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20世紀80年代以來,由于計算機技術的快速發(fā)展和普及以及因特網的迅猛發(fā)展,人類進入了一個信息爆炸的時代。這種巨大的變化,不僅改變了人類社會的技術特征,也對人類的社會、經濟、文化的每一個方面產生了深遠的影響。這種影響,同樣也改變著產品設計的發(fā)展。工業(yè)設計就是信息為主導的行業(yè)它要分析現(xiàn)存事物和設備的狀態(tài)然后設計出新的更為優(yōu)越的產品。
一、信息時代下的工業(yè)產品設計
工業(yè)設計,是一種根據(jù)產業(yè)狀況以決定制作物品之適應特質的創(chuàng)造活動。適應物品特質,不單指物品的結構,而是兼顧使用者和生產者雙方的觀點,使抽象的概念系統(tǒng)化,完成統(tǒng)一而具體化的物品形象,意即著眼于根本的結構與機能間的相互關系,其根據(jù)工業(yè)生產的條件擴大了人類環(huán)境的局面。
20世紀80年代以來,隨著科學技術的進步,計算機在硬件及軟件方面都產生了巨大的飛躍,計算機輔助工業(yè)設計也因其快捷、高效、準確、精密和便于儲存、交流和修改的優(yōu)勢而廣泛應用工業(yè)設計的各個領域,大大提高了設計的效率。由于計算機輔助設計的出現(xiàn),設計的方式發(fā)生了根本性的變化。這不僅體現(xiàn)在用計算機來繪制各種設計圖,用快速的原型技術來替代油泥模型,或者用虛擬現(xiàn)實來進行產品的仿真演示等。更重要的是建立起一種并行結構的設計系統(tǒng),將設計、工程分析、制造三位一體優(yōu)化集成于一個系統(tǒng),使不同專業(yè)的人員能及時相互反饋信息,從而縮短開發(fā)周期,并保證設計、制造的高質量。
隨著人類社會由以機械化為特征的工業(yè)社會走向以信息化為特色的“后工業(yè)社會”,工業(yè)設計的范疇也大大擴展了,由先前主要是為工業(yè)企業(yè)服務擴大到為金融、商業(yè)、旅游、保險、娛樂等第三產業(yè)服務;由產品設計等硬件擴展到公共關系、企業(yè)形象等軟件;由有形產品的設計擴展到“體驗設計”“、非物質設計”等無形產品的設計“,工業(yè)設計”的概念逐漸為內涵更加豐富的“設計”概念所取代。
二、信息時代工業(yè)產品設計的特點
1.計算機技術的發(fā)展與設計的關系。一方面,計算機的應用極大地改變了設計的技術手段,改變了設計的程序與方法。與此相適應,設計師的觀念和思維方式也有了很大的轉變。另一方面,以計算機技術為代表的高新技術開辟了設計的嶄新領域,先進的技術必須與優(yōu)秀的設計結合起來,才能使技術人性化,真正服務于人類,設計對推動高新技術產品的進步起到了不可估量的作用。
2.計算機輔助設計。在信息時代,電腦系統(tǒng)已承擔起設計過程中的大部分事務性、重復性的工作,而只把機器難以做到的事,思維和創(chuàng)造留給設計師,從而改變了技術密集型人才從事勞動密集型工作的局面,這已成為信息時代的鮮明特點。工業(yè)設計的真正發(fā)展則是在近50年現(xiàn)代大工業(yè)搖籃中,特別是以計算機為標志的信息時代的到來,更促進了工業(yè)設計的飛速發(fā)展,而且發(fā)展的速度越來越快,并為設計教育和現(xiàn)代社會各領域帶來了深刻而根本的變化。計算機的引入替設計師完成了大量的理性工作,而設計師則可以更多地致力于概念分析、創(chuàng)意。
三、工業(yè)產品設計的趨勢
信息和網絡時代的現(xiàn)代設計也從越來越單一化走向綜合化、全方位化、系統(tǒng)化,不僅能提品的外形設計、工程設計、形象識別,而且能提供市場研究、消費者調查、人機學研究、公關策劃、品牌策劃、企業(yè)網站設計與維護,甚至企業(yè)管理等諸方面的服務,現(xiàn)代設計及相關服務已成為企業(yè)發(fā)展與決策的重要因素。設計不再是設計師單一的個人行為,而是設計師、工程技術人員、市場營銷人員、社會學家、心理學家、企業(yè)家等共同合作的結果。
以信息技術為特征的產品的智能化,構成了人機符號認知系統(tǒng)的新語境,使人對產品的認識和操作改變了以往人與產品的接觸關系,從而使勞動強度,工作效率,環(huán)境安全得到了根本的改善。同時,產品設計與互聯(lián)網聯(lián)合的必要性取決于消費行為的變化和科學技術的發(fā)展,消費者已從理性消費轉到感性消費,他們的權利變得空前強大,市場定位變得越來越細,種種原因要求企業(yè)更加了解消費者,以最大的能力滿足消費者的選擇,使達到較高的滿意度。互聯(lián)網技術逐漸成熟,利用網絡進行生活和商務辦公已成為現(xiàn)實,而現(xiàn)在只需要發(fā)掘和利用其潛能,網上購物將成為未來生活中的主要的一種購物形式,而實地購買將成為一種休閑方式,是一種娛樂。
1996年,國際經濟合作發(fā)展組織(OECD)提出“以知識為基礎的經濟”(TheKnowledgeBasedEconomy)的概念。有學者認為,知識經濟就是以知識和信息的生產、分配和使用為基礎,以創(chuàng)造性的人力資源為依托,以高科技產業(yè)為支柱的經濟。知識經濟的特點可歸納為:
(1)知識和信息成為重要的資源和財富。
(2)具有創(chuàng)新能力的人力資源在經濟發(fā)展中具有特殊的價值。
(3)高科技產業(yè)成為經濟中的主導或支柱產業(yè)。
(4)地域、部門之間的差異,主要表現(xiàn)為對信息和知識的產生、傳播、使用能力上的差異。
知識經濟對教育領域也發(fā)起了全球性的沖擊,新的教育革命是世界各國,包括發(fā)展中的國家,都要面臨的挑戰(zhàn)。要在這次沖擊中要想立于不敗之地,關鍵是要著眼未來,立足現(xiàn)實,找住機遇,創(chuàng)造自己的優(yōu)勢,我國教育領域要高度重視這場革命,及時把握住剛剛開始的歷史機遇,及早研究對策,做好思想、人才和技術上的準備,以贏得未來教育的主動權。強調:“知識經濟、創(chuàng)新意識,對于我們21世紀的發(fā)展至關重要。”
