自然辨证法期末作业期末大报告 - 图文

中国石油大学（北京）2015 —2016学年第一学期

《自然辩证法概论》课程考核方式及要求

一、 考核方式：开放型题目，共两题，三选二作答 二、 题目及要求 （一）分析一个创新案例 答题要求： 1、介绍案例背景

2、阐释案例所采用的主要理论和方法等

3、对案例进行分析总结，重点分析其中创新之处、挖掘产生创新的动因、条件、机制，指出其启示意义

4、文字表述准确，言之有序，言之有物，言之有理，注明所用资料出处及参考文献 5、在答题纸中指定位置，对本题的完成情况写下不少于30字的评语（可自评也可同学间交换评价），答题可采用电脑打印，评语需手写，评语也计入该题得分 6、字数1500-1700，鼓励选择跟本专业相关的案例 （二）分析一个产生负面影响的工程案例 答题要求： 1、介绍案例背景

2、阐释案例涉及的主要问题、矛盾及冲突 3、阐释案例问题解决方案

4、运用所学理论对案例进行分析总结，重点分析产生原因、评价解决措施，并指出其启示意义

5、文字表述准确，言之有序，言之有物，言之有理，注明所用资料出处及参考文献 6、在答题纸中指定位置，对本题的完成情况写下不少于30字的评语（可自评也可同学间交换评价），答题可采用电脑打印，评语需手写，评语也计入该题得分 7、 字数1500-1700，鼓励选择跟本专业相关的案例

