在物联网技术发展产品化的过程中,我国一直缺乏一些关键技术的掌握,所以产品档次上不去,价格下不来。缺乏RFID等关键技术的独立自主产权这是限制中国物联网发展的关键因素之一。
2、技术标准
目前行业技术主要缺乏以下两个方面标准:接口的标准化;数据模型的标准化。虽然我国早在2005年11月就成立了RFID产业联盟,同时次年又发布了《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》,指出应当集中开展RFID核心技术的研究开发,制定符合中国国情的技术标准。但是,现在我们可以发现,中国的RFID产业仍是一片混乱。技术强度固然在增强,但是技术标准却还如镜中之月。正如同中国的3G标准一样,出于各方面的利益考虑,最后中国的3G有了三个不同的标准。物联网的标准最终怎样,只能等时间来告诉我们答案了。
3、产业链条
和美国相比,国内物联网产业链完善度上还存在着较大差距。虽然目前国内三大运营商和中兴华为这一类的系统设备商都已是世界级水平,但是其他环节相对欠缺。物联网的产业化必然需芯片商、传感设备商、系统解决方案厂商、移动运营商等上下游厂商的通力配合,所以要在我国发展物联网,在体制方面还有很多工作要做,如加强广电、电信、交通等行业主管部门的合作,共同推动信息化、智能化交通系统的建立。加快电信网,广电网,互联网的三网融合进程。产业链的合作需要兼顾各方的利益,而在各方利益机制及商业模式尚未成型的背景下,物联网普及仍相当漫长。
4、行业协作
物联网应用领域十分广泛,许多行业应用具有很大的交叉性,但这些行业分属于不同的政府职能部门,要发展物联网这种以传感技术为基础的信息化应用,在产业化过程中必须加强各行业主管部门的协调与互动,以开放的心态展开通力合作,打破行业、地区、部门之间的壁垒,促进资源共享,加强体制优化改革,才能有效的保障物联网产业的顺利发展。
5、盈利模式
物联网分为感知,网络,应用三个层次,在每一个层面上,都将有多种选择去开拓市场。这样,在未来生态环境的建设过程中,商业模式变得异常关键。对于任何一次信息产业的革命来说,出现一种新型而能成熟发展的商业盈利模式是必然的结果,可是这一点至今还没有在物联网的发展中体现出来,也没有任何产业可以在这一点上统一引领物联网的发展浪潮。目前物联网发展直接带来的一些经济效益主要集中在与物联网有关的电子元器件领域,如射频识别装置、感应器等等。而庞大的数据传输给网络运营商带来的机会以及对最下游的如物流及零售等行业所产生的影响还需要相当长时间的观察。
6、使用成本
物联网产业是需要将物与物连接起来并且进行更好的控制管理。这一特点决定了其发展必将会随着经济发展和社会需求而催生出更多的应用。所以,在物联网传感技术推广的初期,功能单一,价位高是很难避免的问题。因为,电子标签贵,读写设备贵,所以,很难形成大规模的应用。
而由于没有大规模的应用,电子标签和读写器的成本问题便始终没有达到人们的预期。成本高,就没有大规模的应用,而没有大规模的应用,成本高的问题就更难以解决。如何突破初期的用户在成本方面的壁垒成了打开这一片市场的首要问题。所以在成本尚未降至能普及的前提下,物联网的发展将受到限制。
7、安全问题
在物联网中,传感网的建设要求RFID标签预先被嵌入任何与人息息相关的物品中。可视人们在观念上似乎还不是很能接受自己周围的生活物品甚至包括自己时刻都处于一种被监控的状态,这直接导致嵌入标签势必会使个人的隐私权问题受到侵犯。因此,如何确保标签物的拥有者个人隐私不受侵犯便成为射频识别技术以至物联网推广的关键问题。而且如果一旦政府在这方面和国外的大型企业合作,如何确保企业商业信息,国家机密等不会泄露也至关重要。所以说在这一点上,物联网的发展不仅仅是一个技术问题,更有可能涉及到政治法律和国家安全问题。
信息来源:中国移动m2m门户网站
WiFi技术:
WiFi方案的优势是技术成熟,单独的产品就可以接入公网,成本也是相对较低。
缺点则是WiFi设备一般功耗较大,在物联网领域中,供电是一个问题;
WiFi接入数量相对有限,一个家庭路由器一般只能接入几十个设备;
当然,WiFi方案在物联网初级阶段有较大优势,单独的WiFi模块依托路由器即可入网,优势明显,虽然接入数量不多,但是在物联网、智能家居未大规模普及的情况下,也可以满足大多数需求。
所以基于IoT UART串口WiFi模块WG219/WG229/WG231/LCS6260的WiFi方案更适用于对功耗要求不明显,不会大量部署的物联网产品,例如:智能电饭煲,智能空调、冰箱、洗衣机等传统家电设备接入物联网。
蓝牙技术:
蓝牙方案的主要优势在于蓝牙模块的超低功耗,而且通过app打开蓝牙与手机的交互比较简单。
SKB369/SKB501
目前随着蓝牙50模块SKB501(网页链接)、以及更多蓝牙50产品的上市,蓝牙技术的数据传输速度和覆盖范围等得到了巨大的提升,更加适用于物联网的要求。
所以,蓝牙方案适用于对功耗有要求,和手机可以直接交互的物联网产品,例如:智能门锁,智能秤,智能电动牙刷等,也适用于大规模蓝牙mesh灯控、蓝牙传感器网络的部署。
UWB技术:
