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20世纪80年代以来,由于计算机技术的快速发展和普及以及因特网的迅猛发展,人类进入了一个信息爆炸的时代。这种巨大的变化,不仅改变了人类社会的技术特征,也对人类的社会、经济、文化的每一个方面产生了深远的影响。这种影响,同样也改变着产品设计的发展。工业设计就是信息为主导的行业它要分析现存事物和设备的状态然后设计出新的更为优越的产品。
一、信息时代下的工业产品设计
工业设计,是一种根据产业状况以决定制作物品之适应特质的创造活动。适应物品特质,不单指物品的结构,而是兼顾使用者和生产者双方的观点,使抽象的概念系统化,完成统一而具体化的物品形象,意即着眼于根本的结构与机能间的相互关系,其根据工业生产的条件扩大了人类环境的局面。
20世纪80年代以来,随着科学技术的进步,计算机在硬件及软件方面都产生了巨大的飞跃,计算机辅助工业设计也因其快捷、高效、准确、精密和便于储存、交流和修改的优势而广泛应用工业设计的各个领域,大大提高了设计的效率。由于计算机辅助设计的出现,设计的方式发生了根本性的变化。这不仅体现在用计算机来绘制各种设计图,用快速的原型技术来替代油泥模型,或者用虚拟现实来进行产品的仿真演示等。更重要的是建立起一种并行结构的设计系统,将设计、工程分析、制造三位一体优化集成于一个系统,使不同专业的人员能及时相互反馈信息,从而缩短开发周期,并保证设计、制造的高质量。
随着人类社会由以机械化为特征的工业社会走向以信息化为特色的“后工业社会”,工业设计的范畴也大大扩展了,由先前主要是为工业企业服务扩大到为金融、商业、旅游、保险、娱乐等第三产业服务;由产品设计等硬件扩展到公共关系、企业形象等软件;由有形产品的设计扩展到“体验设计”“、非物质设计”等无形产品的设计“,工业设计”的概念逐渐为内涵更加丰富的“设计”概念所取代。
二、信息时代工业产品设计的特点
1.计算机技术的发展与设计的关系。一方面,计算机的应用极大地改变了设计的技术手段,改变了设计的程序与方法。与此相适应,设计师的观念和思维方式也有了很大的转变。另一方面,以计算机技术为代表的高新技术开辟了设计的崭新领域,先进的技术必须与优秀的设计结合起来,才能使技术人性化,真正服务于人类,设计对推动高新技术产品的进步起到了不可估量的作用。
2.计算机辅助设计。在信息时代,电脑系统已承担起设计过程中的大部分事务性、重复性的工作,而只把机器难以做到的事,思维和创造留给设计师,从而改变了技术密集型人才从事劳动密集型工作的局面,这已成为信息时代的鲜明特点。工业设计的真正发展则是在近50年现代大工业摇篮中,特别是以计算机为标志的信息时代的到来,更促进了工业设计的飞速发展,而且发展的速度越来越快,并为设计教育和现代社会各领域带来了深刻而根本的变化。计算机的引入替设计师完成了大量的理性工作,而设计师则可以更多地致力于概念分析、创意。
三、工业产品设计的趋势
信息和网络时代的现代设计也从越来越单一化走向综合化、全方位化、系统化,不仅能提品的外形设计、工程设计、形象识别,而且能提供市场研究、消费者调查、人机学研究、公关策划、品牌策划、企业网站设计与维护,甚至企业管理等诸方面的服务,现代设计及相关服务已成为企业发展与决策的重要因素。设计不再是设计师单一的个人行为,而是设计师、工程技术人员、市场营销人员、社会学家、心理学家、企业家等共同合作的结果。
以信息技术为特征的产品的智能化,构成了人机符号认知系统的新语境,使人对产品的认识和操作改变了以往人与产品的接触关系,从而使劳动强度,工作效率,环境安全得到了根本的改善。同时,产品设计与互联网联合的必要性取决于消费行为的变化和科学技术的发展,消费者已从理性消费转到感性消费,他们的权利变得空前强大,市场定位变得越来越细,种种原因要求企业更加了解消费者,以最大的能力满足消费者的选择,使达到较高的满意度。互联网技术逐渐成熟,利用网络进行生活和商务办公已成为现实,而现在只需要发掘和利用其潜能,网上购物将成为未来生活中的主要的一种购物形式,而实地购买将成为一种休闲方式,是一种娱乐。
1996年,国际经济合作发展组织(OECD)提出“以知识为基础的经济”(TheKnowledgeBasedEconomy)的概念。有学者认为,知识经济就是以知识和信息的生产、分配和使用为基础,以创造性的人力资源为依托,以高科技产业为支柱的经济。知识经济的特点可归纳为:
(1)知识和信息成为重要的资源和财富。
(2)具有创新能力的人力资源在经济发展中具有特殊的价值。
(3)高科技产业成为经济中的主导或支柱产业。
(4)地域、部门之间的差异,主要表现为对信息和知识的产生、传播、使用能力上的差异。
知识经济对教育领域也发起了全球性的冲击,新的教育革命是世界各国,包括发展中的国家,都要面临的挑战。要在这次冲击中要想立于不败之地,关键是要着眼未来,立足现实,找住机遇,创造自己的优势,我国教育领域要高度重视这场革命,及时把握住刚刚开始的历史机遇,及早研究对策,做好思想、人才和技术上的准备,以赢得未来教育的主动权。强调:“知识经济、创新意识,对于我们21世纪的发展至关重要。”
