時間：2023-07-12 17:06:41
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篇云計算技術概論，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。
>> 基于云計算平臺的物聯網數據挖掘研究 基于物聯網的智慧市政平臺研究與實現 物聯網與云計算的融合 基于物聯網云平臺的智慧農業溫室系統設計 基于物聯網的智慧城市現狀與發展研究 基于物聯網的城市智慧水務系統研究 物聯網\云計算構建智慧城市信息系統 基于物聯網\云計算關鍵技術的智慧城市應用體系綜述 關于利用物聯網和云計算來構建智慧城市信息系統的淺析 智慧城市中物聯網及云計算技術的應用 智慧城市與物聯網的關系 基于物聯網與GIS的城市排水防澇智慧管控平臺 融合平臺解困物聯網 物聯網與云計算的融合――物聯網云的構建 基于云計算的智慧型物聯網實現技術研究 基于云計算和物聯網的智慧物流發展模式研究 云計算融合物聯網技術的物流園區綜合信息服務平臺設計 淺談云計算與物聯網的融合發展 云計算與物聯網的融合發展分析 基于物聯網的智慧行業應用與共享平臺的研究與實現 常見問題解答 當前所在位置：l.
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Intelligent City Research on the Integration of Internet of Things Cloud Platform
ZHAO Yan1，SU Yu-zhao2
（1.School of Computer Science，Zhengzhou University of Aeronautics，Zhengzhou，Henan 450015，China；
2.School of Management Engineering，Henan University of Engineering，Zhengzhou，Henan 451191，China）
關鍵詞：計算機專業；工程教育；系統能力；系統課程
1.計算技術發展特點分析
計算技術在20世紀個人機普及和Internet快速發展的基礎上，從初期的科學計算與信息處理進人21世紀的以移動互聯、物聯網、云計算和大數據計算為主要特征的新型網絡時代。在這一過程中，計算技術的發展特點呈現出“四類新型計算系統”和“四化主要特征”，這對計算機專業人才的知識結構與創新能力提出更高的要求。
1.1四類新型計算系統
1）嵌入式計算系統。
在移動互聯網、物聯網、智能家電、三網融合等行業技術與產業發展中，以嵌入式計算為主要形態的計算系統——嵌入式計算系統有著舉足輕重和廣泛的作用，并日益呈現網絡化的開放特點。
2）移動計算系統。
在移動互聯網、物聯網、智能家電以及新型裝備中，均以移動通信網絡為基礎，移動計算成為關鍵技術，它將使計算機或其他信息智能終端設備在無線環境下實現數據傳輸及資源共享，其作用是將有用、準確、及時的信息提供給任何時間、任何地點的任何客戶，這將極大地改變人們的生活方式和工作方式。
3）并行計算系統。
隨著半導體工藝技術的飛速進步和體系結構的不斷發展，多核/眾核處理機硬件日趨普及，這使得昔日高端的并行計算呈現出普適化的發展趨勢；多核技術對計算系統微體系結構、系統軟件與編程環境均有很大影響；同時，云計算也是建立在由廉價服務器組成的大規模集群并行計算的基礎之上，因此，并行計算將成為各類計算系統的基礎技術。
4）基于服務的計算系統。
無論是云計算，還是其他現代網絡化應用軟件系統，均以服務計算為核心技術。服務計算是指面向服務的體系結構（Service，orientedArchitecture，SOA）和面向服務的計算（Service oriented Computing，SOC）技術，是標識分布式系統和軟件集成領域技術進步的里程碑。服務作為一種自治、開放以及與平臺無關的網絡化構件，可使分布式應用具有更好的復用性、靈活性和可增長性。Web服務技術是當前SOA的主流實現方式，已經形成規范的服務定義、服務組合以及服務訪問。
1.2“四化”主要特征
1）網絡化。
當今的計算系統必然與網絡相關。盡管各種有線網絡、無線網絡所具有的通信方式、通信能力與通信品質有較大區別，但它使得與其相聯的計算系統能力得以充分延伸，更能滿足應用需求。網絡化對計算系統的開放適應能力、協同工作能力等也提出了更高的要求。
2）多媒體化。
多媒體具有計算機綜合處理多種媒體信息的集成性、實時性與交互性特點。計算機通過多媒體技術可以處理人類生活中最直接、最普遍的信息，從而使計算機應用領域及功能得到極大的擴展，使計算機系統的人機交互界面和手段更加友好和方便，非專業人員也可以方便地使用和操作計算機。
3）大數據化。
從各種類型的數據中快速獲得有價值信息的能力稱為大數據技術。大數據具有體量巨大、類型繁多、價值密度低、處理速度快等特點。大數據時代的來臨給各行各業的數據處理與業務發展等帶來重要變革，也對計算系統的新型計算模型、大規模并行處理、分布式數據存貯、高效數據處理機制等提出新的挑戰。
4）智能化。
智能化將影響計算系統的體系結構、軟件形態、處理算法以及應用界面等。例如，智能手機的智能搜索引擎是結合了人工智能技術的新一代搜索引擎，不僅具有傳統的快速檢索、相關度排序等功能，還具有用戶角色登記、用戶興趣自動識別、內容的語義理解、智能信息化過濾和推送等功能，其追求的目標是根據用戶的請求，從可以獲得的網絡資源中檢索出對用戶最有價值的信息。
2.系統能力的主要內涵及培養需求
2.1主要內涵
計算機專業學生的系統能力核心是在掌握計算系統基本原理基礎上，熟悉如何進一步開發構建以計算技術為核心的應用系統。這需要學生更多地掌握計算系統內部各軟件/硬件部分的關聯關系與邏輯層次，了解計算系統呈現的外部特性以及與人和物理世界的交互模式。系統觀的教育體現出工程教育特征，相比較其他專業學生的計算機基礎和應用能力，計算機專業更強調對學生計算機系統能力的培養。因此，計算機專業學生的知識體系不僅需要更新與擴展，而且其系統設計創新能力必須得到強化與提升。
2.2培養需求
隨著計算機科學與技術的不斷進步，信息產業形態發生重要變化，新型計算系統應用日益深化，計算機專業人才培養也必須“與時俱進”，體現計算技術與信息產業發展對學生系統能力培養的需求。教育思想要突顯系統觀教育理念，教學內容要體現新型計算系統原理，在實踐環節中展現計算系統平臺技術。
我們要深刻理解系統化專業教育思想對計算機專業高等教育的影響。系統化教育和系統能力培養要采取系統科學的方法，不但要夯實系統理論基礎，使學生構建出準確描述真實系統的模型，并能夠用模型預測系統行為；而且要強化系統實踐，培養學生有效地構造正確系統的能力。從系統觀出發，計算機專業的教學應該注意教學生怎樣從系統層面思考（如設計過程、工具、用戶和物理環境的交互），應該講透原理（基本原則、架構、協議、編譯以及仿真等），強化系統性的實踐教學培養過程和內容。
3.相關研究
3.1ACM/IEEE CS2013重視系統能力培養
ACM/IEEE最新公布的CS2013是在組織眾多計算機教育專家深入調研分析、開展專題研究的基礎上，給出的新的教學調整方案。它不僅對原有14個知識域進行適度調整，還增加了4個新的知識域，分別是系統基礎SF、并行和分布計算PD、基于平臺的開發PBD、信息保障和安全IAS。這些都涉及系統級內容，由此可見，ACM/IEEE CS2013的重點是進一步強調系統知識和系統能力的培養。
3.2專業教指委已開展相關研究
教育部計算機專業教學指導分委員會已經組織了對計算機專業學生能力培養和實踐教學體系的研究，重點是如何使學生增強系統能力，全局地掌控一定規模系統。研究提出：①教學必須樹立系統觀，培養學生的系統眼光。學生學會站在不同層面上去把握不同層次上的系統，并全面考慮系統各部分及其與外界的邏輯與聯系，完成一定規模的系統設計。②明確了計算思維能力、算法設計與分析能力、程序設計與實現能力以及系統能力為4大專業基本能力。其中系統能力占總能力的75%，包括系統認知、系統設計、系統開發和系統應用能力。
目前國內少數高等學校，如南京大學、復旦大學、北京大學、北京航空航天大學、浙江大學、西北工業大學、國防科技大學等，正在不同程度上積極進行這些方面的探索和實踐。
4.系統能力培養中存在的問題
在PC時代背景下所設置的課程體系、教學及其實驗內容，對學生的系統能力培養存在以下問題。
（1）課程體系中缺乏一門獨立的能夠貫穿整個計算機系統的基礎課程。有些學校雖然有計算機系統概論課程，但是，課程內容太散太多，沒有系統性，并沒有圍繞一個完整計算機系統框架組織內容。
（2）課程之間的銜接和關聯考慮不夠。目前課程設置大多按照計算機系統不同層次上的內容獨立開設課程，相應的教材內容和課堂教學內容中很少體現本層次的內容與其他層次內容之間的關聯，學生難以形成對計算機系統的全面認識。
（3）教學內容比較陳舊，較少涉及近年來出現的多核/眾核處理器、分布式和并行計算模式等實際工作中遇到的內容，特別是對于后PC時代的學生所需的關于嵌入式系統、移動終端系統、大型數據中心云計算系統等的系統知識體系的教學還很薄弱。