人是知識的創(chuàng)造主體,也是知識創(chuàng)造的目的。在知識經濟社會中,教育是以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目的,其社會投資主要是人才的投資。人才的質量將成為一個企業(yè)、部門乃至一個國家成功的關鍵。從美國經濟的持續(xù)增長、微軟公司的崛起、比爾·蓋茨成為世界首富,都說明了知識與擁有知識的人才的力量。
“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發(fā)達的不竭的動力”。從這個意義上講,創(chuàng)新是知識經濟的靈魂。知識經濟的來臨,呼喚著教育必須進行深刻的變革。學校必須培養(yǎng)更多具有創(chuàng)造思想和創(chuàng)造能力的人才,這些人才必須具有較強的信息能力、思考能力、創(chuàng)新的意識和創(chuàng)造的能力。這就是要求學校必須探索和構建)創(chuàng)造教育”的新模式。
二、深刻理解教育技術內涵,搶占當代教育的制高點
“現(xiàn)代教育技術是當代教育的制高點。誰搶占了這個山頭,誰就在新世紀中處于有利的位置。”(見1998年5月16日《中國高教育報》“制高點專題新聞”發(fā)刊詞《勇立潮頭》)因此,學校必須在教育和教學過程中,充分應用現(xiàn)代教育技術,挖掘學生的創(chuàng)造潛力,提高學生的創(chuàng)造意識,訓練和強化學生的創(chuàng)造能力。
現(xiàn)代教育技術是當代教育的制高點。何謂“制高點”?站立其中,可以縱觀全貌,總攬全局,控制大局。教育技術之所以成為教育改革的制高點,是因為它是教育改革的突破口。搶占了這個制高點,可以帶動教育領域各個方面的發(fā)展,包括教育思想、教育觀念的更新,對教育制度、教學內容、教材形式、教學手段和方法以及教學模式、教學理論都將產生深刻的變化。
“制高點”者,兵家必爭之地也。教育技術是現(xiàn)代教育的制高點,這就意味著,現(xiàn)代教育技術是教育改革必爭之地。在戰(zhàn)爭中,沒有勇氣搶占制高點的將軍是個懦弱的將軍,在教育戰(zhàn)線,沒有勇氣搶占制高點的領導和教師是不稱職的。
搶占制高點是一場攻堅戰(zhàn)。在戰(zhàn)爭中搶占制高點要有一支英勇的尖刀班、先鋒隊。在搶占教育改革制高點中,這個尖刀班、先鋒隊就是全國1000多所中小學現(xiàn)代教育技術實驗學校、開展語文“四結合”教學改革試驗的學校以及開展各項教育技術應用實驗的學校,還有各級教育技術專業(yè)隊伍和廣大積極應用現(xiàn)代教育技術的學科教師。因此,每一位教育部門的領導、學科教師、教育技術專業(yè)工作者,都應具有勇立潮頭,敢當尖兵的氣概,都要意識到自己作為搶占現(xiàn)代教育制高點的尖兵、先鋒隊所擔負的時代責任感。
在戰(zhàn)爭中,要搶占制高點是要流血犧牲、付出代價的。在教育改革中攻占制高點,不會丟掉性命,犧牲的僅是舊的觀念、舊的方法,但輸入的是新鮮的血液。
搶占制高點是要有策略、要講戰(zhàn)術的。所以攻占教育改革的制高點也要注意運用策略和方法,要加強學習,要學習先進的教育思想、教育理論和先進的技術。每個教師除了要掌握專業(yè)知識,還要認真學習先進的教育思想、教育理論和信息技術,尤其是要真正理解素質教育的思想,真正理解現(xiàn)代教育技術的內涵。以一種積極的態(tài)度應用現(xiàn)代教育技術,充分發(fā)
揮現(xiàn)代教育技術的優(yōu)勢,探索并構建“創(chuàng)造教育”的新模式。
美國教育傳播與技術協(xié)會(AECT)1994年曾對教育技術作出新的定義。這一定義對推動我國教育技術工作的發(fā)展提供了很好的理論指導和促進作用。但根據(jù)我國的具體情況,為了更好地結合我國的國情,深刻理解教育技術的內涵,正確應用現(xiàn)代教育技術,我們認為必須強調:教育技術是在先進的教育思想和教育理論的指導下,充分利用現(xiàn)代信息技術,通過對教與學過程和教與學資源的設計、開發(fā)、利用、評價和管理,以實現(xiàn)教學優(yōu)化的理論和實踐。在這里,我們強調:
1.教育技術必須以先進的教育思想和教育理論為指導;
2.教育技術是以信息技術為手段,要真正發(fā)揮信息技術的優(yōu)勢;
3.教育技術是以教與學的過程和資源為研究與工作的對象,并以優(yōu)化教與學過程和教與學資源為目標,因此,教育技術既要重視“教”,更要重視“學的“過程”和“資源”的研究開發(fā)。
4.教育技術是以系統(tǒng)科學方法作為方法論基礎。教育技術的工作內容包括對教與學過程和資源的設計、開發(fā)、應用、評價和管理。
要搶占現(xiàn)代教育的“制高點”,要使教育技術真正在推進素質教育的實施,培養(yǎng)適應知識經濟時代要求的創(chuàng)造性人才中發(fā)揮作用,作出貢獻,其關鍵是應用現(xiàn)代教育技術,探索和構建“創(chuàng)造教育”的新模式。
三、應用現(xiàn)代教育技術,構建創(chuàng)造教育新模式
創(chuàng)造教育是指以培養(yǎng)具有創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力的人才為目標所進行的教育活動,創(chuàng)造教育是素質教育的歸宿。