人是知识的创造主体,也是知识创造的目的。在知识经济社会中,教育是以培养创新人才为目的,其社会投资主要是人才的投资。人才的质量将成为一个企业、部门乃至一个国家成功的关键。从美国经济的持续增长、微软公司的崛起、比尔·盖茨成为世界首富,都说明了知识与拥有知识的人才的力量。
“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭的动力”。从这个意义上讲,创新是知识经济的灵魂。知识经济的来临,呼唤着教育必须进行深刻的变革。学校必须培养更多具有创造思想和创造能力的人才,这些人才必须具有较强的信息能力、思考能力、创新的意识和创造的能力。这就是要求学校必须探索和构建)创造教育”的新模式。
二、深刻理解教育技术内涵,抢占当代教育的制高点
“现代教育技术是当代教育的制高点。谁抢占了这个山头,谁就在新世纪中处于有利的位置。”(见1998年5月16日《中国高教育报》“制高点专题新闻”发刊词《勇立潮头》)因此,学校必须在教育和教学过程中,充分应用现代教育技术,挖掘学生的创造潜力,提高学生的创造意识,训练和强化学生的创造能力。
现代教育技术是当代教育的制高点。何谓“制高点”?站立其中,可以纵观全貌,总揽全局,控制大局。教育技术之所以成为教育改革的制高点,是因为它是教育改革的突破口。抢占了这个制高点,可以带动教育领域各个方面的发展,包括教育思想、教育观念的更新,对教育制度、教学内容、教材形式、教学手段和方法以及教学模式、教学理论都将产生深刻的变化。
“制高点”者,兵家必争之地也。教育技术是现代教育的制高点,这就意味着,现代教育技术是教育改革必争之地。在战争中,没有勇气抢占制高点的将军是个懦弱的将军,在教育战线,没有勇气抢占制高点的领导和教师是不称职的。
抢占制高点是一场攻坚战。在战争中抢占制高点要有一支英勇的尖刀班、先锋队。在抢占教育改革制高点中,这个尖刀班、先锋队就是全国1000多所中小学现代教育技术实验学校、开展语文“四结合”教学改革试验的学校以及开展各项教育技术应用实验的学校,还有各级教育技术专业队伍和广大积极应用现代教育技术的学科教师。因此,每一位教育部门的领导、学科教师、教育技术专业工作者,都应具有勇立潮头,敢当尖兵的气概,都要意识到自己作为抢占现代教育制高点的尖兵、先锋队所担负的时代责任感。
在战争中,要抢占制高点是要流血牺牲、付出代价的。在教育改革中攻占制高点,不会丢掉性命,牺牲的仅是旧的观念、旧的方法,但输入的是新鲜的血液。
抢占制高点是要有策略、要讲战术的。所以攻占教育改革的制高点也要注意运用策略和方法,要加强学习,要学习先进的教育思想、教育理论和先进的技术。每个教师除了要掌握专业知识,还要认真学习先进的教育思想、教育理论和信息技术,尤其是要真正理解素质教育的思想,真正理解现代教育技术的内涵。以一种积极的态度应用现代教育技术,充分发
挥现代教育技术的优势,探索并构建“创造教育”的新模式。
美国教育传播与技术协会(AECT)1994年曾对教育技术作出新的定义。这一定义对推动我国教育技术工作的发展提供了很好的理论指导和促进作用。但根据我国的具体情况,为了更好地结合我国的国情,深刻理解教育技术的内涵,正确应用现代教育技术,我们认为必须强调:教育技术是在先进的教育思想和教育理论的指导下,充分利用现代信息技术,通过对教与学过程和教与学资源的设计、开发、利用、评价和管理,以实现教学优化的理论和实践。在这里,我们强调:
1.教育技术必须以先进的教育思想和教育理论为指导;
2.教育技术是以信息技术为手段,要真正发挥信息技术的优势;
3.教育技术是以教与学的过程和资源为研究与工作的对象,并以优化教与学过程和教与学资源为目标,因此,教育技术既要重视“教”,更要重视“学的“过程”和“资源”的研究开发。
4.教育技术是以系统科学方法作为方法论基础。教育技术的工作内容包括对教与学过程和资源的设计、开发、应用、评价和管理。
要抢占现代教育的“制高点”,要使教育技术真正在推进素质教育的实施,培养适应知识经济时代要求的创造性人才中发挥作用,作出贡献,其关键是应用现代教育技术,探索和构建“创造教育”的新模式。
三、应用现代教育技术,构建创造教育新模式
创造教育是指以培养具有创造性思维和创造能力的人才为目标所进行的教育活动,创造教育是素质教育的归宿。
创造思维是指以解决问题为前提,用独特的思维方法,创造出具有社会价值的新观点、新理论、新知识、新方法的心理活动过程。创造思维有两个层次,一是科学创造层次,如科学家、发明家提出新的学说、发明新的产品等。二是个体自身潜能的开发和发展层次,对于中小学生,其创造性并不是要像科学家、发明家那样要完成一项具确“特殊意义的产品(一种理论。思想或一种成品),而是指对学习者个体自我潜在智能有意义的开发和发展。这种层次的创造思维能力是第一层次的基础。
创造能力是指实现创造思维所提出的新思想并形成社会或物质产品的能力。创造能力的形成,必须具备良好的思想素质,具备良好的文化、知识基础。在信息社会中,还必须具备良好的信息能力。
