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[关键词]智能 机械自动化 应用
中图分类号:TP29-A5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)22-0307-01
机械自动化指的是运用现代先进的控制技术让机械设备在不需要人员直接操控的状态下自动运行,完成一系列目标任务的机械控制技术。传统形式下的机械自动化虽然具有一定的自主应对目标与进行处理的功能,但从根本上还需要人对其进行编程与监控,机械设备依据事先编程的设定做出反应来完成目标,从根本上离不开人对机械的操控。由于现代电脑与数控技术的产生与发展,完全不需要人参与其中的智能化机械自动控制技术开始出现,计算机可以实现对机械的整个生产过程进行无人化全程控制,从而使得机械自动化的技术相对于以往前进了一大步,不过由于安全性、运行成本等各个方面原因,目前智能型机械自动化的技术尚不够完善,不过就机械自动化技术未来发展的趋势而言,智能型机械自动化必然是今后的一个重要发展方向,因此对于智能型机械自动化技术的研究与探讨是积极的,十分有必要的,本文主要就智能型机械自动化的发展现状与主要模式进行研究,探索机械自动化对我国制造行业造成的影响以及今后的发展方向,希望能通过本文的研究对我国的机械自动化理论的发展做出贡献。
一、智能机械自动化的发展与优势
相对于传统的机械自动化技术,现代的智能机械自动化当中融合了大量的现代科技,其中包括电子技术,计算机技术、通信技术、传感技术等等,这些技术是以往机械自动化领域所不具备的。基于现代计算机技术作为基础的全程控制系统理论的建立是智能机械自动化技术的核心,智能机械自动化具有良好的判断与识别目标的能力,并可以实现自动对机械设备故障情况进行自我检测与采取相应的措施。与传统的机械自动化技术主要追求效率不同,智能机械自动化的发展越来越趋向于机械设备的智能化,也就是完全由计算机为基础的人工智能控制系统来代替人进行机械设备的全面操控。
智能机械自动化技术是综合了大量现代科技而产生的综合性机械控制技术,其所具备的很多优势都远远突破了人对于机械控制的局限性,所有人能够达到的机械控制能力理论上都可以通过智能机械自动化实现,而人的自然属性所固有的能力方面的不足,如精密程度、精力、多角度的注意力、连续工作能力等都是智能机械自动化技术完全可以克服的,因此可以说从发挥机械最大效能的角度观察,由智能机械自动化技术代替人为操控机械将是未来机械控制技术发展的必然趋势。
二、智能机械自动化的应用
目前,智能机械自动化技术已经广泛应用于商品生产与制造业各个领域当中,尤其对于流水化作业而言,智能机械自动化技术的应用使商品从制造生产、检测、包装、标识喷涂到运输,所有环节的效率与精确程度都得到了很大的提高。智能机械自动化技术的应用还可以实现对商品生产与机械制造的质量实施标准化全程自动控制,使得生产环节的效率与质量合格率得到有效改进。在矿山爆破与潜水作业当中,智能机械自动化技术可以实现机械代替人进入高危险作业环境从而避免高危施工带来的工伤隐患,智能机械自动化技术使得原本一些必须由人来操作的工作程序可以实现无人化的自动控制,而使得一些高温、高压、强酸碱、辐射、高危险作业环境的生产作业避免了人的参与而有效减少有可能造成的人员伤亡。与此同时,智能机械自动化技术还越来越多地应用于精密控制制造当中,在微型集成电路板、精密元器件的生产上表现出很好的效果。由于智能机械自动化技术可以使机械设备实现二十四小时无间断工作,因此在一些监控作业当中取代人员控制可以省去人员受自然机能限制而必须要就餐休息睡觉等带来的监控流程的中断,从而更好的提高工作效率。智能机械自动化技术应用于农业生产当中,还可以实现长时间在自然环境中作业而不会受到气候、温度、虫咬等客观条件的影响而对农作物实现全程化更为高效率的培育。