（4）課程體系缺乏對系統設計和應用能力培養的整體考慮，如公共的計算機系統基礎課程及內容的設置，計算機系統核心課程及內容的設置，對于不同應用系統和相關平臺所需的設計和應用人才的培養應設置哪些課程（包括課程實驗）等。
由于教學中對系統能力培養重視不夠，所以學生在系統能力方面存在以下問題：
（1）大部分學生不能很好地建立計算機系統完整概念，缺乏系統觀，只能解決局部的編程和應用問題，對于系統層面問題的解決無法勝任。
（2）大部分學生對于計算機系統的核心內容掌握不夠，難以勝任復雜的涉及軟/硬件協同設計的任務。
（3）由于沒有很好地建立課程之間內容的關聯，學生對于很多核心內容通常只知其然不知其所以然，所以其綜合分析、設計和應用能力也較差，對于需要綜合運用多個跨課程的概念才能解決的問題一籌莫展。
（4）教學缺乏系統性的綜合實踐環節，這使學生理論上一知半解，實踐動手能力較差。
5.系統能力培養課程體系設置總體思路
為了更好地培養適應新技術發展的、具有系統設計和系統應用能力的計算機專門人才，我們需要建立新的計算機專業本科教學課程體系，特別是設立有關系統級綜合性課程，并重新規劃計算機系統核心課程的內容，使這些核心課程之間的內容聯系更緊密、銜接更順暢。
為此，我們調查了若干國外高校的本科生教學在計算機系統能力培養方面的一些做法和思路，借鑒國外大學的經驗，結合我國高校計算機人才培養的特點，提出了適合于我國高等教育計算機專業系統能力培養的課程體系總體設置思路，并對相關的主要課程內容及其實驗內容進行了規劃。課程體系改革的思路如圖1所示。
我們建議把課程分成3個層次：計算機系統基礎課程、重組內容的核心課程和側重不同計算系統的若干相關平臺應用課程。
第1層次核心課程包括：程序設計基礎（PF）、數字邏輯電路（DD）和計算機系統基礎（ICS）。
第2層次核心課程包括：計算機組成與設計（COD）、操作系統（OS）、編譯技術（CT）和計算機系統結構（CA）。
第3層次核心課程包括：嵌入式計算系統（ECS）、計算機網絡（CN）、移動計算（MC）、并行計算（Pc）和大數據并行處理技術（BD）。
基于這3個層次的課程體系中相關課程設置方案如圖2所示。
圖2中左邊部分是計算機系統的各個抽象層，右邊的矩形框表示課程，其上下兩條邊的位置標示了課程內容在系統抽象層中的涵蓋范圍，矩形的左右兩條邊的位置標示了課程大約在哪個年級開設。虛線框、實線框和粗線框分別表示第1、第2和第3層次核心課程。
從圖2中可以看出，該課程體系的基本思路是：先講頂層比較抽象的編程方面的內容；再講底層系統具體實現的基礎內容；然后再從兩頭到中間，把頂層程序設計內容和底層電路內容按照程序員視角全部串起來；在此基礎上，按順序分別介紹計算機系統硬件、操作系統和編譯器的實現細節。至此的所有課程內容主要介紹單處理器系統的相關內容，而計算機體系結構主要介紹不同并行粒度的體系結構及其相關的操作系統實現技術和編譯器實現技術。第3層次的課程沒有先后順序，可以是選修課，課程內容應體現第1和第2層次課程內容的螺旋式上升趨勢，即第3層次課程內容涉及的系統抽象層與第1和第2層次課程涉及的系統抽象層是重疊的，但內容并不是簡單重復，而是講授在特定計算系統中的相應教學內容。例如，對于嵌入式計算系統（ECS）課程，雖然它所涉及的系統抽象層與計算機系統基礎（ICS）課程涉及的系統抽象層完全一樣，但這兩門課程的教學內容基本上不重疊，前者著重介紹與嵌入式計算系統相關的ISA設計、操作系統實現和底層硬件設計等內容，后者著重介紹如何從程序員的角度來理解計算機系統設計與實現中涉及的基礎內容。
與傳統課程體系設置相比，最大的不同在于，新的課程體系中有一門涉及計算機系統各個抽象層面的能夠貫穿整個計算機系統設計和實現的基礎課程——計算機系統基礎（ICS）。該課程講解如何從程序員角度來理解計算機系統，可以使程序員進一步明確程序設計語言中的語句、數據和程序是如何在計算機系統中實現和運行的，讓程序員了解不同的程序設計方法為什么會有不同的性能等。
此外，新的課程體系強調課程之間的銜接和連貫，主要體現在以下幾個方面。
（1）計算機系統基礎課程可以把程序設計基礎、數字邏輯電路2門課程之間存在的計算機系統抽象層中的“中間間隔”填補上去并很好地銜接起來。這樣，到2年級上學期結束時，學生就可以通過這3門課程清晰地建立單處理器計算機系統的整機概念，構造出完整的計算機系統的基本框架，而具體的計算機系統各個部分的實現細節再通過后續相關課程來細化充實。
（2）數字邏輯電路、計算機組成與設計和嵌入式計算系統3門課程中的實驗內容能夠很好地銜接，可以規劃一套承上啟下的基于FPGA開發板的綜合實驗平臺，讓學生在一個統一的實驗平臺上從門電路開始設計基本功能部件，然后再以功能部件為基礎設計CPU、存儲器和接口，最終將CPU、存儲器和I/O接口通過總線互連為一個完整的計算機硬件系統。
（3）計算機系統基礎、計算機組成與設計、操作系統和編譯技術4門之間能夠很好地銜接，構成了一組計算機系統能力培養最基本的核心課程。新課程體系中計算機系統基礎和計算機組成與設計2門課程對原來的計算機系統概論和計算機組成原理課程內容進行重新調整和統籌規劃。計算機系統基礎、計算機組成與設計、操作系統和編譯技術的關系體現為：
①計算機系統基礎課程以Intel x86為模型機進行講解，它為操作系統課程（特別是Linux內核分析）提供了很好的體系結構基礎。同時，在計算機系統基礎課程中為了清楚地解釋程序中的文件訪問和設備訪問等問題，會從程序員角度簡單引入一些操作系統中的相關基礎知識。
②計算機系統基礎課程會講解高級語言程序如何進行轉換、鏈接以生成可執行代碼的問題。
③計算機組成與設計中的流水線處理等也與編譯優化相關，而且以MIPS為模型機進行講解，而MIPS模擬器可以為編譯技術的實驗提供可驗證實驗環境。
從計算機系統基礎課程的內容和教學目標以及開設時間來看，位于較高抽象層的先行課（如程序設計基礎、數據結構等課程）可以按照原來的內容和方式開設和教學，而作為新的計算機系統基礎和計算機組成與設計的先導課數字邏輯電路，則需要對傳統的教學內容，特別是實驗內容和實驗手段進行修改和完善。
有了計算機系統基礎和計算機組成與設計課程的基礎，學生將更容易從計算機系統整體的角度理解操作系統、編譯原理等后續課程。這些后續課程在內容方面不需要大的改動，但是操作系統和編譯器的實驗要以先行課程實現的計算機硬件系統為基礎，這樣才能形成一致的、完整的計算機系統整體概念。
6.結語
系統觀教育對于計算機專業的所有培養方向均適用，它對專業核心課程任課教師提出了更高要求，因此必須強化計算機專業的教師培訓工作，特別是重視以系統觀為核心的新教材的編寫工作，以便使計算機專業人才培養和教育跟上學科、技術和產業的發展步伐。
本系統研究組由國防科學技術大學、西北工業大學、南京大學、南開大學、天津大學、武漢大學、北京大學有關教授組成，他們共同進行了關于計算機專業學生系統知識、系統能力和系統課程的研討。本研究得到機械工業出版社華章公司的大力支持。
參考文獻：
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【關鍵詞】教學改革 云計算 翻轉課堂 碎片化移動教學
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）36-0024-03
一、引言
隨著大數據、云計算時代的到來，不僅開啟了第三次信息技術革命，而且在其強勁的感召力之下激發并產生了商業、教育、管理領域以及大思維的變革。中國的電大系統擁有近400萬接受開放遠程教育的注冊學生，被形象地稱為世界最大的開放大學。云計算技術無限的存儲與計算能力，與開放遠程教育對海量教學數據整合能力的宿求，可謂是一拍即合。云環境下開放與遠程教學模式的變革已然興起，兩種變革表面上看似一般性的巧合，而其實質則是傳統電大向開放大學戰略轉型與大數據、云計算相互融合所產生的一種更深層次的教學改革。
云計算的概念最早在2006年被首次提出，從技術調度看，它是軟件即服務（Saas）、平臺即服務（Paas）、基礎設施即服務（Iaas）、以及效用和虛擬化計算等概念不斷演進、整合、躍升的結果；從應用角度來看，它是分布式、網格、并行等計算科學理念的商業服務實現，把數據處理與應用、IT資源作為一種服務通過互聯網提供給用戶。云計算通過大數據分析、挖潛，可以釋放出隱藏在數據背后的巨大價值。“云計算”、“云教育”、“云學習”等概念一經提出，就引起教育界、產業界、以及各類學術研究的高度關注，有關云計算支持開放遠程教學改革的研討更是方興未艾。
目前，遠程開放課程的教學現狀未能讓教學效果與學習效果達到令人滿意的高效狀態，在教學模式上依然存在比較突出的問題，主要包括：開放遠程教學因區域分散而導致的教學資源在共建、共享、以及更新速度等方面的滯后，進而造成教學資源的重復建設和優質資源的浪費與閑置；在教學的組織過程中，教師與學生之間的互動不充分，傳統的教學平臺缺乏柔性，教學效果的跟蹤與評價手段不足、學習者之間協作學習的渠道匱乏等等。然而，云計算、大數據技術的日臻成熟與非凡的應用價值，為開放遠程教學改革的實施，進而推動教學質量質的提升，帶來了具有低成本、靈活性、共享性、擴展性、以及高服務性的信息技術保障與應用創新手段。筆者的研究目的就是在云環境下探索開放遠程教學模式改革的架構設計與實現路徑。
