捕捉到學習者失去學習動力的時刻，并在這個時刻及時地發送一些通知鼓勵學習者，讓他們繼續保持學習的積極性。
可以說大數據在在線教育中使用，將能讓教育平臺更好地滿足學習者更全面的需求。
VR繼續保持巨大潛力
虛擬現實（VR）無論在哪個行業來說都是一個早期階段的技術。但即便如此，它在教育領域仍然具有巨大的潛力。在2017年，我們可能開始看到VR用于促進學習者和在線教師之間的“現場”會議，或者讓學習者在虛擬教室中參加討論一些個性化的項目，比如在線學位。還將有機會利用VR技術在地理、天文學、海洋學和歷史等科目中進行遠程教學，使學習過程變得更加令人興奮，更具有影響力和獲得更高的成本效益。
但VR要在線教育中獲得更好的體驗，其自身技術的完善就必須加快進程。
形式多樣化
近幾年，一對一直播、一對多直播、錄播直播相結合等多種在線教育形式的興起也在不斷的滿足個人定制化的學習需求，激發了市場活力。而這些在線教育形式的背后，也是各種廠商為了分這塊大蛋糕紛紛使用的招數。
從2013年起鴻合就開始在在線教育方面發力，目前除了可提供交互式電子白板、視頻展示臺、投影機等硬件設備外，還著力開發出錄播、遠程音視頻交互軟硬件平臺、微課制作平臺、虛擬演播室等不少在線教育必不可少的軟硬件產品。此外還建立了鴻合“i”學云平臺，將教學備課過程中需要的教學設計、教學素材、試題等資源自動推送給教師。
AI變成服務，機器人不會搶走人類的工作
首先，他認為未來20年，AI會成為很多行業的基礎。AI系統將成為電力一樣無處不在的商品化服務。
當今出現的三股科技勢力給了曾經只在緩慢發展的AI加速爆發的一個契機：神經元網絡的大規模處理能力提升；芯片的性能爆發級增長及價格越來越低廉；大數據的出現讓人工智能能深度學習。比如從前培養一個圍棋高手需要20年，但現在可能只需要幾個月；谷歌能讓AI在幾小時的學習后，就在電玩游戲中擊敗人類玩家。凱文凱利強調，人們其實把人工智能想得太高級了，它們其實是一種人工智慧。它們會比人類機智100倍，但只是一種窄向的機智。
與電影中《her》那種跟模仿人類一樣的AI不一樣，它將來只需要成為人類某個領域的助手。比如自動駕駛的AI只需要考慮駕駛，不用分析各種日常生活問題。以不同于人類的方式思考，是AI的價值，而不是說它的價值在于比人類在各方面都更聰明。過去，我們只有一種思考方式，就是人類的思考方式。但在一個聯系超密集的世界中，不一樣的思維是創新和財富的來源。人工智慧廉價而聰明，會被植入到所有人類制造的東西里。
AI會成為一種“服務”，人們對它有需求時下單就可以了，就像電力網絡一樣。未來企業的創業公式是：制造一個產品，給它加上智能。未來肯定會有3-4個通用的普通AI平臺，而其他公司則販賣一些專業版的AI服務。給AI加上肢體，它們就成了機器人。不過現在的機器人靠編程工作，但將來它們可以通過與人類的交互式溝通，觀察和學習人類的勞動。它們會奪走人類的工作嗎？那些以生產效率為指標的工作會被機器人代替，但人類的創意、溝通是無法用“產量”衡量的。就像工業化把農民變成了工人，AI雖然取代了人類機械化的工作，卻能給人類提供新的就業崗位。
虛擬現實會成為最普遍的社交平臺
第二個趨勢是，VR、AR和MR將成為繼智能手機之后又一生態系統。VR是純虛擬數字畫面，而AR虛擬數字畫面加上裸眼現實，MR是數字化現實加上虛擬數字畫面。從概念上來說，MR與AR更為接近，都是一半現實一半虛擬影像，但傳統AR技術運用棱鏡光學原理折射現實影像，視角不如VR視角大，清晰度也會受到影響。MR技術結合了VR與AR的優勢，能夠更好地將AR技術體現出來。
Facebook在這周了一個新的VR產品，同時在過去的5個月，凱文凱利所在的《連線》雜志，也關注了所有主流制造商的VR產品，他試過多產品，大多數產品做得非常逼真。他認為就像從只能通話的手機變成智能手機一樣，VR也會經歷這種過程。VR正在變得越來越便宜，因為鏡片、屏幕、數字處理器正在低廉地普及化。
現在的VR技術分為兩種：一種是只能通過頭部的旋轉來探索虛擬世界。谷歌Cardbard就是這樣一個例子。第二種更高級別的VR是有漫游式的，有“深度”和“空間感”。漫游式的、用戶可以隨意走動的那種技術肯定是未來的趨勢，現在谷歌有種500多萬美元的產品就能達到這種效果。虛擬現實，將是未來的最普遍社交平臺。在凱文凱利嘗試過的VR設備中，如果只看圖片，并沒有那么好玩。但要是有10個人互動，樂趣就會增加100倍，重點是可以通過VR一起分享自己的體驗。雖然VR將是一個商業化設備，但它的社交網絡平臺商業化，將比設備的商業化前景好多了。沒有互動的新創造，是不完整的。
天眼開啟，隱私讓位于炫耀？
VR、MR設備的普及，也會帶來對個人信息更完備的追蹤。在使用VR設備時，你的所有運動，你在哪里停留多久，你想去哪里，這些在現實當中，現在覺得很難追蹤的東西都可以用VR輕而易舉地解決。另外還有各種可穿戴設備，能夠把個人信息全面量化。這些設備的結合，甚至可以追蹤你的一生，從你出生到最后，全程追蹤你的身體質量，顯示每個階段不一樣的指標。我們想要的服務，都能實現個體化定制。
“所有可被追蹤的痕跡，都會被追蹤；任何可被測量之物，都會被測量”。凱文凱利重申這一點，他還說，在科技的發展過程中，“隱私總是讓位于炫耀。”因為大家更關心的是自己是否能得到個性化的服務，是否能夠有更多炫耀的方式。不過他強調，追蹤在科技時代是雙向的，每個人都可以知道誰在追蹤自己，用什么樣的方式，雙向監督的情況下，人們可以互相追蹤的，有更多可用的信息可以共享從而實現更好的共贏。
未來最大的電商一定擁有最大的實體店
現在零售實體店和電子商務當中有一個很明顯的界限，實體店跟網店之間有很多緊張的情緒。但10-20年，世界上最大的電子商務公司也會成為世界上最大的實體店，亞馬遜剛剛了自己第一個實體書店。未來線上和線下一定是互相融合的。電商平臺的擁有者，能通過虛擬現實技術把產品數據化，把用戶體驗做得更好。VR的發展將帶來互聯網的體驗時代。它會讓我們感覺到虛擬的東西是真實的，也就是有一樣東西，我們大腦告訴我們它是假的，但我們身體上的觸覺、嗅覺能讓我們感覺到它是真的。