三、 智能型机械自动化未来发展的趋势
目前智能机械自动化技术的应用主要集中在工业制造领域,用于高附加值或技术密集型产品的生产较为广泛,这是由于智能机械自动化技术的应用需要一定规模的投资,虽然可以从很多方面取代人工,但成本因素是制约智能机械自动化技术广泛应用于各个领域的重要原因。不过由于技术的进步,所有与智能机械自动化技术相关的技术成本都会变得越来越低,这为智能机械自动化技术扩展应用于各个生产生活领域提供了契机。在未来的一段时间内,随着技术成本的降低,智能机械自动化技术必将越来越广泛地应用到更多的领域当中,从而为人们的生产生活带来深刻的变革。我国制造业自动化技术也应该深入研究这一发展趋势,把对于智能机械自动化技术的研究作为一项重要课题来对待,顺应科技发展的潮流,走在技术前沿,这样才能在未来的全球化竞争中保持一定的优势。从智能型机械自动化技术应用范围和发展状况观察,今后一段时期智能机械自动化主要发展方向应该是:
光机电液一体化方向(采用光学技术、机电一体化技术、液压技术来提高自动化控制综合水平);信息集成化方向(根据对制造流程数据资料的研究为制造技术与自动化控制提供支持);绿色环保方向(将智能机械自动化技术于环境保护进行结合而实现可持续开发)。认清未来的发展方向有助于我国在发展智能机械自动化技术方面占领先机,通过优先研究相关领域从而更好地把握未来技术的发展趋势。
四、结语
当今时代是一个科技不断发展的时代,随着科技的进步,智能机械自动化技术将越来越多地应用到人们的生产生活各个领域当中,成为今后发展的趋势,智能机械自动化技术的研究将会是一个长期而不断随着科技发展而跟进的工作,我国对于智能机械自动化技术的研究只有与时俱进,才能走在技术前沿,跟上时代与科技发展的步伐。
参考文献:
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[2]高歌;浅谈自动化技术在机械制造中的应用[J];中国科技投资;2013年09期
[3] 刘晓峰;浅谈机械制造技术的现状与未来之路[J];电源技术应用;2013年01期
【关键词】信息技术 教育教学 方法改革
1.现代信息技术的发展对教育教学的影响
进入21世纪伴随着计算机技术和通讯技术为基础的信息技术的高速发展,尤其是“多媒体技术”和“互联网技术”的日趋成熟,在人类文明从工业化时代向信息时代转变的过程中,信息化正以惊人的速度改变着人们的工作方式、学习方式、思维方式、交往方式乃至生活方式。毫无疑问,当代信息技术在教育教学中的应用与发展已成为当今教育系统众所周知的共识。现代信息技术早已融入到了教育教学的每个角落。
现代信息技术的普及有力的促进了教育教学改革的进程,比如信息技术的发展促进教育教学模式的转变;服务化的网络教育推动着教育方法的进步;信息技术的变革提供了学生个性化自主学习的通道。尤其“211工程”院校开展的现代远程教育便是信息技术条件下最有说服力的教学方式与方法的大胆创新,这种通过网络自助学习与教师在线互动相结合的学习方式更是被“环球网校”、“考试吧”等各大知名培训机构所采用。
总之现代信息技术的飞速发展正对教育传播技术、教育教学模式、教育资源、专业与学科设置、学生自身等等各方面起着强有力的催化作用,这一时代的变革要求我们教育工作者必须紧跟时代潮流抓紧适应信息化条件下的教育教学发展。
2.传统教学模式与方法已不适应高度信息化条件下的教育发展
2.1信息化时代教育教学方式与特点
信息化时代的教学模式应该是符合现代教学思想的新型教学模式,以现代信息技术的支持为最高特征,包括现代教学观念和现代教学方法的应用等内容。在信息化教学模式下,学生的主体地位得到强化,有利于发挥学生学习的主动性、积极性和创造性如图1所示,在整个学习环节中教师不再是主体,学生才是学习的主体,一切教学措施都围绕学生展开。受到信息网络技术的冲击,从教师与学生两个方面来说都与以往传统教学模式下有着截然不同的差别。高度发达的信息技术对现代教育教学观念、教学内容、教学资源,教学手段、教学管理等一系列的方面产生了质的变革。
