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区块链技术论文

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区块链技术论文

区块链技术论文范文第1篇

为何一个比特币的底层技术会释放出如此巨大的联动效应?有人把它与印刷术的发明相媲美,它能够标志着下一个数字时代(价值互联网)的来临。区块链(Block Chain)到底具有什么特征,为啥说它有分布式社会账本功能?它与传统互联网技术有什么联系?它对社会、企业的财务运行、商业模式有何影响,又对会计核算、审计业务有什么创新,企业应该采取什么应对策略?

预测未来的最好方式是创造未来,生活在未来之中。本刊拟请上海大学管理学院管理会计与信息化中心主任许金叶撰写《区块链:引领财会革新的逻辑》系列文章,以期抛砖引玉,引起社会各界对区块链中财务创新与会计问题的关注与探讨;同时,也欢迎有见解的作者投稿,本刊将优先发表。

【摘 要】 随着物联网、大数据、云计算、移动终端四大技术的落地、发展及壮大,数字货币的底层信息技术――区块链(Block Chain)得到世界各国广泛的重视。正本清源,借鉴科技发展三大动力结构理论,从信息技术、社会经济及其思维三个维度来探索区块链产生的根源。认为区块链本质是现代数据库技术、现代密码学、网络管理激励机制的集成,是一门集现代信息技术、数学、金融学、法学等学科为一体,解决人与人之间信任问题的科学,从而为未来阐述区块链将引领财务业务创新与会计核算革命提供逻辑基础。

【关键词】 区块链; 数据库技术; 密码学; 激励机制

【中图分类号】 TP309.7;F275.2 【文献标识码】 A 【文章编号】 1004-5937(2017)13-0132-05

引 言

当前,区块链技术不仅在金融领域的应用逐渐成熟,而且在物流追溯、资产转移及合约管理、身份论证、选举投票等领域中应用。以比特币、以太币为首的数字货币在金融等各领域应用,标志着信息互联网时代向价值互联网时代转变。为何数字货币的底层技术(区块链)会释放出如此巨大的联动效应?有人甚至把它与社会发展史上印刷术发明的作用相媲美。那么,区块链(Block Chain)因何而生?^块链是什么技术,有何种特征?为何说具有分布式社会账本功能?区块链对社会和企业的财务运行、商业模式有何影响,又对会计核算、审计业务有什么创新,企业应该采取什么应对策略?本文就此作一分析。

一、区块链发展的三大动力结构:经济全球化需求、现代信息技术推动、社会认识转型三者联动的必然

除了细菌、古细菌、原生生物三类单细胞有机体,加上菌类、植物和动物共六类物种外,科技产物(人造物)被称为地球上第七类物种。科技与前面生物共同具有基本属性。针对当前出现的“机械系统在生命化,生命系统在机器化”的现象,人们对科技的本源、发展轨迹与动因非常关注。本文借鉴《失控》作者凯文・凯利在新作《科技想要什么》中提出科技发展三大动力要素来解释区块链技术的发展动因[1]。凯文・凯利阐释了科技发展的三大动力要素,以科技自身结构的需求解释了科技发展的必然性,以科技内部发展的引力解释科技进步的偶然性,以人类社会在开发科技选择时的集体意识解释科技发展的开放性。

(一)经济全球化需要解决的信息技术问题:区块链发展的自身结构需求

经济全球化(Economic Globalization)是当今世界经济繁荣发展的重要标签,各国经济均朝着全球化趋势发展。经济全球化是指在全球范围内使用和配置劳动力、资本、技术、服务等经济资源,以完成社会生产、分配、交流和消费等经济行为。经济全球化主要表现为市场、生产、资金、金融、科技及信息传播等多领域的全球化,而多领域全方位的全球化经济正迫切需要业务实施的实时性。实时性一方面要求在交易时间上的及时性,但是事实上,目前资金、资产的转移需要通过第三方机构,而且由于各国机构的管理差异,造成了交易时间与成本的增加。另一方面,实时性要求信息的真实性,这直接影响经济业务的开展与决策。这些经济问题的本质是分离均衡问题,正在发展的区块链技术能够有效解决分离均衡问题。

1.分离均衡:制约经济全球化发展的核心问题

均衡是指一种平衡的状态,均衡不代表着绝对平均,而是一种相互依存的状态,又或者是一种逻辑关系,例如力学中的稳定与平衡。类似的,均衡的概念被经济学家引用到经济领域,经济学中的均衡是指经济体系中各经济单位或变量相互制约,没有任何“变革动机”而形成的一种稳定状态。经济均衡的理论是源于西方经济学的基础理论,可用来解释宏、微观的经济问题。作为一个被广泛采用的分析性工具,经济均衡理论在社会科学的各个研究领域中具有独一无二的地位。分离均衡也是经济学分析中常用的概念,约瑟夫・斯蒂格利茨(Joseph Stiglitz)[2]与迈克尔・斯宾塞(Michael Spence)[3]对分离均衡的研究颇有建树。简单而言,分离均衡是指不同的经济单位利用信息传递机制分离到不同领域,或者不同的经济单位通过信息传递机制汇聚到同一领域的过程,最终达到一种稳定状态,任何参与方无法轻易改变这种形成机制。

在资源面前,人人平等。每一个企业或组织都想用自己最大的力量去创造财富,但是有限的资源不能被无限制地瓜分,每一个企业或组织应当合理配置资源并利用资源去创造更多资源。因此,企业管理面临两个基本问题:一是如何优化企业资源配置;二是如何激发企业资源的有效性。分离均衡理论可以用来解决企业管理中的这两大难题,即利用信息传递机制使企业资源达到稳定和最优的状态。例如,利益分配的不合理是企业关系处理中普遍存在的问题,处理利益均衡问题就需要利用信息来区分它们从而实现分离均衡。均衡问题在经济全球化中表现更加突出,例如经济全球化直接的需要是业务的实时有效执行,然而在交易时间上,资金、资产的转移需要通过第三方机构,而且,各个国家的机构管理差异,造成时间与成本的增加。同时,信息的真实性也直接影响经济业务的开展与决策。

2.信息不完全、信息不对称、信息不实时造成分离不均衡

在西方经济学理论中,已经有学者证明,当信息完全对称时,企业能够实现资源配置的最优化,使得企业资源创造出最大收益。以次类推,在企业管理中,信息的不完全性、非对称性、信息的实时有效性同样影响企业绩效是否达到了最优。信息的不完全性会导致管理者难以预测未知的变化,从而在执行业务的过程中一旦出现突发状况,则难以控制和及时应对。在企业的组织管理中,信息不对称性是指参与业务的双方由于制度或其他因素不能彻底实现信息共享,导致其中一方不知道另一方拥有的信息及信息的真假,容易造成逆向选择等问题。

3.解决信息分离均衡呼唤区块链技术

解决信息分享均衡问题需要经济业务实时产生,传递与共享真实的信息,互联网下虽提供了巨量信息,但也表现出信息超载、泛滥的问题。这些问题需要新的信息技术来解决,而区块链技术恰是适应这种需求而诞生的。