应用现代教育技术培养学生的创造性思维和创造能力的目标,就是通过现代教育技术的应用,使学生形成积极的求异、敏锐的观察、丰富的想象、个性的知识结构的品质。培养学生掌握信息获取、分析、处理、交流应用的能力。
应用现代教育技术的任务就是要为学生提供一个有利于学习者观察、思考、比较的信息化教学环境,开发有助于创造教学的软件资源,培养具有创新意识的现代化的教师队伍,开展教学试验,探索并构建创造教育的新模式,开展专题研究,探讨创造教育的规律。其中应用现代教育技术,构建“创造教育”的新模式是核心。
教学模式是指在一定的教育思想、教学理论和学习理论指导下,在某种教学环境和资源的支持下,教与学活动中各要素之间稳定的关系和活动进程结构形式。要建构新型教学模式,必须遵循以下基本原则:
(1)以先进的教育思想和学习理论作指导
(2)要真正发挥教育技术优势
(3)要转变教学过程要素的关系
(4)要改变教学进程结构
(5)要认真进行
教学设计
(一)构建新型教学模式的理论墓础
任何一种教学模式,总是受到一定的教育思想和教与学理论的支配。众所周知,长期以来,在教育领域中受应试教育的影响,在教学过程中,形成以教师为中心,以满堂灌输的方式传授书本知识,忽视学生的主体作用,忽视对学生能力和情操的培养。在学习理论上,受行为主义理论的支配,只把学习者看作是对外部环境刺激作出被动反应者,忽视学生的主
观能动性的发挥。把学生作为知识的灌输对象。要应用现代教育技术,构建新型教学模式首先是要以推进素质教育,培养创造型人才为目标。新型教学模式首先必须能体现素质教育的总目标。
怎样才能体现素质教育的目标,这就必须要深刻认识和克服“应试教育”的弊端,在教育中注重“三个发展”,提高学生的整体素质。三个发展就是指全面发展、全体发展和个性发展。全体发展是强调素质教育必须“着眼于受教育者群体”,“面向全体学生”,全面发展是强调素质教育是为了提高整体素质,防止片面发展,以“全面提高学生的基本素质为根本目的”。个性发展是要“注重开发受教育者的潜能”,挖掘和开发学生的创造能力。
国际21世纪教育委员会向联合国科教文组织(UNIESCO)提交的报告《教育——财富蕴藏其中》中指出:面向21世纪教育的四大支柱,就是要培养学生学会四种本领,通常可用四个L来表达:
(1)学会认知(1earningtoknow),运用现代教育技术的方法来培育学生学会运用认知工具求知,学会发现问题,学会探究知识,学会建构知识,也就是要学会继续学习的本领;注重培养学生认知方法,应用现代教育技术,引导学生通过发现、探究和意义建构的途径获取知识。培养学生的继续学习能力。
(2)学会做事(1earningtodo),既要学会实践,更要学会创造。应用现代教育技术,就要重视建造可供学生参与的环境,激发学生兴趣,使学习者通过与环境的交互作用,通过实践,通过做来获得知识和能力。
(3)学会合作(learningtolivetogether),要培养学生学会与他人共同生活,就是学会合作生活,合作学习,从过去的集中教学方式到个别学习方式,到现在提倡的协商学习(也称合作学习)。
(4)学会生存(1earningtobe),学会生活、学会自身的发展。应用现代教育技术,要重视发展性教学,建立“知识。能力一情操”三维课堂教学目标,应用现代教育技术,不仅用于传授知识,还注重能力和高尚情操的培养。
四大支柱正是素质教育的目标,“使学生学会做人、学会求知、学会劳动、学会创造、学会生活、学会健体、学会审美。”
素质教育思想是构建新型教学模式的出发点,但同时我们还必须遵循学习者学习的心理规律。随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深入,许多教育工作者在教学过程中,强调要注意学习主体的内部心理过程,把学习者看作是信息加工的主体,积极把认知学习理论引人现代教育技术应用实践中。近年来,由于多媒体技术和网络技术应用于教学过程中,打破了传统教学模式的束缚,为学生的参与提供了有利的条件,为学习者提供了丰富的、生动的学习资源,为学习者提供了许多发现知识、探究知识和表达观点的有力工具。因此,认知学习理论的一个重要分支——建构主义学习理论引起许多国家教育工作者的关注,其原因是多媒体技术和网络通讯技术的许多特性,特别适合于实现建构主义学习环境,因此,应用现代教育技术,建构基于建构主义理论的教学模式,日益显示其强大的生命力。
建构主义学习理论来源于关于儿童认知发展的研究,由于个体的认知发展与学习过程密切相关,因此,利用建构主义可以比较好他说明人类的学习过程的认知规律。心理学家让·皮亚杰(JeanPiaget,1896一1980)认为,知识既不是客观的东西(经验论),也不是主观的东西(活力论),而是个体在与环境交互作用的过程中逐渐建构的结果。他还认为,认识的生长不仅仅是经验的结果,而强调是个体在认知生长过程中的积极作用所产生的结果。建构主义学习理论的基本观点可归纳为:
(1)认识是在认知主体(学习者)与客观环境(社会文化情境和自然环境)的相互作用中形成。