我们认为信息化教学模式是建构主义理论与先进的媒体技术、网络技术、人工智能技术等相结合的高度智能化的教学方式。具有教材多媒体化、资源全球化、学习个性化、管理自动化、环境虚拟化等特征。
2.2传统教育教学的方式方法已经阻碍了现代教育的发展
传统课堂教学模式是以“教师为中心”的课堂教学模式, 这种教学方式与方法早已与素质教育相违背,尤其在承担高级专门人才培养的高职院校,很多课堂教学模式仍然是教师是教学过程中的主体,学生只是被动接受的客体。这种传统的以“教师为中心、以书本为中心、以课堂为中心”教师凭借“一间固定的教室、一块固定的黑板、几支粉笔”引导学生跟着自己的思维转的教学模式极大的遏制了学生的上课积极性,能动性和个性化创造力。
走进高职课堂,经常看到教师在课堂上侃侃而谈,部分学生却在课堂上睡觉、说话、玩游戏、耍手机等现象,结果教师讲完了一堂课,完成了这节课的教学任务,但部分课堂上精力不能集中的学生却不知所云。这样的教师为主体的传统的教学模式长期以来都忽视了学生本身也是有思想、有愿望、有意识、有兴趣的人,没有充分考虑到学生的个体差异性,不能充分有效地贯彻因材施教的教学方针,不能充分调动学生的课堂积极性和能动性。显然,上述这种传统的教育教学方式是以传授知识而不是以智能培养特别是创新精神的培养为重点的,而是以牺牲学生的主动精神和创新精神为代价的,它根本无法适应当前物联网时代知识经济对人才的需求。
再者,传统的教学模式已经牢牢的固化了教师的授课方式与创新思维教学方法。教师一味的在讲台上讲,学生呆板的在下面听,师生之间缺乏统一的载体来有效的互动与思考,长期下来教师也就机械式的板书、讲解、没有发挥出创新教学手段的意识与环境。
3.现代信息技术条件下教学模式与教学方法的改革方向
3.1信息技术条件下教学的模式应是随时随地就地学习与课堂学习相结合
高度发达的信息化校园,不仅仅在于使学校的师生都能掌握应用网络的技能,更重要的是建立一种全新的教育体制与教学模式。目的是使学校在这样网络化的环境下,培养出学生更强的信息获取与分析能力,注重学生个性化需求与自主学习的技能。学生通过教育网络环境下获取的信息远比老师课堂讲述的详细、完整的多。学习者可以根据自身的安排利用空余时间进行个性化学习,比如出差在外的人,可以选择有网络的宾馆、酒店等场地,利用闲暇时间根据个人进度安排学习。这样可最大限度地发挥学生的主动性、积极性,老师既可以进行个别化教学,又可以通过网络技术推行项目捆绑式协作型教学。
比如目前在一些211高校开设的现代远程教育模式,这种教学模式主要是通过现代信息技术将传统的课堂转移到网络中利用现代智能远程教育系统(Modem Distance Intelligent Tutoring System,MDITS),而实施的现代教学手段。目的就是克服传统的以教师为中心的教学局限,建构以学生为中心的教学模式,强调充分挖掘学生个性化需要与自主学习为主,教师可以通过网络远程辅导或针对个别案例进行个性化指导学习。这种形式的学习并非要求学生一定在特定的教室里接受教育,而是学生以自我为主去合理安排时间,在规定的时间内自由开放式的学习完成相应的课程并在线考核合格即可。很显然网络信息时代的学习注重以学生个性化需求为中心,学习的主体权利以学生自身为主,高度尊重学生合理选择学习方式。可以说随着无线网络技术、手机智能技术等移动终端技术的广泛推广与普及,信息时代的教育将是具有高度开发性、高度互联性、资源共享性、高度自主性等服务学生个性化需求与创新的综合智能化的教育模式。
通过信息技术构建的网络化课堂很多功能与优势是传统课堂教学模式所不能及的,所以现代信息技术条件下教育教学的全新模式是构筑知识经济时代人们终身学习体系的主要手段。它以现代远程教育手段为主,综合面授、函授和自学等教学形式、采用多种媒体手段联系师生并承载课程内容。现代远程教育可以有效地发挥各种教育资源的优势,做到只要有网络就可随时随地去学习。为不同的学习对象提供方便的、快捷的、广泛、高效的教育服务。