創(chuàng)造思維是指以解決問題為前提,用獨特的思維方法,創(chuàng)造出具有社會價值的新觀點、新理論、新知識、新方法的心理活動過程。創(chuàng)造思維有兩個層次,一是科學創(chuàng)造層次,如科學家、發(fā)明家提出新的學說、發(fā)明新的產品等。二是個體自身潛能的開發(fā)和發(fā)展層次,對于中小學生,其創(chuàng)造性并不是要像科學家、發(fā)明家那樣要完成一項具確“特殊意義的產品(一種理論。思想或一種成品),而是指對學習者個體自我潛在智能有意義的開發(fā)和發(fā)展。這種層次的創(chuàng)造思維能力是第一層次的基礎。
創(chuàng)造能力是指實現(xiàn)創(chuàng)造思維所提出的新思想并形成社會或物質產品的能力。創(chuàng)造能力的形成,必須具備良好的思想素質,具備良好的文化、知識基礎。在信息社會中,還必須具備良好的信息能力。
應用現(xiàn)代教育技術培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力的目標,就是通過現(xiàn)代教育技術的應用,使學生形成積極的求異、敏銳的觀察、豐富的想象、個性的知識結構的品質。培養(yǎng)學生掌握信息獲取、分析、處理、交流應用的能力。
應用現(xiàn)代教育技術的任務就是要為學生提供一個有利于學習者觀察、思考、比較的信息化教學環(huán)境,開發(fā)有助于創(chuàng)造教學的軟件資源,培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的現(xiàn)代化的教師隊伍,開展教學試驗,探索并構建創(chuàng)造教育的新模式,開展專題研究,探討創(chuàng)造教育的規(guī)律。其中應用現(xiàn)代教育技術,構建“創(chuàng)造教育”的新模式是核心。
教學模式是指在一定的教育思想、教學理論和學習理論指導下,在某種教學環(huán)境和資源的支持下,教與學活動中各要素之間穩(wěn)定的關系和活動進程結構形式。要建構新型教學模式,必須遵循以下基本原則:
(1)以先進的教育思想和學習理論作指導
(2)要真正發(fā)揮教育技術優(yōu)勢
(3)要轉變教學過程要素的關系
(4)要改變教學進程結構
(5)要認真進行
教學設計
(一)構建新型教學模式的理論墓礎
任何一種教學模式,總是受到一定的教育思想和教與學理論的支配。眾所周知,長期以來,在教育領域中受應試教育的影響,在教學過程中,形成以教師為中心,以滿堂灌輸?shù)姆绞絺魇跁局R,忽視學生的主體作用,忽視對學生能力和情操的培養(yǎng)。在學習理論上,受行為主義理論的支配,只把學習者看作是對外部環(huán)境刺激作出被動反應者,忽視學生的主
觀能動性的發(fā)揮。把學生作為知識的灌輸對象。要應用現(xiàn)代教育技術,構建新型教學模式首先是要以推進素質教育,培養(yǎng)創(chuàng)造型人才為目標。新型教學模式首先必須能體現(xiàn)素質教育的總目標。
怎樣才能體現(xiàn)素質教育的目標,這就必須要深刻認識和克服“應試教育”的弊端,在教育中注重“三個發(fā)展”,提高學生的整體素質。三個發(fā)展就是指全面發(fā)展、全體發(fā)展和個性發(fā)展。全體發(fā)展是強調素質教育必須“著眼于受教育者群體”,“面向全體學生”,全面發(fā)展是強調素質教育是為了提高整體素質,防止片面發(fā)展,以“全面提高學生的基本素質為根本目的”。個性發(fā)展是要“注重開發(fā)受教育者的潛能”,挖掘和開發(fā)學生的創(chuàng)造能力。
國際21世紀教育委員會向聯(lián)合國科教文組織(UNIESCO)提交的報告《教育——財富蘊藏其中》中指出:面向21世紀教育的四大支柱,就是要培養(yǎng)學生學會四種本領,通常可用四個L來表達:
(1)學會認知(1earningtoknow),運用現(xiàn)代教育技術的方法來培育學生學會運用認知工具求知,學會發(fā)現(xiàn)問題,學會探究知識,學會建構知識,也就是要學會繼續(xù)學習的本領;注重培養(yǎng)學生認知方法,應用現(xiàn)代教育技術,引導學生通過發(fā)現(xiàn)、探究和意義建構的途徑獲取知識。培養(yǎng)學生的繼續(xù)學習能力。
(2)學會做事(1earningtodo),既要學會實踐,更要學會創(chuàng)造。應用現(xiàn)代教育技術,就要重視建造可供學生參與的環(huán)境,激發(fā)學生興趣,使學習者通過與環(huán)境的交互作用,通過實踐,通過做來獲得知識和能力。
(3)學會合作(learningtolivetogether),要培養(yǎng)學生學會與他人共同生活,就是學會合作生活,合作學習,從過去的集中教學方式到個別學習方式,到現(xiàn)在提倡的協(xié)商學習(也稱合作學習)。
(4)學會生存(1earningtobe),學會生活、學會自身的發(fā)展。應用現(xiàn)代教育技術,要重視發(fā)展性教學,建立“知識。能力一情操”三維課堂教學目標,應用現(xiàn)代教育技術,不僅用于傳授知識,還注重能力和高尚情操的培養(yǎng)。
四大支柱正是素質教育的目標,“使學生學會做人、學會求知、學會勞動、學會創(chuàng)造、學會生活、學會健體、學會審美。”
素質教育思想是構建新型教學模式的出發(fā)點,但同時我們還必須遵循學習者學習的心理規(guī)律。隨著心理學家對人類學習過程認知規(guī)律研究的不斷深入,許多教育工作者在教學過程中,強調要注意學習主體的內部心理過程,把學習者看作是信息加工的主體,積極把認知學習理論引人現(xiàn)代教育技術應用實踐中。近年來,由于多媒體技術和網絡技術應用于教學過程中,打破了傳統(tǒng)教學模式的束縛,為學生的參與提供了有利的條件,為學習者提供了豐富的、生動的學習資源,為學習者提供了許多發(fā)現(xiàn)知識、探究知識和表達觀點的有力工具。因此,認知學習理論的一個重要分支——建構主義學習理論引起許多國家教育工作者的關注,其原因是多媒體技術和網絡通訊技術的許多特性,特別適合于實現(xiàn)建構主義學習環(huán)境,因此,應用現(xiàn)代教育技術,建構基于建構主義理論的教學模式,日益顯示其強大的生命力。