比如它可以幫助我們召開遠程會議；把我們帶到現在人類還去不了的地方探險，比如深海、天空、懸崖；在網上買東西時摸摸布料的質地，看看書的色彩……而實體店可以提供給人們電商一樣方便的物流體驗，多元化購物、消費的體驗。無論線上線下，他們所銷售的產品都是物聯網的一部分，比如智能化的鞋子，比如帶上VR設備，我們能看到現實中每一種商品、物體的標價。凱文凱利覺得，過去幾千年的歷史演變，還不如過去50年的變化來得大。人們應該去相信那些不可能的事，我們要以前所未有的規模進行協作，才能闖進不可能的未來。
“未來20年最偉大的產品，現在還沒出現。”凱文凱利說。“我們正站在歷史的起點。”最后，凱文凱利與華南幾位互聯網企業的年輕創業者進行了對話。凱文凱利表示，目前互聯網大部分的商業模式都集中在流量端，我們需要去進行數據挖掘，從而實現收集，選擇，放大。中國移動營銷具有廣闊的前景。有米科技CEO陳第對此表示認同，“流量”是目前移動營銷的核心。在有米的運作模式中，全球化的移動廣告平臺作為“橫”線，將業務做廣。同時借助移動廣告平臺的流量優勢，重點布局游戲、電商、金融、教育、O2O等行業作為“縱”線，將業務做深，形成產業上下游的聚集，最終形成與有米緊密聯系的生態流量網絡。
另外，凱文凱利告訴陳第他所出版的3本書的具體思路是：把科技視作一種可進化的生命體這種邏輯，貫徹三本書的始終。以生命體去理解科技，就能理解這個世界的運行方式。而凱文凱利在自己作品中沒有提及的東西，主要是基因工程、基因圖譜。新的科技讓人們很容易地復制基因并進行基因檢測，這會對人類的肌理造成很大改變，將會開啟巨大的科技機會。另外，他覺得人類還沒了解宇宙由哪些信息組成，到底人類掌握的信息和掌控宇宙的力量之間有沒有關系。這兩個是他正在思考的方向。
繼2015年12月首屆深圳灣論壇后，2016年4月1日，北大匯豐商學院再度攜手第二屆“深圳灣創業創新論壇”，并邀請“美國硅谷教父”、“科技預言學家”凱文·凱利(Kevin Kelly)，進行“洞見【必然】的未來”主題演講。
凱文·凱利最廣為人知的是他對未來20年重大商業科技潮流的見解。論壇現場，KK帶來了新書《必然》，和現場600多企業家、創新創業人士分享了新物種的基因特征、所思所想、行為規則和未來走向，以及未來30年哪些領域會出現重大財富機會。
“很難想象有什么事物會像廉價、強大、無處不在的人工智能那樣擁有改變一切的力量。”
KK表示，人類未來的日常行為將被徹底改變，人工智能將是一些有界限的實體，而我們能清楚地區分我們和它們的思維。人工智能思想的到來加速了其他所有顛覆性趨勢的進程，它在未來世界中的威力與曾經的“鈾元素”相當。我們可以肯定地說，知化是必然的，因為它已經近在咫尺。
VR(虛擬現實)將是最社交化的社交媒體，它使互聯網成為體驗，不是看電腦，而是感受網絡，像第一人視角體驗。
談到屏讀，KK表示，我們從傳統的書面到了屏幕顯示，比如kindle等，信息都可以從生活中的各種屏幕中讀取，信息獲取方式更快更廉價。后續屏讀的變化會影響更大，屏幕會越來越薄、多樣，甚至在眼睛隨著注意力的變化而改變和獲取。信息的提供會根據你的需求來提供。
講到大數據，KK認為，數據是流動的，交互的，不再是以前單純的儲存，而是從文件到web到數據云的演化。KK對流動性進行了詮釋，他認為，流動性帶來了新的力量，重要的不是復制品的數量，而是可以通過其他媒體鏈接、處理、注釋、標記、突出、翻譯、強化一份復制品的方式的數量。同時，流動性進一步釋放了創造力。
講到“使用”，KK以優步為例(注：uber)，他認為，使用權將優于所有權，類似的這種按需“使用”模式正在一個接一個地沖擊著數十個其他行業，將形成“uber of X”模式。
“如果你生病吃藥，醫院可以根據你被量化的數據給你制定特別的計量，即是普通的每個人也是特別的。”以醫療為例，KK表示，生活中所有數據只要能被記錄和量化的都能被記錄。
隨后，凱文·凱利與騰訊開發平臺高級總監胡皓、人人聚財創始人許建文等嘉賓展開深度對話。
此前凱文·凱利在闡述“互動”時，就提出了共享經濟的概念，即在未來成熟的共享經濟模式下，商業主體不再被單一的個體所有，而被更多的人分享使用，使用權大于所有權將成為未來商業形態的核心。
一、制造行業勞動力需求大幅降低
鴻海集團董事長郭臺銘曾提出“黑燈工廠”的概念，其在“中外政企對話”論壇上，說：“目前富士康的幾個工廠已經可以實現生產流程的智能全記錄，并且每一個步驟都會自動化檢測，最終做到關燈生產了。”用智能機械設備操作來代替人工，以實現生產作業的標準化、大幅提升產品質量同時，更有效降低用工成本，智能化生產將成為越來越多制造型企業的選擇。而智能制造的大范圍應用必然降低企業對普通勞動生產者的需求，制造型企業僅需保留少量擁有新設備操作與維護技能、可適應企業智能化生產及管理的新型技術工人即可滿足生產需求。
二、部分標準化服務作業將由人工智能取代
除傳統的制造工廠，服務型企業也紛紛加入到智能化操作領域。電商物流服務是近年來快速發展起來的新行業，隨著電子商務市場交易規模的不斷攀升，快遞人工費用的飛速上漲，為降低運營成本，提高服務質量，電商企業不斷突破管理及作業模式，向智能化物流快步邁進。以京東快遞的分揀機器人為例，一群長約60厘米，寬約50厘米，可承重5公斤的橘紅色小機器人，以3米每秒的速度在京東的分揀倉庫運行，每小時即可完成18000件包裹的分揀任務。而另一款京東配送機器人也正式下線并進入試運營階段，該機器接到配送訂單及路線后，便會按照預先設定的路線行駛，并在距離配送目的地100米左右位置時，通過信息系統向收貨人發送收件信息：“親，有你的快遞”。國家郵政總局在《快遞業發展“十三五”規劃》中明確提出，鼓勵快遞企業采用先進適用的技術和裝備，推進機器人、無人飛機、無人汽車的研發和應用。除物流行業外，原人工服務的部分銀行窗口業務、餐廳點餐、醫院掛號及繳費、話費車費充值等大批技術含量低的標準服務作業亦正由人工智能逐步取代，傳統服務性行業釋放出的勞動力規模不容小覷。
三、服務型經濟背景下人才需求結構發生遷徙