(二)现代信息技术发展的推动力:区块链技术进步的偶然性

现代信息技术是以互联网(Internet)为核心的信息技术。互联网的本质是网络(Web),网及网络广泛存在于自然界。互联网技术主要采用超文本和超媒体的信息组织方式,将信息扩展到整个网络以实现信息的互联。以互联网技术为核心的现代信息技术有两个主要特点:一是连接,主要表现为人与人之间的连接(互联网),还表现为人与物的连接,以及与物与物的连接(物联网);二是信息传递,信息传递的发展经过三个阶段:单向信息传递的Web 1.0大门户时代、双向信息传输的Web 2.0互动时代,以及个性化信息集成的Web 3.0智能时代。现在的互联网技术已经能够基于平台实现个性信息整合。

从互联网到物联网,信息产生的内容从结构化数据到非结构化数据(大数据),信息产生的主体从人到物,信息产生的方式从手动到自动,信息性质逐渐呈现真实性。但是,信息的收集、存储及传输仍然饱受不安全、不真实的困扰,这需要互联网信息技术内部寻求解决这个问题的可能办法。

(三)分布式群体智慧:区块链产生的社会思维

提及区块链,人们提到最多的词汇是“去中心化”,但是区块链的核心思维应该是分布式群体智慧的思想。人们想到“去中心化”主要是因为人们饱受互联网发展过程中“中心化媒介”对个体隐私侵害。实际上,区块链的贡献不仅是“去中心化”思想,还是分布式群体智慧。分布式群体智慧主要是人类认识思维从还原性思维向复杂性思维转变的结果。

人类认识世界的思维主要有两种方向:一种方向沿着分解、细化、深入的思维,即还原性理论;另一种方向沿着综合、集体、组成的思维,即复杂性理论。还原论推崇简单性规律,主张任何现象均能够经分解、细化、深入等程序推导出一系列的基本组成因子,随着对这些基本因子研究的深入,一步一步还原出表面现象的内涵。复杂性理论是一门研究复杂现象的理论,这些现象具有非线性、不确定性、时间不可逆性、自组织性、涌现性等特点。基于还原理论上“高效源于控制”的思想向基于复杂理论上“高效源于无为(失控)”的思维转变,这个道理,后面的系列文章中将不断涉及,由于篇幅问题,论文不展开。实际上汇流成河、积沙成塔等道理都是分布式群体智慧的反映,区块链中的分布式群体智慧有助于解决交易中的“公信力”问题。

二、区块链是各项信息技术的C合体

(一)数字货币的底层技术:区块链产生简史

虽然杰出数学家戴维・查姆在1993年就提出eCach数字化支付系统,并创建荷兰公司进行运营,但是,最终因为在线购物客们不关心个人隐私的泄露和安全问题,在1998年最终破产。eCach数字化支付系统一度受到冷落。针对澳大利亚企业家James A Donald对不需要第三方权威认证、点对点网络的eCach支付系统的质疑,在2008年11月1日深夜2点10分,Satoshi Nakamoto(中本聪)给他回复了一封《比特币:一种点对点电子现金系统》的邮件。这封邮件简洁、优雅地阐述了eCach支付系统的五个主要特性[4]:可以用点对点的网络解决双重支付问题;没有类似铸币一级的第三方的信任机构;使用者可以完全匿名;可以用哈希现金形式的“工作量证明”来制造新的货币;用以制造新的货币的“工作量证明”同样可以用来预防双重支付。

《比特币:一种点对点的电子现金系统》一文得到黑客及金融社会的广泛重视,比特币、以太币等数字货币得到迅速应用,这也标志着价值互联网的到来。因《比特币:一种点对点电子现金系统》而闻名的中本聪获得2016年诺贝尔奖的提名。

那么,《比特币:一种点对点的电子现金系统》到底解决了什么信息问题,为何数字货币的底层技术(区块链)可以具有eCach支付系统的五个特性?论文认为探讨区块链技术能够在金融领域、物流追溯、资产转移及合约管理、身份论证、选举投票等各个领域中广泛应用的原因之前,必须清晰区块链是什么。论文认为区块链=现代信息技术+现代密码学+网络管理激励机制。也就是说,区块链是现代信息技术、现代密码学、网络管理激励机制的集成,是一门集信息技术、数学、金融学、法学等学科为一体,解决人与人之间信任问题的科学。

(二)加密、序时链接的分布式数据库:数据库技术在区块链中的发展

1.数据库技术发展简史

数据库(Database)是信息技术的核心,主要用来采集、存储和管理数据,是进行数据加工和信息传递的基础。根据数据模型的特征,数据库技术的发展历程分为网状数据库(又称层次数据库)时代、关系数据库时代和面向对象数据库时代。

(1)网状数据库(层次数据库)

网状数据库(层次数据库)解决了集成数据的存储问题,为现代数据库技术的发展奠定了基础。网状数据库利用存储路径表明数据与数据之间的关系,这些存储路径既能在一定程度上保证数据和程序的物理独立性,又能保证一定的逻辑独立性,可以有效促成数据的集成与共享。但是,网状数据库(层次数据库)中需确切表明数据的存储路径,因此也导致了此类数据库在数据独立性和抽象性方面的不足。

(2)关系数据库

Codd E F[5]首次以数学理论为出发点提出了关系模型的概念,列示了衡量关系型系统的十二条标准,用数学理论奠定了关系数据库的基础。随后,霍尼韦尔公司(Honeywell)研发了世界上第一个商用的关系数据库系统,并在之后的诞生了与关系型数据库相对应的结构化查询语言(Structured Query Language,简称SQL),以标准的计算机编程语句为基础,集成并实现了数据库生命周期中的全部操作,能够接受用户的行动指令,而用户不需要给出具体的步骤指令,即可实现查询、操纵、定义和控制等功能。关系型数据库不仅能够解决数据的集成与共享,也能解决数据的独立性与抽象性问题。同时,关系数据库以严格的数学和逻辑学为基础,界面简洁,容易理解和操作。不足的是,关系数据库无法解决更为复杂的数据结构。

(3)面向对象数据库

随着科技的不断进步,关系型数据库已经不能满足各领域对数据库技术的要求,于是在20世纪80年代,面向对象数据库技术应运而生,也标志着第三代数据库系统时代的到来。第三代数据库系统在集成第二代数据库系统技术的基础上,结合了多种信息技术,支持关系模型和面向对象模型等多种数据结构,普遍应用于各大领域。面向对象数据库支持标准网络协议和数据库语言标准,能够实现对数据、知识和对象的有效管理,具有优良的兼容性、可移植性与可扩展性等特性。不足的是,这种数据库采用了更为复杂的技术取代了原来的关系型数据库,查询语句十分复杂,加大了使用者的更新成本和学习成本。