建構主義學習理論來源于關于兒童認知發(fā)展的研究,由于個體的認知發(fā)展與學習過程密切相關,因此,利用建構主義可以比較好他說明人類的學習過程的認知規(guī)律。心理學家讓·皮亞杰(JeanPiaget,1896一1980)認為,知識既不是客觀的東西(經驗論),也不是主觀的東西(活力論),而是個體在與環(huán)境交互作用的過程中逐漸建構的結果。他還認為,認識的生長不僅僅是經驗的結果,而強調是個體在認知生長過程中的積極作用所產生的結果。建構主義學習理論的基本觀點可歸納為:
(1)認識是在認知主體(學習者)與客觀環(huán)境(社會文化情境和自然環(huán)境)的相互作用中形成。
(2)認識的發(fā)展是通過對認知結構的不斷進行意義建構中獲得的。
(3)建構過程的發(fā)展是螺旋形上升的。
因此,建構主義認為,學習者要真正獲得知識,主要不是通過教師傳授得到的,而是學習者在一定的社會文化背景和情境下,利用必要的學習資源,通過與其他人(教師和學習伙伴)的協(xié)商、交流、合作和本人進行意義建構方式獲得。基于建構主義的教學模式具有如下特征):
(1)強調創(chuàng)設情境并使學習者進人情境
(2)強調為學習者提供多種資源,讓學生自主學習和進行問題的探究
(3)強調組織學習者之間進行協(xié)商學習活動
(4)強調組織學生運用語言和文字進行表述
(教育工作者的關注,其原因是多媒體技術和網絡通訊技術的許多特性,特別適合于實現(xiàn)建構主義學習
環(huán)境,因此,應用現(xiàn)代教育技術,建構基于建構主義理論的教學模式,日益顯示其強大的生命力。
建構主義學習理論來源于關于兒童認知發(fā)展的研究,由于個體的認知發(fā)展與學習過程密切相關,因
此,利用建構主義可以比較好他說明人類的學習過程的認知規(guī)律。心理學家讓·皮亞杰(JeanPiaget,
1896一1980)認為,知識既不是客觀的東西(經驗論),也不是主觀的東西(活力論),而是個體在與環(huán)
境交互作用的過程中逐漸建構的結果。他還認為,認識的生長不僅僅是經驗的結果,而強調是個體在認
知生長過程中的積極作用所產生的結果。建構主義學習理論的基本觀點可歸納為:
(1)認識是在認知主體(學習者)與客觀環(huán)境(社會文化情境和自然環(huán)境)的相互作用中形成。
(2)認識的發(fā)展是通過對認知結構的不斷進行意義建構中獲得的。
(3)建構過程的發(fā)展是螺旋形上升的。
因此,建構主義認為,學習者要真正獲得知識,主要不是通過教師傳授得到的,而是學習者在一定
的社會文化背景和情境下,利用必要的學習資源,通過與其他人(教師和學習伙伴)的協(xié)商、交流、合作和本人進行意義建構方式獲得。基于建構主義的教學模式具有如下特征)
(1)強調創(chuàng)設情境并使學習者進人情境
(2)強調為學習者提供多種資源,讓學生自主學
習和進行問題的探究
(3)強調組織學習者之間進行協(xié)商學習活動
(4)強調組織學生運用語言和文字進行表述
(5)強調學生進行意義建構
這里的“協(xié)作”是指學習者合作搜集與選取學習資源提出問題、提出設想和進行驗證,對資料進行分析探究,發(fā)現(xiàn)規(guī)律對某些學習成果的評價。“意義建構”是指學習者對事物的性質、特征、現(xiàn)象的概括,對事物之間的內在聯(lián)系和規(guī)律的歸納。
(二)發(fā)揮現(xiàn)代教育技術優(yōu)勢,把信息技術作為認知工具,為學習主體建造發(fā)揮創(chuàng)遣潛力的教與學的環(huán)境
要應用現(xiàn)代教育技術構建創(chuàng)造教育的新模式,我們首先要擺脫把信息技術設備僅僅作為一種播放工具,用來傳授知識的觀念,而要把它作為學生的認知工具,通過學生的參與,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維,提高學生的創(chuàng)造能力。現(xiàn)代教育技術在構建新型教學調學生進行意義建構
這里的“協(xié)作”是指學習者合作搜集與選取學習資源提出問題、提出設想和進行驗證,對資料進行分析探究,發(fā)現(xiàn)規(guī)律對某些學習成果的評價。“意義建構”是指學習者對事物的性質、特征、現(xiàn)象的概括,對事物之間的內在聯(lián)系和規(guī)律的歸納。
(二)發(fā)揮現(xiàn)代教育技術優(yōu)勢,把信息
技術作為認知工具,為學習主體建造發(fā)揮創(chuàng)遣潛力的教與學的環(huán)境
要應用現(xiàn)代教育技術構建創(chuàng)造教育的新模式,我們首先要擺脫把信息技術設備僅僅作為一種播放工具,用來傳授知識的觀念,而要把它作為學生的認知工具,通過學生的參與,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維,提高學生的創(chuàng)造能力。現(xiàn)代教育技術在構建新型教學模式中扮演著重要的角色:
(1)利用多媒體信息集成技術,創(chuàng)設和展示有意義的情境,提高學生的求異和洞察能力。要使學生全身心投入學習活動,就必須讓學生面臨對他們個人有意義的或有關的問題。傳統(tǒng)的學校教育,往往把學生與生活中的現(xiàn)實問題隔絕開來,這種隔絕對意義學習構成了一種障礙。利用教育技術的優(yōu)勢,創(chuàng)設一些對學生來說是現(xiàn)實的,同時又與所教的課程相干的問題,這些問題與情境包含有多種形式,包括事實性、意境性、示范性、原理性和探究性的情境。尤其要充分利用多媒體技術、教師局域網絡和互聯(lián)網絡技術的優(yōu)勢,創(chuàng)設生動的社會文化、自然情境。創(chuàng)設情境的目的不僅是告知學生…這是什么,”而是要讓學生通過觀察、思考、比較、分辨,理解它有什么特點,幫助學生思考“為什么?”,比較事物的相似性和特異性,發(fā)現(xiàn)事物之間的聯(lián)系。