超宽带技术是近年来新兴一项全新的、与传统通信技术有极大差异的通信无线新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有31~106GHz量级的带宽。目前,包括美国,日本,加拿大等在内的国家都在研究这项技术,在无线室内定位领域具有良好的前景。
UWB技术是一种传输速率高,发射功率较低,穿透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线技术,无载波。正是这些优点,使它在室内定位领域得到了较为精确的结果。
超宽带室内定位技术常采用TDOA演示测距定位算法,就是通过信号到达的时间差,通过双曲线交叉来定位的超宽带系统包括产生、发射、接收、处理极窄脉冲信号的无线电系统。而超宽带室内定位系统则包括UWB接收器、UWB参考标签和主动UWB标签。定位过程中由UWB接收器接收标签发射的UWB信号,通过过滤电磁波传输过程中夹杂的各种噪声干扰,得到含有效信息的信号,再通过中央处理单元进行测距定位计算分析。
超宽带可用于室内精确定位,例如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。超宽带系统与传统的窄带系统相比,具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此,超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航,且能提供十分精确的定位精度。根据不同公司使用的技术手段或算法不同,精度可保持在01 m~05 m。
物联网,被视为继互联网之后的又一次资讯技术革命浪潮,物业,物联网所带来的资产价值将是互联网的数十倍,下一个万亿元级别的资产非其莫属!在资讯时代,以计算机为代表的第一次资产浪潮、以及以互联网、移动通讯网为代表的第二次资产浪潮已经过去,现在人们正面临着以物联网为背景下的第三次资产浪潮。一个万物互联的时代即将到来,各种智能化设备应用,人物感应,都逐步普及到社会各个角落。物联网即将取代互联网,这不是一个趋势,而是一个现实。物联网的过去、现在和未来究竟如何?物联网对中国来说意味着什么?为什么说物联网是世界给中国的大礼包与机遇?物联网未来有哪些趋势?5月25日,加州大学伯克利博士、深圳市蜂群资产服务集团副总裁、深圳市蜂群物联孵化器有限公司CEO林昕,在深圳市物联网智能技术应用协会、中国网·中国物联网频道、深圳市蜂群物联网公益基金会共同主办的物联网创新应用论坛与社会影响力投资项目发布会上,进行题为“物联网的过去、现在和未来”的主题演讲,为现场嘉宾带来一场思维盛宴。
物联网对于中国有何意义?
林昕谈到,物联网不是一个普通的技术,它是一个重大的技术革命,2000年以来,中国连续得到了四个上天给予的大礼包。第一,中国加入WTO,美国总统特朗普认为WTO对美国来说是个亏本买卖,相反中国加入WTO后,出口贸易占世界份额从0跃居到35%,后来居上。第二,数字经济的红利,可以从两个层面来说:一是欧美国家的电讯基础设施在数字压缩技术出现前已经完成,而中国则是在数字压缩技术出现后开始的,因此我们以较低成本就完成了数字化基础建设。二是中国的数字技术被广泛应用在服务领域,如被称为“新四大发明之一”的移动支付,在欧美国家使用比例非常低。第三,得益于梅特卡夫效应。梅特卡夫效应是说在网络基础设施完成后,网络的价值与用户平方成正比,我国人口基数庞大,带来了巨大人口红利。第四,对中国来说,物联网技术和应用将释放更大的梅特卡夫效应。按照梅特卡夫效应原理,人与人链接的互联网时代,网络价值与13亿平方成正比;而万物互联的物联网时代,网络价值则是500亿台机器链接的平方成正比,价值空间可想而知。
物联网未来将如何发展?
林昕表示,物联网的发展经过了很长时间的变迁和探索,应该从以下几个方面入手,分析物联网的发展趋势。首先,从技术革命的角度来看,在历史演变的进程中,人类经历过很多次革命,比如工业革命、资讯技术革命等……但由于历史、政治、思想等多方面的原因,我国在清朝时期错过了工业革命,这直接导致了我们日后近百年的时间过着被屈辱被奴役的日子。其次,物业天津,从资讯技术革命的角度上来看,我国科技行业起步比较晚,但起步后国家在基础设施上进行了大量投资,促进了资讯技术的飞速发展。“我国现在的资讯技术水平不亚于世界上的任何一个国家,当今世界互联网十大公司有四家属于中国,这足以看出我们国人的实力。现在我们已经步入物联网技术革命时代,紧接而来的将是人工智能技术革命和基因新工程革命时代,在这一点上,美国的媒体就曾断言今后物联网技术革命的赢家会是中国。”
从数字经济的角度看,我国从1967年数字经济开始步入正轨后,先后经历了计算机时代和互联网时代,当下我们面临着数字经济的物联网时代,这也是数字经济的第三个阶段。“我们国家发展数字经济的时机非常好,我们只用了西方国家四分之一的成本就完成了他们之前的工作,也因此数字经济就是上天给予我们的一个大礼包。”
