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职教控制技术的涵义
职教自然科学控制技术,也叫高控制技术、高信息技术.1983年高控制技术referring被收入美国出版的《杜氏第一版国际字典补充9000个词》中,由此作为一个正式术语固定下来.通常来说,它的涵义是变化趋势的,是不断产业发展的一个概念.从地域性上看,相同的北欧国家对高控制技术有相同的理解.被称为韩国经济降落、信息技术产业发展先驱的崔享教授从经济产业发展的视角,从欧美北欧国家北欧国家产业发展的视角来认识,把高控制技术分为三个层级:(1)控制技术的改良;(2)控制技术的综合性;(3)控制技术的技术创新.控制技术的改良,控制技术的综合性均属于高控制技术的专业领域,更关键的是控制技术的技术创新.
职教控制技术就通常来说,实际上指的是现代跨学科与高控制技术水准,特别是尖端控制技术和样板控制技术,它反映了自然科学向控制技术的快速转化以及自然科学与控制技术的高度结合,是生产力发挥积极作用的关键因素.
二、职教控制技术的特点
职教控制技术本身具有一些相同于通常信息技术的独特内容,将职教控制技术的主要特点归纳为六高:高心智、高投入、风险较高、高效率、高渗入、高竞争.
三、职教控制技术应用领域及其象征性控制技术
通常认为,高控制技术包括五大控制技术应用领域,12项象征控制技术和9个高控制技术产业产业发展.它之间的关系是:五大高控制技术应用领域是信息控制技术、微生物控制技术、新材料控制技术、新能源控制技术、内部空间控制技术和极地控制技术,它将在二十世纪末获得快速产业发展,并通过广泛的小型化和商业化,正式成为日益强大的高控制技术产业产业发展.以遗传工程、蛋白质工程为象征的微生物控制技术将正式成为21世纪末控制技术的核心;以光电控制技术、人工智慧为象征的信息控制技术,将正式成为21世纪末控制技术的或后;以超导体材料、人工或非设计的新材料为象征的新材料控制技术将正式成为21世纪末控制技术的支撑点;以太空梭、永久性内部空间站为象征的内部空间控制技术将正式成为21世纪末控制技术的外向延伸;以海底黑色金属、海水利用为象征的极地控制技术将正式成为21世纪末控制技术的外向开拓.
四项高控制技术应用领域中的12项象征控制技术,是已经孕育但还远幼苗的前沿控制技术.二十世纪末的产业产业发展结构在国民经济上所占比重将缩小,但由于高控制技术对产业产业发展结构的硬性渗入改造了那些产业产业发展结构部门,因此那些产业产业发展的绝对产量和年产值不会萎缩.
(一)信息控制技术应用领域
信息控制技术是五大高控制技术的或后.主要指信息的获取、传递、处理等控制技术.信息控制技术以电子控制技术为基础,包括通信控制技术、自动化控制技术、微电子控制技术、光电控制技术、光导控制技术、计算机控制技术和人工智慧控制技术等.
当前信息控制技术主要表现在:
(1)集成电路.目前世界上1兆位和4兆位的动态随机存储器芯片已得到广泛应用,16兆位的芯片也已产生.此外,光子集成电路和微生物集成电路的研制开发也已获得重大
进展.
(2)电子计算机.目前世界上计算机的装机台数超过一亿,超巨型计算机速度已超过100亿次.现在的计算机,类似人的左脑进行逻辑思维方面的工作.而形象思维方面的工作则要通过人的右脑完成.为解决形象思维问题,人们正在研制神经计算机和模糊计算机.神经计算机从微观上以自底到顶的方式接近人脑,而模糊计算机则是从宏观上,以从顶到底的方式接近人脑.
(3)软件控制技术.信息控制技术主要由两部分控制技术组成,即计算机硬件控制技术和计算机软件控制技术.知识和信息的收集、存储、整理、技术创新、传播和应用等环节的运行,将以计算机软件控制技术的开发与利用为前提.
软件控制技术是各类计算机应用程序设计或编辑控制技术的总称.目前软件控制技术主要有四大类:
①根据计算和自身的结构和功能,为计算机设计成编辑指令性语言程序的软件控制技术;
②为计算机操作、管理人员或编辑操作、编辑、检索、调试、诊断、维护等程序的软件控制技术;
③为满足用户的特殊需求而设计或编辑计算机应用、专项程控、系统管理等程序的软件控制技术;
④为各类用户计划或编辑知识信息资料,网上操作和电子读物程序的软件控制技术.
(4)通信控制技术.20世纪末70年代以来,相继出现了光纤通信、卫星通信、程控数字交换机和综合性业务数字网控制技术.
(5)激光控制技术.激光器是20世纪末与原子能、半导体、计算机齐名的四项重大发明之一.以激光器为基础的激光控制技术得到了快速产业发展,现在已广泛应用于工农业生产、能源动力、通信及信息处理、医疗卫生、军事、文化艺术以及自然科学控制技术研究等各个应用领域,激光控制技术是正在走向小型化的高控制技术.
(二)微生物控制技术应用领域
微生物控制技术是以生命自然科学为基础,利用微生物体和工程原理等生产制品的综合性性控制技术,包括遗传工程、细胞工程、酶工程、微微生物工程四个应用领域.微生物控制技术是21世纪末控制技术的核心.它有两个象征性控制技术,遗传工程和蛋白质工程.
微生物控制技术不仅在农业和医学应用领域得到广泛的应用,而且对环保、能源控制技术等都有很强的渗入力.
(三)新材料控制技术应用领域
新材料主要是指最近产业发展或正在产业发展之中的具有比传统材料更优异性能的一类材料.