（三）推荐一本科幻小说或一部科幻电影，达到交流分享的目的，简述该书或电影的主要内容，并详细阐述三条推荐理由 答题要求：

1、对所推荐的书目或电影内容概括准确精当。如推荐一本书，注明该书作者、出版社、出版时间

2、重点阐述你的推荐理由，推荐理由应做到条理清晰，阐释充分，有个人的思考和见解，字数700-900

3、在答题纸中指定位置，对本题的完成情况写下不少于30字的评语（可以自评也可同学间交换评价），答题可采用电脑打印，评语需手写，评语也计入该题得分

评 语 3D 打印：传统制造技术的颠覆性创新 3D打印（3D Printing）技术根据其制造工艺又叫增材制造（Additive Manufacturing，缩写为AM，部分文献翻译为累积制造或积层制造），属于快速成型（Rapid Prototyping Manufacturing，缩写为RPM）技术的一种[1]。英国《经济学人》杂志认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”，可见其受市场热捧的程度。3D打印打开第三次工业革命大门，它的蓬勃发展会使中国制造业遇到机遇与挑战。我国从上世纪90年代起开始研发3D打印技术，目前包括西安交通大学、华中科技大学、清华大学等高校在这一技术领域已取得了不俗成绩，研发出光固化、金属熔敷、陶瓷成形、激光烧结、金属烧结、生物制造等类型的3D打印装备和材料，在科研上基本与西方发达国家处于同一水平。但是我国的打印产业尚处于初级发展阶段，和美欧的差距仍然较大，存在着核心技术与材料依赖进口、市场培育不足、产业资源小而分散、规模化程度不高、政策体系不完善等诸多问题[2]。 3D打印技术其核心原理是：“分层制造，逐层叠加”，核心设备即3D打印机与日常所用喷墨打印机工作原理基本相同，只是所用打印材料不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，3D打印机与计算机连接后，通过计算机控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把蓝图变成实物。其具体实现过程分为两步[3]。第一步，设计：通过计算机辅助设计或计算机动画建模软件对欲打印的物品建模，再将建成的三维模型分区成逐层的截面，生成3D打印机可识别的数据文件，目前常用的标准文件格式是STL（全称为STereo Lithography）文件格式。第二步，打印：3D打印机通过读取文件中的横截面信息，用液态或固态的材料将这些截面逐层地打印并进行粘接，从而制造出实体。 作为一项传统制造技术的颠覆性创新，历经二十多年，3D打印技术终于从沉寂到兴起。3D打印技术之父、美国“3D Systems”公司首席技术官查克·赫尔说，当年的灵机一动，仅仅是为了解决制造塑料模具费时费力的问题，即一旦设计失误，一切都得重来。3D打印技术是一项“变革性”的短周期、低成本、数字化先进制造技术。该项技术的创新之处在于无需机械加工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而节省时间和材料，在短期内快速打印出所需的各种高端、精密的零部件。不采用制模和其他复杂的传统工序，制造的成本比传统的数控加工要低很多。传统的制造工业不仅需要花费更多的时间，还会浪费更多的昂贵材料。一般来说，传统工艺只使用了百分之十的原材料，其他的都在铸模、锻造、切割和打磨过程中浪费了。而3D打印技术彻底颠覆了传统数控“去除法”加工方式，并逐步以全新的逐层叠加打印的“数字化制造”方式取代。 从3D打印技术的发展历史足以看出其诞生和兴起的动因和条件。3D打印源自于19世纪末期美国研究的照相雕塑和地貌成形技术，当时欧美国家的商品经济迅猛发展，大大刺激了科研探索产品生产速率和设计的需求，增材制造技术就在此时开始悄无声息的萌发了，早年增材制造技术主要应用于专业化的工业设计与生产。但受限于当时的技术条件，并未取得突破性的进展。上世纪80年代，随着计算机技术、新材料技术的蓬勃发展，计算机技术为其设计环节提供平台，新材料技术为其打印提供物质基础，3D打印因此取得了长足的进步。1984年美国人Charles Hull研究出根据数字数据打印3D物体的技术并命名为立体平板印刷，并于1986年开发出世界第一台商业3D印刷，但其商业化、市场化进程缓慢。进入信息时代的21世纪，3D打印技术及其应用得到了迅猛发展，在珠宝、鞋类、工业设计到建筑、工程施工、汽车、航空航天，从医疗产业、教育到地理信息系统、土木工程以及其他领域开花结果，逐步进入到人们的工作和日常生活中，成为全球性研发竞争的焦点。由上述可见，19世纪末期西方发达国家迅猛发展的商品经济对制造业制造速率和产品设计提出更高的需求而使得3D打印技术诞生，计算机技术与新材料学的蓬勃发展使得3D打印技术发展迅速，新一代信息技术的发展特别是其广泛应用是3D打印技术引发全球热潮的决定因素。