(2)利用大容量存儲技術,提供多樣化的學習資源,利用圖形化交互界面技術,建造良好的自主學習環(huán)境。新型教學模式的一個重要方面是教師應關注促進學習者的自主學習,在組織安排教學過程時,不是把大量的時間用于組織和講解教案上,而是應放在為學生提供學習所需要的各種資源上,把精力放在簡化利用資源所經歷的實際步驟上。我們可以利
用CD一ROM光盤提供形式生動活潑、內容豐富、信息量大、具有交互功能的學習資源。可以利用網絡系統(tǒng),共享資源,讓學生學習如何從多媒體教學軟件中,從局域網絡或互聯(lián)網絡中獲取信息、得到多種學習材料,培養(yǎng)學生自主進行學習的能力。讓學生通過查詢、檢索、探究并解決問題。把學習資源作為學生進行分析、思考、探究、發(fā)現(xiàn)的對象,以幫助學習者理解原理,并掌握分析和解決問題的步驟。培養(yǎng)學生自主學習能力,學習如何從資源中獲取信息、分析信息的能力,培養(yǎng)學生善于發(fā)現(xiàn)和提出問題,學會如何進行問題探究,并利用資源材料解決問題。
(3)利用信息組織結構的超鏈接技術,建造符合人類聯(lián)想方式的超文本信息組織結構。培養(yǎng)學生學會利用多樣化的學習路徑,從多方向、多角度、多起點、多層次、多結果等多方面地思考問題,并在多思路的比較中,形成創(chuàng)造性的思路。
(4)建立模擬實驗環(huán)境,計算機技術可以設計許多仿真實驗,通過輸入必要的參數(shù),或者通過學生交互操作,進行模擬實驗,通過輸入不同的參數(shù),觀察不同的實驗結果,進行分析比較,學習科學探究的能力。
(5)利用網絡傳輸技術,實現(xiàn)資源共享,實現(xiàn)協(xié)商學習。利用多媒體教室網絡系統(tǒng)這類系統(tǒng),通過資源共享方式,使全體學生共同觀察一個典型事物,通過教師的調控,教師可以監(jiān)看到學生的學習情況,師生之間可以互相通話、教師及時對學生給予指導。學生之間也可以進行分組討論,彼此之間進行交流,表述觀點。對同學的學習結果進行分析、評價。引導學生學會通過互聯(lián)網絡對遠程資源的查詢、分析和利用,利用網絡、進行通信、交流,培養(yǎng)信息應用能力。
(6)利用各種工具、平臺,讓學生利用平臺創(chuàng)造作品。例如學生可以通過漢字輸入、表格處理、圖形變換等方式讓學生把所觀察和思考的結果輸入計算機中,用文字、表格、圖形等方式,把對觀察和思考、協(xié)商、討論的意見作出歸納、概括,進行意義建構,逐步形成自己的知識結構。利用幾何畫板進行數(shù)學、物理問題的探討。利用作圖、作曲工具,培養(yǎng)學生的藝術創(chuàng)作能力(用集成工具,培養(yǎng)學生的信息組織能力)。
應用現(xiàn)代教育技術,可以把課堂以教師為中心的傳授式的教學過程,變?yōu)橐詫W生為主體,在教師的指導下進行探索性的學習過程,通過“訪問”和“表達”,本身就是一個發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、積極探求解決問題的學習過程,這一過程需要學生具有創(chuàng)造意識、平等意識、積極參與和探索的精神。
(三)努力實現(xiàn)教學過程要素關系的轉變
教學過程的要素包括教師、學生、教材(內容)和媒體四個基本要素。建構有利于創(chuàng)造教育的新型教學模式,必須要實現(xiàn)教學過程要素關系的轉變。
(1)教師角色的轉變,由以教師為中心的講解者轉變?yōu)閷W生學習的指導者和活動組織者;
(2)學生地位的轉變,從被動接受的地位轉變?yōu)橹鲃訁⑴c、發(fā)現(xiàn)、探究和知識建構的主體地位。
新華書店作為文化企業(yè),在傳播文化的同時,更應有自己獨特的企業(yè)精神,只有這樣才能更好的貫徹落實科學發(fā)展觀,進一步加強文化建設、提高國家文化軟實力。本文以鄒城市新華書店為例,以創(chuàng)先爭優(yōu)為著力點,對培養(yǎng)獨特的的企業(yè)精神進行探討。
多年來,書店始終堅持社會效益第一,努力培育職工團隊精神,創(chuàng)新意識和嚴謹作風。工作中堅持用典型引路、激勵員工創(chuàng)先爭優(yōu),開展了多種教育活動,學先進、樹正氣、抓典型,大力弘揚愛崗敬業(yè)、無私奉獻的精神。通過以下多項措施和形式,培育本企業(yè)獨特的精神。
第一,加強對外學習,以提升服務能力為宗旨
為進一步做好書城服務工作,組織優(yōu)秀員工先后到煙臺、壽光、泰安等地外出學習考察,通過一系列的學習培訓在該店形成了“比、學、趕、幫、超”的良好風氣,有力的促進了門市服務工作的提升。書城被團市委評為“青年文明號”,書城三樓被市婦聯(lián)評為“巾幗文明崗”,6名營業(yè)員被團市委評為“新突擊手”等榮譽稱號。
第二,細化工作舉措,以讀者滿意為中心
把宣傳文化貫穿書店工作的各個層面,做到互相促進,互相提高。開展“以顧客至上為中心”,不斷完善服務標準和內容;以深入開展“樹行業(yè)新風,創(chuàng)優(yōu)質服務窗口”活動為契機,緊扣中心工作,有目標、有針對性的制定工作措施,讓書店的工作既滿足市場需要,又受到讀者的歡迎。組織員工學習心理學、營銷學等新知識,提升自己的素質,以科學的態(tài)度對待市場、對待讀者,研究本地的發(fā)行狀況,借鑒他人的成功經驗,善于創(chuàng)新,尊重市場和讀者的需求,積極創(chuàng)新服務模式,用正確的工作方式,在市場變化中尋求突破,樹立了新華書店良好企業(yè)形象。