2.加密、序时链接的分布式数据库

区块链技术是加密、序时链接的分布式数据库技术。其中加密、序时链接在下文展开分析,这里仅介绍区块链数据库技术是分布式数据库技术。

信息的本质和来源在不断变化,伴随着Internet与国际电子商务的发展推动分布式数据库技术产生。物联网下数据的复杂度和数据量都在迅速增长,传统的数据库技术已经不能满足人们的更高要求,传统数据集中式存储在单个计算机上,系统不安全且不灵活,不能够随时适应用户的需要。分布式数据库技术是数据库技术(并行数据库技术、Web数据库技术等)与计算机网络技术(大数据挖掘与商务智能技术、联机分析技术、内容管理技术等)结合的产物[6]。分布式数据库技术将分散各地的数据库系统通过网络连接起来,形成一个似集中数据库。分布式数据库技术具有局部数据库和整体数据库的概念,不仅能够对数据进行全局管理,又能够保证各点自主管理数据。数据具有独立性和透明性,除了处理数据的能源花费大外,数据的安全性和保密性问题较大。

三、哈希(Hash)函数及其算法:区块链中的密码学

(一)哈希(Hash)函怠―密码学的“瑞士军刀”

信息有极大的价值,尤其在军事领域中,信息加密与解密具有重要的价值。“凯撒密码”、二战中的“恩尼格玛密码机”、戚继光之反切码、二战中池步洲与山本五十六之死等都是著名的信息密码故事。密码学是一门研究能够将可识别的正常信息转换成不可识别的隐秘信息用以传播,同时又能将不可识别的信息还原成正常信息的方法和原理的科学。最原始的加密的方法是手工加密,需要人工破译。随着科技的进步,不断实现了机械加密、现代密码加密和数据加密[7]。哈希(Hash)函数是密码学中的高级手段,具有三个特性:其输入可为任意大小的字符串;能产生固定大小的输出;能够进行有效的计算(哈希值计算的复杂度为0(n))。

哈希(Hash)函数之所以被称为密码学中的“瑞士军刀”,关键是因为哈希(Hash)函数能够满足密码安全需要的三个标准:

(1)碰撞阻力:如果无法找到两个值,x和y,而x≠y,则H(x)=H(y),称哈希函数H具有碰撞阻力。

(2)隐秘性:哈希函数H具有隐秘性,当其输入r选自一个高阶最小熵的概率分布,在给定H(r/x)条件下,得出x的值是不可行的。

(3)谜题友好:如果对于任意n位输出值,假定k选自高阶最小熵分布,如果无法找到一个可行的方法,在比2n 小很多时间内找到x,保证H(r/x)=y成立,那么,哈希函数H为谜题友好。

(二)数据的加密、序时存储与通信:区块链中的密码学

当密码与数据库结合在一起时,此类数据库俗称是可定义的数据库。随着数据库技术的发展,根据管理的需要可以对数据库进行定义,也就是可定义的数据库。区块链中的数据库就是应用密码学来进行定义的数据库。

区块链以区块为单位组织数据,区块是一种记录交易的数据库,以加密的方式存储网络上所有的交易记录。每个区块由区块头和区块主体组成。区块主体只负责记录前一段时间内的所有交易信息,区块链的大部分功能都由区块头实现。区块头履行数据库的加密、序时存储及通信的义务,由以下方面的内容组成:

(1)版本号,标示软件及协议的相关版本信息。

(2)父区块哈希值,运用哈希值使得每个区块首尾相连,形成了区块链,并且哈希值对区块链的安全性起到了至关重要的作用。

(3)Merkle根,由区块主体中所有交易的哈希值再逐级两两哈希计算得出,用于测试某笔交易在区块中的真实性。

(4)时间戳,记录该区块产生的时间,精确到秒。

(5)难度值,指该区块相关数学题的难度系数。

(6)随机数(Nonce),记录解密该区块相关数学题的答案值。

区块链的形成主要过程如下:把在本地内存中的交易信息记录到区块主体中,在区块主体中生成此区块中所有交易信息的Merkle树,把Merkle树根的值保存在区块头中;把上一个刚刚生成区块的区块头数据通过SHA256 算法生成一个哈希值填入到当前区块的父哈希值中;把当前时间保存在时间戳字段中;在当前区块加入区块链后,各节点就会立即开始生成下一个区块[8]。难度值字段会根据之前一段时间区块的平均生成时间进行调整以应对整个网络不断变化的整体计算总量,如果计算总量增长了,则系统会调高数学题的难度值,使得预期完成下一个区块的时间依然在一定时间内。

时间戳不仅能够准确记录文件创建的时间,更重要的是能够准确反映文件创建的先后顺序。数据库对一份文件进行确认,时间戳服务器必须包括指向之前文件确认的哈希指针,当前时间和文件内容本身,并用这三条信息来对文件进行签名。时间戳保证了文件的真实性,确保了文件内容不会被其他节点篡改,文件存储的顺序也被保存下来。

四、网络管理激励机制:区块链的网络f议

群体智慧的结晶往往大于局部的力量,但是,并非所有的部分凑合在一起就能够大于群体。究竟是“三个臭皮匠大于诸葛亮”还是“三个和尚无水喝”,这需要视情况而定。在企业管理中,容易出现“三个和尚无水喝”的困难。如何促使部分总和超过整体,就是区块链技术与管理技术结合的结晶:通过网络协议(个体遵循一定的规则),通过“共信力”来解决“公信力”的问题,实现网络管理激励机制。

(一)网络通信协议:各个节点的通信规则

网络最早产生于美国军事的阿帕网(ARPA)。基于阿帕网的大部分电脑相互之间不兼容,不仅单机上任务不能共享,而且单机之间难于通过接口信号处理机实现互联。为解决“资源共享”的目标,有必要建立所有电脑共同都必须遵守的标准,即网络协议。网络协议实质是一种规则,规定了网络上各节点进行网络通信的规则,每一台计算机必须遵守网络协议才能与因特网联通。其中,TCP传输协议和UDP用户数据报协议是两个广为使用的因特网协议。一般而言,TCP/IP协议分为网络接口层、网络层、传输层、应用层4个层次。在进行数据传送时,每一层可以直接联系它的上下层进行数据传输,并可借助上下层网络以满足本层的要求。

(二)点对点价值传输协议

区块链技术支持点对点的网络。每个节点都是平等的,没有等级差异。任何节点都可以随时参与协议,能够随时与其他节点连接,这些节点构成一个随机的网络拓扑结构,共同遵循点对点价值传输协议。点对点价值传输协议是充满技术特质的协议,比如需要遵循泛洪算法;比特币点对点价值传输协议是一个开源协议。同时,各个节点的资产必须能够数字化,能够形成智能资产,参与“智能合约”。

(三)网络节点整体行为的管理激励

由于区块链所支持的点对点的随机网络,各个节点参与整体合作网络的原则是“平等”与“民主”,只能依靠“利益”驱动而不能够用“棍棒”约束。这就是网络节点整体合作行为的管理激励。合作要形成稳定的均衡需要一定的条件,这就要求所设计的“挖矿”算法不仅能够激励各个节点积极参与价值传输活动的记账活动,同时,又要防止任何节点难于操控共识形成的过程。当前,比较流行的是权益证明机制和工作量证明机制。

结 语

本文从源头上分析了区块链技术发展的三大动力要素,以经济全球化趋势解释区块链发展的自身需求、以现代信息技术的进步解释区块链技术的偶然性、以社会认识转型解释区块链发展的开放性。区块链的本质是现代信息技术、现代密码学、网络管理激励机制的集成,是一门集信息技术、数学、金融学、法学等学科为一体,主要用于解决人与人之间信任问题的科学。区块链技术的应用已从金融领域逐步引入各领域,将在物流追溯、资产转移及合约管理、身份论证、选举投票等领域中广泛应用,未来必引领财务业务创新与会计核算革命。

【参考文献】

[1] 凯文・凯利.科技想要什么[M].北京:中信出版社,2011:11.