服務型經濟背景下，客戶服務人才需求日益增加。著名社會學家丹尼爾·貝爾在《后工業社會的來臨——對社會預測的一項探索》著作中，將經濟發展階段劃分為前工業社會、工業社會和后工業社會。其中后工業社會表現的主要特征為：（1）經濟結構從商品生產經濟向服務型經濟轉移；（2）以技術階層的崛起為特征的職業分布；（3）理論知識日益成為創新源泉和制定社會政策的依據。據以上特征我們按圖索驥不難發現，中國許多城市的經濟結構及職業分布已經符合后工業時代的上述特征。歷史經驗證明，科技進步及產業升級必將淘汰一部分落后工種，但同時亦將催生出大量新的工作崗位以滿足社會發展的需要，隨著后工業時代服務型經濟的不斷發展，掌握著先進理念和技能的服務型人才需求將進一步擴大。
綜上所述，不論是傳統制造業釋放出大量勞動力的就業遷徙，還是機器人把人們從簡單枯燥的工作中解放出來享受生活，未來職業分布及消費趨勢的重心都將向服務行業傾斜。據國家統計局官方數據顯示：2017上半年，服務業增加值206516億元，同比增長7.7%，增速較上年同期提高0.2個百分點，比國內生產總值和第二產業增加值分別高出0.8和1.3個百分點。國務院《關于加快發展服務業的若干意見》中明確指示，我國到2020年，基本實現經濟結構向服務經濟為主的轉變，服務業增加值占國內生產總值的比重超過50%，就業容量將顯著增加。
四、高職院校應契合市場需求，建設高素質服務型人才培養基地
高等職業教育是一種具有明確就業取向的教育體系，該體系的最終目的是為社會發展提供能滿足需求的人才培養服務。2017上半年，全國規模以上服務業企業從業人數同比增長5.6%，增速高于第二產業4.9個百分點，在全部規模以上企業同比新增的就業人員中，服務業新增加的就業人員占73.7%，高于第二產業47.5個百分點。高等職業學校應積極部署和規劃學生向社會需求不斷增加的服務技能專業轉移，完成其向社會輸送高技能人才的使命。
然而，在相當長的一段歷史時期內，受計劃經濟體制的影響，我國的服務行業發展較發達國家嚴重停滯，隨著經濟的發展和市場的開放，我國企業若想改變服務落后的現狀，增加企業在國際化競爭中的軟實力，必須從思想根源上著手改革，重視服務意識、服務創新意識及可接軌國際服務管理體系的人才培養方式。高等職業院校亦應迎合市場需求，積極進行高素質服務型人才培養計劃制定。
高素質服務型人才培養方案設計應著重圍繞以下要素展開：
1.服務意識培養
服務是產品不可分割的一部分。服務能力來自于從業人員對服務深刻的認識，好的服務不僅僅是服務技巧、業務嫻熟，更重要的是服務的意識和態度。中國有成百上千家火鍋連鎖店，但把店開到海外，載入哈佛商學院經典成功案例的只“海底撈”一家。海底撈掌門人張勇秉持的信念“好的服務可以賺大錢”。正是基于對優質服務的執著追求，才成就了今天的海底撈，而實施有溫度的優質服務的前提條件便是每一名員工都具備良好的服務意識。高等職業學校應從關注顧客需求、重視顧客感受，了解顧客滿意對于企業長久發展的重要戰略意義等維度對學生展開服務意識的培養。
2.精細化、個性化服務能力培養
優質服務必須打破傳統被動服務的模式。優質的服務需要具備細節、體現人性化、靈活而又多變；通過建立顧客資料庫，進行多維度、深層次的數據分析，有針對性地主動開展滿足用戶個性化需求的全方位服務，并形成信息追蹤的閉環操作，不斷完善數據的精度，讓用戶享受到超出預期的服務體驗，進而提升顧客滿意度，為企業創造服務附加價值。服務技能型人才培養需要增加服務營銷類課程設計，讓學生了解市場細分原理、精耕細作的營銷操作方式；同時增強學生數據調研、整理、分析等操作技能。
3.接軌國際服務管理體系的視角培養
擁有接軌國際的服務人才將是我國向服務型經濟轉型的重要基礎。我國是一個有著豐富自然及人文旅游資源的國家，然而在很多西方人意愿中，選擇亞洲城市旅游出行日本東京往往被放置首位。東京擁有便利發達的公共服務設施、先進的醫療技術、治安環境亞洲居首、干凈整潔的城市居所、較高普及程度的雙語言教育以及熱情主動、注重細節的服務體驗等，每年為東京吸引著大批的海外游客。除日本東京外，亞洲的新加坡、中國香港、曼谷等城市亦都深受全球游客的喜愛，除高度發達的公共服務設施外，與國際接軌的服務理念，高度的雙語教育是以上城市備受熱捧的原因。高等職業學校應迎合當下我國城市建設和發展的需要，積極為社會提供具備接軌國際服務視角，擁有雙語服務能力的人才。
4.服務創新能力培養
市場需要有創新能力的服務。隨著人口年齡結構變化、居民生活方式的改變以及科技的發展，我國原有的客服從業人員擁有的經驗已遠遠不能滿足市場的需求。如：養老市場日益增加的具備一定身體及心理護理基礎的服務需求；懶人經濟催生的便捷式購物及物流服務等。服務創新將成為社會發展的主要動力：服務創新可以通過科技進步創造出新型的服務技術；服務創新可以通過服務環境設計及氛圍營造，重新塑造企業的服務形象；服務從業人員可以憑借大數據的分析，將顧客對服務的需求更精準定位，提供訂制化、個性化的可伸縮服務型產品。那么，如何利用信息技術、理論知識等工具為社會提供并創造更精準、更有新意的服務，增加企業的服務競爭能力是當代高素質服務人才應該具備的能力，也是高等職業院校在進行人才培養時應遵從的思路和方向。
智能機器人教育在中小學課堂中的普及開展，對問題學生學習習慣的養成和學習興趣的培養、甚至價值觀的重塑起到了重要的作用。
智能機器人教育的特色及現狀
1.智能機器人教育的特色
（1）動手操作性強、思維性強，符合學生認知、探索知識的特點和求知欲望。
（2）充分體現實踐性，能激發學生的學習興趣，讓學生在實踐中學會觀察、思考和學會解決問題，體會實驗成功和失敗的感受。
（3）課程以不同的主題引領學生設計與制作，在每個機器人活動中，都會完成一個實際任務，增強學生的自信心。
2.智能機器人教育的發展現狀
教育部制定的《普通高中新課程標準》中，明確將“人工智能初步”、“簡易機器人制作”的模塊列入技術領域課程標準中；同時，國內外每年舉辦各類機器人比賽，在中小學生中推廣機器人活動，普及科技教育。目前，我國學校開展智能機器人教育活動的主要形式是校本課程或者興趣小組等，參與的學生也大多是出于個人興趣愛好。