第三,深化內涵建設,以員工的利益為根本
在思想政治工作上,號召每位同志都結合自身思想、工作實際,提出對書店工作的建議,店里進行統(tǒng)一整理,切合實際的合理化建議立刻采納,達到及時了解干部職工的所思、所慮、所盼,達到對干部職工在政治上多引導,在業(yè)務上多指導,在生活上多關心,真正起到了得人心、暖人心、聚人心的作用。
第四,提升企業(yè)形象,以樹立新形象為活力
去年店里還投入資金,治理了店容店貌,對書城進行裝修,軟硬件建設煥然一新,使得營業(yè)大廳內清潔明亮、陳列有序、品種繁多、書香飄飄,真正成為營造書香社會人們的精神家園,也為員工創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境。最大限度地調動了廣大干部職工的積極性、主動性和創(chuàng)造性。
第五,健全制度建設,以完善企業(yè)制度為重點
建立與企業(yè)相適應配套的組織和制度雖然具有多方面功能,但也必須有人員和制度來組織和保障。我們在大力弘揚主旋律,深入開展思想政治工作的過程中,把嚴格規(guī)范各種制度作為思想政治工作的重要保障,堅持抓制度規(guī)范,促進思想工作的順利開展。近幾年,鄒城市新華書店因企而宜地建立和完善了工會、共青團、企業(yè)文化科、職工培訓科等組織,制定了經營目標責任制和精神文明建設、學習教育培訓和優(yōu)質服務等制度,形成了具有書店特色的整體管理模式,保證在企業(yè)各項工作中的落實。
關鍵詞:光纖周界報警系統(tǒng) 邁克爾遜光纖干涉儀 時域 特征參數(shù)提取
中圖分類號:TP27 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)12(c)-000-02
光纖周界報警系統(tǒng)是一種基于分布式光纖傳感器的安全防范系統(tǒng),相比傳統(tǒng)的傳動的被動式紅外對射或基于振動電纜的入侵探測系統(tǒng),具有監(jiān)視距離長(超過
30 km)、抗電磁干擾能力強和維護成本低廉等優(yōu)點。目前,國外已經大量采用光纖周界系統(tǒng)對機場、軍事等高安全區(qū)域進行安全監(jiān)測。
光纖周界報警系統(tǒng)一般具有對入侵事件進行報警、事件定位、事件甄別等三個主要功能,其中事件甄別是指系統(tǒng)采用模式識別算法對攀爬圍欄、切割圍欄、敲擊圍欄等有效入侵事件與刮風下雨等干擾性的事件進行分類和鑒別,以減少誤報警。
應用模式識別算法提高報警準確率的關鍵是信號特征參數(shù)的選擇和提取,只有提取出可以表示待識別事件本質特性的特征參數(shù),才能對事件進行識別。國內的部分學者提出了從頻率域提取干涉信號的特征參數(shù)方法[1-3],國外的研究者也多從頻域著手提取干涉信號的特征參數(shù)。
該文提出并驗證了一種基于在時域內高效提取干涉信號特征參數(shù)的方法。相比頻域的算法具有特征參數(shù)少、算法簡潔、實時性高等優(yōu)點,可以有效提高光纖周界報警系統(tǒng)的性能。該文將詳細描述這種方法的原理和軟硬件實現(xiàn)方法。
1 光纖周界報警系統(tǒng)的技術原理
光纖受到振動時會由于“光彈效應”改變光纖的折射率,光纖折射率的變化又會改變在光纖傳播的光波的相位。通過光學干涉法檢測光波相位的變化,就能獲得振動的信息,這是光纖周界報警系統(tǒng)探測入侵事件的理論基礎。
基于邁克爾遜光纖干涉儀的光纖傳感器的原理。光源采用低相干性的寬帶光源SLED,經過光隔離器和去偏器進入2X2耦合器中,耦合器的輸出分光比為1∶1的兩束光分別進入兩條光纖,其中一條為傳感光纖,另一條為參考光纖。輸出的光一路沿A-B-C-D-A的方向傳播,另一路沿A-D-C-B-A的方向傳播。當傳感光纖受到擾動作用時,會產生應力變化,因此傳感光纖中傳播的光會產生相位變化為:
其中,為光波的相位變化,為光在光纖中的傳播常數(shù),L為受到擾動作用的光纖長度。
沿傳感光纖和參考光纖中傳播的光波可以分別表示為
其中,、表示兩個光波的場強,、為振幅,為光波角頻率,、為光波的初始相位,、為由于振動產生的光波相位變化。
由光波的干涉理論可知相干疊加后的光波可以表示為
其中,,是常量。
長度為受到擾動后,引起的相位變化為
其中n為光纖的折射率。
由(5)式可以看出由于外力導致的光纖的變形將導致在光纖中傳播的光波的相位的變化,由(4)式可以看出兩列光波相位差的變化會產生干涉信號。用光電探測器實時監(jiān)測干涉光信號的變化,就可以檢測出光纖傳感器沿途入侵產生的振動信號,從而為報警算法提供了基本數(shù)據(jù)。
2 光纖周界系統(tǒng)的特征參數(shù)提取與模式識別
光纖周界報警系統(tǒng)在實際應用中,一般是將光纖鋪設在防區(qū)的圍欄之上。對圍欄的人為侵犯包括敲擊、切割、攀爬圍欄等行為,同時一些自然現(xiàn)象如刮風、下雨等也會產生擾動。因此,對光纖周界報警系統(tǒng)來講,為了減少誤報警,必須甄別入侵事件的類型。
在光纖周界報警系統(tǒng)中采用模式識別技術可以滿足這一要求,它的基本思路就是通過對干涉信號進行分析,找出每類事件對應的干涉信號的特征,然后提取它的特征參數(shù)。再將特征參數(shù)作為模式識別子系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù),模式識別子系統(tǒng)能從訓練樣本中自我學習形成識別模型,最終完成對各類入侵事件的甄別。在模式識別中,只有提取出可以表示入侵事件本質特性的特征參數(shù),才能對其進行識別。良好的特征參數(shù)應該具有可區(qū)分性、可靠性、獨立性和數(shù)量少的特點。
在光纖周界報警系統(tǒng)中,需要對光纖干涉信號的采樣值進行數(shù)字信號處理,進而提取該信號的特征參數(shù)。在該文的第4小節(jié)將詳細描述這一方法。