[2] STIGLITZ J E,et al. Credit Rationing in Market with Imperfect Information[J]. The American Economic Review,1981,71(3):393-410.

[3] SPENCE M A. Market Signaling:The Information Structure of Job Markets and Related Phenomena[M]. PHD thesis,Harvard University Press,1972.

[4] 徐明星.区块链:重塑经济与世界[M].北京:中信出版集团,2016:13-14.

[5] CODD E F. A relational model of data for large shared data banks[J].MD computing Computers in Medical Practice,1998,15(3):162-166.

[6] 杨东,谢菲,杨晓刚,等.分布式数据库技术的研究与实现[J].电子科学技术,2015(1):87-94.

区块链技术论文范文第2篇

1计算机网络安全在大数据系统中应用的必要性

1.1大数据系统中网络问题层出不穷

大数据背景下,人们的工作、生活及学习模式发生了很大改变,但人们的网络安全意识有待提高。在人们迫切追求在网络环境中的便捷性体验时,只要忽视了网络安全隐患,就必然会导致大数据系统安全问题层出不穷。在计算机系统配置中,网络软件安全性整体偏低,导致人们的重要信息很容易受到攻击而导致泄露。黑客与病毒的入侵,也恶化了大数据系统中的网络环境。当软件和程序存有漏洞,就很容易遭到病毒入侵。一旦大数据系统网络监管力度不够,网络环境的安全性就更难以保障,导致大数据系统中网络问题接二连三地出现。

1.2计算机网络安全为大数据系统安全提供了无限可能

计算机网络安全,可有效保证大数据系统的稳定安全运行。大数据主要是信息技术下的一种产物,通过储存和处理信息,在大数据系统中俺找人的需求呈现信息,进而为个人与企业发展提供数据依据。在大数据系统中,信息数据是其运行的根本因素,同时信息安全也是计算机网络安全的主要内容,可以说,计算机网络安全是大数据系统安全运行的根基。对计算机用户来说,大数据通过收集个人信息并分析,依据人的喜好来推送相关的数据。一旦这些涉及用户隐私的数据被不法分子非法使用,必然会威胁到计算机用户的根本利益。对企业来说,通过收集企业各项数据并为企业发展提供数据支持,这些数据不免涉及企业的核心机密与市场竞争力,一旦这些数据泄密,必然会对企业造成致命性打击。所以,计算机网络安全,在很大程度上保证了大数据系统安全,对企业与计算机用户信息安全都有着全面保障作用。

2计算机网络安全在大数据系统中的具体应用及改进策略

2.1计算机网络安全在大数据系统中的具体应用

一般来说,计算机网络安全在大数据系统中的应用,应充分认识到大数据系统运行中面临的各种网络安全问题。从预防与解决网络安全问题的角度实现大数据系统的安全运行。确切来说,计算机网络安全在大数据系统中的具体应用,可从数据管理、数据分析、防火墙应用及区块链防篡改技术等说起。计算机网络安全在数据管理中的应用:计算机网络安全在数据管理中的应用,主要是确保数据的完整性与安全性,避免出现数据被黑客与病毒入侵而面临着各种威胁。如在大数据系统中对用户身份进行认证,其数据信息管理时,以设定好的网络ID为主,只要登录时进行网络ID认定,就能避免网络ID被不法分子登录,也杜绝了不法分子毁坏数据及盗取数据的行为。大数据系统中身份认证过程中,以密码和特殊口令的方式来认证,就大大地提高了数据管理的安全性。身份认证技术应用时,能对需要处理的信息加密,当信息一旦被盗用,也无法正确认证身份而使用信息。计算机网络安全在数据管理中的应用,只要面临着黑客攻击,就能全面分析黑客攻击的手段,并充分运用数据信息抵御黑客攻击,全面保护大数据系统中网络环境的安全。计算机网络安全在数据分析中的应用:计算机网络安全可用在数据分析中,用来保护大数据系统的安全性。数据分析通过运用统计手段整合和处理数据,进而提取到有效的数据,在分析和整理后得到相关的结论。大数据系统中,数据分析用以保证数据的安全和完整,并确保数据的可靠性。计算机网络安全技术在数据分析中的应用,在很大程度上提升了数据分析的效率与质量,额保证了数据的准确性。数据分析中应用计算机网络安全技术,应加强大数据系统中的网络安全监管,积极地运用数据挖掘安全技术,全面分析用户日常行为,及时地跟踪和警告可能产生安全风险的操作,并告知用户。防火墙技术、区块链防篡改技术在大数据系统中的应用:计算机网络安全技术在大数据系统中的应用,通过运用防火墙技术和区块链防篡改技术,提高大数据系统网络安全的强度。计算机网络安全的基本保障来源于防火墙技术,几乎每一台计算机都配备了防火墙。计算机网络安全在大数据系统中的应用,通过为计算机网络提供安全保护,把计算机和计算机外网分离开来,分别分析计算机外网传达到计算机本身的相关信息,只要鉴别并确认后,对其进行拦截或者是放行。防火墙技术用于大数据系统中,可起到对病毒隔绝作用。区块链防篡改技术的应用,通过在每个新区块上设置数据指纹,并让每一个区块之间形成一种链条结构,只要区块中的数据被篡改,就会导致下一区块的数据指纹变动,这就无法完成用户身份认证,进而确保数据信息的完整性与保密性。

2.2计算机网络安全在大数据系统中应用的改进策略

计算机网络安全在大数据系统中的应用,应全力解决大数据系统中面临的各种网络安全问题,实现大数据系统中的安全防控。具体来说,计算机网络安全在大数据系统中的应用,可从几点做起:提升网络安全防范意识:大数据环境下,人们使用计算机网络时,只要网络安全意识薄弱,就很容易处于不安全的网络环境中。尤其是青少年和中老年群体,计算机网络防范意识相对薄弱,很容易在网络环境中遇到信息泄密与信息被盗等问题。那么,要想确保大数据环境的安全有效,每个人都应增强自身网络安全意识。社会也要积极地宣传计算机网络安全知识的宣传,以宣传的方式帮助人们提升安全意识,并做好计算机网络防范工作。提倡青少年和中老年群体,在使用计算机网络时,尽可能地把密码设置得更复杂点,起到对计算机网络用户账号的保护作用。加强计算机网络安全人才培养工作,充分发挥出网络安全人才优势,做好网络安全建设,降低计算机网络安全风险率。加强病毒检测防御:在大数据环境下,对计算机安装先进的软件,实时监测计算机网络运行的安全性。如在计算机上安装防火墙和杀毒软件,定期监测和防范病毒,提升计算机网络的安全性,全面保障人们信息的安全。对重要信息进行密钥处理,即便信息被盗也会在没有密钥情况下无法打开。增强计算机网络监管力度:在网络环境中建立网络监管制度,用于提升网络环境的安全度,并尽可能地消除网络环境面临的安全隐患。以法律法规为依据,做好网络安全控制,定期优化和完善网络安全,确保大数据系统的安全运行。因此,计算机网络安全对大数据系统来说至关重要。在大数据系统中应用计算机网络安全技术,应格外重视计算机用户网络安全防范意识的培养,并做好病毒检测防御工作,加强计算机网络监管力度。