(2)认识的发展是通过对认知结构的不断进行意义建构中获得的。
(3)建构过程的发展是螺旋形上升的。
因此,建构主义认为,学习者要真正获得知识,主要不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的社会文化背景和情境下,利用必要的学习资源,通过与其他人(教师和学习伙伴)的协商、交流、合作和本人进行意义建构方式获得。基于建构主义的教学模式具有如下特征):
(1)强调创设情境并使学习者进人情境
(2)强调为学习者提供多种资源,让学生自主学习和进行问题的探究
(3)强调组织学习者之间进行协商学习活动
(4)强调组织学生运用语言和文字进行表述
(教育工作者的关注,其原因是多媒体技术和网络通讯技术的许多特性,特别适合于实现建构主义学习
环境,因此,应用现代教育技术,建构基于建构主义理论的教学模式,日益显示其强大的生命力。
建构主义学习理论来源于关于儿童认知发展的研究,由于个体的认知发展与学习过程密切相关,因
此,利用建构主义可以比较好他说明人类的学习过程的认知规律。心理学家让·皮亚杰(JeanPiaget,
1896一1980)认为,知识既不是客观的东西(经验论),也不是主观的东西(活力论),而是个体在与环
境交互作用的过程中逐渐建构的结果。他还认为,认识的生长不仅仅是经验的结果,而强调是个体在认
知生长过程中的积极作用所产生的结果。建构主义学习理论的基本观点可归纳为:
(1)认识是在认知主体(学习者)与客观环境(社会文化情境和自然环境)的相互作用中形成。
(2)认识的发展是通过对认知结构的不断进行意义建构中获得的。
(3)建构过程的发展是螺旋形上升的。
因此,建构主义认为,学习者要真正获得知识,主要不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定
的社会文化背景和情境下,利用必要的学习资源,通过与其他人(教师和学习伙伴)的协商、交流、合作和本人进行意义建构方式获得。基于建构主义的教学模式具有如下特征)
(1)强调创设情境并使学习者进人情境
(2)强调为学习者提供多种资源,让学生自主学
习和进行问题的探究
(3)强调组织学习者之间进行协商学习活动
(4)强调组织学生运用语言和文字进行表述
(5)强调学生进行意义建构
这里的“协作”是指学习者合作搜集与选取学习资源提出问题、提出设想和进行验证,对资料进行分析探究,发现规律对某些学习成果的评价。“意义建构”是指学习者对事物的性质、特征、现象的概括,对事物之间的内在联系和规律的归纳。
(二)发挥现代教育技术优势,把信息技术作为认知工具,为学习主体建造发挥创遣潜力的教与学的环境
要应用现代教育技术构建创造教育的新模式,我们首先要摆脱把信息技术设备仅仅作为一种播放工具,用来传授知识的观念,而要把它作为学生的认知工具,通过学生的参与,培养学生的创造思维,提高学生的创造能力。现代教育技术在构建新型教学调学生进行意义建构
这里的“协作”是指学习者合作搜集与选取学习资源提出问题、提出设想和进行验证,对资料进行分析探究,发现规律对某些学习成果的评价。“意义建构”是指学习者对事物的性质、特征、现象的概括,对事物之间的内在联系和规律的归纳。
(二)发挥现代教育技术优势,把信息
技术作为认知工具,为学习主体建造发挥创遣潜力的教与学的环境
要应用现代教育技术构建创造教育的新模式,我们首先要摆脱把信息技术设备仅仅作为一种播放工具,用来传授知识的观念,而要把它作为学生的认知工具,通过学生的参与,培养学生的创造思维,提高学生的创造能力。现代教育技术在构建新型教学模式中扮演着重要的角色:
(1)利用多媒体信息集成技术,创设和展示有意义的情境,提高学生的求异和洞察能力。要使学生全身心投入学习活动,就必须让学生面临对他们个人有意义的或有关的问题。传统的学校教育,往往把学生与生活中的现实问题隔绝开来,这种隔绝对意义学习构成了一种障碍。利用教育技术的优势,创设一些对学生来说是现实的,同时又与所教的课程相干的问题,这些问题与情境包含有多种形式,包括事实性、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体技术、教师局域网络和互联网络技术的优势,创设生动的社会文化、自然情境。创设情境的目的不仅是告知学生…这是什么,”而是要让学生通过观察、思考、比较、分辨,理解它有什么特点,帮助学生思考“为什么?”,比较事物的相似性和特异性,发现事物之间的联系。
(2)利用大容量存储技术,提供多样化的学习资源,利用图形化交互界面技术,建造良好的自主学习环境。新型教学模式的一个重要方面是教师应关注促进学习者的自主学习,在组织安排教学过程时,不是把大量的时间用于组织和讲解教案上,而是应放在为学生提供学习所需要的各种资源上,把精力放在简化利用资源所经历的实际步骤上。我们可以利