智能機器人教育在問題學生教育轉化中的作用
問題學生雖然厭學情緒較重，但他們聰明，動手能力較強，如果正確引導，利用學生貪玩、喜動手的特點，開展智能機器人活動，在活動中逐步引導，提高對智能機器人的興趣，便能激發他們對知識的渴望。同時，在活動中取得的成績，又會促使他們感受到以往難以感受的成功喜悅，從而樹立信心，使得問題學生在各方面的面貌都有所改變。
1.培養問題學生對探索科學知識的興趣
智能機器人是信息技術發展的前沿領域，集傳感技術、計算機技術和通訊技術為一體。問題學生在活動中，可以充分體驗科學知識的奇妙，從而使活動的過程成為一種自覺和樂趣，變被動的接收知識為主動尋覓知識，變“讓我學”成“我要學”。同時，智能機器人活動富有挑戰性，能有效激發學生的學習興趣，學生也會把對智能機器人探索的興趣慢慢擴展到對其他知識的探索。
2.培養問題學生進行科學探索的能力
“計算機文化”對人類生活、工作、學習、思維方式以及人類意識形態的產生有著不可估量的影響。作為信息技術集中體現的智能機器人活動，可以充分培養學生的動手能力、創造能力、綜合協作能力和科技探索能力，使學生的體會和感悟通過智能機器人的搭建、編程等活動體現出來，實現自我價值的體現。
3.構建問題學生學習知識的良性循環
智能機器人活動包含的知識非常廣泛，要想讓機器人提高智能，必須要有豐富的知識儲備。問題學生在活動中，從策劃、設計到制作、調試等一系列的過程均由自己完成，其中獲得的成就感會激發學生對科學知識的興趣，在不知不覺中，加深對所學知識的理解，增強對新知識的渴望，提高學習科學知識的動力。同時，這個過程也正是他們組建知識的過程；新組建的知識又可以讓學生在活動中體驗，促使學生去探索和建立更復雜的知識體系，如此反復形成學習知識、積累知識的良性循環。
4.提高問題學生的合作意識和創新能力
智能機器人教育注重對青少年的創新意識、動手能力、團隊合作精神及綜合能力的培養。通過讓學生合作制作機器人的教學方法，讓問題學生在游戲中學習，在游戲中成長，實現“做中學”，逐步培養學生的科學素養和合作創新意識。
5.重塑問題學生的價值觀
智能機器人活動的開展可以逐步改善問題學生的人生價值觀，改進其學習態度，讓他們在活動中充分實現其自我價值，從而把學生從網吧、網絡游戲中吸引出來，逐步轉變他們的學習態度，強化教育效果，使問題學生逐步養成良好的學習、生活習慣。
在問題學生中開展智能機器人教育的相關措施
1.明確指導思想
為了在問題學生中更好地開展智能機器人教育，應制定明確的指導思想：豐富問題學生學習生活，重在過程、重在參與，激發問題學生的學習興趣，培養問題學生的學習信心。作為指導教師應適當地設置合理的情境和任務，給學生提供想象的空間，使之融入到想象的海洋中，探尋各種有利于問題解決的思路和方法，大膽表達自己的想法，并鼓勵學生去實現。
2.加強硬件設施建設
硬件準備是指機器人活動場所的布置、機器人采購等。機器人教學所需硬件是比較昂貴的，沒有資金的支持，這門強調操作的課程也就無從談起。因此，學校應提供穩定的資金支持，各級教育部門也應制定相應的政策，提供資金的保證。
3.強化師資培養
機器人教學是一個新興的學科，發展歷史較短，技術含量較高，因而機器人教學的師資目前非常匱乏。為了解決這一問題，需要組織學校信息技術教師進行專門培訓，加強教學能力；同時，加強各校之間的學習交流，提高師資水平。
4.凸顯主題類課程設計
主題類課程就是按照某一主題設置一定的故事情境，完成各種不同的任務，培養學生的綜合能力；同時在過程中充分發揮主動性和創造性，更多地加入自己的觀點與想法來解決主題情境中預設任務的課程。例如，結合初中生的心理特點及科學教育培養目標，緊扣青少年心理特征選題，可以創設“機器人運動會”主題課程和“游戲類”主題課程。
5.鼓勵自主、合作、探究學習
新課程改革正大力倡導自主學習、探究學習和合作學習。機器人比賽是學生的比賽，學生只有親手去設計制作，才會完全了解它的特性，調試時才能如魚得水，出現故障時也能很快找到原因。因此，機器人興趣小組必須采用以學生為中心的活動方式，教師只輔以適當指導。
6.堅持課堂教學快樂原則
關鍵字：機器人競賽;創新能力;實踐教學體系
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）21-0123-02
隨著現代化科學技術的不斷發展，機器人已經越來越多地融入到我們的日常生活中。機器人技術作為一項涉及了人工智能、機械工程、自動控制、傳感技術等多領域的綜合性學科，受到各行各業的關注。機器人競賽由于其自身的綜合性和競爭性已在國內外十分盛行，它給現代教育改革注入了新的能量[1]。我校工程訓練中心創新班自2010年第一屆“中科歐鵬杯”中國教育機器人大賽以來，連續4年參賽，并取得一等獎近20項、二等獎10余項的好成績。本文分析了機器人競賽對于教學改革的積極意義，提出以機器人競賽為目的的實踐創新教學體系，并得到良好的教學效果。
一、國內外賽事
目前，國際上的各類機器人競賽大多自上世紀末興起，歷經近二十年的發展，已成為了綜合性教育改革的新力量。近年來，國內的機器人競賽也在迅速開展，旨在推動機器人技術發展，培養學生的綜合創新能力，并取得了良好的效果。國內、國際上一些影響較大的機器人競賽包括以下幾項。
1.機器人足球竟賽。機器人足球競賽需要由若干機器人組成隊伍，通過機器人之間的互相通信、配合，協同進行比賽。目前，國際上最具影響力的兩個機器人足球賽事組織為：FIRA國際機器人足球聯合會和ROBOTCUP國際機器人足球世界杯賽。
2.機器人滅火競賽。機器人滅火競賽最早是由Jack Mendelssohn教授在1994年提出，該競賽模擬機器人在一套四室一廳的房間內進行滅火，要求參賽的機器人在盡可能短的時間內熄滅房間中隨機放置的蠟燭。目前，機器人滅火競賽已成為全球最普及的智能機器人競賽之一。
3.亞太大學生機器人大賽。“亞太大學生機器人大賽”始于2002年，由“亞洲太平洋地區廣播電視聯盟”（ABU）發起，每年舉辦一次，已成功舉辦13屆。大賽主要面向包括中國、日本、韓國、新加坡、泰國和印度尼西亞等國家和地區的在校大學生，著力培養學生的科技創新能力。