区块链技术论文范文第3篇

摘要……………………………………………………………………………………Ⅰ

英文摘要………………………………………………………………………………Ⅱ

1“数字农业”的内涵…………………………………………………………1

2国外“数字农业”关键技术发展与应用……………………………………………1

2.1美国………………………………………………………………………………………1

2.2英国………………………………………………………………………………………2

2.3德国………………………………………………………………………………………2

3我国发展“数字农业”的紧迫性…………………………………………………2

4“数字农业”的发展趋势………………………………………………………………3

4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现…………………………………………………3

4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛……………………………………………………3

4.3农业多元化公共服务将更加完善………………………………………………………4

5 “数字农业”的实践策略……………………………………………………………4

5.1实现农业农村业务数字化和可视化……………………………………………………4

5.2推动数字农业技术创新…………………………………………………………………5

5.3提高农业农村经营管理数字化水平…………………………………………………5

结语…………………………………………………………………………………………6

致谢………………………………………………………………………………………7

参考文献……………………………………………………………………………………8

摘 要

数字农业是将信息作为农业生产要素,用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合,对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。本文总结了国外“数字农业”关键技术发展与应用,结合我国发展数字农业的紧迫性与当前数字农业的发展趋势,对我国“数字农业”的发展提出了几条实践策略。

关键词:数字农业;农业信息化;发展策略

Abstract

Content:Digital agriculture is a kind of modern agriculture that takes information as agricultural production elements, uses modern information technology to express agricultural objects, environment and the whole process visually, digital design and information management. Digital agriculture makes the information technology and all aspects of agriculture achieve effective integration, which is of great significance to the transformation of traditional agriculture and the transformation of agricultural production mode. This paper summarizes the development and application of the key technologies of "digital agriculture" in foreign countries. Combined with the urgency of developing digital agriculture in China and the current development trend of digital agriculture, several practical strategies are put forward for the development of "digital agriculture" in China.

Key words:Digital agriculture; agricultural informatization; development strategy

浅析“数字农业”发展趋势与策略

1“数字农业”的内涵

“数字农业”是农业数字经济的重要实践。当前,学术界和工业界尚未能够对数字农业形成统一的定义。通用名称包括信息农业,精确农业,“ Internet + 农业”等等。本文中提到的数字农业基于农业信息化,在农业链的所有环节中都强调了下一代信息技术的重要作用,代表了农业产业的新视野。现代农业与信息化的紧密结合使可以充分利用数字技术。数字技术在促进农业发展方面发挥着重要作用,并且不断的提高现代农业产业的数字化水平,支持农村战略的实施。

2国外“数字农业”关键技术发展与应用

2.1美国

美国完善的农业产业基础和数字技术体系促进农业发展。美国数字农业发展建立在农业生产高度专业化、规模化、企业化的基础上,已经建成了完善的现代农业技术应用与管理系统。自20世纪90年代起,美国已开始应用数字农业技术,包括应用遥感技术对作物生长过程进行检测和预报、在大型农机上安装GPS设备、应用GIS处理和分析农业数据等,对大田作物进行生产前、中、后期的全面监测与管理。在21世纪初已经实现“3S”技术、智能机械系统和计算机网络系统在大农场中的综合应用,智能机械已经进入商品化阶段。如JohnDeere公司的“绿色之星”精准农业系统,基于物联网技术与“3S”技术搭建的新型精准农业管理系统,用以进行精细农作、农机管理、农艺管理和计划管理,可绘制农场产量的“数字地图”,在机械化生产大农场中的市场占有率达到了65%以上。在大数据、物联网等数字技术飞速发展的助推下,美国数字农业技术已与农业生产的产前、产中、产后形成紧密衔接,应用范畴覆盖从作物生长的微观监测到宏观农业经济分析。此外,美国也已形成完善的技术服务组织网络,美国服务类企业与公益机构可为经营主体提供较为完善的技术服务,例如美国农业技术服务组织(FSA)为农民提供丰富的信息。

2.2英国

英国信息化技术应用助推精准农业。信息化技术推动英国农业向数字化、智能化、精准化的方向发展。英国农村地区信息化基础设施完备,互联网、4G信号已实现基本覆盖。在此基础上,精准农业技术得以实现在农业的全方位应用,如借助遥感技术进行作物生产监测与产量预报、农业资源调查、农业生态环境评价和灾害监测等;英国Massey Ferguson公司研发的“农田之星”信息管理系统,借助传感识别技术和GPS技术能够更为精准地进行种植和养殖作业、数据记录分析和制定解决方案;智能机械已基本装备卫星定位系统、电脑控制和软件应用系统,能够根据不同位置、不同质量的地块情形实现自动化、精准化、变量化作业,同时可以采集作物信息用以制作电子地图和调整生产策略。2013年英国启动《农业技术战略》,提出了应用大数据、物联网技术和智能技术进一步发展精准农业,从而提升农业生产效率,如借助GateKeeper专家系统提供辅助决策和农场管理、LELY挤奶机器人等智能化设备在养殖场中的应用、自动感知技术在施肥施药机械上的应用、二维码技术在农产品产销环节的广泛应用等。

2.3德国

德国关键技术与设备的积极研发与推广。在欧盟农业共同政策对数字农业的支持下,德国积极发展高水平数字农业,在农业生产高度机械化的基础上,建立完善的计算机支持和辅助决策系统,提供数字农业综合解决方案。德国投入大量资金与人力支持数字农业核心技术与智能设备研发,并由大型企业牵头,如德国拜耳公司投资2 亿欧元支持数字农业布局,已在60多个国家提供数字化解决方案,并旗下Xarvio品牌推广数字农业,通过XarvioScouring识别系统高效识别和分析作物生长和病虫害信息,帮助农民优化田块单独管理和农田统筹优化。拥有百年历史的德国农业机械制造商CLAAS集团结合第四代移动通信技术和传感器技术,实现收割过程的全面自动化。

3我国发展“数字农业”的紧迫性

今年虽然受到疫情影响,但我国大部分农产品仍然是一个“大年”,怎样解决需求下降、部分市场关闭、物流受阻等难题,把农货顺利卖出去,让农民实现丰产又丰收?加速数字农业发展是不二法门。

农业长期保持着传统形态,技术进步一直较慢,特别是进入信息化时代后,农业技术滞后带来的产业发展差距愈发显著。随着数字经济的兴起,越来越多的领域引入互联网、大数据、人工智能等技术,实现了智能化、数字化重塑,生产率大幅度提高。2019 年,我国服务业、工业数字经济渗透率分别为 37.8%、19.5%,但农业只有 8.2%,数字化改造的空间很大,需尽快赶上信息社会的发展步伐。