二、開放遠程教學模式改革的總體構思
當前，開放遠程教學組織模式仍停留在以社交互動與靜態化資源共享為特征的教學實施階段，現有的遠程教學模式在教師與學習者的實時互動、學習及教學效果的跟蹤、協作學習的交流平臺、教學模式的綜合評價、遠程平臺連接異構移動終端等諸多方面都存在較明顯的缺陷。鑒于上述問題，筆者提出了云環境下開放遠程教學模式改革的架構模型（如圖1所示）。該模型的核心設計理念就是構建一個以服務學習者為中心、依托云計算信息技術、在教、學雙方之間實現以任何方式、任何時間、任何人、任何地點（Anyway、Anytime、Anyone、Anywhere）的實時遷移與互動的學習平臺或學習社區。筆者所構建的教學改革架構模型力圖彌補現有教學模式的缺陷與不足，并且擁有基于云計算、大數據等現代信息技術背景之下的應用創新。其創新性主要體現在如下幾個方面：⑴模型應用了多媒體檢索、圖像識別、只能視頻監控等技術，滿足超大視頻流的同步實時點播與在線互動，“碎片化”學習、及時解惑答疑等現實學習方式得以實現；⑵解決了教學平臺與各種異構移動終端的連接問題，學習者可以通過Ipad、Mobile phone、PC等移動終端，完成與教學平臺的實時交互；⑶學習者與教師的學中、學前、學后的實時溝通貫穿開放遠程教學的全過程；⑷學習者在學習社區不再獨自學習，擁有與其他學習伙伴的交流與溝通即協作學習環境；⑸交互、實時、跨平臺、跨地域、異構終端連接的教學平臺與教學組織模式，為對教學和學習效果的跟蹤評價創造可操作條件。
三、遠程云班課翻轉課堂的教改實踐
云班課反轉課堂是依托遠程教學服務云平臺，連接學習者的智能移動終端設備（手機、Ipad等），采用翻轉課堂（Flipped Classroom）教學模式，實施遠程課堂內外實時交互與反饋的教學組織模式。云計算、大數據、移動互聯網、以及智能終端等信息產業技術的快速發展，為開放遠程教學模式改革的Ю粗卮罄史機遇。基于云環境下的云班課翻轉課堂，其教學設計的核心理念是為學習者創建一種積極參與、富有興趣、充滿快樂的自主學習、自主管理的教學過程和課堂環境，使學習者真正成為學習的主人；同時，也能充分激發一線教師應用信息化技術開展教學改革的激情，進而在教師的教學效果、學生的學習態度及學習收獲、評教評學的即時跟蹤與統計分析等方面，獲得多角度、多層次的質的提升。
1. 遠程云班課翻轉課堂教學設計
（1）課前準備。創建遠程云班課，教師推送學習資源，設計課前調查問卷與自測習題庫。（2）課中活動。講解難點重點內容，案例分析，分組討論，頭腦風暴，課堂測試。（3）課后反饋。復習與作業、評價交流、在線測試、投票問卷等。（見表1 遠程云班課翻轉課堂教學設計方案）
2. 遠程云班課翻轉課堂教改實施過程的注意環節
（1）課前資源上傳。微課程因具有內容精簡、情境真實、主題明確、短小精悍的優勢，可以很好激發學習者的學習興趣，教師課前向云平臺推送的教學資源中應注意適度提高微課視頻的比例；另外，教學資源應根據教學進度分批次上傳，避免因一次性的資源推送導致學習者的盲然或無所適從。
（2）課中教學方法選擇與活動設計。每門講授課程均包含有不同特點的內容模塊或單元，一般分為知識型模塊和技能型模塊兩類。因此，課堂講授方法與任務活動設置應緊緊圍繞教學模塊的特點來加以靈活選擇和區別設計。 以物流管理專業課程《倉儲與配送管理》為例，倉儲管理概述、物流配送中心認知、倉儲項目招投標管理等內容，以講授理論知識為主，屬于知識型教學模塊，其特點是難點重點較多、知識體系繁雜、理論性強，學習者即使瀏覽過幾次視頻資料也未必能完全理解和掌握，所以這類教學單元更適合采取重難點具體講解、課堂測試、在線習題等方式展開；而像倉庫布局與儲位設計、配送路線優化、庫存控制績效評價等單元，則屬于技能型模塊教學，其主要特點是以能力訓練為主，強調的是學習者對技能的掌握，因此，這類教學模塊比較適宜采用小組活動、分組討論、案例分析、頭腦風暴、討論區互動等多種靈活的教學形式來加以實施。
（3）n后復習與教學反饋。通過作業布置、在線測試等方式，強化學習者的學習效果，以鞏固對所學知識的消化吸收與積累；采用投票問卷、微課視頻點評等評教方法，及時獲取教學反饋的統計信息，作為進一步教學改進的重要依據。
四、碎片化移動教學
對碎片化移動教學模式內涵的理解，可以形象地通過人們腦海中所經常呈現的一幕工作或生活的場景來加以詮釋。一位學習者在早班的公交或地鐵里，剛一打開4G手機便收到這樣一條彩信，信息提示內容：（1）今天小知識（2）當日學習建議（3）請點擊5分鐘微課程視頻鏈接，觀看xxx名師講座；學習者或在工作午休時間手持Ipad或筆記本電腦，饒有興趣地點擊瀏覽開放遠程課程，與學習伙伴們在網上論壇區交流心得、分享學習經驗。學習者正是利用工作之余或上下班路上等邊角時間進行開放遠程課程的學習。這種碎片化移動學習方式更貼近當今工生活和工作的現實情境。
2012年12月，國家開放大學啟動了“5分鐘課程建設工程”項目，“五分鐘課程網”（http：//）于2013年8月4日正式啟用。時長5～7分鐘的微課程短小精悍、開門見山，將三維、動畫、虛擬技術融于一體，具有突出的情景表現力和視覺沖擊力，展現出“人人可看、人人能學、人人能懂、過目不忘”的效果，成為互聯網、云計算時代的重要知識載體，很好滿足多樣移動終端、碎片化及自主學習的需要。鑒于此，教師如何不斷豐富和精益化開放遠程教學的微課資源庫，如何更好利用云服務平臺提升碎片化移動教學效果已滿足學習者的現實需要，是從事開放教育的教師們投入大量時間和精力、并需凝神聚力、潛心鉆研的一項重要教研任務與課題。
五、結語
契合互聯網、云計算、大數據時代給開放遠程教育模式帶來深刻變革的大背景下，本文構建了云環境下開放遠程教學模式改革的架構模型，根據該模型的內涵理念，進行遠程云班課翻轉課堂的教學改革實踐，歸納和總結實施過程中應特別加以關注的要點環節，并對碎片化移動教學模式的概念及建設構想做出形象和清晰的闡述。教改實踐表明：遠程云班課翻轉課堂、碎片化移動教學都是基于云環境下開放遠程教學改革中的有益探索與嘗試，可以激發學習者的學習熱情和教師的技術應用創新，推動開放遠程教學質量躍升到一個新的層次和水平，進而有力支撐傳統電大向開放大學的戰略轉型。
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關鍵詞： 雷諾數；圓柱繞流；網格密度；數值模擬；擾動力
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A
1 概述
近些年來一些學者運用實驗和理論方法對橫向流作用下管陣流體誘發振動問題進行了分析和研究，得到一些經驗公式來初步估計產生流體誘發振動的臨界流速。 并對兩圓柱串列和交錯放置的繞流問題進行過實驗研究。針對兩圓柱中心間距小于5.0倍圓柱直徑的一系列情況， 他們研究了兩圓柱間的流動相互作用， 發現中心間距存在有一臨界值， 當小于該臨界值時， 沒有明顯的渦自上游圓柱脫落。這一臨界值約為3 倍圓柱直徑。 standsby在1981 和1987 年分別用離散渦方法和隨機渦方法研究了并排、串列和交錯放置的雙圓柱繞流問題得到了與實驗相符的結果。但是經驗公式中的一些參數是在一些特定條件下得到的，具有很大得保守性和不確定性。
雙圓柱繞流模擬由于在一定范圍內能夠反映多個圓柱在一條直線上的繞流特征，圓柱附近流態的瞬時變化形式，并且模型簡明，已經用ADINA軟件能夠計算比較精確的擾動力數值。因此基于現有的研究成果，本文旨在歸納總結雙圓柱對繞流流場的影響。
2 雙圓柱體繞流場基本理論
根據prandtl的邊界層理論，圓柱的繞流流動可以分為兩個區，圓柱表面很薄的邊界層區和其上的主流區，在邊界層中流體粘性產生的摩擦力起主導作用，而在主流區粘性摩擦力可以忽略不計。
雙圓柱的排列方式有串列（水流攻角α = 0°，間距T = 0） 、并列（水流攻角α = 90°） 、錯置（水流攻角α不等于0） 3種。國外學者在亞臨界雷諾數范圍內通過實驗研究了不同間距比和水流攻角下的雙柱繞流，并據此劃分繞流流態。得出了雙圓柱串列、并列繞流流態隨間距變化的圖譜。斜置是雙圓柱排列方式中最普遍的形式，在這種排列方式下，兩柱間隙之間的流動偏向前柱，前柱尾跡總是比后柱窄。在850≤ Re ≤1 900的低亞臨界雷諾數， S / d= 1. 0～5. 0的間距比和α = 0°～90°的攻角范圍內，將斜置雙圓柱繞流流態劃分為9種。
由于本文所研究的為二維不可壓縮流體，因此在笛卡爾坐標系下，其運動規律可以用納維-斯托克斯方程來進行描述。 連續性方程和動量方程分別為：
式中， x--與無窮遠處來流平行的水平方向坐標；
y--與無窮遠處來流垂直的豎直方向坐標；
u，v --流場中沿x 方向和 y方向的速度；
--流體密度和動力粘度系數；
其中雷諾數
3 雙圓柱體流固耦合數值計算模型
3.1計算網格的選取
在網格劃分上，在雙圓柱周圍采用比較密的網格，而遠離雙圓柱的流場部分則采用比較稀疏的網格劃分，在流場結構尺寸的確定上，為了不影響圓柱周圍流場的流態，在流場邊界的選取上遠離圓柱邊界。
（1） 串列雙圓柱：左右邊界相距15D，上下邊界12D，圓柱間距離L=5D.