物联网实际就是互联网的下一个阶段,互联网时代,各个国家都走在增速的道路上,中国进步的速度更是令国外媒体咋舌。林昕坦言,基于我国的人口基数大,其实更加为互联网商业时代的发展提供了巨大的机遇。有人曾预计,中国物业搜索,物联网在2025年全世界会接500亿个点,西方的媒体认为,这500亿点80%-90%都会在在中国。“物联网,它是一个大号的梅特卡夫效应,500亿的连接正在发生,2020年以后会有一个更大的飞跃。”最后,林昕博士对中国物联网的未来进行了一个精彩的总结。
物联网的十大应用:智能家居、可穿戴、智慧城市、智能电网、工业互联网、连接车、联网医疗(数字医疗/远程医疗/远程医疗)、智能零售、智能供应链、智能农业。
智能家居
每当我们想到物联网系统时,最重要、最高效的应用就是智能家居,它在所有渠道中都是最高的物联网应用。寻找智能家居的人数每月增加约60000人。另一件有趣的事情是,物联网分析智能家居数据库包括256家公司和初创公司。现在,越来越多的公司积极参与智能家居以及该领域的类似应用。智能家居初创公司的预计资金额超过25亿美元,并以快速增长的速度增长。创业公司名单包括著名的创业公司名称,如AlertMe或Nest,以及一些跨国公司,如飞利浦、海尔或贝尔金。
可穿戴
就像智能家居一样,可穿戴设备仍然是潜在物联网的热门话题。每年,全球消费者都在等待最新的苹果智能手表的发布。除此之外,还有很多其他可穿戴设备可以让我们的生活变得轻松,比如索尼SmartB Trainer、LookSee手镯或Myo手势控制。
智慧城市
智慧城市,顾名思义,是一项重大创新,涵盖了从水分配和交通管理到废物管理和环境监测的各种各样的使用案例。它之所以如此受欢迎,是因为它试图消除城市居民的不适和问题。智能城市部门提供的物联网解决方案解决了各种与城市相关的问题,包括交通、减少空气和噪音污染,以及帮助城市更加安全。
智能电网
智能电网是物联网技术的另一个突出领域。智能电网基本上承诺以自动化方式提取有关消费者和电力供应商行为的信息,以提高配电的效率、经济性和可靠性。每月41000次的谷歌搜索证明了这一概念的流行。
工业互联网
考虑工业互联网的一种方式是查看发电、石油、天然气和医疗等行业中的连接机器和设备。它还利用了计划外停机和系统故障可能导致危及生命的情况。嵌入物联网的系统往往包括用于心脏监测的健身带或智能家用电器等设备。这些系统功能齐全,易于使用,但不可靠,因为如果发生停机,它们通常不会造成紧急情况。
连接车
互联汽车技术是一个由多个传感器、天线、嵌入式软件和技术组成的庞大而广泛的网络,有助于在复杂的世界中进行通信导航。它有责任以一致性、准确性和速度做出决策。它还必须是可靠的。当人类将方向盘和制动器的控制权交给目前正在高速公路上测试的自动驾驶车辆时,这些要求将变得更加关键。
联网医疗(数字医疗/远程医疗/远程医疗)
物联网在医疗保健领域有多种应用,从远程监控设备到先进技术,从智能传感器到设备集成。它有可能改善医生提供医疗服务的方式,并确保患者的安全和健康。医疗物联网可以让患者花更多时间与医生互动,从而提高患者参与度和满意度。从个人健身传感器到外科手术机器人,医疗领域的物联网带来了新的工具,这些工具采用了生态系统中的最新技术进行更新,有助于发展更好的医疗保健。物联网有助于医疗改革,并为患者和医疗专业人员提供口袋友好型解决方案。
智能零售
零售商已开始采用物联网解决方案,并在多个应用程序中使用物联网嵌入式系统,以改善商店运营、增加购买、减少盗窃、实现库存管理和增强消费者的购物体验。通过物联网,实体零售商可以更有力地与在线挑战者竞争。他们可以重新获得失去的市场份额,吸引消费者进入商店,从而使他们更容易在省钱的同时购买更多商品。
智能供应链
几年来,供应链已经变得越来越智能。提供解决问题的方案,例如在货物在路上或运输途中跟踪货物,或帮助供应商交换库存信息,是一些流行的产品。通过启用物联网的系统,包含嵌入式传感器的工厂设备可以传输有关不同参数的数据,如压力、温度和机器利用率。物联网系统还可以处理工作流程和更改设备设置以优化性能。
智能农业
智能农业在物联网应用中经常被忽视。然而,由于农业经营的数量通常是偏远的,而且农民从事的牲畜数量很大,所有这些都可以通过物联网进行监控,并可以彻底改变农民日常经营的方式。但是,这一想法尚未得到大规模关注。尽管如此,它仍然是不应低估的物联网应用之一。智能农业有可能成为一个重要的应用领域,特别是在农产品出口国。
德国哲学家狄尔泰曾以“自然需要说明,人则必须理解”来区分自然科学与社会科学所使用的方法,而笔者想借此来表达我们龙岗如何与STEM建立连接,说明与阐释区域人文引领下的STEM教育的探索与实践。STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)等理工科的简称,起源于美国,自提出到现在逐渐影响了全世界的教育改革,特别是科学教育。刚开始,STEM着重于单科,后来教育学者认为,仅推动单科的STEM教育是不够的,还要加强跨学科整合,于是产生了整合性STEM的发展潮流[1]。另外,因为STEM的局限性,产生了把Arts(人文艺术学科)纳入进去开展STEAM的做法,特别是美国众议院还通过了把STEM改为STEAM的决议(2013年)[2]。该决议认为:将艺术和设计(Art and Design)纳入STEM教育计划中,有利于美国创新和经济增长。原因是艺术家和设计师在制造业中扮演着重要的角色。他们的艺术和设计为我们日常生活提供了真正的解决方案,并将美国产品在全球市场中区分开来,为经济增长创造机会;其工具和方法也为在不断变化的世界提供创造性解决问题和跨学科合作的新模式……