3.2现代信息技术条件下的教学环境要求教师应不断丰富与拓展自身的综合知识
近年来,全国各地都比较重视校园信息化建设,随着网络信息技术、多媒体技术、等高科技的发展,传统的教学思维、教学手段、教学模式、教师角色、教学教案等等都在发生着深刻的变革。作为为人师表的教师自身更应该赶上信息化时代的步法,不断学习进取,提高自身现代信息技术的综合素质,才能有效地服务于信息时代的教育领域。总体上来讲,目前我们很多教师信息技术素养普遍较薄弱,信息技术应用水平偏低。部分教师教育观念落后,教学内容陈旧,教学方式与方法老套,又不善于运用合适的多媒体教学软件,也不愿查阅教学资料等等这类的显现很是突出。
随着信息技术的发展,信息传播以前所未有的速度和广度向前发展,这必将促使学校教育的方方面面发生深刻的变革,将有越来越多的学习者可以通过信息技术来获得知识和信息。教师的传统地位将受到挑战,他们将由知识的传授者、课堂的管理者转变为信息支持者、知识建构者、道德监控者和指导者。在这样的时代背景下,提高教师的信息素养成为教师专业发展的一个重要的内容。
所谓教师的信息化素养,主要是指开展信息化教学的能力,其核心是信息技术与课程整合。为此学校应当建立教师信息化教学能力培训的硬性制度,并从以下几个方面提升自己:
第一,教师应主动提高自身多媒体教学系统的应用能力。教师通过制作多媒体样式的课件,说明所讲解知识的结构,形象地演示其中某些难以理解的内容,展示动态变化的过程等;营造一种多媒体教学环境的沉浸感,并且尝试让学生主动使用媒体来表达和传递思想情感、展示和交流学习成果,那么就能把单纯的教师演示工具变成环境创设工具,达到以学生为主体的教学环境。
第二,提高教师的信息检索与综合处理能力。通过网络检索到的信息资源有时并不能直接使用,必须对它们进行加工、处理及整合之后,才能变成真正可用的信息。所以,教师还应具备对信息加工处理及整合的能力。如果仅仅依靠阅读书刊来获取知识信息,那么,我们获取的知识是相当有限的,而且这种方式是不快捷的、低效的。信息化背景下的教师,应掌握基本的计算机信息处理技术和网络技术,充分利用网络资源加强学习,提升自身的业务水平和能力。
第三,提高教师信息化条件下网络教学的组织实施能力,掌握先进的智能化教学系统。教学实施是指教师实践预先设定好的教学方案的全过程。网络教学组织实施能力不仅包括教师利用网络进行讲解和答疑的能力,同时更加注重教师对学生的问题式学习和协作式学习的指导能力。因为网络教学的教学实施不具备传统课堂教学在组织实施过程中现场操作的可控性和可变性,为此,教师事先一定要精心策划好教学实施的全过程,要充分考虑到教学过程中的各个环节(如学生协作活动的设置等),以确保整个网络教学能顺利、高效地进行。
3.3高度信息化状态下课堂教学应趋于网络化与教学手段的多样化
信息化条件下的课堂教学发展趋势是更加网络化、更具灵活性、授课形式多样化、高度智能化、高度人机交换功能等。因此在信息化课堂教学可以充分挖掘多媒体、互联网、自动化教学系统、等等先进教学手段将课堂教学效果最大限度的凸现出来。例如可以采取分组进行“项目捆绑”式教学,将课堂上的学生分成信息化学习小组,并为每个小组提供至少一网计算机,理科课程还可以给小组配备实验器材、模拟软件或者传感器等。学生在教师的指导下,充分发挥自己的主体作用,利用计算机进行个别学习和小组式合作学习。
再比如,利用网络教室,通过教学系统软件对学生进行一对一数字化辅导学习。这种类型是指每个学生都拥有数字化学习终端,教师并能够运用这一终端系统所提供的平台与资源,对每个学生进行教学演示或者单独互动辅导学习。教师可以将信息技术作为人机交互工具,对学生进行个别学习辅导;可以通过网络实现师生之间、生生之间的教学交流和协作学习;可以为学生提供网址、搜索引擎等,指导学生获取学习资源;还可以根据不同任务,指导学生进行科学计算、数据统计等活动。