（2） 并列雙圓柱：左右邊界相距10D，上下邊界12D，圓柱間距離T=2D.
（3） 錯置雙圓柱：左右邊界相距12D，上下邊界相距12D，兩圓柱中心連線與水流速度方向呈45°方向，圓柱中心間距離S=2D.
3.2 邊界條件設與模型特征參數設定：
入口邊界：
速度入口條件，給定速度和壓力，u=u，ν=0，P=0
出口邊界：
出流條件，給定壓力和零壓力梯度，
上下邊界條件：固定壁面（wall）條件。圓柱表面為流固耦合界面。
特征參數：串列雙圓柱均勻來流U=0.067m/s，并列和錯置u=0.083m/s，流體為水，密度為1000kg/m3，動力粘性系數μ=0.001kg/m.s，圓柱直徑D=0.02m，Re=1660和1340. 在低雷諾數下也可以近似反應高雷諾數時的繞流情況，而滕麗娟則在他的論文中著重進行了Re=200和Re=20000時的雙圓柱繞流流態，所以我采取的模型的雷諾數介于層流模型和紊流模型之間。
3.3 模型建立
模擬時， 流體用流體模型， 結構用實體模型。流體模型是ADINA-F 模型， 實體模型是ADINA 模型； 但分析時用ADINA-FSI 做完全耦合分析。模型很簡單， 需要注意的是要設定分析假定， 由于所選圓柱體材料為鋼材， 所以變形和應變會很小。設置約束時要注意不要在圓柱體外緣輪廓線設置任何約束。網格劃分時會自動劃分成軸對稱網格。流體模型雖然很簡單， 但建立之前還是要考慮好怎樣去劃分網格， 以便建立相應的點。而且需要注意網格疏密的分布，采用FCBI-C單元。流動分析假定設置為線性流動， 不包括熱傳遞，三種情況均設置了200個時間步，每個時間步長為0.01S。
4 計算結果分析
4.1模型計算
（1） 并列雙圓柱繞流流場的發展和旋渦脫落
由圖1可以看出，兩個圓柱的尾跡剛開始基本上混在一起，近似于一條渦街，整個速度云圖呈對稱分布，兩圓柱縫隙間的流體發生渦脫落現象，兩圓柱的漩渦反相同步脫落，尾流隨著時間增長，尾跡加長，邊界層分離點非常明晰。
（2） 串列雙圓柱繞流流場的發展和漩渦脫落
從圖2可以看出，兩個圓柱的分離剪切層都非常明顯，尾跡隨著時間由大變小，而且上游圓柱的尾跡緊緊附著于下游圓柱上，上下游圓柱都產生周期較大的漩渦脫落，而且由速度云圖還可以看出周期內上游圓柱旋渦脫落總是稍微超前于下游圓柱，兩柱之間的擾動很大。
（3） 錯置雙圓柱繞流流場的發展和漩渦脫落
從圖3可以看出，當雙柱中心連線與流向呈30°角時，錯置雙柱繞流表現出與串列、并列雙柱繞流相似的特征，但由于幾何位置不對稱，間隙流始終偏向前柱，形成一寬一窄的尾跡，上游前方圓柱被剪切層緊緊地包裹著，并沒有發生分離現象。而下游后方圓柱在狹窄的間隙流的誘導下，發生了流動分離和旋渦脫落現象，尾流中只有一列渦街，間隙流偏向前柱。
4.2圓柱表面力學參數計算
結語
（1）模擬結果與前人實驗結果相吻合， 尾流由于雷諾數的變化較小而來回波動。
（2） 圓柱體表面壓強也與實驗結果相吻合，最小壓強（最大負壓）出現在θ=-60°左右，
這與實驗結果稍有差距。當雷諾數Re=6.7×105 時， 最小壓強出現在θ=90°左右，三種情況下最大壓強均出現在θ=-180°附近。與實驗結果很吻合。
（3）我們能夠利用ADINA數值模擬固定雙圓柱繞流問題，并給出較為精確的結果，不過，ADINA 數值模擬的結果精確度在很大程度上依賴于網格的合理分布，以及物理模型的可靠性。網格分布的不合理將會導致不同程度的數值耗散，甚至會產生不正確的結果。總的來說，多圓柱繞流問題相比之下顯得比較復雜、規律性不如單圓柱那么明顯。無論是怎樣的模型，在Re數一定的情況下，圓柱的后面一般會產生上下交替的漩渦，并且逐漸向后方擴散，同時，這些漩渦的產生也會影響圓柱表面的升力和阻力，這也為后面我們處理更多的二維問題提供了參考依據。
參考文獻
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關鍵詞：實驗室管理；實驗室開放；教學改革
中圖分類號：TP39
實驗教學是高等學校實現素質教育和創新人才培養這一中心工作不可缺少的重要組成部分，它在培養學生的動手能力、科研能力和創新能力方面都具有理論教學不可替代的作用。
改革實驗室管理體制，把實驗室建設、實驗室管理、實驗教學和科學研究統一起來，提高儀器設備的利用率，做到資源共享，最大限度地發揮實驗室的投資效益，是每所高校都在積極思考的問題。
1 實驗教學中存在的問題
1.1 實驗教學的從屬地位
（1）學生動手能力較差。在高等學校教育中，長期以來形成的傳統是以教師課堂講授為主，實驗教學為輔的教育形式。這種滿堂灌的教育形式，使學生的學科理論水平相對較強，而動手能力普遍比較差。越來越難以適應社會的需要。
（2）課程安排困難。實驗課普遍是在基礎教學任務排定之后另行安排，根據學生空閑時間見縫插針的進行安排，造成課時不嚴謹，有時候不得不占用假期或休息時間，同時也極易受到其他教學安排或考試的影響。某些連續安排的實驗教學區間不夠靈活，教學周期與課堂講授脫節，實驗效果較差。
（3）實驗教學師資隊伍相對匱乏。實驗教學的從屬地位同時也決定了實驗教師的教輔地位，由于很少進行相應培訓和交流機會，實驗教學隊伍觀念相對落后，對新技術和新的管理理念知之甚少，沒有能力或進行實驗教學的革新。這也造成了實驗教學內容的陳舊和停滯，不適應越來越高的實驗教學需要。
1.2 實驗室的資源配置困境
（1）資源閑置。長期以來，專業實驗室設備使用率偏低。由于專業學生數量較少，某一門課只在某一學期開課，而某些課程實驗課時也較少，為了滿足學生實踐要求，專門投入資金建立實驗室，購入設備，而某些設備需要大量資金投入，屬于貴重儀器。但課程教學結構造成這些儀器設備大量閑置，資金和設備資源浪費嚴重。
（2）資源共享困難。實驗室以教學為依托，以專業為基礎的體制，決定了設備由各個教學部門進行管理。造成整體和全局意識較差，管理分散。各學院之間信息溝通較少，設備共享困難。
（3）設備維護困難。專業實驗室儀器相對貴重，結構復雜，現有實驗人員很難掌握維修技術，而廠家的技術支持也不完善，產品不成熟，更新換代很快。一旦廠商停產，很多元器件也隨之停產，不提供維修。因此很多儀器一旦超出保修期，就面臨無人維修，或者無法維修的境況。
2 建立適合自身發展的實驗室開放性管理模式
綜上所述，實驗室開放是符合教育發展潮流的大勢所趨，有效的解決實驗室開放問題，也能有效的解決上述一系列管理困境。
2.1 基礎驗證性實驗下放
由于計算機教育的普及，大中城市普遍從小學開始就有微機課程，因此高校新生入學時都具有一定的計算機入門知識。對于各專業計算機基礎課程，均屬于入門概論，涉及的專業知識淺顯，但知識面很寬。這些課程的講述深度比較難以把握，從而課程相關實驗往往也流于淺顯，從而成為雞肋。因此，這部分課程的實驗、實踐環節更適合下放給學生。由學生自主上機練習入門知識，可以在實驗室空閑時間隨自己喜好安排實踐環節，實驗室有專人值班、解答學生問題即可。
2.2 建立通用實驗網絡平臺促進通用實驗室開放
一部分專業基礎課程，例如計算機相關類，如軟件、仿真等類型實驗，其硬件要求比較單一，基本以PC機為硬件基礎，在其上構建軟件及網絡環境。因此，這部分實驗可以依托計算機網絡或建立私有云服務，通過逐步建立通用網絡實驗教學平臺，實現實驗教學資源環境的校內、校際共享。計算機的采購比重在儀器設備中占比很大，可以考慮建立分布式的星形網絡，在節點服務器上安裝各專業所需的軟件環境，而在機房采用NC客戶端訪問模式開放給學生使用。
（1）通用網絡平臺配置。由于科研需要，學校購置的高端服務器基本面對科研領域，其功能使用并不充分。在完成科研任務之外，完全可以考慮有效利用這些高端網絡設備建立學校的教學平臺，為教學服務。依托網絡平臺，在建立起硬件網絡的基礎上，可以通過學軟件平臺集成學校各專業學科的軟件環境，提供給學生自主使用。這樣一方面避免重復購置的資金浪費，另一方面也避免實驗室各種盜版軟件充斥，提高使用效果。建立通用網絡平臺之后，在依托服務器節點的基礎上，采用CS或BS模式，在機房配置合適的NC客戶端，學生通過有效賬戶名稱登陸，完成實驗任務。相對于PC機，NC客戶端資金占用率低，設備維護簡單，硬件升級簡易，容易管理。
（2）通用網絡平臺教學安排。在通用網絡實驗平臺建立完成后，結合實驗室開放，可以考慮采用靈活授課的方式達到教學目的：首先，根據課程講授情況，由實驗教師和任課教師協調提出實驗教學任務，在學期初始上交本學期實驗教學安排，由教務處審核。所提出的課程教學任務可涵蓋課程的各種深度，按必做到選做對難度進行分級，由淺顯至深入，由學生根據自由選擇實驗題目。其次，通過該平臺進行實驗教學任務的下達，課程的安排和課時調整。由學生自主到實驗室完成教學任務。學生可以在該門課程講授的區間內，通過與實驗室協調，自主選擇實驗時間。這種開放性的課時安排有利于學生自主選擇時間和實驗題目，更適應新的教學需要。
2.3 專有儀器設備的專業實驗室開放