在国内,知名教育学者任友群、余胜泉等先后对STEM、STEAM的来源、演变及内涵等做了相关阐释。2016年,我国在《教育信息化“十三五”规划》的正式文件中首次提到“跨学科学习(STEAM)”。2018年,教育部在《教育信息化和网络工作要点》中再次提到“跨学科学习(STEAM)”。STEAM在中国变成了“热词”,是对国外STEM教育的回应与反思。
近年来,STEAM引领世界教育改革的潮流,固然有对STEM教育的反思,但也有其深刻的社会背景。从历史发展潮流看,全球化不可逆转,信息革命正如火如荼,从物联网到人工智能、智能制造、智慧城市,这一切改变了人类的生产与生活,人的精神与心灵却走向“孤岛”“隔离”;新时代,“立德树人”作为教育根本任务已明确,并影响着今后教育改革的方向。落实“立德树人”不仅要传授知识、培养能力,更要引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。这一切都对教育发展提出了更高要求。正如率先提出STEM教育的欧美也逐渐认识到其作为“硬性技能神话的声音正在减退”,要想“引领学校走向全面儿童教育”,一定要将“身体、心理、社会情感和传统学术的认知发展相结合,才能作为全面教育的基础。”
作为区域教育行政部门,我们把A从STEAM中专门拿出来,放在前面,不是为了制造新词,其实是想更加强调A(Arts)的特性,人文精神的内涵和价值。这既是对当下STEM教育的深入反思,也是STEAM教育的一种变式。 深圳作为世界创新之都与移民城市,集聚了腾讯、华为、中信等高新技术企业,聚集了五福四海、天南海北的人,城市发展需要文化精神的培育与积淀,特别是责任与使命、理解与包容、公平与正义、创造与创新以及“同理心”等。因此,龙岗正式提出人文引领的STEM教育(A-STEM),其深层原因是区域对创新人才培养模式的思考 ,也是落实“立德树人”根本任务的实践取向与价值追求。
2017年初,笔者带领专业团队开展研究,历经从最初的想法,到概念形成,再到明确提出人文引领的STEM,始终是在不断论证中进行的。我们邀请专家、听取建议、不断修改,认识—否定—再认识—再否定,螺旋式前行。在学理论证过程中,我们先后得到原华东师范大学副校长任友群教授(现为教育部教师司司长)的肯定和支持,并在其带领下,组建了由正高级兼特级教师吴金财、吴向东等为代表的研究团队,邀请了任友群、罗星凯、丁邦平、王素、张军霞、叶兆宁、林君芬、李大维、詹娜、杨晓哲等专家,对课程开发、课程建设提出许多修改意见。前后历经8个月20多次易稿,终于在2018年8月27日,国内首个自主研发的A-STEM方面的课程建设指导意见正式出台[3],这标志着龙岗A-STEM教育进入了新的里程碑。
特别需要说明的是, 龙岗A-STEM中的“A”表面上是指Art(艺术)或Arts(文科),其深层次是人文精神,是真善美的价值取向,突出追求崇高的生活意义,对人有仁爱之心(同理心),对社会有正义之责,对世界有审美之慧,强调人文引领STEM课程与教学实践,彰显其在塑造健全人格上统领作用 。于是, A-STEM在横向上倡导人文艺术与理工之间的跨学科交融;纵向上关注学科知识的深度理解,格物致知,学以致用,发展学生的实践能力和创新精神 。
因此,笔者认为 A-STEM是对STEM的发展和升级,立足整合STEM领域知识,强调人文艺术与理工科之间的深度融合,以人文精神为引领,以人文情怀与价值贯彻始终,以发现和创造性地解决现实生活问题为核心的跨学科实践课程 。
A-STEM主要有以下三个特征 : 一是人文引领性,旨在突出其为人类福祉服务的意义与价值,其过程中贯穿知识产权、科研诚信、伦理道德等。二是生长共创性,明确项目实践的结果导向、工具资源、方法指引、问题疑惑及挑战,紧扣学生兴趣和研究进展而不断生长变化,并由师生共同推动课程建设与完成。三是重构融合性,立足国家课程标准对现有教材内容进行重构,同时融合真实的现实生活情境与跨学科内容,把知识获取和应用相统一。
总之,A-STEM是一门综合性的项目实践课程,着力培养人文精神引领下的学生发现和创造性解决现实生活问题的实践能力与核心素养,旨在为人类福祉服务的意义与价值。
A-STEM教育在课程内容上坚持人文引领,立足以跨学科概念为基础开展跨学科融合,聚焦学生挑战真实情境中的问题,并将严谨科学方法和先进研究手段作为课程内容,同时从国家课程内容、时代发展需要、学生兴趣爱好、区域教育资源等方面大力开发,并将其有机融合。