4.“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車競賽。“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車競賽是教育部為提高我國大學生創新實踐能力、團隊協作精神，委托高等學校自動化專業教學指導委員會主辦的機器人競賽。大賽2006年首度舉辦，分為競速賽與創意賽兩類。
另外，國內還舉辦有中國機器人大賽、全國機器人大賽、“廣茂達”杯中國智能機器人大賽等賽事，旨在為RoboCup公開賽、FIRA世界杯機器人大賽以及國際機器人滅火競賽的中國賽區選拔優秀的隊伍。
二、機器人競賽促進學生能力培養
機器人技術是一項涉及人工智能、機械工程、自動控制、傳感技術等多領域的綜合性學科。智能技術的迅速發展，也為機器人競賽提供了越來越完善的平臺。學生通過參加機器人競賽，能夠提高學科綜合能力，培養實踐創新能力以及團隊協作能力。
1.機器人競賽與創新能力的培養。創新人才的培養是建設創新型國家的關鍵，本科教育則是培養創新型人才的重要階段[2]。教育部《關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》中強調：要大力加強實踐教學改革，推進高校實踐教學模式的改革與創新，促進學生自主創新興趣和能力的培養，激發大學生的興趣和潛能，培養大學生的團隊協作意識和創新精神。在我國傳統本科教學體系中，通過教師授課是學生獲取知識最普遍的渠道，與此同時，考試成績也成為教師檢驗學生知識掌握情況的唯一方法。目前，隨著社會對于人才要求的不斷提高，實踐能力受到了越來越多的重視，各高校廣泛開設工程訓練相關課程以提高學生的實踐動手能力。然而，筆者在輔導我校工程訓練中心“電工電子基礎”課程時發現，學生在傳統教學體系中缺少的并不僅僅是實踐動手能力，更重要的是創新能力。
創新能力是指運用已掌握的知識和理論，在科學、技術及各類實踐活動中，不斷提出具有社會價值、經濟價值的新思想、新方法和新發明的能力[3]。機器人競賽為大學生創新能力的培養提供了一個很好的平臺：①首先，在機器人競賽中，一般僅給定比賽目標和規則，學生需要從底層算法、硬件設備、機器人外觀等逐個設計和調試。在這個從無到有的過程中，每一階段都要求學生提出自己的解決方案，很好地培養了學生的創新思維能力;②機器人競賽內容極具趣味性和可觀賞性，大大增強了學生的學習興趣和學習主動性。相對于傳統的以教師為主的教學模式而言，以競賽促進教學的模式更加以學生為主導，也更容易培養學生的創新思維;③采用競賽形式，具有一定競技性，一般要求各參賽隊從策略、技巧和時間三個方面進行比賽，這就要求學生在備賽過程中不拘于傳統思維的束縛，勇于創新。
2.機器人競賽與綜合能力的培養。機器人競賽一般由學生自由組隊參加，并根據自身興趣愛好、專業方向等選擇參賽題目，每個參賽題目往往涉及多個學科，需要學生能夠靈活應用所學知識，并與其他專業同學協作、溝通共同完成。在此過程中，不僅大大提高了學生的創新能力，同時提高了其他綜合能力[4-6]：①學生在確定題目后首先需要通過書籍、文獻、網絡等多種方式收集相關資料，并結合所學知識進行分析，形成初步方案。這個階段提升了學生對于信息的獲取能力以及綜合分析能力;②在機器人制作過程中，學生需要親自動手操作，將自己的想法付諸實踐，并在實際操作中不斷發現問題并解決問題。在這個階段中提升了學生的動手實踐能力;③機器人的制作大多涉及多個學科，需要學生通過團隊的溝通、合作，最終達到目標，這大大增強了學生的團隊溝通、協作能力;④在機器人競賽中，除了制作機器人對于學生的考驗，還會遇到一些其他問題。如在正式比賽時參賽機器人常會由于場地、燈光等問題出現誤差，這就需要學生根據現場進行快速的調試，這鍛煉了學生的邏輯思維及臨場應變能力;另外，有的比賽項目需要向評審老師講解參賽機器人的原理、創新點等，這也鍛煉了學生的語言表達能力。
三、機器人技術實踐創新教學體系
機器人實踐創新教學體系是以機器人競賽為目標而開展的一系列教學活動，主要分為三個部分，如圖1所示。
第一階段主要進行基礎課程的學習。我校工程訓練中心自2011年起開設機器人技術選修課程，課程面向全校學生，共16課時，主要包括機器人演示實驗、機器人技術基礎知識。通過機器人技術選修課程的學習，學生可以了解到機器人技術的基本概念，并掌握一些基礎知識，達到機器人技術的入門水平。最后，通過學生自身意愿和教師的篩選，進入第二階段的學習。
第二階段主要在我校工程訓練中心下設的創新班進行學習。西安科技大學創新班成立于2004年，為開放性實驗室，采用模擬公司制度進行自主化管理，師徒培訓制進行學習。通過學生之間的“師徒”式學習，讓每個學生以自己可以理解的方式傳授給“徒弟”，在互相溝通、交流中不斷提高。通過這一階段的學習，學生能夠基本掌握機器人技術，并且可以獨立承擔機器人制作中的特定環節。
第三階段為實戰訓練。在學生基本掌握機器人技術后，通過一些競賽形式的項目讓學生熟悉整個比賽流程，提前了解比賽中可能出現的問題，發現自身相對薄弱的環節并加強學習。
通過以上實踐教學體系的學習，學生已經能夠很好地掌握機器人技術，并熟悉機器人競賽流程。最后，由教師挑選的優秀隊伍參加正式的機器人競賽。我校自2010年第一屆“中科歐鵬杯”中國機器人大賽以來，連續4年參賽，并取得一等獎近20項、二等獎10余項的好成績。實踐教學證明，機器人技術實踐創新教學體系有著良好的教學效果。
隨著現代化教學理念的不斷更新，各類學科競賽不斷開展，機器人競賽已經成為教學改革的新力量。本文首先列舉了國內外規模較大的機器人競賽，分析了機器人競賽對于現代教學改革的推進作用。隨著機器人競賽活動的開展，激發學生濃厚的學習興趣，培養學生創新實踐能力、團隊協作能力以及其他綜合能力。最后，本文提出了以機器人競賽為目的的實踐創新教學體系，該教學體系收到了良好的教學效果。
參考文獻：
[1]張國民，張劍平.我國基礎教育中機器人教育的現狀與對策研究[J].現代教育技術，2008，18（5）：92-94.