這部分實驗室設備往往專業性強，采購價值高，但卻使用率偏低，造成很大的資源閑置和浪費。只有使其與學生創新科研活動結合起來，才能切實提高設備的使用率，充分利用資源。同時，隨著學生自主創新能力和需求進一步的提高和社會對高水平畢業生的需要，學校應搭建合適的平臺，開拓各種渠道，使學生廣泛參與高水平競賽和科研課題，從而達到讓學生與科研活動接軌的目的，提高學生個人能力。因此，可以考慮由實驗室提供設備環境，由高水平教師帶頭，采用專職實驗教師與授課教師相結合的輔導方式，結合靈活多樣的課時安排，采用學生自主選擇課題方向，教師予以輔助的形式，在課余時間或假期靈活安排設備人員，形成實驗室靈活開放、設備有效使用、學生實踐能力提高、教師自身科研素質的提升等多贏的局面。
3 結語
在當前高校實驗室持續深化改革的大潮中，學校和教師務必及時更新自己的教育理念，充分發揮學生在教學實踐活動中的主體地位，為實驗教學改革創造有利環境，進一步提高高校教學水平，為社會輸送合格人才。
參考文獻：
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人才培養是高校的一項核心任務，國家教育“十二五”規劃綱要第七章（高等教育）第十九條中明確指出要提高人才培養質量，牢固確立人才培養在高校工作中的中心地位，著力培養信念執著、品德優良、知識豐富、本領過硬的高素質專門人才和拔尖創新人才，強化實踐教學環節Ⅲ。然而，社會仍存在“畢業生難找對口工作，用人單位難找優秀人才”的現象。麥可思研究院獨家撰寫、社會科學文獻出版社正式出版的《2012年中國大學生就業報告》中提出，計算機科學與技術專業連續兩年成為本科就業紅牌警告專業。究其原因，并非社會不需要大量的計算機專業人才，而是一些高校計算機專業的人才培養模式不夠合理，重基礎理論，輕實踐操作；強調知識學習，忽視開拓創新，最終導致畢業生與企業的需求存在很大差距，造成用人單位與學生無法有效對接的尷尬局面。
1 “DIY”培養理念的含義
計算機專業實踐性要求非常強，高等學校的計算機教育不僅要讓學生掌握扎實的理論基礎，還要培養他們的開發能力和創新意識，尤其是較高的專業技能和創新能力。杭州電子科技大學計算機學院提出“DIY”（Do It Yourself）的培養理念，強調學生在教學過程中的主體地位，鼓勵學生從做中學，重視學生在教學和實踐過程中動手能力和創造能力的提高，在教學中始終貫穿“興趣驅動一實踐貫通一強化能力”這條主線，鍛煉學生的自我學習能力；指導教師則根據知識更新、學術發展和社會需要的情況，對教學工作進行改進，以適應情況變化。“DIY”培養理念改變了傳統的“教師講、學生聽”模式，一切以學生為中心，充分調動他們的積極性和主動性，學生也在不斷的實踐中提升了自身能力。
2 “DIY”特色人才培養模式改革方案
2.1 重建課程體系，緊跟專業前沿
計算機行業發展迅速，知識更新節奏快，學生往往對流行的技術倍感興趣。如果一直沿用陳舊的課程體系，與專業前沿技術脫節，那么人才培養將成為空話，因此應結合社會經濟發展對人才的需求，對課程體系進行系統規劃，對現有課程體系中不適應時展的部分進行大力改革，聘請國內外著名計算機教育專家為顧問，以科研一線教師、教學骨干為核心，成立課程體系建設專家組，負責課程體系的制訂與改革；選派教師參加國內外重要教學研討會，如教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會組織的系列教學改革研討會，吸收國內外計算機教育一流高校及優秀地方高校的成功經驗，結合省情、校情對培養計劃及各課程的教學內容進行了修訂，大力建設課程體系與配套教材；在現有經典課程的基礎上，融合專業發展趨勢與最新前沿技術，推出具有時代特征、教學與應用協調的課程群。
針對計算機科學與技術專業學生好“軟”怕“硬”、選課隨意性大、不能形成完整的知識體系等切實問題，杭州電子科技大學計算機學院在課程體系上進行改革創新：從基礎課抓起，通過“DIY”教學手段，逐步培養和提高學生的學習興趣，將計算機新技術和新方法納入新課程體系建設，逐步形成“1個平臺、3個層次、4個方向”的立體化課程體系。
1）1個平臺。
以計算機基礎課程（包括公共基礎課和專業基礎課）為平臺，學生通過基礎課程學習掌握專業必需的基礎知識，對重要的專業基礎課如數據結構、操作系統、計算機網絡等均分別設置至少2周的課程設計，培養學生分析問題、解決問題和動手實踐的能力，為后續課程打下堅實基礎。
2）3個層次。
按照由淺入深、從基礎到應用的培養思路，將課程設置為“3個層次”的課程群，即基礎應用性課程、專業能力性課程、專業創新性課程。通過這些課程的教學，培養學生的基本技能、新技術應用能力、實際開發能力與綜合創新能力，同時結合當前計算機技術熱點，將前沿技術相關課程納入培養計劃，開設Android操作系統原理及應用開發、多核編程技術、無線傳感器網絡操作系統與NesC編程論、物聯網與Web服務、腦機接口系統概論等多門新課程，使學生能接觸到更多的前沿和熱點技術。
3）4個方向。
在專業課程設置上分為4個方向，分別是嵌入式系統、物聯網技術及應用、計算機視覺、認知與計算。學生學完基礎課程之后，可以依據自己的興趣愛好選擇相應的專業方向進行系統學習，從而避免沒有目標、胡亂選課的現象通過這種“菜單式”模塊化專業方向的學習，學生對該專業相關知識有了全面、系統的了解和掌握，提高了就業競爭力，同時也為繼續學習和研究指明了方向。
（1）嵌入式系統，著重培養嵌入式系統的開發和設計能力。
（2）物聯網技術及應用，學習物聯網工程與技術方面的基本理論和基本知識，接受從事開發與應用物聯網技術的基本訓練，著重培養開發、應用與管理物聯網系統的能力。
（3）計算機視覺，著重培養智能視覺處理能力以及嵌入式視覺開發和設計能力。
（4）認知與計算，著重培養人工智能應用領域的軟硬結合的高級復合型人才。
2.2 提供先進平臺，加強實踐教學
實踐環節由校內實踐與校外實踐兩個力一面有機組成。校內實踐包括課程設計、工程訓練與畢業設計等環節，校外實踐鼓勵學生到院企共建的實訓基地完成工程設計、畢業設計和實訓實習等。
1）依據“DIY”理念，構建先進的實踐教學平臺，實現隨時隨地學習。
首先，程序設計類基礎課程依托自主研發的在線學習與測評系統（HD Online Judge），該系統全天候地向全球免費開放，能實時評判和反饋學生提交的作業，按照一定規則根據作業完成情況自動排名，以營造競爭性的學習氛圍，“DIY”contest功能允許學生創建自己的在線比賽這種“課內課外緊密結合、學習競賽互為促進”的教學模式廣受學生歡迎，2011年注冊用戶提交量逾180萬次，超過國內所有高校的同類系統，極大地提高了杭州電子科技大學計算機學院學生的程序設計能力。
其次，在專業培養中突出硬件特色，對于計算機組成原理、系統可編程單片機等課程實驗，研制多種靈活的、高性價比的學習板（如 Startkit），鼓勵學生將實驗帶回宿舍，以彌補實驗室教學的不足，實現隨時 隨地學習。
最后對于軟件實訓類課程，搭建一個基于云計算技術的實訓平臺，主要用于軟件工程和項目的實踐環節，學生可以利用各種終端設備（包括手機等）在異地運行大型軟件，進行大型軟件項目的分析、設計與實現。
這些先進的實踐平臺打破了時間和空間的限制，使得學生可以利用課余時間做實驗，隨時隨地進行協同開發，大大提高了實踐能力和創新能力。
2）利用地區優勢，加強校企合作，打造校外實訓基地。
在計算機行業發展的新形勢下，學生直接參與企業實訓能夠快速提升自身能力，為此杭州電子科技大學計算機學院與Sun公司、阿里巴巴、天堂軟件、浙大網新等15家高新企業共建實訓基地，與美國WinRiver公司聯合建立Vxworks聯合實驗室與培訓中心、與美國Google公司聯合建立谷歌Android實驗室，重點培養學生的工程實踐能力與團隊協作能力。此外，還開設若干校企合作課程，如與英特爾公司合作，將其先進的嵌入式技術融入原有的嵌入式課程體系中，利用公司提供的軟硬件條件幫助學生掌握基于英特爾凌動TM嵌入式平臺的研發技能，為培養出具有競爭實力、掌握先進技術、滿足時展需求的人才打下良好基礎。
2.3 實施創新工程，鼓勵參與競賽
1）推行創新性實驗項目，實行創新能力學分制度。
鼓勵學生進實驗室，盡早參與教師的科研項目，設立本科生創新計劃項目，以立項并給予經費支持的形式鼓勵學生參加科技創新活動，這些措施可以為各類學科競賽奠定廣泛的基礎。教師應鼓勵有一定實踐和項目經驗的學生自發組團，參與各類省級、國家級創新項目，在學生之間形成“你追我趕”的良好氛圍，在項目的帶動下促進學生提升整體能力。
杭州電子科技大學計算機學院2010年起將創新能力學分納入人才培養體系，推出《創新能力學分實施細則》。本科生參加院系及校級以上的一系列具有創新性的活動，包括科學研究、技術開發、發明創造、學科競賽、撰寫學術論文等，若取得標志性的科技成果、獲得各類資格等級證書或競賽獎勵，均可得到一定的創新能力學分。
2）構建各類競賽體系，引導激勵多管齊下。