我们在推进举措上,充分借鉴笔者在多年工作与研究实践中构建而成的 “双力驱动”模型 [4],依托“行政力”与“学术力”驱动A-STEM教育整体实施。“行政力”集中体现为以教育行政部门—学校教研部门—校长为核心,通过政策文件、指导意见、督查评选等方式统筹推进;“学术力”集中体现在师生的教与学变革,以学术追求、专业精神、价值取向为内在动力,通过课程领导力提升、课程研发、课题研究、课堂革命等来驱动。
在“行政力”方面,龙岗率先出台了《深圳市龙岗区A-STEM课程指导实施意见》,成立了A-STEM课程建设指导中心,建立了“区教育局——区教研室——区A-STEM课程建设指导中心——学校A-STEM课程建设部”的管理运行机制,实施“纵向指导、横向交流”的课程实施机制,创建实验学校与实验班。同时立足全区A-STEM教育建设需要,适度引进非师范类的优秀理工毕业生,与科研院校建立联动机制,积极开展教师课程专项培训与A-STEM案例分享交流,提升教师课程开发和实施水平。
在“学术力”方面,教师注重学生学习动机的引发与课程情感价值意义的挖掘;课程内容安排从易到难、从简单到复杂、从具体到抽象。如小学阶段侧重于入门级课程;初中阶段要求对跨学科概念有初步理解和掌握,并能对学生判断和行动产生影响。在教与学上, 课程建设立足开放式框架,主动寻求课堂动态生成。课程 学习,教师少干预,多激励;多给予自我克服困难的时间和空间;强化“元认知和社会情感技能”的引领作用;注重建构与应用模型 ;注重沟通合作 与深度学习 等,促进学生自学自研,切实推动项目实践。
STEM教育的提出,源于美国希望借此来培养科技人才,振兴国内科技及经济发展,维持在全球领先优势。近年来,龙岗A-STEM教育则是立足于区域现实发展与人才创新培养的需求,是对“立德树人”根本任务的具体化的探索与实践。这种探索与实践在区域影响持续扩大,特别是A—STEM课程意见出台以来,区域A—STEM教育改革进程加快,也取得了较大收获。
1 引领师生成长服务区域教育。 龙岗首届A-STEM案例分享暨培训活动隆重举行,全区有88位小学科学教师协作创建微A-STEM创意科学实验课程,有15位师生代表分享和展示了A-STEM课程及课题研究成果,吸引了近300名教师现场参会,特别是在百度与谷歌中都没“A-STEM”词条的情况下,仍有国内其他学校与教育机构的教师近2700多人,通过网络直播全程观摩,特别是以丁邦平老师为代表的来自北京、上海、江浙等地专家认为龙岗A-STEM教育抓住了STEM教育之魂,并形成了区域特色。可见,龙岗A-STEM教育很好地引领了师生,辐射服务了区域教育。
2 “双力”驱动A-STEM教育贴地前行。 笔者作为A-STEM政策制定者、引领者、实践者,前期积极推动A-STEM教育明确方向、意义和价值观,后续则坚持与同道们“贴地而行”,扎实实践。2019年3月27日,笔者为400多名老师做了“我是如何展开跨学科学习”“如何训练自己的同理心”的课堂分享,充分激发了老师们的思考和探索积极性。由此,我们前期的行政顶层设计、组织部署、落实执行与后期师生教与学的主动变革环环相扣,横向拓宽和纵深开展,两者互相交叉推进。在实践进程中,我们的队伍越来越强大,一所所志于变革的学校,一个个自觉提升自己专业能力和人生境界的老师不断涌现;吴金财、吴向东特级教师为代表的专家团队持续发挥着指导、示范及辐射作用,促进区域A-STEM落到实处,取得实效。
3 师生人文精神的提升。 龙岗A—STEM教育实现了人文与科学的深度融合,一方面大大提高了学生学习科学的兴趣及参与度,以学生爱好、个性为出发点,突出其学习的主体性、体验性及实践性,提升学生学习效果;另一方面其直指教育对象——是“活生生的、具体的、流动的生命,必须加以同情的体验才能理解其意义和本质”[5]。我们纵观人类发展历史,无穷无尽的探索与实践,无外乎是对无尽空间、久远时间、深邃的心灵与精神世界,不管时间多久、空间多广、心灵与精神多深邃,终归是人类自己不断探寻“人之为人”的意义与价值,其核心为人文精神回归与提升。
新时代背景下,A—STEM教育如何在中小学克服优秀师资相对缺乏、学业成绩压力束缚前行?如何更加高度重视人文精神的培育,培养学生健全人格?如何聚焦核心素养整合内容,服务于每一个人未来的终身学习,引领其为人类福祉服务?这将是龙岗A—STEM教育的方向与未来。
[1]National Academy of Engineering and
National Research Council STEM Integration in K-12 Education:Status,Prospects, and anAgenda for Research[M] Washington, DC: The National Academies Press 2014
[2] the House of Representatives H RES 51[EB/OL] (2013-02-04)[2019-03-15]>过去的2019年,无论从规模还是增速来看,数字经济的表现都十分抢眼,并已然成为中国企业转型的首选,在物流领域,数字化的发展同样如火如荼。那么,物流企业如何打造数字化网络,如何向数字化转型?作为物流产业转型升级的有利抓手——网络货运平台这个新型组织模式是否能成为货运行业颠覆者?