[2]李金昌，林家蓮.實踐教學與學科競賽相結合，促進創新人才培養[J].實驗技術與管理，2011，28（11）：1-3.
[3]徐宏英，李毅，趙鵬舉.基于機器人競賽的創新人才培養與實踐[J].教育教學論壇，2012，（32）：245-246.
[4]于金霞，張英琦.基于機器人競賽的大學生創新素質教育[J].計算機教育，2010，（19）：58-60.
關鍵詞：機電一體；選型設計；發展方向
中國機電設計邁入PLM全新階段，正挑戰著了前所未有的，不可預測的難題，一個個久戰沙場經久不衰精兵良將正褪去了昨日英雄的光環，唯有CAMEL VIEW 能夠勝任軍統三國，光復舊業的重任，此時數系科技與德國iXtronics GmbH公司攜手共同開拓機電設計領域的新篇章，CAMEL VIEW 作為機電一體化設計系統，從產品的概念設計到產品性能的測試、驗證、通過都是一體化的，流程化的、規范化的，在滿足用戶設計的前提下，數值實驗的仿真與結果的驗證無不精確化，支持復雜環境下，多工況，多耦合場設計。
一、控制系統各功能元件的選型與設計：
1、單片機 選用INTEL公司生產的8031單片機單片機，它主要通過并行8255口擔負控制系統的信號處理：接收系統對轉矩、閥門開啟、關閉及閥門開度等設定信號，并提供三相PWM波發生器所需要的控制信號；處理IPM發出的故障信號和報警信號；處理通過模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測信號；提供顯示電動執行機構的工作狀態信號；執行控制系統來的控制信號，向控制系統反饋信號。
2、三相PWM波發生器 PWM波的產生通常有模擬和數字兩種方法。模擬法電路復雜，有溫漂現象，精度低，限制了系統的性能；數字法是按照不同的數字模型用計算機算出各切換點，并存入內存，然后通過查表及必要的計算產生PWM波，這種方法占用的內存較大，不能保證系統的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號，保證微處理器有足夠的時間進行整個系統的檢測、保護、控制等功能，文中選用MITEL公司生產的SA8282作為三相PWM發生器。SA8282是專用大規模集成電路，具有獨立的標準微處理器接口，芯片內部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。
3、智能逆變模塊IPM 為了滿足執行機構體積小，可靠性高的要求，電機電源采用智能功率模塊IPM。該執行機構主要適用功率小于5．5kW的三相異步電機，其額定電壓為380V，功率因數為0．75。經計算可知，選用日本產的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統要求。該功率模塊集功率開關和驅動電路、制動電路于一體，并內置過電流、短路、欠電壓和過熱保護以及報警輸出，是一種高性能的功率開關器件。
4、位置檢測電路 位置檢測電路是執行機構的重要組成部分，它的功能是提供準確的位置信號。關鍵問題是位置傳感器的選型。在傳統的電動執行機構中多采用繞線電位器、差動變壓器、導電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動變壓器由于線性區太短和溫度特性不理想而受到限制。導電塑料電位器目前較為流行，但它是有觸點的，壽命也不可能很長，精度也不高。筆者采用的位置傳感器為脈沖數字式傳感器，這種傳感器是無觸點的，且具有精度高、無線性區限制、穩定性高、無溫度限制等特點。
5、電壓、電流及檢測 檢測電壓、電流主要是為了計算電機的力矩，以及變頻器輸出回路短路、斷相保護和逆變模塊故障診斷。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0～50Hz，采用常規的電流、電壓互感器無法滿足要求。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器檢測IPM輸出的三相電流，對于IPM輸出電壓的檢測采用分壓電路。
6、通訊接口 為了實現計算機聯網和遠程控制，選用MAX232作為系統的串行通訊接口，MAX232內部有兩個完全相同的電平轉換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉換為RS－232標準電平，把其它微機送來的RS－232標準電平轉換成TTL電平給8031，實現單片機與其它微機間的通訊。
7、時鐘電路 時鐘電路主要用來提供采樣與控制周期、速度計算時所需要的時間以及日歷。文中選用時鐘電路DS12887。DS12887內部有114字節的用戶非易失性RAM，可用來存入需長期保存的數據。
8、液晶顯示單元 為了實現人機對話功能，選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態顯示方式。通過菜單選擇，可分別對閥門、力矩、限位、電機、通訊和參數等信號進行設置或調試。并采用文字和圖形相結合的方式，顯示直觀、清晰。
9、程序出格自恢復電路 為了保證在強干擾下程序出格時系統能夠自動地恢復正常，選用MAX705組成程序出格自恢復電路，監視程序運行。如圖2-3所示，該電路由MAX705、與非門及微分電路組成。工作原理為：一旦程序出格，WDO由高變低，由于微分電路的作用，由“與非”門輸入引腳2變為高電平，引腳2電平的這種變化使“與非”門輸出一個正脈沖，使單片機產生一次復位，復位結束后，又由程序通過P1． 0口向MAX705的WDI引腳發正脈沖，使WDO引腳回到高電平，程序出格自恢復電路繼續監視程序運行。
二、機電一體化的發展方向
機電一體化向智能化方向邁進.20世紀90年代后期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。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，也為產業化發展提供了堅實的基礎。
關注六個發展方向:
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。未來機電一體化的主要發展方向有：
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中日益得到重視，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、教育及人們的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(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 appliance system，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將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1立方厘米的機電一體化產品，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。
踐行大健康
會議以“智慧互聯大健康、融合創新見未來”為主題，從智慧醫療、移動醫療、醫療健康大數據、互聯網醫療、分級診療等方向，全面解析了信息技術在未來醫療健康領域的融合與發展趨勢，體現了大會搭建產學研用交流平臺作用，以及持續推進云大物移、人工智能等相關應用、技術與醫療健康產業融合創新發展的宗旨。