农业数字化转型是农业现代化的必然选择,也是破解目前农业难题的一剂良方,瞄准这个主攻方向,无疑将为农业高质量发展提供新动能,给予农民更多获得感。对广大农民来讲,农产品销售难的问题最头疼,常常遭遇“多收了三五斗”的尴尬。可以说,农业数字化水平滞后,农产品质量不稳定、难以标准化、产销信息不对称等是导致农产品销售难的主因。显然,加快技术与传统农业的融合,打造数字农业,对产业链进行全方位的数字化改造,使得传统农业脱胎换骨,插上科技的翅膀腾飞,已成为农业发展新趋势。

4“数字农业”的发展趋势

4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现实

物联网技术在现代农业生产设施和设备领域中的应用极大地提高了现代农业生产设施和设备的数字和智能水平,实现了整个农业生产过程的数字化控制,实现了农业智能化生产和管理。它可以解决由托管服务流程引起的一系列问题。在种植业中,重点是如何精确控制生产环节,例如育苗,播种,施肥,灌溉和病虫害防治。当前,荷兰,日本,以色列和其他国家正在使用大数据,人工智能和信息技术来促进数字化,精确化和智能化作物种植的发展。

4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛

电子商务的飞速发展为农产品流通提供了新的平台和基础。例如,美国著名的新鲜食品电子商务公司LocalHarvest是一个平台,该平台整合了有机农业的上下游,并连接了中小型农场和消费者。LocalHarvest平台基于从相关农场收集的基本信息来支持地图搜索系统,使消费者能够搜索本地社区周围的农场并购买难以保存的新鲜农产品,例如蔬菜和禽蛋。农产品在快速物流系统下,可以快速送到消费者家中,从而大大提高农产品物流的效率和质量。

值得欣喜的是,近年来,全国各地与各大电商平台纷纷投入大量资源,重构产业链,培植人才,发力促进农产品上行。以河北省为例,近年来积极引入农业电商龙头企业,与阿里巴巴、京东、拼多多等电商平台开展合作,持续在直播助农、农产品品牌孵化、新农商人才培养等领域,合力打造河北数字农业“新基建”。可以看到,利用大数据和分布式人工智能技术匹配优化资源,将需求传导给供给端,有效缓解了供需信息不对称造成的产销脱节。在互联网科技力量的加持下,传统农业的“痛点”也得到有效解决,进一步打开了农产品从田间到餐桌的通路。

随着电商农产品销量的快速增长,广大农民亦受益匪浅,农业生产模式发生重大变化,以需求引导生产、订单式农业逐渐成为主流,精准种植、数字营销提升了农民收入水平,促进更多农民融入数字农业的场景里。以往很多滞销农产品位于贫困地区,数字农业重塑产业链,帮助贫困户掌握技术、融入市场,实现了造血扶贫。实践证明,此种创新扶贫模式具有很强的活力。比如,拼多多的“农地云拼”模式得到国务院扶贫办的肯定,荣获了今年的“全国脱贫攻坚组织创新奖”。截至 2019 年底,拼多多平台直连的农业生产者超过 1200 万人,累计带贫人数超百万。

4.3农业多元化公共服务将更加完善

通过将移动互联网和大数据等顶尖技术运用在农业公共服务,农业服务也更加便利和灵活。这也是数字农业发展的重要趋势。一些国家为了促进数字农业的发展,在农业信息化和农业公共服务方面做出了很多努力。

5 “数字农业”的实践策略

5.1实现农业农村业务数字化和可视化

加快建立涵盖农业资源,农村产业,生产管理,产品质量,农业机械设备和农村治理的数据库。利用地理空间信息技术和遥感技术整合空间数据,获取耕地资源,渔业水资源,粮食生产功能区,现代化农业园区,特色农产品优势区,特色鲜明的农业村庄,生产经营实体,村庄分布等数据。地图存储在数据库中,使农业和农村资源数据立体化。通过集成的农业调度系统,现场定点监控系统,集成的遥感信息,无人机观测和地面传感器网络,可以建立农作物的空间分布。通过农作物的空间分布,重大自然灾害和其他动态空间图,形成了一个一体化的全域地理信息图,为农业生产和管理的科学指导奠定了坚实的数据基础。

5.2推动数字农业技术创新

创新,始终是乡村振兴的内生动力。要实现乡村振兴,离不开“数字农业”助力。手机变成新农具、直播成了新农活、数据成为新农资,随着农业新业态新模式竞相涌现,数字经济发展红利惠及三农必将更加给力,而农业信息技术已然成为数字农业发展的关键支持。未来依靠农业科学院和大学等农业科学研究和技术开发机构来充分发挥农业科技企业作为创新主题的作用,促进数字农业领域的“产学研”合作,并着重于先进技术和核心技术。为了提高对关键技术的了解和研发,精确操作和智能决策的数字化管理,智能设备的变量修改和应用,农产品的灵活处理,区块链等技术,3S 加速,智能识别,模型仿真,智能控制和其他软件和硬件产品数字农业的综合应用,了解数字农业技术标准和规范体系的建立,数字农业技术创新以及应用服务系统的持续改进。

5.3 提高农业农村经营管理数字化水平

当前,就中国电子政务项目的发展而言,农业部门中的电子政务服务水平不能完全满足领导决策应用程序和公共商务应用程序的功能要求。农业信息服务的总体水平有待进一步提高。同时,这意味着中国农业信息服务具有巨大的发展和利用空间。因此,有必要进一步扩大移动互联网技术,云计算,大数据等先进技术在农业信息服务领域的应用,并通过建立灵活,便捷,高效,透明的农业生产经营管理体系,为农民提供更多便捷和信息服务。在信息公开,政府公共关系,信息服务,办公室工作等方面,充分利用农民信箱和便携式农业和农村地区的服务功能,提高了园艺,畜牧,水产品,田间管理和智能化管理水平。着眼于整个农业产业链的要求,以提高劳动生产率,研究和推广适用于不同地形和环境的农业机械,并进一步促进农业“机器换人”。

结 语

数字农业的发展实现了对农业生产的自动,精确控制,智能和科学管理,提高了农业的可控性,降低了生产成本,并减少了环境污染,使农业向精准,环保和可持续的方向发展。此外,农村电子商务的发展可以有效克服农业产业化经营的不利因素,可以简化交易联系,提高交易效率,降低成本,消除农民对库存余额的担忧,并缩短生产周期。努力为农民提供更多的商机。由于时间和空间的限制,内容的选择空间也越来越广,这对于提高农业生产经营管理人员的科学文化素养具有重要意义。

致 谢

在这篇论文的撰写过程中,我遇到了很多的困难和障碍,但都在老师、领导、同事、同学和朋友的帮助下顺利解决了。尤其要强烈感谢周波老师在千里之外给我们线上授课进行指导和帮助,不厌其烦地为我们解答疑问、传授知识,让我非常感动,在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢!

同时也要感谢这篇论文所涉及到的各位学者,本文引用了数位学者的研究文献,如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发,我将很难完成本篇论文的写作。

同时也要感谢我的领导、同事、同学和朋友,在我写论文的过程中给予我很多素材,还在论文的撰写和排版过程中提供给我很大的帮助。由于我的学术水平有限,所写论文难免有不足之处,恳请各位老师和学友不吝批评与指教。

参考文献

[1] 周清波 , 吴文斌 , 宋茜 . 数字农业研究现状和发展趋势分析 [J].中国农业信息 ,2019,30(01), 第 5-13 页 .