作为企业而言,数字化转型就是既要解决企业内部问题,也要打通外部业务上下游链条,让业务开展的各个环节都能在数字化管理下变得快捷、透明,从而提升企业管理运营水平以及生产能力。
这是一个数据驱动商业的时代,《日经亚洲评论》编制了一份截至2019年12月20日的亚洲以及全球公司的市值榜单,从全球公司的市值榜单来看,数据驱动型公司占据了前十榜单中的七席,分别是苹果、微软、谷歌母公司Alphabet、亚马逊、Facebook、阿里巴巴、腾讯。
德勤曾发布的一项调查显示,在数字化成熟度模型的十个指标中,中国企业在数字化供应链维度上得分最低。何谓数字化供应链?美国数字供应链研究院 (DSCI)在《供应链白皮书》中,将数字化供应链定义为: 数字化供应链是一个以客户为中心的平台模型;它可以获取并最大程度地利用不同来源的实时数据,它能够进行需求刺激 、匹配、感知和管理,以提升业绩并最大程度地降低风险。
数字化供应链是指供应链发展的主流趋势,是供应链在未来的一种形态,它需要经历两个阶段:
1)供应链的数字化,即通过ICT(Information and Communications Technology, 信息与通信技术)及IOT(Internet of Things, 物联网)等技术实现供应链全链条、全场景的透明连接和数据化;
2)在供应链数字化的基础上,通过应用大数据、AI算法等先进技术,对供应链进行持续改善和优化,以实现供应链的智能化及智慧化。
作为供应链链条上重要的一环,很多物流企业也喜欢自称为供应链企业。因此,从某种程度上来看供应链数字化也是物流企业的数字化,这类企业一旦向数字化转型不仅能够为企业管理者提供一个全新的视角和思路,也可以促进企业从传统的依靠经验管理转为依靠数据管理,最终实现智慧物流。
通往智慧物流的路径,可能会有1000条。但从技术视角看, 透明是通往智慧物流的可行路径,技术视角的透明就是“物流业务的数据化”和“物流数据的业务化”两个层面。
一:物流业务的数据化
物流业务的数据化是要解决数据有无的问题。 借助于各种先进的信息技术手段,采集物流过程各种信息,实现物流环节中人员,车辆,货物,装备,场站,门店等不同物流要素的充分物联网化。在以上物流要素的充分物联网化的基础上,再结合物流企业具体业务场景,实现物流各个业务主体,不同物流网络的互联互通和物流业务的数字化。
二:物流数据的业务化
在物流数字化的基础上,会产生大量的物流数据,对这些物流数据的挖掘和利用,会催生新的业务,这就是物流数据的业务化。 这些业务包括但不限于,物流业务优化服务、以数据为基础的调度服务、物流业务数据模拟服务、物流供应链金融服务、宏观经济分析服务等。
数据的三大价值在于:
1协调,能够明显提升效率
2优化,帮助用户优化供应链
3智能,用数据替代经验
物流企业的数字化从来都不是一蹴而就的,也不可能一劳永逸,它必然是随着信息技术的发展和企业经营的具体需求变化而持续迭代进化的。 物流企业在实施数字化的过程中,一定要量力而行,选择适合企业发展的数字化道路。规模大、实力雄厚的物流企业可以建立自己的、独立的物流数字化系统。大部分物流企业要通过接受公共服务来完成自己的物流数字化。
物流数字化并不仅仅是企业内部的数字化,并不仅仅是某项业务的在线化,它需要从全局来看,站在整个供应链的视角来审视自己的数字化。 不仅需要企业内部的数字化,也需要企业与上下游之间,与整个供应链之间实现数字化联通,打通整个供应链的数字化。只有实现了整个供应链的数字化,才能从更大的层面统筹资源,打造更加优化的客户服务方案,提供更加有竞争力的物流产品和服务。
1 数字化对于物流的价值
经过20年的发展,物流产业与信息技术的融合已愈发深入,近年的前沿技术应用,让二者的融合发展产生了质变。“数字化+”的趋势带来大量的风口机会,但也在物流行业中催生出不小的泡沫,回归业务本质务实前行,真正用技术赋能产业创新发展。
对大多企业来讲,基本都已经走过了信息化时代。那么对比即将需要走入的数字化时代,与信息化时代有哪些区别:信息化时代是以商品为中心,数字化时代是以用户为中心:企业在信息化时代,企业管理的中心是商品,也就是把以往的传统手段管理商品,升级为信息系统管理商品。这在当时环境下,极大地提升了企业的管理效率,提升了企业管理的精准。但在当前的数字化时代,需要升级企业的信息系统,由以商品为中心升级为以用户需求为中心。一切需要围绕满足用户需求、消费者需求,如何更好的提升对消费者的服务重构新的数字化信息系统体系。如果说信息化时代解决的是企业内部管理问题,数字化时代将会重点解决的是企业外部效率问题。
信息化时代各要素之间是分割的,数字化时代需要实现全要素的打通与链接:在信息化时代,总的讲企业的各个要素之间的数字关系是分割的,是不完整的,甚至有些更重要的数字如用户数字是缺失的。数字化时代一定要借助互联网的连接手段,实现企业各要素之间的数字化链接,打通企业全链路的数字化链接,实现企业内部资源与外部资源的数字化链接,通过这种链接有效提升企业的运行效率。
2 网络货运构成物流数字化总成
一:“网络货运”符合数字时代的要求
今年4月初,交通运输部发布了《网络平台道路货物运输经营管理办法(征求意见稿)》,其中,“网络货运”替代了原来“无车承运”的说法。对于这一变化,朱光辉认为,“‘无车承运’的更名反映了当今数字时代的要求,更强调了科学技术的进步,通过大数据、边缘计算等形式,更加突出了网络货运的时代特征和科学性。”