3 光纖周界報警系統(tǒng)實驗平臺的設計
如圖2所示是光纖周界報警系統(tǒng)的實驗平臺。整個平臺由光學傳感光路、檢測和控制電路、周界報警服務主機三個部分組成。
其中傳感光路由SLED、出射光纖、2X2耦合器、參考光纖和傳感光纖以及法拉第旋轉鏡組成。其中1550 nm波長的SLED發(fā)出的通過出射光纖進入2X2耦合器,通過2X2耦合后的兩束光纖一路為參考光纖,一路為傳感光纖,這兩路光纖中的光束經過法拉第旋轉鏡反射后在2X2耦合器處重新交匯。我們將傳感光纖固定在圍欄上,當我們對圍欄施加各種干擾時,傳感光纖接收這些機械擾動,并在2X2耦合器處疊加產生干涉信號,此干涉信號又可以被連接在2X2耦合器一臂的PIN管接收,從而將干涉光信號轉化為電信號。
圖1中的檢測和控制電路有幾個主要組成部分。一是光源的驅動和溫度控制電路,這部分電路產生恒電流源以驅動SLED發(fā)光,同時為了獲得穩(wěn)定的干涉信號,必須保持光源波長的穩(wěn)定,因此需要 TEC(熱電制冷器)對SLED進行控溫(控溫在25 ℃)以穩(wěn)定SLED的波長。二是干涉模擬信號的檢測和處理電路,這部分電路將PIN管產生的光電流轉化為電壓信號,同時經過帶通濾波、程控放大等環(huán)節(jié)調整到最佳的SNR后送入ADC采樣。三是主控和數(shù)字信號預處理電路,這部分電路的核心是FPGA,由于光纖周界入侵報警系統(tǒng)在應用中有多個防區(qū),需要對多個防區(qū)的干涉信號進行并行采集和處理,而且對干涉信號的采樣率一般要達到250 ksps以上,以精確重構干涉信號。所以本平臺采用FPGA控制ADC采樣和提取干涉信號的特征參數(shù)。同時FPGA要提取干涉信號的特征值并通過以太網上傳到報警服務主機上。
報警服務主機上運行報警服務應用軟件,該應用軟件的主要功能一是對下位機設定運行參數(shù),二是實時采集下位機上傳的干涉信號的特征參數(shù)等數(shù)據(jù),并基于這些特征參數(shù)對入侵事件的類型進行甄別,從而產生正確的報警動作。
4 基于時域的特征參數(shù)提取算法的設計
在圖2所示的實驗平臺上以250ksps采樣率采集到的一次敲擊圍欄行為采集到的原始干涉信號。其中橫坐標是采樣點數(shù),縱坐標是以AD數(shù)字量表示的信號幅度。
由于干涉信號在時域內表現(xiàn)為一個幅度和頻率變化的波形。因此,記錄干涉信號穿過某個閾值的次數(shù)就能指示此時干涉信號頻率的大小。而根據(jù)(5)式可知,相位差的大小與光纖的彈性位移成正比。
由此,我們用以下幾個特征參數(shù)代表一個干擾事件:
(1)背景噪聲幅度:信號的背景噪聲幅度。
(2)事件觸發(fā)閾值:干涉信號幅度超過此閾值,意味著有外力作用于光纖,標志一個可能的入侵事件的起始,觸發(fā)系統(tǒng)開始采樣記錄。
(3)穿過閾值:開始記錄事件后,干涉信號每正向穿過閾值一次,計數(shù)1次。
(4)事件單元:為便于分析干涉信號特征,將整個事件持續(xù)的時間分為若干個時間段,例如N=2000點為一段。
(5)穿過次數(shù):在一個事件單元內,信號正向通過穿過閾值的次數(shù)記為。
(6)每個事件單元內的峰值
(7)事件持續(xù)時間:干涉信號反映的整個事件的持續(xù)時間。當在連續(xù)若干個事件單元時間內小于某個值時,可認為此事件已經結束。
圖2是幾個特征參數(shù)的在一個事件單元內的圖形示意。特征參數(shù)的提取過程如下:首先由報警服務主機設定采集參數(shù),包括采樣率、事件觸發(fā)閾值(設定為大于背景噪聲幅度)以及穿過閾值。然后,啟動采樣,F(xiàn)PGA以設定采樣率對信號持續(xù)采樣,當傳感光纖受到擾動時,產生的干涉信號幅度將高于,進而觸發(fā)系統(tǒng)采集干涉信號并實時分析該事件的特征參數(shù)和,F(xiàn)PGA將每個事件單元內的和,以及事件持續(xù)時間上傳到報警服務主機上。
報警服務主機在接收到下位機上傳的特征參數(shù)后,會將這些特征參數(shù)輸入模式識別軟件中進行進一步的分析,從而確定事件的類型和性質,最后做出報警處理動作。
5 算法的實驗驗證
為了驗證本算法對入侵事件的甄別能力,我們基于圖2所示的實驗平臺進行了一系列的測試。分別測試了在圍欄受到敲擊、切割、攀爬以及刮風四種擾動情況下的干涉信號及其穿過次數(shù)統(tǒng)計值,提取特征參數(shù)的設置如下:信號的采樣率為250 ksps,一個事件單元時為8 ms(即2000個采樣點),事件觸發(fā)閾值=1.2 V,穿過閾值=0.5 V。提取出的4個典型事件的特征參數(shù)(穿過次數(shù)和事件持續(xù)事件)具有明顯的差異,可以作為模式識別的輸入特征參數(shù)進行做進一步的事件甄別。
6 結語
以基于邁克爾遜干涉儀原理的光纖周界報警系統(tǒng)為平臺,提出了一種在時間域內實時提取信號特征參數(shù)的算法,這個算法的核心思想提取干涉信號的穿越次數(shù)(穿過某一預設幅度的計數(shù))和持續(xù)時間,相比提取在頻域內進行的特征參數(shù)提取算法,該算法具有特征參數(shù)少、運算量小的小的優(yōu)點。經過對光纖周界系統(tǒng)最常見的典型干擾事件(即敲擊、攀爬、切割和刮風)的干涉信號特征參數(shù)進行提取測試證明:采用基于時域的提取算法提取的特征參數(shù),在不同事件中區(qū)別度良好,適合作為模式識別系統(tǒng)的輸入參數(shù)進一步進行事件類型甄別。
參考文獻
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[2] 洪濱.基于光纖振動傳感器的周界防范裝置的研究[J].技術探討,2009.