[2] 施威 , 曹成铭 .“互联网 + 农业产业链”创新机制与路径研究 [J].理论探讨 ,2019(06), 第 110-114 页 .

区块链技术论文范文第4篇

关键词:教育信息化;高职教师信息素养;实现路径

随着教育信息化2.0时代的到来,互联网技术已经成为未来教育发展的一个大趋势,高职教师要利用这些技术和资源,打造自己的特色课堂;利用信息化教学资源并结合自己丰富的教学经验,不断为信息化教学提供建议,追求新型的教学模式;不断学习和进步,成为学习型社会的创新者。

一、信息素养内涵及构成

(一)信息知识

信息知识不仅包含信息的定义、本质、信息运动的规律以及人类与信息之间关系的基础知识,还包含信息技术的一些常识、计算机原理以及基本的技能知识,通过信息进行检索的能力、图书分类管理以及信息教学软件的应用等。信息知识是整个信息素养的基石,是指人们在使用信息化技术手段的过程中进行信息传播以及增强信息交流频率所产生的认识和经验的积累。

(二)信息能力

信息能力从概念上来说包含三个方面的能力:一是提取信息的能力及教师需要明确地了解自己所需要的信息,能够通过何种途径获得这些信息,并且从大量复杂而烦琐的信息中筛选出自己所想要、所需要的内容进行加工改造;二是处理信息的能力,即面对网络上复杂多变并且真实性不可考究的信息,需要根据实际的问题和内容,对所获得的信息进行整理、分析、研究,将这些信息进行归纳和总结;三是生成表达信息的能力,主要是指教师根据自己所收集到的信息,在归纳整理后,综合自己多年的教学经验以及对课本和知识的思考,运用多媒体的方式将知识展现出来,利用信息化技术、媒介或者工具,及时与学生进行讨论;与教师进行探讨,推进教25学、推进课堂教学的能力[2]。

(三)信息道德

信息道德是指人们在信息采集、使用、传播、评价等一系列信息活动中应该遵循的道德规范和道德行为。高职教师的信息道德具体表现为:教师应该以符合社会道德规范的方式实现对信息的检索与获取、理解与评估、使用、创造与分享,以更有效地从事个性化、专业化和社会化的活动;教师应该能够准确认识和评价信息,包括信息的对与错、真与伪,能分辨信息中的负面与正面道德要素,并对信息内容持有批判性的思维;教师必须从正规渠道获取信息,自觉维护网络的秩序和安全,不从事非法活动等。

二、教育信息化的概述

随着我国科学技术的不断发展,人工智能、无人机、区块链、物联网、机器人以及虚拟信息技术等优秀的先进技术已经成为未来三到五年内最具行业影响力和价值的智能核心领域,在全球影响力和技术可行性以及发展潜力中都有提到。信息技术的发展给传统的教学思维和传统的教学方式带来了很大的冲击,高职教师面对着前所未有的挑战。以人工智能、大数据以及区块链等新兴的技术为依托,教育面临着不断改革与重构。高职教师要重点培养自己的信息技术素养能力,从整个教学思维以及教学方法方面提高自己的信息化技术水平。在实际教学中不断探讨、验证、调整“利用信息化进行教学”的方式,设计灵活多变的信息化教学课堂,利用信息技术达到教学要求和教学目标;形成规律性的教学方式,让师生共建信息化教学平台,利用客观准确的信息化综合评价模式呈现出有趣的教学课堂和精准的教学评价[3]。教育信息化时代的到来,既对传统的教育造成了巨大的冲击,也促进了教学思想和观念以及方式、方法、内容的整体变革。从概念上来说,教育信息化主要包含:第一,教育现代化与信息化相辅相成,信息化要为教育现代化的实现提供服务;第二,教育部门要从国家整体政策的高度,统一规划组织,实现教育信息化建设;第三,要在教育领域进行各方面深入探讨,不断将信息技术应用到教育领域中;第四,实现教育信息化是一个循序渐进的过程,需要各方面不断努力;第五,在不断发展过程中,要进行谋划以达到高度教育信息化的目的。因此,我们说教育信息化的基本目的包含四个:一是在教育系统中广泛应用信息技术;二是借用信息技术工具进行教育改革与深入发展;三是根据社会对教育领域的要求,培养专业的创新人才;四是依托信息技术不断推进教育现代化[4]。

三、提高高职教师信息素养的必要性

(一)提高信息素养是国家对高职教师的时代新要求

2017年,未来教育大会提倡大量运用科技的力量去推动教育进步,进而实现教育方式的变革。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》明确提出要重视信息技术的作用,重视信息技术对教育发展中的革命性影响。《教育信息化“十三五”规划》对教师的培训提出了信息技术方面的内容,将其作为教师培训的必修科目之一,同时要将信息技术广泛运用到教学活动中。另外,在其他的规划和纲要中也明确提出了教育信息化作为一个教育领域的大方向,要实现突破教育改革和发展的难点问题,促进整体的教育公平,提高教育质量。除了颁布明确的纲要和政策以外,各级政府以及学校也作出了相应的行动。在改进教学设备以及环境的过程中,建设了信息化的教学基础设备,不断完善多媒体设施,实现学校全面的教育宽带网络覆盖设备的改进;提高了教师运用技术进行教学活动的能力。建设信息化的实践操作基地也是学校建设目标之一,如智能化的信息教室、数字化控制室、网络媒体培育中心以及远程教育培育中心等信息技术的应用。不断加强学生对信息技术能力的运用和操作能力。在信息化的大时代中,具备基本的信息素养只是基础;高职教师必须不断加强自身的信息技术能力,学习并充实自己的信息技术素养和知识,只有这样,才能跟得上社会和时展的步伐。

(二)提高信息素养是高职教师应对信息化挑战的必然选择

随着信息化与教育信息化的大面积布局,大多数人获取知识的方法和途径越来越多,整体呈现多样化的基本特征。教师不再是知识的主要传播者,也不再是传授知识的垄断者;大学生成为互联网的“主要居民”,他们获取知识的途径不仅来自教师的课堂传授,还会通过互联网上的一些知识进行自由选择[5]。这样的方式既增加了学生进行学习的主动性和灵活性,也有利于信息技术的发展与传播,还影响了教师作为知识传播者的主体地位。随着一系列信息化所带来的知识传承的方式的改变和更新,以及教学场景环境的不断变化,师生关系面临着一定的挑战。在传统的教育教学过程中,教师既对学生起到引导和帮助的作用,也要提高学生学习的积极性和主动性;而在教育化时代中,教师的作用和影响力被弱化,面对一系列信息化所带来的方式以及整体环境的改变,教师需要成为学生的引导者、参与者、合作者,不断利用自身的信息素养与学生达到同步。