在过去很长一段时间里,很多物流企业认为,只要申请牌照就可以从事无车承运业务,但网络货运有个很重要的表现特征就是“线上化”。传统物流企业因为不想做过多的投入,往往不具备商流、物流、信息流、资金流等线上运营能力,更不具备在途监管、电子回单、电子合同、在线发票等一系列的线上化场景。无车承运不应只是开运输发票这么简单,而应在承运过程中实现交易管理智能化、运输流程场景化以及税务链条合规化,通过平台集聚效应提高物流行业运行效率、降低成本。
二:做到以票控税、数字控税
不可否认,交通运输业中的税务体系是比较复杂的。从行业形态来讲,运输业就如一个“移动的工厂”“移动的生产单位”,是一种“生意”,而生意背后就意味着要有“纳税”行为。在国家税务总局、交通运输部先后发布《关于全面推开营业税改征增值税试点的通知》、《关于推进改革试点加快无车承运物流创新发展的意见》等指导政策中,明确了网络运货平台的开票资格、税务抵扣等细则,在现有政策下,网络货运平台为货主开具9%增值税专用发票。解决了货主发货时取得增专发票难的问题,这实际上是将货主端的税务问题转移到了网络货运企业。国家提出网络货运应解决物流行业中最重要的两大问题:一是通过集约化管理,管控运输工具的安全生产,同时提高车辆运输效率;二是解决多年来实际承运人(个体司机)不纳税、不开发票,货主拿不到票的问题。营改增后,物流业已进入“以票控税、数字控税”的新阶段。在网络货运平台中的抵扣链条里,企业都要凭发票抵扣。而“数字控税”则是因为电子发票已经产生,电子化可以有效控制税务风险,发票造假变成不可能。
三:纳入生产要素、预测协同
数字能力是网络货运平台的一个关键因素,而此次数据纳入生产要素,显然对网络货运平台的发展具有重要意义。李敬泉教授表示,数据成为生产要素的一个重要前提是,这些数据是不是具备生产性,能不能产生生产力,从某种意义来说,数据分为两层含义, 一是直接具备生产性的数据 ,首先,数据是客观存在的,利用数据之间的关系保证平台功能的真实性和规范性,将物流各节点的信息实现数据化嵌入到平台运营中,可以利用数据对平台的规范性划好边界,通过触发某些节点就能够掌握信息的真实性以及运输和数据的安全。 二是促使某些数据能够具备生产性的辅助数据 ,业务数据的真实性和规范性也同样如此,诸如物流运输过程中的在途监控、路线选择等等,实际上这背后都有数据作为支撑,这两者都可以成为生产要素。
区别于传统实体物流企业,网络货运平台是通过互联网手段整合各种生产要素,进而为上下游各方创造价值的全新业态。与传统实体物流企业不同的是,网络货运平台基于数字能力,能够将整个货运物流过程进行数据化,让物流行为变得有迹可循,通过数据对物流过程中的各个环节进行定向性的分析、预测和判断,实现更高效的管理。
在数字化颠覆过程中,第一阶段为:互联网的发展使得高效的管道淘汰了低效的管道;第二阶段,平台吞食传统管道。
相比传统管道,平台享有两大重要经济优势。一是平台的生产和销售有良好的边际经济效益;二是网络效应进一步提升了平台扩大规模的能力。利用网络效应,各个平台可以建立容纳众多远程参与者的开放的电子行业生态系统。
1 构建数字化驱动模式
构建完整的数字化前台、中台、后台体系:在企业数字化转型过程中,需要搭建完整的数字化体系,重点体现小前台、强中台、大后台的系统特征。
小前台:重点体现以数字化体系支撑的前端用户的便利性、智能化。增强用户的便利性、提升用户体验。
强中台:重点是打通所有要素之间、环节之间的数字化链接,通过数字化增强企业整体的运行效率。把以往没有链接、缺乏关联的数字关系,通过中台体系,形成系统关联,特别是把企业的用户信息、产品信息、订单信息、交付信息、营销信息等形成完整的串联。发挥出更强的数字化价值与能力。
大后台:重点体现的是提升企业的系统运算能力与效率。通过云计算、机器学习、大数据算法等支撑企业的系统处理能力,使企业的整体系统更有效率、更智能化。
重构企业组织:企业需要重构以数字化为主线的企业组织。这种组织的特征需要去中间化,减少组织层级,由以往的组织驱动模式,转型数字化系统驱动模式。
对内对外的服务化形式,有些人认为只有封装成API才算是,但数据跟功能不同,其分析的灵活性和数据维度的无限性决定了你不可能封装出所有的数据服务,因此这里的服务应该是广义的服务,只要对方提供的数据能够被共享使用,在前端被业务人员或者其他机器快速方便的使用或调用,这就是对各生产要素数字化并发式应用,能同时满足多个场景同一数据的需求。
2 业务平台化、服务产品化
一:业务平台化
平台化的思路很重要的就是把那些有共性的资源,有共性的能力合并在一起,然后把那些面向客户的价值独立出来,这样的话,专业的人做专业的事情,并且对于企业的绩效也非常的有利,不是混杂的形态在一块了,更加的清晰,这就是平台化的思路。网络货运平台的推行是行业分工合作发生较大变化的一次变革,主要表现在:
1)高效整合货源需求和运力资源、推动行业转型升级:通过整合社会化运力资源形成运力池,连接生产端货主及货代企业,集中上游需求形成订单池,统一分发给下游运力池实现物流资源的整合优化,显著提高了存量资产的使用效率。可以说,网络货运平台这一商业模式正在推动着我国物流行业从分离走向连接、从无序走向集约,实现全行业的转型升级。于信息不对称,以及随之产生的层层转包的冗长交易链条和众多交易主体。
2)替代三方物流中间转包的环节,减少中间成本:面对行业信息不对称,以及随之产生的层层转包的冗长交易链条和众多交易主体等现象,网络货运平台去掉了黄牛、信息部等中间层层转包的主体,将货主需求直接线上化透明呈现,大大减少了这个过程中的信息不对称,有效降低了中间成本,促使物流行业实现降本增效。