用CD一ROM光盘提供形式生动活泼、内容丰富、信息量大、具有交互功能的学习资源。可以利用网络系统,共享资源,让学生学习如何从多媒体教学软件中,从局域网络或互联网络中获取信息、得到多种学习材料,培养学生自主进行学习的能力。让学生通过查询、检索、探究并解决问题。把学习资源作为学生进行分析、思考、探究、发现的对象,以帮助学习者理解原理,并掌握分析和解决问题的步骤。培养学生自主学习能力,学习如何从资源中获取信息、分析信息的能力,培养学生善于发现和提出问题,学会如何进行问题探究,并利用资源材料解决问题。
(3)利用信息组织结构的超链接技术,建造符合人类联想方式的超文本信息组织结构。培养学生学会利用多样化的学习路径,从多方向、多角度、多起点、多层次、多结果等多方面地思考问题,并在多思路的比较中,形成创造性的思路。
(4)建立模拟实验环境,计算机技术可以设计许多仿真实验,通过输入必要的参数,或者通过学生交互操作,进行模拟实验,通过输入不同的参数,观察不同的实验结果,进行分析比较,学习科学探究的能力。
(5)利用网络传输技术,实现资源共享,实现协商学习。利用多媒体教室网络系统这类系统,通过资源共享方式,使全体学生共同观察一个典型事物,通过教师的调控,教师可以监看到学生的学习情况,师生之间可以互相通话、教师及时对学生给予指导。学生之间也可以进行分组讨论,彼此之间进行交流,表述观点。对同学的学习结果进行分析、评价。引导学生学会通过互联网络对远程资源的查询、分析和利用,利用网络、进行通信、交流,培养信息应用能力。
(6)利用各种工具、平台,让学生利用平台创造作品。例如学生可以通过汉字输入、表格处理、图形变换等方式让学生把所观察和思考的结果输入计算机中,用文字、表格、图形等方式,把对观察和思考、协商、讨论的意见作出归纳、概括,进行意义建构,逐步形成自己的知识结构。利用几何画板进行数学、物理问题的探讨。利用作图、作曲工具,培养学生的艺术创作能力(用集成工具,培养学生的信息组织能力)。
应用现代教育技术,可以把课堂以教师为中心的传授式的教学过程,变为以学生为主体,在教师的指导下进行探索性的学习过程,通过“访问”和“表达”,本身就是一个发现问题、思考问题、积极探求解决问题的学习过程,这一过程需要学生具有创造意识、平等意识、积极参与和探索的精神。
(三)努力实现教学过程要素关系的转变
教学过程的要素包括教师、学生、教材(内容)和媒体四个基本要素。建构有利于创造教育的新型教学模式,必须要实现教学过程要素关系的转变。
(1)教师角色的转变,由以教师为中心的讲解者转变为学生学习的指导者和活动组织者;
(2)学生地位的转变,从被动接受的地位转变为主动参与、发现、探究和知识建构的主体地位。
[关键词]当代语境 应用艺术设计 表现特征 艺术审美
一、表现艺术和再现艺术的特征研究
表现艺术和再现艺术是造型艺术的两个重要组成元素。艺术作品是对主体表现和客体再现的统一,不同的艺术种类对于表现和再现的侧重面皆有所不同,由此产生了表现艺术和再现艺术两种表现形式。表现艺术主要是对自然界的真实描绘,这种创作方法主要通过形体认知和感受来表达内心情感。再现艺术则是通过多种艺术艺术形式来释放出强烈的内心感受。应用艺术的创作于创新,需要结合表现艺术和再现艺术的不同表现特征,从而使应用艺术在当代语境中表现出独特的魅力。
首先,艺术的特征分析,表现艺术就是通过人的意识将事物本身的特殊魅力表现出来,使内部的表现形式能够映射出外部环境。作者在结合其内部特征与思想性的感染效果时,应进行色彩渗透。在绘画、小说、雕塑等设计中,全都与作者主观意识的表现相关。在设计创作中,作者很强的艺术功底是必不可少的,完美用自己的想法阐述所要表达的艺术形象。只有这样,才能激发自己的艺术热情感染欣赏者,让欣赏者从艺术作品中发现所要表现的真实环境。
其次,现艺术的特征分析,再现艺术是将艺术进行比较深层次的加工,融入全新的思想,得欣赏者在欣赏的过程当中把握新思想的寓意。这就对作者的艺术功底有更强的要求,作者须将作品内部艺术造型的多种形象重新塑造,进行全新的阐述。;而且在阐述的过程中,必须不落入俗套,在知识层面和思想层面的加工都要求具有极强的当代气息,更好的与带语境相融合。总之,就是在艺术作品中,将自身的感染力大幅度提升,渗透进自己的想法。
二、工艺美术的表现特征分析
工艺美术属于造型艺术中的表现艺术。工艺美术在表达方式上侧重于表现艺术家的情感,而对于客观物象的再现就显得不是很重要了。在进行创作的时候,要对各个事物进行全面仔细的观察,注意把握细节性的环节,将现实与艺术完美结合。在进行艺术思想建设的过程中,更要重视对当代语境的加工。
三、将科学技术与艺术设计相结合
在一些实用性比较强的艺术品中,如建筑物要注意把艺术设计与科学技术完美结合,这样产品才能够集造型美感与功能结构于一身,让产品在使用的过程中更加科学便捷,满足了使用者的身理和心理需求。
四、应用设计艺术的美与人性特征