作為創新教育的重要內容，大學生科技競賽對于激發學生學習興趣，培養學生創新思維、創新能力、團隊協作精神，提高分析和解決問題的能力有著極為重要的作用，因此科技競賽是創新型人才培養的有效手段。杭州電子科技大學計算機學院以科技競賽為抓手，建立各種競賽組織、集訓、選拔的長效機制，開設與競賽配套的全校性任選課，組建ACM協會、電腦硬件協會，擴大競賽的影響面，激發學生學以致用的興趣，提高學生的綜合素質，帶動整個專業人才培養良性發展。
根據各項競賽激勵政策，對獲得國家和省級各類學科競賽等級的學生給予成績、學分和物質3種獎勵，對指導教師給予績效獎勵和課時補貼，調動廣大師生的參與熱情，在全院范圍內形成師生共同備戰、積極參賽的良好氛圍。
2.4 嚴把教學環節，保障教學質量
教學過程管理是創新應用型人才培養的保障。杭州電子科技大學計算機學院引入IS09000質量管理體系標準，借鑒其過程化管理、按要素評估的思想，建立了一套完善的計算機專業教學質量控制和保障體系，形成了組織機構健全、職責分工明確、教學目標清晰、考核手段健全、過程管理嚴格、檔案記錄詳實、定期總結講評的專業管理模式，實現了教學管理從經驗型向科學化的轉變。
1）教學質量環節控制。
教學質量環節控制通過3個方面實現：制訂嚴格的教學質量標準，如開課制度、新教師培養制度、教學事故認定制度等，每門課程均按照課程大綱規定作業批改量、自學課時數、答疑次數，重視實踐教學環節的指導和考核；每門課程的考試成績按照平時成績、期中成績和期終成績綜合給出；期末由教師上交學生成績冊、課程小結表和試卷分析表并由教務部門做好收集整理工作。
2）教學質量過程控制。
除了教務處的相關規定外，作為過程控制的相關制度必不可少，包括設立教學督察與指導制度，按課程領域對所有課程進行動態跟蹤，在新教師的崗前培訓、課程組教學研討、專業班主任配備等方面均有相關的教學管理文件。在畢業設計從開題到答辯結束的全過程，學院學術委員會均參與指導、審核、檢查，指導教師負責每個學生的畢業設計整體質量，各答辯小組負責論文評閱、系統驗收和演講答辯打分，保證畢業調設計質量。
3）教學評估檢查控制。
通過社會評價、教師之間互評、督導小組不定期檢查、學評教4個方面綜合展開，多方面完善教學質量評價體系，體現全面、公平、公正的原則。
4）質量信息反饋控制。
杭州電子科技大學計算機學院為了提升教學質量，定期調查學生、家長以及用人單位對學院教學工作的滿意度，尤其對于用人單位，學院通常會請企業對畢業生進行評價并給出建議，然后采用一些企業提出的培養方案，提高學生的就業競爭力。
3 改革成效
杭州電子科技大學計算機學院依據創新教育的理念大膽探索，扎實推進計算機專業“DIY”特色人才培養模式改革，取得了顯著成果。
（1）改革成果受益面廣、影響力大，已經輻射到全省眾多高校，起到了顯著的示范作用。計算機基礎課實驗教學中心是國家級10個計算機實驗教學示范中心之一；計算機基礎課程教學團隊為國家級教學團隊；計算機科學與技術專業成為國家特色專業，現又成為教育部專業綜合改革試點工程項目；計算機組成原理為國家級精品課程，獲得2項國家級教學成果獎和5項省級教學成果獎。
（2）學生在ACM程序設計、電子設計、數學建模、智能汽車等各類學科競賽中屢獲佳績2011年院代表隊成功進入ACM國際大學生程序設計大賽全球總決賽，與哈佛、麻省理工、斯坦福等國際一流學校的學生同場競技，并且憑借全場最快解出E題的優異表現獲得UPE單項獎；在國際大學生程序設計競賽亞洲區預選賽（第34屆、35屆）中獲得各類獎項72個；在2009年全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽中獲得4項二等獎；2010年英特爾杯大學生電子設計競賽嵌入式系統專題邀請賽中獲得3項全國二等獎：在2010年浙江省第五屆大學生電子商務競賽中獲得1項二等獎；在2010年浙江省大學生電子設計競賽中獲得3項二等獎；在2011年全國大學生“挑 戰杯”學術科技作品競賽中獲得3項個國三等獎，17項省級獎；省新苗計劃立項10項
（3）畢業生具有扎實肯干的工作作風和持續創新的能力，就業率連年達到97%以上。畢業生被眾多知名IT企業錄用，如阿里巴巴、百度、網易、騰訊、華為、華三、思科、網訊等，有著廣闊的發展空間。杭州電子科技大學榮獲“全國普通高等學校畢業生就業工作先進集體50強”稱號
4 結語
【摘要】人類正在發生一場新的產業革命，這場產業革命不是把互聯網簡單應用到傳統產業領域，而是互聯網、物聯網、傳統產業三位一體的革命，智能制造是這場革命的典型表現。作為新產業革命的主要部分，智能制造不是偶然的、孤立的，而是與新產業革命的三個要件――勞動力知識密集化、勞動工具數字化、勞動對象服務化不可分割的。以智能制造為重要內容的產業革命向包括中國在內的所有國家都敞開了窗口。為了積極應對產業革命，為智能制造準備充分而必要的條件，應采取人力資源超增長戰略、輕資產優先增長戰略、政企合作創新戰略。
【關鍵詞】智能制造 產業革命 輕資產優先增長戰略 政企合作 工業4.0
【中圖分類號】F43/47 【文獻標識碼】A
【DOI】 10.16619/ki.rmltxsqy.2015.19.005
今年，中國政府工作報告提出要實施“中國制造2025”強國戰略，堅持創新驅動、智能轉型、強化基礎、綠色發展，促進工業化和信息化深度融合，開發利用網絡化、數字化、智能化等技術。據新華社報道：“《中國制造2025》的總體思路是堅持走中國特色新型工業化道路，以促進制造業創新發展為主題，以提質增效為中心，以加快新一代信息技術與制造業融合為主線，以推進智能制造為主攻方向。”簡言之，“中國制造2025”的核心是智能制造。
智能制造的歐美版本
在“中國制造2025”出臺以前，智能制造在國際已經有多種版本，其中最主要的是歐美三國的版本，即德國的“工業4.0”、英國的“高值制造”、美國的“先進制造”。
德國的“工業4.0”。“工業4.0”是德國面向2020年的高技術戰略，核心內容是智能化生產系統，即在系統或產品的生命周期內，相關信息通過網絡化實時傳給產業鏈的各個環節，隨時通過數據優化價值創造流。
根據《產品生命周期管理概論》作者烏爾里希?森德勒的觀點，理解“工業4.0”有四個要點，即第四次產業革命、信息物理融合系統（CPS）、物與服務聯網（IOTS）、機器對機器的通信（M2M）。
“工業4.0”是第四次工業革命。第一次工業革命被稱為“工業1.0”，其標志是蒸汽機和機械生產設備；第二次工業革命被稱為“工業2.0”，其標志是電動機和大規模生產線；第三次工業革命被稱為“工業3.0”，其標志是電子、信息技術和高度自動化生產；第四次工業革命被稱為“工業4.0”，其標志是信息物理融合系統（CPS）和智能化生產。簡而言之，“工業1.0”是機械化時代，“工業2.0”是電氣化時代，“工業3.0”是信息化時代，“工業4.0”是智能化時代。
信息物理融合系統是互聯網發展的新階段。信息物理融合系統也稱之為智能技術系統，它不是獨立設備的集合，也不是單純的互聯網，而是由具備物理輸入輸出功能且可相互作用的元件組成的網絡。互聯網原來只限于傳統意義上的計算機，現在則是具備萬維網接口的任意設備。信息物理融合系統的基礎是數字通信技術，主要包括傳感器、執行器以及網絡化的智能組件技術。智能工廠就是把若干信息物理融合系統整合起來，形成更大的系統。
物與服務聯網是物聯網發展的新階段。物與服務聯網，就是所有的產品和服務都配備一個IP地址，通過標準協議彼此聯網，同時也和人聯網。物與服務的聯網，實質是基于數字技術的智能化服務。
機器對機器通信是指終端設備之間的數據交換。機器與機器之間的通信在電纜和傳統電器中早就存在，在“工業4.0”中，主要是增加了由無線服務和標準協議所建立的網絡。
根據德國《“工業4.0”白皮書》，實現上述內容需要解決五個方面的問題：價值創造網的水平整合，全生命周期內工程學的一致性，垂直整合和網絡化的生產體系，新的工作基礎設施，跨領域技術。①
英國的“高值制造”。英國政府面向未來的戰略是“高值制造”。“高值”是從價值形態上說的，“高值制造”就是高附加值的制造。“高值制造”是一場制造業的革命，它的產業形態是按需制造、分布式制造和產品服務化，它的技術形態是新興技術群、數據網和智能基礎設施。根據英國政府科學辦公室前瞻水平掃描中心的定義：“這場革命由新技術、新方法和新材料驅動，同時伴之以基于三維打印技術的本地化定制生產，走向產品加服務的商業模式――‘產品服務化’。”②
“高值制造”戰略的主題是資源效率、制造工藝、材料集成、制造系統、企業模式。在主題之下，又分為若干新興技術群和產業領域。新技術、新工具、新方法、新材料使制造形態和商業模式發生變革。
數據網是第二次互聯網革命的主要內容。互聯網是第一步，數據網是第二步。數據網為數據和網絡文本添加結構和意義，基于通用互聯網協議實現各種數據、物體的互聯，同時把互聯網分成專屬的“網絡分區”，從而改變網絡的價值。