新材料控制技术是职教控制技术的物质基础,包括对超导体材料、高温材料、人工合成材料、陶瓷材料、非晶态材料、单晶材料等的开发和利用.它有两个象征:一个是材料设计或分子设计,即根据需要来设计新材料;另一个是超导体控制技术.
20世纪末90年代新材料控制技术研究的主要方向是:高功能化,超高性能化,复合化和智能化.
(四)新能源控制技术应用领域
能源是人类生存和产业发展的基本保障.现代的新能源控制技术按照其技术创新性和是否能够再生或连续使用的性质可划分为新能源控制技术和可再生能源控制技术.新能源与可再生能源控制技术主要包括核能、太阳能、水能、地热能等.
核能控制技术与太阳能控制技术是新能源控制技术的主要象征,通过对核能、太阳能的开发利用,打破了以石油、煤炭为主体的传统能源观念,开创了能源的新时代.
(五)内部空间控制技术应用领域
内部空间控制技术即新型高信息技术航天控制技术,是探索、开发和利用太空以及地球以外的天体的综合性性工程控制技术,包括对大型运载火箭、巨型卫星、宇宙飞船等内部空间军事控制技术的研究与开发.内部空间控制技术是21世纪末控制技术的外向延伸,其两个象征是太空梭和永久性内部空间站.它不仅把高控制技术用于地球上,还把人类整体生存机构引向了外层内部空间.
世界极地总面积为36亿平方公里,占地球总面积的70%以上,极地的平均深度为3800米,蕴藏着极为丰富的资源和能量.极地控制技术是21世纪末控制技术的外向开拓,其象征控制技术是海底挖掘和海水淡化.
除这五大高控制技术应用领域外,另外介绍一下环保控制技术和农业新控制技术.环保控制技术,主要是对人类赖以生存与产业发展的自然环境进行监制、控制、治理和保护的各类控制技术的统称.农业新控制技术包括:①农业工厂化.农业工厂化是综合性运用现代高信息技术、新设备和管理方法而产业发展起来的一种全面机械化、自动化的控制技术(资金)高度密集型生产.它能够在人工创造的环境中进行全过程的连续作业,从而摆脱自然界的制约.②绿色革命.绿色革命是20世纪末60年代中期在产业发展中北欧国家兴起的,以采用农作物高产良种为中心的一场新控制技术革命.其主要内容是大规模地推广矮杆、半矮杆、抗倒伏、产量高、适应性广的小麦和水稻等作物优良品种,并配合灌溉、施肥等控制技术的改良.这一农业控制技术革新取得了惊人的成绩,因而被誉为绿色革命.国际玉米和小麦改良中心和国际水稻研究所在这一革命中作出了突出贡献.③持续农业.持续农业是20世纪末80年代酝酿提出的农业产业发展新方向.持续农业是一种不造成环境退化、控制技术上适当、经济上可行、社会上能接受的农业.归纳地说,它是经济、社会、控制技术与环境协调产业发展的农业.我国的持续农业尚处于探索和初步实验阶段.工作主要集中在三个方面:一是加强研究,二是建立实验区,三是扩大国际交流与合作.
四、可持续产业发展
可持续产业发展是人类的基本目标和基本任务.世界环境与产业发展委员会提出的可持续产业发展是既满足现代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的产业发展.
(一)生态平衡与中国生态环境
生态系统的平衡简称生态平衡,是指一定的生态系统产业发展过程中各种对立因素通过互相制约的转化、补偿、交换等作用,达到一个相对的稳定和平衡的阶段.生态系统具有自动调节能力,但这一能力是有一定的限度的,叫做生态国限,超过了生态国限,自动调节能力就降低甚至丧失,生态系统就遭到破坏.生态平衡是微生物世界进行生命活动所遵循的一条客观规律,在对生态系统的利用和改造过程中要严格按规律办事,才能在改造大自然的过程中建立起更完善的生态系统.
对我国生态环境的基本评价是:总体在恶化,局部在改善,治理能力远远赶不上破坏速度,生态赤字逐渐扩大.造成我国生态环境不断恶化的原因是多方面的,主要有三大压力:人口压力、工业化压力和市场压力.
《中国21世纪末议程——中国21世纪末人口环境与产业发展白皮书》是中国走向21世纪末的可持续产业发展战略框架,是制定中国国民经济和社会产业发展中长期计划的指导性文件,也是中国政府认真履行1992年联合国环境与产业发展大会文件的原则立场的实际行动,具有划时代意义.1994年8月,国务院第16次常务会议通过了《中国21世纪末议程》,正式成为中国可持续产业发展的全国纲领性文件.
《中国21世纪末议程》包含四个层级.第一个层级为系统,即总体战略系统,社会可持续系统、经济可持续系统以及资源可持续利用和环境系统;第二个层级为章,各系统皆由若干章组成,每章的内容指明该系统走向可持续产业发展的关键方面;第三个层级为方案应用领域,每章由若干方案应用领域组成;第四个层级为行动,由每个方案应用领域内若干行动组成,是实施《中国21世纪末议程》的基本单元.
(二)环境与环境保护
(1)环境是人类赖以生存和产业发展的基础.环境可分为自然环境和社会环境两类.自然环境指人群周围各种自然因素的总和.社会环境指人类在自然环境基础上创造的劳动和社会场所,是人类物质文明和精神文明产业发展的关键象征,是农业、工业、城市等人造环境的总称.
(2)环境问题是由人类活动所引起的上述环境的改变以及因为那些改变而引起的各种问题.环境保护是一项综合性性的工程,既要防治环境污染,又要保持生态平衡,保护环境是维持生态平衡的手段,维持生态平衡是保护环境的目的,因此,环境保护应包括防治污染和保护自然两个方面.
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