当代语境中应用艺术设计是在人对于“美”的认识上建立的,是为了人们的生活更加舒适和谐。对于应用艺术来说,既要考虑到艺术性,同时还要兼顾实用性。这就要根据人性特征,真正的将人文主义中的有利部分呈现出来,才能够将应用艺术设计表现的更加全面。艺术即是生活,生活中充满了艺术。应用设计艺术的美学延伸就是要抓住观众的重点,将自己的思想进行渗透应用,才能提升艺术品的表达能力。将所表达的事物进行全面的创新呈现,使欣赏者能够有更好的精神享受,更容易进入到艺术所渲染的氛围当中。随着时代的进步,人们要求完善的事项也越来越多,这就要明白人与艺术的关系,明确人的意志与自然艺术的结合点,全面的将现实人们的思想语境进行渗透分析。应用艺术设计来实现人物质生活和精神灵魂的完美统一,让观赏者在艺术中产生情感的共鸣,找到生活的美好灵感。另外,非常重要的一点是,对任务的描绘与写生。作者要细致的观察和合理的想象,来丰满的表现人物的表情和神态,从而传达出所要表现的意志。这样才能感染到更多的观赏者,更好的展现艺术品的魅力。
五、艺术与创新的共同发展
在一定程度上,应用艺术设计能够影响到世界,即可以改造世界不断完善,提高人民的生活质量。一个优秀的艺术产品,以科学为技术支持,能够适应时代的发展并具有较强的生存能力,而且还能履行服务人们生活的职责,改善自然环境。因此要努力探索艺术设计与人文精神的契合点,掌握设计规律,不断创新。
艺术来源于生活,但高于生活。应用艺术设计不仅要体现产品本身的审美价值,更要结合科学技术和艺术结合,满足人文的需求。在应用艺术设计中,一定要渗透入当代语境中的主流思想,使得应用艺术设计更加完美的呈现在人们面前。
参考文献
[1].李克.当代语境中应用艺术设计的表现特征[J].山东大学学报(哲学社会科学版).2011(03)
关键词:光纤周界报警系统 迈克尔逊光纤干涉仪 时域 特征参数提取
中图分类号:TP27 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(c)-000-02
光纤周界报警系统是一种基于分布式光纤传感器的安全防范系统,相比传统的传动的被动式红外对射或基于振动电缆的入侵探测系统,具有监视距离长(超过
30 km)、抗电磁干扰能力强和维护成本低廉等优点。目前,国外已经大量采用光纤周界系统对机场、军事等高安全区域进行安全监测。
光纤周界报警系统一般具有对入侵事件进行报警、事件定位、事件甄别等三个主要功能,其中事件甄别是指系统采用模式识别算法对攀爬围栏、切割围栏、敲击围栏等有效入侵事件与刮风下雨等干扰性的事件进行分类和鉴别,以减少误报警。
应用模式识别算法提高报警准确率的关键是信号特征参数的选择和提取,只有提取出可以表示待识别事件本质特性的特征参数,才能对事件进行识别。国内的部分学者提出了从频率域提取干涉信号的特征参数方法[1-3],国外的研究者也多从频域着手提取干涉信号的特征参数。
该文提出并验证了一种基于在时域内高效提取干涉信号特征参数的方法。相比频域的算法具有特征参数少、算法简洁、实时性高等优点,可以有效提高光纤周界报警系统的性能。该文将详细描述这种方法的原理和软硬件实现方法。
1 光纤周界报警系统的技术原理
光纤受到振动时会由于“光弹效应”改变光纤的折射率,光纤折射率的变化又会改变在光纤传播的光波的相位。通过光学干涉法检测光波相位的变化,就能获得振动的信息,这是光纤周界报警系统探测入侵事件的理论基础。
基于迈克尔逊光纤干涉仪的光纤传感器的原理。光源采用低相干性的宽带光源SLED,经过光隔离器和去偏器进入2X2耦合器中,耦合器的输出分光比为1∶1的两束光分别进入两条光纤,其中一条为传感光纤,另一条为参考光纤。输出的光一路沿A-B-C-D-A的方向传播,另一路沿A-D-C-B-A的方向传播。当传感光纤受到扰动作用时,会产生应力变化,因此传感光纤中传播的光会产生相位变化为:
其中,为光波的相位变化,为光在光纤中的传播常数,L为受到扰动作用的光纤长度。
沿传感光纤和参考光纤中传播的光波可以分别表示为
其中,、表示两个光波的场强,、为振幅,为光波角频率,、为光波的初始相位,、为由于振动产生的光波相位变化。
由光波的干涉理论可知相干叠加后的光波可以表示为
其中,,是常量。
长度为受到扰动后,引起的相位变化为
其中n为光纤的折射率。
由(5)式可以看出由于外力导致的光纤的变形将导致在光纤中传播的光波的相位的变化,由(4)式可以看出两列光波相位差的变化会产生干涉信号。用光电探测器实时监测干涉光信号的变化,就可以检测出光纤传感器沿途入侵产生的振动信号,从而为报警算法提供了基本数据。
2 光纤周界系统的特征参数提取与模式识别
光纤周界报警系统在实际应用中,一般是将光纤铺设在防区的围栏之上。对围栏的人为侵犯包括敲击、切割、攀爬围栏等行为,同时一些自然现象如刮风、下雨等也会产生扰动。因此,对光纤周界报警系统来讲,为了减少误报警,必须甄别入侵事件的类型。
在光纤周界报警系统中采用模式识别技术可以满足这一要求,它的基本思路就是通过对干涉信号进行分析,找出每类事件对应的干涉信号的特征,然后提取它的特征参数。再将特征参数作为模式识别子系统的输入数据,模式识别子系统能从训练样本中自我学习形成识别模型,最终完成对各类入侵事件的甄别。在模式识别中,只有提取出可以表示入侵事件本质特性的特征参数,才能对其进行识别。良好的特征参数应该具有可区分性、可靠性、独立性和数量少的特点。