(三)提高信息素养是高职教师落实创新型人才培养目标的现实需要

总的来看,虽然我国在人口红利以及人力资源方面占优势,但从世界角度来看,缺乏创新型人才,整体的创新能力和创新度也不及发达国家。国家的发展需要创新型人才的培养以及创新能力的培养,而人才的发展与成长,只有经过教师的教育才能达到目的。在如今国际的大环境下,创新能力已经成为衡量一个国家是否具有核心竞争力的关键指标;尤其是在中美之间的贸易争端中,小小的芯片更是刺痛了国人之心,使我们进一步面对残酷的现实。创新型人才的培养一直是我国教育中的短板,而著名的钱学森之问,使得全国人民开始思考中国教育所存在的缺陷。在人才培养以及创新能力培养的过程中,教师的作用是不可替代的。高质量信息素养的教师对于培养学生的创造力具有重要的作用。教师利用自己所掌握的知识和信息,改变传统枯燥的刻板式教学方式,通过引导学生自主学习、小组讨论以及互助激发学生的创造力与想象力,培养学生的创新思维。在当今时代中,创新型人才已经关乎国家人才的发展以及产业未来的希望与中华民族伟大复兴的时代使命。因此,提高高职教师的信息素养,在当今时代的教育领域中是非常重要的。

四、高职教师信息化能力现状分析

在某高职院校采用问卷调查过程中发现,在农林牧渔以及电子信息、土木建筑、经济管理等基础教学活动中,年龄层次在20—50岁之间,64%的教师在教学的过程中会使用信息技术进行辅助教学,56%的教师认为在教师专业发展过程中掌握相应的信息技术能力是非常重要的,而57%的教师认为信息技术与自己知识相结合之后的课堂效果有明显的提升。因此可以看出,大部分的教师已经对信息技术在教学过程中的重要性有了充分的认识,并将其充分应用在课堂教学活动中,使得课堂效率提升。在掌握了信息技术方面的教学方法后,教师能够熟练地运用计算机操作系统进行网络资源教学的搜索和整理,熟练使用office软件进行及时沟通,制作相关课件。在此活动中,图形处理及动画制作、音频处理、视频制作等软件资源的运用在课堂上仅占20%,而有93%以上的教师有意愿对相关的信息技术进行培训,希望在培训中优化自己的信息技术设计能力,将信息技术运用在课堂设计中[6]。有许多教师愿意自主学习课件制作以及网页制作技能,充分认识到信息技术所带来的课堂教学变革的意义。从这些调研结果来看,教师在信息素养以及信息化思维方面得到了很大的改变,但还存在一些问题,主要是整体信息化技能的水平还不足、信息与基础知识的融合也不足、信息化素养能力参差不齐。有调查结果显示,理工科的教学教师具有良好的信息化接受度和转化度,而其他教师则需要进一步做思想工作。

五、培养与提高高职教师信息素养的方法与途径

(一)更新高职教师的教育观念,树立新型的信息意识和信息观念

在发展教育信息化的过程中,更新高职教师的教育观念,实现更有效培养与提高高职教师的信息素养是非常重要的,必须在更新教育观念上下功夫。如果教师的意识相对滞后,那么就会影响到课堂教学的发挥。想要转变传统的教育观念,就要对教师的认知以及固有的思想进行改变,让教师从根本思想上重视信息素养的重要性;用全新的教育思想和观念作为指导,培养、加强教师的信息化技术,促进信息技术在实际教学活动中的应用。高职教师不仅要认识到信息技术对于教育变革和教学的影响,还要认识到教育改革和发展是现代化信息教育的必由之路。在当今社会,谁把握了信息技术,谁就把握了未来。在信息社会,我们要发展教育信息化,首先就要掌握信息技术的运用;只有这样,才能整体对教学进行改革,提高课堂效率。在实际的教学工作中,要激发教师运用信息技术的兴趣和动机。例如,可以45举办一系列的多媒体教学大赛、教学软件培训以及相关的学术讲座、交流会等,让教师亲自去感受信息技术带给教育发展的变化,激发他们对信息技术的兴趣。高职教师要有运用信息技术解决教学问题和学生问题的意识,具有这样的教学和信息意识,教师才会更加积极主动地运用信息技术的方式来解决科研和教学方面存在的问题,并将信息技术作为自己教学工作中的辅助工具,从而自然而然地将信息技术运用在日常教学和学生问题解决方面。

(二)加强高职教师的信息技术培训

1.制定切实可行的培训目标。在高职教师的信息技术培训中,其培训内容各有不同,主要分为三个层次:一是理论层次,在此层次中,教师只需要了解基础的相关知识,其中包括信息技术的理论学习方式以及网络基础、多媒体技术基础等;二是在技术知识层次,教师除了掌握基本的基础知识,还应熟练地运用常规的教学媒体进行教学,熟悉多媒体教学教室的基本功能,进行正确的操作和使用,并及时了解教学设备中出现的故障,对计算机运用进行简单的文字处理制作演示,通过相关的网络工具和媒介进行资源的检索与处理,收发相关邮件信息,浏览相关的网上图书馆,获取教学资源;三是在实践知识层次,教师综合运用信息技术的能力,主要体现在信息技术与实际课堂和课程设计的整合能力中,在实际课程教学过程中更有效地完成课程设计和相关教学目标教学系统设计的能力,对整个教学过程的各要素进行统筹和安排。2.采取多种途径实现信息技术培训目标。高职教师关于信息技术的培训主要分为职前培训和职后培训两种途径。职前培训主要是指在正式从事教育工作前进行教师专业的职业技能集中培训,其中就包括信息技术内容的专业。职后培训是教师进行信息技术培训的一个主要形式。目前,职后培训通过以下方式进行:首先,短期培训,它主要是在各个高校、教育行政部门师资培训中心等进行集中、短期的信息技术培训活动。例如,由相关行业协会组织或教育行政部门领头的一些高职教育信息技术培训工作。其次,校本培训,是指各学校利用节假日的空闲时间,组织教师进行信息技术培训活动。该培训方式的主要特点是时间上自由灵活,可以是专题讲座和教学规模形式,内容也比较有针对性和可操作性,可以有效地将信息技术与学科结合起来,使整个培训效果更具有生动性和活力。最后,自主研修,即教师为了教学改革和教学科研的需要,同时为了提高自身的信息技术水平,自主学习相关知识;改进自己的教学能力,掌握相关的技能,进行研究的一种互动[7]。例如,闲暇时进行有关信息技术方面专业书刊的阅读,参加行业内的培训以及业务研讨会,利用网络资源进行自学以及参与信息技术教研活动。3.建立信息技术培训的评价体系。传统的信息技术培训通过笔试或论文等形式,采用优秀、良好、及格的等级评价教师的综合培训结果。这种方式只重视培训结果,而忽视了实际的运用能力,在教师问题的解决思路与方法、培训过程灵感的迸发等方面不利于教师的发展。同时,也无法让教师体验到成功的感觉。因此,信息技术培训的评价既要重视结果,也要重视过程和实践能力的培养,还要形成综合性的培训机制、培训结果机制。让教师对自己整体培训过程进行评价,从记录过程中看到自己的成长,进一步自主建构自己的信息技术能力体系,从而促进自身全面发展。

(三)加大政策扶持力度,营造有利于高职教师信息素养培养与提高的外部环境