智能基礎設施與互聯網革命密切相關。互聯網是在現有的基礎設施特別是固定電話網絡的基礎上發展起來的，而互聯網的革命將深刻改變基礎設施，不僅是數據傳輸基礎設施，還包括數據處理、數據儲存和電力供應，主要是智能電網、傳感器網絡的推廣和應用，以及對現有基礎設施的“拆拼再利用”。
美國的“先進制造”。美國面向未來的戰略是高端制造。根據美國科技顧問委員會的定義，“先進制造系指一組活動，它們依賴于信息、自動化、計算、軟件、傳感和網絡等的采用與協調，并運用物理學和生物學開發的前沿材料和新興能力，例如納米技術、化學和生物學。它既包括以新穎方式來生產已經有的產品，也包括制造基于新興前沿技術的新產品”。③簡言之，“先進制造”是指采用信息技術和網絡技術，并利用新材料等新興技術生產新產品的系列活動。
“先進制造”與數字革命相聯系。美國工程院認為當前正在發生的數字革命有三個特征：計算能力的持續增長，通信和分析能力快速提高，機器人技術和控制系統的進步。數字革命使高速計算機、先進傳感技術和先進材料不斷進入生產過程，這必將變革價值創造方式和就業格局，極大地提高生產率。美國信息技術與創新基金會建議支持“數字驅動型創新”，包括數據收集、存儲、處理、分析、使用和傳播等技術研發。
據中國專家的實地調研，美國正在進入“新硬件”時代。“新硬件時代，是以美國強大的軟件技術、互聯網和大數據技術為基礎，由極客和創客為主要參與群體，以硬件為表現形式的一種新產業形態。這里說的新硬件，不是主板、顯示器、鍵盤這些計算機硬件，而是指一切物理上存在的，在過去的生產和生活中聞所未聞、見所未見的人造事物。”④
上述智能制造的三種版本，“工業4.0”最優。各個版本雖然表述、重點有所不同，但我們由此可以得出三點基本結論：
第一，人類正在發生產業革命，這場革命不是把互聯網簡單應用到傳統產業領域，而是互聯網、物聯網、傳統產業三位一體的革命，智能制造是這場革命的典型表現。
第二，此次產業革命的根本特征是智能化，即原子世界與比特世界全面融合，人與人、人與物、人與服務、物與物、物與服務全面鏈接，基礎設施、生產過程和價值構成重新整合。
第三，數字技術是智能化的使能技術（或關鍵技術）。數字技術使云計算、大數據、互聯網新應用、智能工廠、機器人、增材制造和軟件設計等眾多新技術成為可能，而眾多新技術的突破又反過來為進一步數字化提供物理和生物基礎。
智能制造與新產業革命
一段時間以來，智能制造成為熱詞，但同時也在很大程度上被簡單化。很多人以為只要把互聯網引入傳統產業，智能制造就實現了。這是從傳統發展方式理解的智能制造，而不是從新產業革命的意義上理解的智能制造。作為新產業革命的主要部分，智能制造不是偶然的、孤立的，而是與新產業革命的三個要件不可分割的。這三個要件，也可以說是智能制造的三大支柱，就是勞動力知識密集化、勞動工具數字化、勞動對象服務化。
勞動力知識密集化。所謂勞動力知識密集化，是指勞動力不僅接受過專業教育，而且還具有即時學習的能力，從而使專業知識交叉融合、知識與操作交叉融合。
在傳統工業化的發展方式中，研發、設計、銷售、服務等知識密集環節與制造環節相對分離，學科之間、理論與實操之間線性接續，互不交叉，因而需要的是專業型的員工。智能制造產業鏈是非線性的、矩陣式的，各個環節平行運行、交互作用、協同優化，生產系統的復雜性增強；由于分布式制造和產品服務化，產業鏈已不僅限于企業內部，而是跨企業、跨地域的。這就要求勞動力既要具有專業知識，同時又要有跨學科知識；既要有理論知識，又要有實際操作能力。跨學科、跨專業、跨領域的復合型、主動型人才成為主要需求。這種新型的勞動力既是設計者、研發者，又是協調者、操作者；既懂軟件和硬件技術，又懂機械和制造技術。與自動化相適應的是專業化的人才，與智能化相適應的是復合型人才和能力型人才。
需要說明的是，智能制造并不取消專業性，而是在專業性的基礎上要求全面性，能夠融會貫通，理解全局。這種全面性之所以可能，是由于互聯網使海量知識資源能夠即時共享，只要愿意，人們可以在任何時間、任何地點獲取所需的知識。E學習、APP學習、微信學習、游戲學習等新型學習、教育方式，為勞動力知識密集化提供了新的途徑和機遇，據《歐洲產業和企業數字轉型》報告，E學習市場在未來十年間將增加15倍，占全部教育市場的30%。
勞動力知識密集化在就業結構上體現明顯。據美國布魯金斯學會的一份報告，美國高端產業雇傭了全美80%的工程師。美國由“從事科學和工程學、建筑與設計、教育、藝術、音樂和娛樂的人們”構成的“創意階層人士”，2000年已經占到就業人口的近1/3，歐洲平均也在25%～30%。美國創意產業的薪酬占到全美所有產業薪酬的將近一半，相當于制造業和服務薪酬的總和。⑤2011年，勞動年齡人口受過高等教育的人口比例，美國為61%，俄羅斯為54%，日本為41%。可以說，科學家、工程師等專業人員在就業結構中已經居于主導地位。
生產工具數字化。所謂生產工具的數字化，是指數字程序控制的生產工具和生產工具的虛擬化，以及生產工具與虛擬生產工具之間的交互結構。例如，數控機床就是生產工具由數字程序控制；計算機輔助設計系統（CAD）就是生產工具的虛擬化。
工業文明的生產工具是大機器，而且是自動化的機器，生產裝置在無人干預的情況下自動運行，從而把人從繁重的體力勞動和有害的環境中解放出來。
這種情況在新產業革命中改變了。按照IBM工業研究院哈德?鮑姆的觀點，智能制造或第四次工業革命的基礎是五種技術創新，即移動計算技術、社會化媒體技術、物聯網技術、大數據技術、分析和優化技術。它們相互影響，從根本上改變了增值、商業模式和產業形態，也改變了生產工具的形態。機器裝備等勞動工具普遍使用信息技術、通訊技術和網絡技術，形成信息物理融合系統，包括高端數控機床、工業機器人、柔性制造系統等。數字化工具在生產的每一個環節和生活的全部過程，實時感知、分析、處理和控制，相互交流并與周圍環境交流，自動更改配置并存儲信息，分布式地自我組織，提供和執行全流程最優化方案。
生產工具的數字化使軟件具有了戰略意義，軟件的研發成本也占據了重要份額。西門子公司軟件研發的支出占了整個集團研發預算的大約40%，達到了40億歐元。據國外專家估計，當前純工業軟件的世界市場份額已達180億歐元，預測未來每年還將上升8%；工業型軟件在有關物流、安全和能源管理領域的額度已超過1000億歐元。⑥
生產工具的數字化也使生態文明成為可能。數字化使技術體系能夠通過提高單位資源效率的方法來增加產品總量，在生產、分配、交換和消費等全部經濟、社會過程中減少資源消耗和廢物產生，對廢物進行資源化和再利用，把物質消耗和環境污染維持在自然界自我修復能力的范圍以內。
勞動對象服務化。所謂勞動對象的服務化，是指勞動對象特別是勞動產品從物質單體變成從物質單體誕生直至回收的系統，而服務是該系統的主要部分。
工業化發展方式中的勞動對象，從動力上看，是大規模的化石能源特別是石油、天然氣和煤炭；從原材料上看，是大規模的鋼鐵、水泥等礦物質材料；從最終產品上看，是大規模的實物商品，所有產品都是物質實體，從研發、設計開始，在制造終端完成。
而在新產業革命中，產品變成與服務一體化的系統，這個系統包括實體產品，以及圍繞實體產品的服務。據陜汽公司提供的數據，目前平均一輛卡車的售價為30萬元人民幣，但卡車使用以后產生的成本是500萬，在卡車整個生命周期內，服務的價值占絕大部分。所謂整個產品生命周期，是指產品系統從產品設計、研發開始，經過制造、售后，直至回收再制造的全過程。
產品系統中的服務，主要包括單體產品服務――產前、產中、產后服務等，以及單體產品衍生服務――服務是主體，單體產品是載體或工具，還包括無產品服務――與單體產品無關、但經濟上有關的結構。其中單體產品服務是最核心的服務，產前服務是指產品的研發和設計，這是一個以產品為核心，制造商、供應商、用戶、創新者、投資者等利益相關者參加的設計、研發圈；產中服務主要是廠內和社會的相關生產；產后服務則是從產品誕生直到實體產品消失為止的服務“長尾”。據麥肯錫全球研究院的一份報告，發達經濟體制造業服務類投入占到制造業產出的20%～25%，制造業崗位中30%～55%具有服務性職能，若加上外包服務，美國制造業服務類崗位已超過生產類崗位。據筆者實地調研，2014年，中國智能制造走在前列的陜西汽車股份公司，利潤的44%來自于產品服務。2005年世界著名傳統制造公司利潤的50%以上來源于服務活動，全球500強企業中56%的公司從事服務業。而且制造業企業的生產，越來越依靠金融、電信、物流等服務性企業，據美國布魯金斯學會的一份研究報告，美國高端產業每個工人每年從其他商業服務中采購23.6萬美元的商品和服務，而其他產業的采購僅為6.7萬美元。
智能制造與中國機會
以智能制造為重要內容的產業革命，向包括中國在內的所有國家都敞開了窗口。同時，向中國敞開的還有另外兩個窗口，一個是巨大的經濟存量的轉型，另一個是工業化和城市化中后期帶來的經濟增量。如果說經濟增長速度換擋期、結構調整陣痛期與前期刺激性政策消化期在同一時間重合出現，是老的三期疊加，那么，新產業革命的發生期、新發展方式的形成期、全面小康社會的建成期同時重合出現，則是新的三期疊加。如果說老三期疊加困難不少，那么新三期疊加則是機遇大于挑戰。