在光纤周界报警系统中,需要对光纤干涉信号的采样值进行数字信号处理,进而提取该信号的特征参数。在该文的第4小节将详细描述这一方法。
3 光纤周界报警系统实验平台的设计
如图2所示是光纤周界报警系统的实验平台。整个平台由光学传感光路、检测和控制电路、周界报警服务主机三个部分组成。
其中传感光路由SLED、出射光纤、2X2耦合器、参考光纤和传感光纤以及法拉第旋转镜组成。其中1550 nm波长的SLED发出的通过出射光纤进入2X2耦合器,通过2X2耦合后的两束光纤一路为参考光纤,一路为传感光纤,这两路光纤中的光束经过法拉第旋转镜反射后在2X2耦合器处重新交汇。我们将传感光纤固定在围栏上,当我们对围栏施加各种干扰时,传感光纤接收这些机械扰动,并在2X2耦合器处叠加产生干涉信号,此干涉信号又可以被连接在2X2耦合器一臂的PIN管接收,从而将干涉光信号转化为电信号。
图1中的检测和控制电路有几个主要组成部分。一是光源的驱动和温度控制电路,这部分电路产生恒电流源以驱动SLED发光,同时为了获得稳定的干涉信号,必须保持光源波长的稳定,因此需要 TEC(热电制冷器)对SLED进行控温(控温在25 ℃)以稳定SLED的波长。二是干涉模拟信号的检测和处理电路,这部分电路将PIN管产生的光电流转化为电压信号,同时经过带通滤波、程控放大等环节调整到最佳的SNR后送入ADC采样。三是主控和数字信号预处理电路,这部分电路的核心是FPGA,由于光纤周界入侵报警系统在应用中有多个防区,需要对多个防区的干涉信号进行并行采集和处理,而且对干涉信号的采样率一般要达到250 ksps以上,以精确重构干涉信号。所以本平台采用FPGA控制ADC采样和提取干涉信号的特征参数。同时FPGA要提取干涉信号的特征值并通过以太网上传到报警服务主机上。
报警服务主机上运行报警服务应用软件,该应用软件的主要功能一是对下位机设定运行参数,二是实时采集下位机上传的干涉信号的特征参数等数据,并基于这些特征参数对入侵事件的类型进行甄别,从而产生正确的报警动作。
4 基于时域的特征参数提取算法的设计
在图2所示的实验平台上以250ksps采样率采集到的一次敲击围栏行为采集到的原始干涉信号。其中横坐标是采样点数,纵坐标是以AD数字量表示的信号幅度。
由于干涉信号在时域内表现为一个幅度和频率变化的波形。因此,记录干涉信号穿过某个阈值的次数就能指示此时干涉信号频率的大小。而根据(5)式可知,相位差的大小与光纤的弹性位移成正比。
由此,我们用以下几个特征参数代表一个干扰事件:
(1)背景噪声幅度:信号的背景噪声幅度。
(2)事件触发阈值:干涉信号幅度超过此阈值,意味着有外力作用于光纤,标志一个可能的入侵事件的起始,触发系统开始采样记录。
(3)穿过阈值:开始记录事件后,干涉信号每正向穿过阈值一次,计数1次。
(4)事件单元:为便于分析干涉信号特征,将整个事件持续的时间分为若干个时间段,例如N=2000点为一段。
(5)穿过次数:在一个事件单元内,信号正向通过穿过阈值的次数记为。
(6)每个事件单元内的峰值
(7)事件持续时间:干涉信号反映的整个事件的持续时间。当在连续若干个事件单元时间内小于某个值时,可认为此事件已经结束。
图2是几个特征参数的在一个事件单元内的图形示意。特征参数的提取过程如下:首先由报警服务主机设定采集参数,包括采样率、事件触发阈值(设定为大于背景噪声幅度)以及穿过阈值。然后,启动采样,FPGA以设定采样率对信号持续采样,当传感光纤受到扰动时,产生的干涉信号幅度将高于,进而触发系统采集干涉信号并实时分析该事件的特征参数和,FPGA将每个事件单元内的和,以及事件持续时间上传到报警服务主机上。
报警服务主机在接收到下位机上传的特征参数后,会将这些特征参数输入模式识别软件中进行进一步的分析,从而确定事件的类型和性质,最后做出报警处理动作。
5 算法的实验验证
为了验证本算法对入侵事件的甄别能力,我们基于图2所示的实验平台进行了一系列的测试。分别测试了在围栏受到敲击、切割、攀爬以及刮风四种扰动情况下的干涉信号及其穿过次数统计值,提取特征参数的设置如下:信号的采样率为250 ksps,一个事件单元时为8 ms(即2000个采样点),事件触发阈值=1.2 V,穿过阈值=0.5 V。提取出的4个典型事件的特征参数(穿过次数和事件持续事件)具有明显的差异,可以作为模式识别的输入特征参数进行做进一步的事件甄别。
6 结语
以基于迈克尔逊干涉仪原理的光纤周界报警系统为平台,提出了一种在时间域内实时提取信号特征参数的算法,这个算法的核心思想提取干涉信号的穿越次数(穿过某一预设幅度的计数)和持续时间,相比提取在频域内进行的特征参数提取算法,该算法具有特征参数少、运算量小的小的优点。经过对光纤周界系统最常见的典型干扰事件(即敲击、攀爬、切割和刮风)的干涉信号特征参数进行提取测试证明:采用基于时域的提取算法提取的特征参数,在不同事件中区别度良好,适合作为模式识别系统的输入参数进一步进行事件类型甄别。
参考文献
[1] 蓝天.全光纤周界安全防范系统[J].光学技术,2008.