当然最常用的就是多年媒体课室,教师通过多媒体合成技术对讲授的知识进行系统的、全面的、生动的描述与分解,将抽象的知识以形象生动的数字化模拟信息技术展示出来。既便于学生理解掌握知识,又使得学生不断自我意识上去形象生动的思考与反复记忆。我们称这种基于计算机多媒体技术用于课堂教学的模式为“多媒体计算机辅助教学”模式。第一,有教学环境是多媒体计算机及依据教学目标设计、反映教学策略的教学软件系统;第二,以各种种媒体的方式显示教学内容;第三,教学信息按超文本方式进行组织,符合人的联想记忆方式;第四,具有良好的交互界面,学习者必须通过一系列交互操作来进行学习。总之,现代信息技术催生的现代教学多媒体智能化教学模式它可以创造出一种身临其境、完全真实的学习环境。
3.4信息时代的教学应是正视学生的个性与正确引导学生个性化发展的创新型教育
信息时代的教育更应该是高素质的综合性教育,它将以学生的个性化自主学习为原则,以“数字智能化”为手段,以培养学生的“自主学习、创新发展”终生学习能力为终极目标。通过多媒体网络教室和网络虚拟学习资源库,为学生创造自主学习的条件。在老师精心指导帮助下,按照自己的认知水平,借助人机交互的多媒体资源自主创新去学习,体验学习的快乐和成功的乐趣。
未来教育将是以学为中心的教学模式,利用网络教育资源的目的主要是满足学生的学。在教育、教学中尊重学生的个性,充分发展学生的个性,克服“一刀切”“一概而论”的教学倾向。把教育、教学的目标、效果具体落实到每个学生,做到学生个别化教学。以培养学生的自主意识,开发学生的潜能,使学生能够自主发展、超常发展。教育的作用不仅在于帮助学生树立理想,更重要的是通过相对完整的训练帮助学生实现理想。教育的主体是学生,现代教育必须以学生的个人兴趣为出发点,激发学生的创造性,并通过教师多元化的指导,构建出既有学生自主选题、自主学习、自主研究、自主管理,又有团队合作的高度自主化教育模式,尊重学生个性发展、尊重多样性、鼓励学生创造是现代信息化教育的灵魂。信息化时代的学生可以通过自主终端人机交换设备根据自身条件有针对性或对感兴趣的学科方向去发展,实现个性化学习需求。
4.现代信息技术下教育教学的发展趋势
根据中国互联网络信息中心2013年最新的报告显示,目前我国网民数量达到了5.64亿,利用手机等移动设备上网人数为4.20亿。由此可见现阶段到将来一段时间网络信息技术仍会飞速的普及,对于教育行业来说,信息技术的快速发展必将催促教育教学更加快步地去适应信息技术的变革。未来基于互联网环境下的教育体制与教学模式不受省市、空间和地缘的限制,通过计算机网络可扩展至全社会的每一个角落,甚至是全世界。
当今时代,教学手段与资源更趋于多媒体化,多媒体教育应用正在迅速成为教育技术中的主流技术,比如多媒体教学系统、多媒体电子书刊等,可以说目前国际上的教育技术正在迅速走向多媒化。同样伴随着计算机技术的发展现代教育愈来愈重视人工智能在教育中应用与研究,很多针对学生训练与学习的智能化模块不断的被开发并应用在教学当中。总之随着信息技术的发展,教育技术应用模式的多样性与个性化越发加强,新时代的教育正面临着向前沿科技领域变革与应用方向发展。
课题:本论文为教育部科研十二五重点课题《个性化学习开发与提高教学效率研究》下子课题《信息技术条件下教学方法改革与学生个性化学习能力提高的研究》成果之一。课题编号:111820089-ZC-5。
参考文献:
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[3] 易朝晖,李宏斌,李明霞.信息化条件下教学方法改革的思考.计算机教育,2007-6
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