新發展方式形成期提供的第二窗口。新發展方式形成期的機遇首先是大規模實體經濟提供的載體空間。我國具有世界最大規模的實體經濟，面臨轉變發展方式。物質消耗和環境容量已經走到臨界區域；低端外部需求已經接近極限；單純以廉價勞動力、廉價商品和薄利多銷為內容的向下競爭，已經走到盡頭，加速形成新的發展方式上升為剛性需求。巨大的經濟存量要求經濟發展方式必須從以物質資源投入為主轉變為以人力和知識資源投入為主，即用無形資本替代有形資本，真正轉型為一個知識型、創新型、服務型的經濟體，實現智能型增長。
其次是大規模城市化提供的增量空間。2014年我國城市化率已經超過54%。如果按照每年轉移1000萬農村勞動力的速度計算，10年后還會有1億人口城市化。城市化必然引起經濟結構的轉型升級和經濟總量的巨大增長，也必然引起我國消費規模的巨大增長和消費水平的大規模升級，相應地也將對智能制造產生巨大需求。我國的城市化是在發達國家城市化完成以后開始的，又是人類歷史上最大規模的城市化，有條件不重復、也不應該重復先發國家傳統城市化的老路，即先污染后治理、先粗放后集約、先發展后轉移的道路，而必須一開始就以智能制造、生態經濟支撐。
全面小康社會建成期提供的第三窗口。我國已經度過了溫飽階段，實現了整體小康，正在建設全面小康。2012年的統計公報反映，城鎮居民和農村居民消費的恩格爾系數都在下降，而且兩個數值越來越接近。從經濟規律來看，在溫飽問題尚未解決的階段，人們的需求主要集中在生活資料領域，生產和消費水平比較粗放；而在溫飽問題解決以后，人們的物質消費不僅有較大的增長，而且會出現重大的升級，同時人們的非物質性消費也大幅度增長、升級。這就為智能制造、高端服務開辟了新的領先市場。
新三期疊加放大了智能制造的機會窗口。有一種觀點，認為我國制造業整體水平處于中低端，發展很不平衡，存在大量“工業2.0”產業，因此，中國智能制造只能分兩路走。一路是大多數弱勢產業，必須循序漸進，從“工業2.0”上升到“工業3.0”，然后到“工業4.0”；另一路，是少數優勢產業，有可能直接從“工業3.0”進入“工業4.0”。
除了上述兩路大軍以外，還有一路大軍，他們已經處于智能制造階段，雖然水平不一定是世界最高的。如華為、中興、陜汽、海爾，等等，他們是我國智能制造的第一方陣。
處于“工業2.0”階段的產業，以及城市化形成的增量產業，不一定按部就班地從“工業2.0”到“工業3.0”再到“工業4.0”，雖然也有這種可能性。由于新三期疊加，放大了智能制造的機會窗口，出現了“畢其功于一役”的現實可能性，即三路大軍幾乎同時進入智能制造階段。我們既要看到老的三期疊加，同時又要看到新的三期疊加，而且我國經過30多年的高速發展，已經處于新的歷史起點：整體上已經渡過溫飽階段，進入工業化和城市化的中后期，科教興國和人才強國戰略帶來的科技人力資源紅利正在顯現，只要戰略選擇得當，經過扎實工作，三路大軍完全可以平行實現智能制造。
智能制造的中國戰略
新三期疊加的窗口已經打開，必須采取必要的戰略，為智能制造準備充分而必要的條件，否則也可能喪失機遇。
人力資源超增長戰略。人力資源超增長戰略，就是在從2016年到2025年10年左右的時間內，通過投入和優化結構，急速使我國新增勞動人口普及高中階段教育，55%達到大專及大專以上文化程度。
如果持續使新增勞動人口的55%達到大專及以上文化程度，就要求高等教育入學率，即在校大學生占該年齡段人口的比例，必須達到55%。國際上通常認為，高等教育大眾化階段的毛入學率在15%～50%，普及化階段的毛入學率在50%以上。高等教育毛入學率超過50%的國家，全球有54個；⑦經合組織國家高等教育毛入學率為55%。
人力資源超增長戰略具有現實可能性。一是由于新增勞動人口的減少，中國勞動適齡人口已經處于一個加速減少的時期。據專家預測，中國勞動適齡人口在2015年達到峰值，此后將開始減少，2020年后減少甚至會加速。實際上，從2012年開始，我國勞動適齡人口已經連續3年減少，分別減少了345萬、244萬、371萬。新增勞動人口的減少是個劣勢，但又是個優勢，即縮小了受教育人口的基數。二是我國具有適當擴大教育規模的公共財力和社會資本。新增勞動人口的減少和教育規模的適度擴大，使較大幅度提升入學率成為可能。
2013年我國高中階段教育毛入學率為86.0%。十一五期間，高中階段教育毛入學率平均每年增加近6個百分點，十二五前三年增速放緩，每年增加1個百分點強。根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010～2020年）》，2020年高中階段教育毛入學率達到90%，在此基礎上，經過努力工作，每年增加2個百分點，到2025年普及高中階段教育是可以做到的。
2013年，中國高等教育毛入學率達到34.5%，與全球平均水平（2012年為32%）⑧相當。從2014年開始，全國本專科招生總規模已達到當年年滿18歲人口的46%。如果全國本專科招生人數每年保持在700萬，那么到2020年，全國本專科招生總規模占當年年滿18歲人口的比例將超過55%，當年的高等教育毛入學率也將超過50%。十二五前三年高等教育毛入學率平均每年增加近3個百分點。2020年以后，若使高等教育毛入學率每年增加1個百分點，到2025年中國高等教育毛入學率可以達到55%。
人力資源超增長具有重大戰略意義，不僅可以使我國獲得自主創新所需的人力和社會基礎，而且還能夠使這種基礎從此長期延續。當新增勞動力資源50%受到大專以上教育以后，即使全社會勞動力走出減少期、再度進入增長期，新增勞動力受教育水平仍將保持在50%以上的高位水平，不會降低。這種社會遺傳機制，是人類文明進步規律之一。
實施人力資源超增長戰略的主要政策包括：
第一，實行中等專業學校義務教育。凡中等專業學校教育一律免費，爭取在較短的時間內，實行12年義務教育。
第二，發展多層次應用型大學。除211等高校按研究型大學重點支持外，其他普通高校和大量高職高專院校都應向應用型大學轉變。吸引社會資金特別是企業參加興辦多種所有制的高等職業和高等專業技術學校。應用型大學對人才的培養和科研活動經費少部分來自財政撥款，絕大部分是市場化的，根據企業訂單培養人才，根據企業合同開展設計、研發等創新服務。
第三，建立全民即時學習平臺。依托國家開放大學（中央廣播電視大學），整合大學、中學、小學和職業教育優質資源，建立全民素質教育平臺，普遍開展學歷和非學歷的自學教育，隨時隨地向全體公民開放，三網融合，免費學習，知識共享，最大限度增強科學文化的正外部性，使一切有學習意愿的人，特別是廣大農民、工人、戰士、老少邊窮地區人民、低收入人群能夠與條件優越的人群一樣擁有優質教育機會。
第四，建立復合型人才教育模式。中學教育廢除文理分科，大學教育、科研、實習采取矩陣模式，學生可以跨專業、跨學科選課，也可以跨院系參加科研項目，跨領域參加生產實習，培養學生發現問題和綜合解決問題的能力。鼓勵大學依托企業建立教學、科研、實習基地，企業依托大學建立人才培養基地。社會教育、職業教育學用結合，以用為主，為制造業源源不斷地輸送適用人才。
輕資產優先增長戰略。輕資產優先增長戰略，就是把知識性、技術性資產置于經濟發展的首位，優先投資，優先形成生產能力，優先市場準入，使創新型企業在設計、研發、專利、版權、標準、品牌、培訓、服務等方面的輕資產投資超過設備、材料等重資產投資。
輕資產優先增長，是國際經濟轉型的基本趨勢。在制造業產業鏈中，重資產已經下沉到低端，而輕資產則上升到高端，而且以輕資產為核心的無形資產投資占比超過有形資產。據美國《科學與工程指標2014》顯示，知識與技術密集型產業占GDP的比例，美國高達40%，歐盟、加拿大、日本和韓國等主要發達經濟體為30%左右，而我國僅為20%左右。據英國學者的一份研究報告，2007年，英國私營部門無形資本投資為1330億英鎊，而有形資本投資為950億英鎊，無形資本投資占比58%，物質資本投資占比42%，前者高出16個百分點。2000年至2007年，英國私人部門生產率增長的2/3來源于無形資本投入。
我國具有輕資產優先增長的知識和技術資源。科技人力資源總量已經超過7000萬，世界第一；年研究與試驗發展（R&D）經費支出超過13000億人民幣，居世界第二；高等學校2500多個，科研機構3600多個，規模以上工業企業研發機構30000多個；2014年受理發明專利申請92.8件，連續4年位居世界首位；PCT專利申請量增長強勁，位居世界第三，占全球總量的11.9%；2004年至2014年（截至2014年9月）我國科技人員共發表國際論文136.98萬篇，位居世界第2位。
我國已經具有充裕的公共財力和社會資本。經濟總量位居世界第二，2014年財政收入11140億元，外匯儲備38430億美元；24個省市的地方總產值過萬億。此外，還有龐大的民間資本。