健康報社副社長肖景丹及北京大學信息科學院副院長謝冰代表主辦方致辭，國家衛計委統計信息中心原副主任王才有和北京大學教授、IEEEVTS北京分會主席焦秉立主持了開幕式全體大會。
據了解，目前我國全民健康信息化建設存在資源統籌和整合利用不足、業務協同和數據共享亟待加強、政策法規和相關標準滯后、專業機構不健全及人才總量不足等問題。國家衛計委統計信息中心有關負責人在會上介紹，“十三五”期間，我國全民健康信息化建設將著眼加快建成全民健康保障信息化工程、健康醫療大數據應用發展工程、基層信息化能力提升工程、智慧醫療便民惠民工程和健康扶貧信息支撐工程五大重點工程。
國家衛計委統計信息中心副主任周恭偉、中國工程院院士鄔賀銓分別就全民健康信息化“十三五”規劃和大智移云時代的智慧醫療為主題做了大會主旨報告。
周恭偉在報告中說，國家衛生計生委圍繞13大重點工作任務，制定了加快建成全民健康保障信息化工程、建設健康醫療大數據應用發展工程、建設基層信息化能力提升工程、建設智慧醫療便民惠民工程、建設健康扶貧信息支撐工程等五大工程，來著力推進信息技術的應用。
“踐行大健康理念，核心就是要樹立大健康理念，要以治病為中心，變為以人民健康為中心，建立健全健康的教育體系，提升全民健康素質，推動全民健身和全民健康的深度融合，也就是沒有全民的健康就沒有全民的小康。”周恭偉說。
區塊鏈護航醫療數據安全
鄔賀銓院士則從技術應用方面分析了未來醫療健康領域創新技術的應用。他講到，“現在是一個計算無處不在的時代，軟件定義一切，軟件包容萬物，連接隨手可及，寬帶永無止境，智慧點亮未來，服務以人為本，助力智慧及精準醫療。”從大數據、人工智能、移動互聯網、云計算、物聯網、寬帶互聯網、區塊鏈等新興技術展現智慧醫療未來的場景。當前，數據安全和患者隱私，是醫療領域永遠無法回避的關鍵問題。隨著互聯網移動醫療時代的到來，醫療行業面臨嚴重的數據安全問題，也許來源于醫師的失誤，黑客的攻擊，或者實時編輯過程中沒有及時更新電子記錄，患者可能遭遇各種健康、精神和經濟損失。
鄔賀銓介紹說，區塊是包含時間戳的數字資產交易信息數據塊，區塊鏈是由密碼關聯的區塊串組成的分布式數據庫，也可稱為分布式賬本。區塊鏈（Block Chain）是比特幣技術中的核心部分，能夠實時核實和記錄所有交易，維護數據的可靠性，有助于避免醫療行業誤診或惡意修改數據的行為。
“目前的醫療網絡，所有數據都匯總到一個中心控制系統，中心服務器管理者在未經授權的情況下，可能使用其存儲的涉及用戶隱私的數據。由于區塊鏈去中心化的特點，其所有傳輸的數據都經過嚴格加密，用戶的數據和隱私更加安全。區塊鏈能夠收集和整合醫療過程中的所有數據，所記錄的每一次診斷治療和其他醫療行為都有時間戳，事后不可改變，確保了數據來源的可靠性、可信性和完整性，有助于在醫患之間建立起信任。”
國家衛計委規劃與信息司相關負責人透露，目前他們正在制定“醫院信息化建設指引”，預計下半年能夠出臺。
多點發力 各方協作
北京市衛計委信息中心主任琚文勝則從電子健康記錄共享的實踐與思考方面，分享了電子健康記錄共享在未來分級診療、醫聯體建設與國家規劃制定中的重要作用，希望移動醫療的出現，能在下一步電子健康記錄分享帶來新的突破。
湖北省衛計委信息中心主任肖樹發從服務醫改、惠及民生的高度，講解了省人口健康信息化建設在推進醫改實踐中的助力。河南省衛計委統計信息中心主任王永峰從區域醫療協同平臺的實踐，展現了未來發展的前景與期望。
大會得到了中國移動、中國聯通、七樂康、藍卡健康集團、IBM、健客網的支持，也帶來了最新的技術應用演示。中國移動以服務健康中國發展的戰略愿景，依托技術資源的優勢，展示了在醫療健康領域遠程醫療、智慧醫院、分級診療、健康管理4大業務領域的應用案例；中國聯通建立了醫療云基地，著力于醫療信息化云化之路的推進與服務；七樂康以全新的醫療生態平臺打造的互聯網醫院，通過融合與創新，實現醫療的無界限；藍卡健康集團則通過互聯網平臺強基層、扶基層，以支撐家庭醫生簽約及分級診療的實現；藍色巨人IBM是全球領先的ICT公司，一直在引領全球信息技術的發展趨勢，本次會議IBM帶來了認知醫療的最新實踐，為醫療與健康構建有效的連接；健客網則從醫藥電商的角度發力互聯網醫院，向與會觀眾分析了互聯網醫院的贏利模式、醫藥電商的助力和健康網的互聯網醫療探索。
1光纖入戶和4G應用大面積普及
“寬帶中國戰略”實施效果顯著，光纖入戶和4G應用加快普及。全國光纖接入FTTH用戶已達6507.2萬戶，占寬帶用戶總數的32.4%。4G用戶數達7584.8萬戶。2015年工信部將繼續組織實施“寬帶中國2015專項行動”，創建寬帶中國示范城市，落實電信普遍服務補償機制，深入實施通信村村通工程，推進LTE混合組網試驗，研究發放LTE-FDD牌照，實施“中國LTEv6工程”，加快布局5G研發。預計2015年，寬帶接入覆蓋比例將超過85%，基本實現城市光纖到樓入戶，行政村通寬帶比例提升到95%，4G用戶將達到2.5億戶。
2網上政務服務事項大幅增加
全國各級政府加快普及網上政務服務。浙江省基于云平臺構建了浙江政務服務網，推行基于網絡空間的政務工作模式，將政務服務向網絡平臺遷移，實現9000多個事項的在線辦理。新疆伊犁州基于電子政務公共云平臺，面向州、縣、村提供電子政務網上服務，減少網下辦事比例。中國政府網利用微博、微信平臺，增強政民互動和網上服務能力。北京、天津、安徽、山東、陜西、江西、遼寧等地紛紛建設統一的網上行政審批平臺。預計2015年越來越多的地方基于網絡空間實施政務主動服務，全社會資金流、信息流、服務流大幅向網上遷移，網上服務將加快普及。
3一批公共數據資源率先開放
各地積極探索信息資源開放共享新模式。北京開通了政府數據資源網。上海《政府數據資源向社會開放工作計劃》，確定開放190項數據內容，涉及28個市級政府部門，209個數據包以及20多個應用，涵蓋公共安全等11個領域。武漢初步建成政府公開數據服務平臺，首批33個部門520個數據集向公眾開放，涉及政務、警務、環保等30多個領域。青島、廣州、廈門等地正在建設公共數據服務開放平臺。預計2015年將有一大批公共數據服務開放平臺建成，教育、交通、旅游、食品安全、環保等與民生密切相關領域的公共數據資源率先開放，全民共享公共數據的時代即將開啟。
4社群電商和微電商崛起
電子商務加速向移動化、行業化、社交化方向發展，社群電商和微電商駛入“快車道”。阿里巴巴先后投資陌陌和新浪微博兩個社交軟件，京東與騰訊聯手開通了微信購物、手機QQ兩個社交購物入口。小米公司通過微信銷售小米手機3，僅9分55秒便賣出15萬臺手機。隨著微信用戶量大幅增加，以及公眾號運營，傳統行業開始利用社交和微信渠道維系客戶，企業微信群大量涌現。2015年，越來越多的消費者將通過推薦引擎、微信圈、社交網絡發現移動應用，以“微商城+微營銷+微粉絲+微應用+微服務”為特征的社群電商和微電商將成為企業拓展業務的全新掘金地。
5互聯網應用熱點從消費領域轉向生產領域
消費互聯網方興未艾，生產型互聯網又成為熱點。消費互聯網正由爆發式增長向穩定增長階段轉變，電子商務交易額年增長率從2005年的50%下降至2014年的20%左右；網絡購物用戶數年增長率從2008~2010年的50%下滑至2014年的9.8%左右，電子商務、社交網絡、搜索引擎等消費互聯網行業基本形成穩定的生態圈和發展格局。與之相比，互聯網與生產制造領域滲透融合步伐加快，涌現出個性化定制、按需制造、眾包眾設、異地協同設計等一批“互聯網+”應用新模式。海爾通過眾包平臺聚集中科院、高通、騰訊等資源研發設計空調產品。北江紡織基于O2O開展定制化業務，創維了O2O移動商業平臺“云GO”。2015年，將有一大批制造企業主動擁抱互聯網，同時，互聯網企業也將加快與制造業深度融合。