3)交易环节线上化,实现透明合规:交易环节以数字化方式线上进行,方便实时记录交易数据,统一上传交通部指定监管平台,推动交易环节实现透明合规;同时系统自动完成缴税和开票等业务,实时记录税务数据,有效减少行业偷税漏税现象,方便政府税收统筹管理。
二:服务产品化
物流行业服务产品化的前提是标准稳定的服务输出,企业一定要制定从上而下的数字化供应链战略。第一步数字化战略要清晰;第二个要构建技术赋能中心;第三个是要实现业务智能运营;第四个是要重塑业务模式;第五个是要构建转型保障体系。
传统物流服务下内外部客户存在6个痛点,比如标准问题,物流服务是一个靠人来实施的服务,由于人的素质参差不齐,导致客户感受体验的物流服务感受不同,没有统一的标准。
定价问题, 物流服务不同有形产品,可以明码标价,物流服务报价的人不同,报出来的价格也不同。
评估问题或衡量问题, 由于缺乏标准,无法量化,导致无法准确评估服务质量的好坏。
个性化问题, 客户的需求是希望能量身定制的解决方案,但是这是在一种假设的前提下,那就是客户非常清楚自己的需求,同时我们也有足够的能力做到。但实际上客户不太清楚自己的需求。
一致性问题, 传统的服务一致性更多是靠服务规范或服务标准严格的执行以达成。然而人不是机器,不可能万无一失。
针对性问题。 传统的服务思维关注客户满意,而产品思维更多关注客户痛点,产品的痛点思维模式使得服务产品能很好的聚焦于客户痛点,并且持续的快速迭代和改善。
客户的个性化需求是多种多样的,稍有不慎,则服务交付就会出现问题,这也是为什么合同物流做不大的原因,另外也是合同物流在执行和运作的过程中,最简单的认知是提供仓库或运输的单一服务。 但是要做统仓统配,做同城配,需要逐步进行点到面的整合,整合后在区域的服务体系中,能够做全网化的服务,通过数字化等技术,实现整个智能决策的响应。
3 赋予生态活力
利用数字化技术所支持的供应链整合与流程创新来支持战略层面的转型与变革,建立全新的商业模式。 一个常见的新商业模式是所谓的数字化“解决方案”或“赋能”——把汇集海量数据及分析数据得到有价值的结果作为新的价值主张,向上下游合作伙伴乃至更广泛的生态圈合作伙伴提供数据分析及基于数据分析的解决方案,并从中获得新的收入来源。
那些行业领军企业会在“赋能”上下游及生态圈合作伙伴的过程中,不断学习和总结不同伙伴的需求和每次的服务提供,将一些共性的需求沉淀为标准的服务模块,同时开发更多按需配置的定制化服务模块,最终形成包括大量标准和定制模块在内的“资源池”,实现“赋能”服务的规模效应——通过各类模块的组合来快速满足各类新需求。这种服务能力会吸引越来越多的用户与合作伙伴,最终帮助企业成长为供应链+生态圈的领导者。主休体现在以下三个方面:
1)做好勾稽关系、接口与交互界面的设计
2)设计完善的合作机制与利益分配规则,精密到圆角分的利益计算,以及组织与协调不过分约束的商业伙伴关系;
3)提升构建生态圈边疆的能力——生态圈的领导者在捕捉更多机会的同时,也面临着更多风险,因此,为了平衡风险和机会,就要有动态重构市场范围、资产边界和组织结构的能力。
物流生产力占据国民生产总值约17%,这是一个巨大的行业。2018 年整车货运市场规模 3 万多亿元,零担 16 万亿元,同城货运 9192 亿元,这 3个不同的细分市场可达万亿元,远高于快递、智能快递柜、冷链配送、即时配送等市场。 在信息化层面,顺丰和四通一达所在的快递领域智能化程度已经非常高了。比如说在双11当天,快递行业可以完成上亿甚至上10亿的订单。这个成绩在这十多年里创造了奇迹。
数智化物流要做好与制造业的深度融合。为此我国发布了相关政策,强调了物流枢纽建设的重要性,鼓励物流行业为制造企业打造专属供应链管理库存、线边物流、供应链一体化服务等物流解决方案。作为实体经济的一部分,数智化物流能有效降低制造业的物流成本,助推实体经济重新在经济发展中发挥中流砥柱作用。
诚如张勇所说,“ 未来的物流一定是从数字化到数智化,数智世界将是我们共同面临的时代。数智化的世界才刚刚开始,未来的新技术发展,特别是IoT的发展,不仅会带来现有物流要素的数字化,并走向智慧化和智能化,也必将会创造新一代的物流要素。只有实现整个产业链不同企业间的全面联动,数据打通,才能让端到端的整体流转效率变得更高” 当前,中国物流业正在进入全面数字化时代,整个产业链不同企业间将实现全面联动和数据打通,在此基础上,以大数据、物联网、云计算、5G特别是人工智能为核心的新技术,将推动数字化与智能化实现深度融合,现代物流体系将从数字化时代跃升至“数智化时代”
数智化物流”的一个重要特点,是通过大数据、物联网、人工智能等新技术、新模式,打造一个覆盖全国、联通全球的智能物流基础设施网络。目前,国家层面的智能物流基础设施网络,主要有交通运输部、国家发改委等部门和科研机构、物流企业等多方组建的“国家交通运输物流公共信息平台”,旨在促进物流产业链各环节信息互通与资源共享;在企业层面,主要有菜鸟联合全球物流企业打造的智能物流骨干网。一方面,智能物流基础设施网络(物流平台)要继续推进与物流企业深度融合;另一方面,物流平台和物流企业打造的智能物流骨干网,也要与国家层面的物流公共信息平台实现深度融合,形成更加完备有力的数智化基础设施支持体系。这是数智化物流要做好的第一个深度融合。
数智化物流对生活的改变
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