今后，要进一步扩大3D打印的应用空问，仍然面临着许多方面的瓶颈和挑战，需要在技术上不断突破，尤其是在新材料学和智能化控制上还有很多问题急需解决，要致力于加强创新研发，开拓产业化、商业化路径，做好典型示范，防止在技术尚未充分完善的时候就大规模地扩张产能。 尽管3D打印技术被媒体热炒，但作为一项新技术必然还有待完善，同时也意味着距离广泛应用还有很长的路要走。我们应该理智地认识到，目前在实现小批量、个性化定制生产方面，3D打印具有优势，但在大规模商用、民用方面，技术条件尚不成熟。3D打印技术被认为是“上上世纪的思想，上世纪的技术，本世纪的市场”[4]，随着其在工业应用领域的不断拓展，各国科研人员在技术的不断革新，加上个人消费需求开始爆发，必将极大地刺激3D打印技术的应用增长，使其发展更加迅猛，也必会不断通过市场的考验。3D打印技术正处于一个蓬勃发展的朝阳时期，展望未来，它必将给全球和全人类带来更多惊喜。 参考文献： [1] 李昕. 3D打印技术及其应用综述[J]. 凿岩机械气动工具, 2014, 4: 36-40. [2] 朱则刚. 科技支撑3D打印技术发展 创新引领制造产业市场未来[J]. 办公自动化, 2015, 7: 49-53. [3] 徐秉君. 3D打印机——打造未来世界[J]. 科技创新与品牌, 2013, 8: 72-75. [4] IFS(艾菲诗软件). 颠覆现代制造业的3D打印革命[J]. 单片机与嵌入式系统, 2015, 9: 84. 评 语 科幻影片《机器人与弗兰克》推荐 本片讲述了刚刚步入老年的弗兰克开始有轻微老年痴呆的症状，时常神智混乱，无法与人们进行正常的交流。他的一对儿女亨特、麦迪森为父亲提供了一个机器人来照料他的日常生活。弗兰克一开始无法接受这个冷冰冰的机器人，在经历了初期的磨合后，弗兰克发现眼前这个全能机器人不仅细心照料着自己的起居，更会静静地陪在身边，温柔地倾听自己的内心。弗兰克和机器人慢慢变成了好朋友。为了赢得图书管理员詹妮弗的好感，机器人跟着弗兰克为爱上演了一出惊天奇案。本片2012年圣丹斯独立电影节上一鸣惊人，赢得了艾尔弗雷德·斯隆特别奖。 理由1 从电影观赏性角度推荐 本片短小精悍，时常仅仅不到一个半小时，但从独特的视角，运用细腻的手法，将老人与机器人之间的种种故事娓娓道来，桥段中既有令人会心而笑的阴差阳错，又有令人伤感动容的感人片段，情节出人意表，扣人心弦。行将就木的老人和科技新秀的人工智能，还有自愿跑去第三世界献爱心、反对机器依赖的女儿，已然离婚却默默守护老人的妻子。每个演员都演技出众，拿捏到位，角色的安排巧妙耐人寻味。应该说此部电影是一道独具特点的心灵鸡汤般的视觉盛宴。 理由2 从社会问题——空巢老人的角度推荐 影片告诉我们即使人工智能发展到足以改善老人基本生活能力和质量的地步，仍然避免不了空巢老人最大的敌人也就是孤独。没有人是不怕孤独的。人不怕孤独的前提，是因为什么都在，什么都没失去，说到底是因为一点都不孤独，等到了身边一个可以说话的人（机器人无法替代人）都没有的时候，孤独就是最大的健康杀手。人类与机器人最大的不同就是有感情，人的需要不仅仅是物质上的充足，更重要的是心灵上的满足。这部电影也给大家描述了老人的孤独、无奈和渴望被亲人理解，希望社会能够尽可能的多关心空巢老人，呼吁关注老人内心的想法。 理由3 从人工智能与人类文明的角度推荐 弗兰克生活不规律，机器人做每一件事都是按部就班；弗兰克个性孤僻严肃，机器人没性格却处处可爱幽默；弗兰克经常忘记前一秒的事情，机器人有的是记忆存储。人类固然有众多的不足，但人类最宝贵的就是拥有感情。机器人可以格式化他的记忆，然后就可以继续下一个单子，服侍下一个主人。但是人不可以，即使患有老年痴呆，也会突然想起若干前的事情，感情便体现在这些删不去、无法控制的回忆里。机器人即使再先进智能也不过是事先一堆程序的设定和运行，他让人类无法自拔的最大原因在于他“无意识的温柔”，与人类的感情终究不会真的像电影里展现的如你所想的真诚，无论这种友谊在人类看来多么真挚，人类终究要回归到同类的种族中才能拥有真正的情感沟通，他们彼此的爱才是真真切切的。从该片的另一种翻译“真芯伴侣”就足以看出机器人拥有的“芯”是“芯片”并非人类的“心”。片尾展示了很多现代机器人的科技进展，在我看来，这里还有一个对比就是人类对科技的追求和花费的精力，远远超过对自身的探究，人类能做出完美照顾自己的智能系统，却连有着几百年历史的老年痴呆症都无法治愈，毕竟，智能系统能够立竿见影的获得物质财富，而且研究周期还能衍生其他产品，而对人类疾病的研究则完全就是无底洞，投入大回报渺茫。从这些分析来看，影片想要告诉观影者人工智能能推动人类文明进步毋庸置疑，然而人类文明的发展更重要的因素是人类自身，人类想要提升自己的文明程度更多应该多从自身出发考虑而非从自己创造的一个工具——人工智能上去舍本逐末，电影这方面的用意别具一格，而不与现在的时髦风气随波逐流。

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