[關鍵詞]縣域經濟;縣域金融;政策扶持
政府歷來高度重視縣域經濟發(fā)展,多次提出明確要求,特別是在當前“保平穩(wěn)、促轉變、增民生”的發(fā)展基調下,我們必須重視縣域經濟工作,特別是欠發(fā)達地區(qū),不斷提高縣域經濟自主、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展能力,更好地發(fā)揮縣域經濟對國民經濟協(xié)調發(fā)展的重要作用。
一 縣域經濟的重要性
縣域經濟以縣域為中心、鄉(xiāng)鎮(zhèn)為紐帶、廣大農村為腹地,是城鎮(zhèn)經濟與農村經濟的重要結合部,是工業(yè)經濟、農業(yè)經濟與服務業(yè)經濟的交匯點,它既是區(qū)域經濟的組成部分,又是國民經濟的基礎單位。從宏觀角度看,發(fā)展縣域經濟就是發(fā)展國民經濟。因為發(fā)展縣域經濟可以促進區(qū)域經濟的實力提升,從而壯大國民經濟。從微觀角度看,發(fā)展縣域經濟又是發(fā)展民生經濟。因為它可以解決轄區(qū)內居民的就業(yè)問題,促進農民增收和農村繁榮,從而提高其生活水平。
二 縣域金融促進縣域經濟發(fā)展的作用
縣域金融是縣域經濟的核心,縣域經濟的發(fā)展壯大離不開縣域金融的支持,在現(xiàn)代市場經濟背景下,金融已經成為國民經濟的核心,成為資源配置的基本方式,在引導資本、人才等各類資源要素流動過程發(fā)揮著基礎性的作用。
三 欠發(fā)達地區(qū)縣域金融的現(xiàn)狀
(1)融資需求得不到滿足,經濟發(fā)展面臨資金困境
縣域經濟的資金供給主要來自國有商業(yè)銀行和農村信用合作社,但隨著國有商業(yè)銀行垂直管理體系強化和貸款審批權上收以及營業(yè)網點撤并,村信用社不良資產的增加導致貸款擴張能力的下降等原因,縣域資金來源正在枯竭,貸款難已經成為制約縣域經濟發(fā)展的最重要的因素。
(2)融資渠道狹窄,金融工具單一
縣域金融市場化程度低,融資結構單一,縣域企業(yè)受自身條件限制,難以跨進股本和債券融資門檻,融資渠道主要依賴于間接融資。此外,缺乏信貸產品以外的其他金融工具,金融市場配置手段不足,進一步降低了金融的可獲得性。
四 欠發(fā)達地區(qū)縣域金融服務短缺的原因
首先,隨著金融體制改革的不斷深入,國有商業(yè)銀行業(yè)務重心不斷向大企業(yè)大城市集中,撤銷或合并了大量的縣域分支機構。再者隨著內控機制和風險管理的加強,各商業(yè)銀行的上級行紛紛強化了對下級行的控制,普遍上收了縣級支行的信貸權限,致使縣級支行實際上已退化為上級行的“增存部”,而國有銀行分支機構成為縣域資金的“抽水機”。
從金融需求的角度來看,縣域經濟自身的缺陷,也就是縣域經濟弱質特征,制約了金融的支持力度。一方面,縣域工業(yè)普遍存在著人才缺乏、職工素質低、勞動生產率低、信譽度低、缺乏管理組織能力和合理資源配置能力等問題。加上其較高的經營失敗率,大多競爭力不強,使得銀行加強對中小企業(yè)的貸款支持存在天然的困難。縣域信貸投放風險較大,所以銀行投入積極性不高。另一方面,縣域多數(shù)是中小企業(yè),規(guī)模較小、自有資本偏少、資產負債率高、抵御風險能力弱、實際償債能力差、缺乏足夠的抵押資產。調查表明,62.3%的縣域企業(yè)缺乏擔保抵押是難獲貸款的最主要原因。
五 欠發(fā)達地區(qū)金融扶持的必要性
從資源配置的角度,資源配置有兩種主體:政府與市場。市場經濟的良好運行離不開政府的理及其制度環(huán)境的支撐,發(fā)揮比較優(yōu)勢則是社會資源有效配置和社會財富有效積累的基本途徑,而比較優(yōu)勢的發(fā)揮需要政府行為的正確選擇。
從欠發(fā)達地區(qū)縣域經濟實際狀況來看,欠發(fā)達地區(qū)的縣域經濟發(fā)展主要存在思想觀念落后、經濟總量小且結構不合理、經濟發(fā)展環(huán)境欠佳、基礎設施滯后、資金與人才短缺、產品科技含量低、工業(yè)競爭力不強等問題。而制約縣域經濟發(fā)展的最大障礙是資金。
在社會主義市場經濟條件下,本來可以通過市場手段引導資金流入縣域經濟,促進當?shù)亟洕陌l(fā)展,但由于縣域經濟多是中小企業(yè)和普通農戶,他們缺乏吸引現(xiàn)代金融流入的條件,也即是他們本身的弱質特征,導致了金融服務在縣域經濟發(fā)展中的缺失。根據(jù)政府行為理論和國外經驗,要解決這些問題,必須依賴于政府的扶持。
六 欠發(fā)達地區(qū)縣域金融扶持策略
(1)貨幣政策工具
中央銀行應靈活地運用利率、再貼現(xiàn)、再貸款等手段,支持縣域經濟發(fā)展。針對不同的貸款對象實行差別利率,或給商業(yè)銀行更大的利率浮動權,這是吸引資金投入欠發(fā)達縣域一種非常有效的手段。金融機構資金流入要考慮預期收益和風險,欠發(fā)達縣域經濟雖然是弱質性地區(qū),風險大,投入的資金預期收益就應高,這符合收益與風險對應原理。還應該對優(yōu)良的中小企業(yè)實行優(yōu)惠利率;對縣域金融部門存貸比例較高的,上級銀行應在再貸款、再貼現(xiàn)上加大力度。
(2)風險管理和政策補償機制
地區(qū)、省級建立擔保中心,健全擔保資本和風險準備金擴充補償機制,按照《中小企業(yè)促進法》等有關規(guī)定,加大對其資本金和風險金的投入,積極吸引企業(yè)和法人資本投資擔保業(yè),促進其能實實在在地為中小企業(yè)進行貸款擔保服務,使縣域金融機構在面臨風險,遭受損失時及時得到依法補償,增強對縣域經濟的持續(xù)支撐能力。
(3)財政稅收政策