6大數據應用獲突破進展
大數據技術和應用加速向經濟社會各領域快速延伸。大數據驅動的業務模式和分布式技術在精準營銷、智能推薦、社交網絡上得到廣泛應用。這些應用又反過來引發實時計算、內存計算、圖計算、深度學習等新一代大數據技術快速發展。百度、阿里巴巴、騰訊紛紛挖掘大數據的商業價值。互聯網金融、O2O等應用借助大數據向線下延伸。當前，大數據正被喻為“未來新石油”，成為構建企業競爭優勢的新基礎。2015年，基于大數據的應用創新將更加活躍，海量多格式和多模式數據將納入統一管理、實時分析和高效流通，大數據還將與神經計算、深度學習、語義計算以及人工智能等技術結合，促進大數據應用更加智能，可視化手段更加豐富。
7智能工業涌現一批典型
智能工業開始起步。互聯網技術、新型感知技術和自動化技術相互融合并快速發展，帶動智能制造技術在工業生產、設備管理、環保監測、能源管理、安全生產等領域廣泛應用，智能制造在航空航天、飛機制造、汽車制造、電子制造等行業初步展開。中石化啟動金陵石化智能工廠建設，九江石化即將完成智能工廠的基本框架構建。華紡股份、魯泰、紅豆、上海紡織集團等紡織企業開始部署智能制造。全國工業和信息化工作會議指出，要組織實施智能制造試點示范專項行動，開展智能工廠應用示范，組織實施流程制造關鍵工序智能化、關鍵崗位機器人替代工程。預計2015年，將涌現出一批以工業互聯網、信息物理系統、制造業創新網絡等為特征的智能工業典型應用。
8電子政務國產化有階段性進展
電子政務軟硬件國產化取得明顯突破。Deepin、SPGnux、中標麒麟、中科方德、優麒麟、阿里云等國產操作系統進入國家正版軟件采購目錄。基于國產CPU和操作系統的辦公信息系統開展試點示范。華為海思等國產多模4G芯片、高端移動CPU芯片開始成熟商用。浪潮、曙光等國產服務器國內市場份額上升至50%。國產軟硬件產品的崛起意味著電子政務大規模采用國產化設施的條件日趨成熟。預計2015年，國產軟硬件應用推進力度進一步增強，黨政機關、國防科技等關鍵領域和金融、保險等經濟命脈領域將逐步開展國產關鍵軟硬件替代，國產芯片、操作系統、數據庫、信息安全關鍵軟硬件應用試點范圍進一步擴大。
9智慧城市建設初見成效
智慧城市進入規劃、建設和實施階段。住建部兩批智慧城市試點含193個地區、171個城市，工信部啟動了中歐智慧城市試點，開展常州、揚州等中小城市試點示范。科技部863項目支持開展了20個試點城市。各地積極推進智慧城市建設，100%副省級以上城市、89%的地級城市和47%的縣級城市開展了智慧城市建設。然而，隨著智慧城市建設步伐的加快，不注重智慧城市頂層設計、脫離城市發展基礎和群眾需求、盲目上馬項目等問題逐漸暴露。《國家新型城鎮化規劃(2014~2020年)》、《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》指出了智慧城市建設的重點內容，為有效解決上述問題指明方向。《智慧城市SOA標準應用指南》、《智慧城市技術參考模型》、《智慧城市評價模型及基礎評價指標體系》等智慧城市國家標準及評估體系正在加快建立之中。預計2015年智慧城市建設將在基礎較好、起步較早的地區取得成效。
它的發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著生產和科學技術的發展，還將不斷被賦予新的內容。
【關鍵詞】機械制造； 自動化； 發展； 探討
我國從20世紀80年代初才開始這方面的工作研究和應用，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，并取得了一定的成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。任何一門科學都是由基礎理論、技術和工程系統組成的完善體系。機械自動化在技術和工程系統方面已有很大的發展，但基礎理論方面尚在發展中，還很不完備，所以今后的發展方向是：
1機電一體化
機電一體化就是機械自動化的發展和延伸，傳統的機械產品只有向機電一體化方向發展，才是機械工業發展的唯一出路。
2智能化
智能化是21世紀機械自動化技術發展的一個重要發展方向。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、心里學、生理學和混飩動力學等新思想、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，以求得更高的控制目標。誠然，使機械自動化產品具有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
3模塊化
模塊化是一項重要而又艱巨的工程。由于機械自動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、環境接口的機械自動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、智能減速、電動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的產品，同時也可擴大生產規模。顯然，從電氣產品的標準化、系例化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機械自動化單元的企業還是對生產機械自動化產品的企業，模塊化將給機械自動化企業帶美好的前程。
4網絡化
20世紀90年代，計算機技術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、教育以及人們日常生活帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一體，企業間的競爭也趨于全球化。機械自動化的新產品一旦研制出來，只要其功能獨道，質量可靠，很快會暢銷全球。由于網絡化的普及，基于網絡的各種遠程控制和監測技術方興未艾、而遠程控制的終端設備本身就是機械自動化產品。現場總線和局域網技術使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，使人們在家里充分享受各種高技術帶來的便利和快樂。因此，機械自動化產品無疑朝著網絡化方向發展。
5微型化
微型化興起于20世紀80年代末，指的是機械自動化向微觀領域發展的趨勢。國外將其稱為微電子機械系統，或微機械自動化系統，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機械自動化產品，并向微米、納米級發展。微機械自動化產品體積小、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。微機械自動化發展的瓶頸在于微機械技術，微機械自動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。
6綠色化
工業的發達給人們生活帶來了巨大的變化。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及少，資源利用率最高。設計綠色的機械自動化產品，具有遠大的發展前途。機械自動化產品的綠色化主要是指使用時不污染環境，報廢后能回收利用。
7人格化