[2] 洪滨.基于光纤振动传感器的周界防范装置的研究[J].技术探讨,2009.
[关键词]县域经济;县域金融;政策扶持
政府历来高度重视县域经济发展,多次提出明确要求,特别是在当前“保平稳、促转变、增民生”的发展基调下,我们必须重视县域经济工作,特别是欠发达地区,不断提高县域经济自主、协调、可持续发展能力,更好地发挥县域经济对国民经济协调发展的重要作用。
一 县域经济的重要性
县域经济以县域为中心、乡镇为纽带、广大农村为腹地,是城镇经济与农村经济的重要结合部,是工业经济、农业经济与服务业经济的交汇点,它既是区域经济的组成部分,又是国民经济的基础单位。从宏观角度看,发展县域经济就是发展国民经济。因为发展县域经济可以促进区域经济的实力提升,从而壮大国民经济。从微观角度看,发展县域经济又是发展民生经济。因为它可以解决辖区内居民的就业问题,促进农民增收和农村繁荣,从而提高其生活水平。
二 县域金融促进县域经济发展的作用
县域金融是县域经济的核心,县域经济的发展壮大离不开县域金融的支持,在现代市场经济背景下,金融已经成为国民经济的核心,成为资源配置的基本方式,在引导资本、人才等各类资源要素流动过程发挥着基础性的作用。
三 欠发达地区县域金融的现状
(1)融资需求得不到满足,经济发展面临资金困境
县域经济的资金供给主要来自国有商业银行和农村信用合作社,但随着国有商业银行垂直管理体系强化和贷款审批权上收以及营业网点撤并,村信用社不良资产的增加导致贷款扩张能力的下降等原因,县域资金来源正在枯竭,贷款难已经成为制约县域经济发展的最重要的因素。
(2)融资渠道狭窄,金融工具单一
县域金融市场化程度低,融资结构单一,县域企业受自身条件限制,难以跨进股本和债券融资门槛,融资渠道主要依赖于间接融资。此外,缺乏信贷产品以外的其他金融工具,金融市场配置手段不足,进一步降低了金融的可获得性。
四 欠发达地区县域金融服务短缺的原因
首先,随着金融体制改革的不断深入,国有商业银行业务重心不断向大企业大城市集中,撤销或合并了大量的县域分支机构。再者随着内控机制和风险管理的加强,各商业银行的上级行纷纷强化了对下级行的控制,普遍上收了县级支行的信贷权限,致使县级支行实际上已退化为上级行的“增存部”,而国有银行分支机构成为县域资金的“抽水机”。
从金融需求的角度来看,县域经济自身的缺陷,也就是县域经济弱质特征,制约了金融的支持力度。一方面,县域工业普遍存在着人才缺乏、职工素质低、劳动生产率低、信誉度低、缺乏管理组织能力和合理资源配置能力等问题。加上其较高的经营失败率,大多竞争力不强,使得银行加强对中小企业的贷款支持存在天然的困难。县域信贷投放风险较大,所以银行投入积极性不高。另一方面,县域多数是中小企业,规模较小、自有资本偏少、资产负债率高、抵御风险能力弱、实际偿债能力差、缺乏足够的抵押资产。调查表明,62.3%的县域企业缺乏担保抵押是难获贷款的最主要原因。
五 欠发达地区金融扶持的必要性
从资源配置的角度,资源配置有两种主体:政府与市场。市场经济的良好运行离不开政府的理及其制度环境的支撑,发挥比较优势则是社会资源有效配置和社会财富有效积累的基本途径,而比较优势的发挥需要政府行为的正确选择。
从欠发达地区县域经济实际状况来看,欠发达地区的县域经济发展主要存在思想观念落后、经济总量小且结构不合理、经济发展环境欠佳、基础设施滞后、资金与人才短缺、产品科技含量低、工业竞争力不强等问题。而制约县域经济发展的最大障碍是资金。
在社会主义市场经济条件下,本来可以通过市场手段引导资金流入县域经济,促进当地经济的发展,但由于县域经济多是中小企业和普通农户,他们缺乏吸引现代金融流入的条件,也即是他们本身的弱质特征,导致了金融服务在县域经济发展中的缺失。根据政府行为理论和国外经验,要解决这些问题,必须依赖于政府的扶持。
六 欠发达地区县域金融扶持策略
(1)货币政策工具
中央银行应灵活地运用利率、再贴现、再贷款等手段,支持县域经济发展。针对不同的贷款对象实行差别利率,或给商业银行更大的利率浮动权,这是吸引资金投入欠发达县域一种非常有效的手段。金融机构资金流入要考虑预期收益和风险,欠发达县域经济虽然是弱质性地区,风险大,投入的资金预期收益就应高,这符合收益与风险对应原理。还应该对优良的中小企业实行优惠利率;对县域金融部门存贷比例较高的,上级银行应在再贷款、再贴现上加大力度。
(2)风险管理和政策补偿机制
地区、省级建立担保中心,健全担保资本和风险准备金扩充补偿机制,按照《中小企业促进法》等有关规定,加大对其资本金和风险金的投入,积极吸引企业和法人资本投资担保业,促进其能实实在在地为中小企业进行贷款担保服务,使县域金融机构在面临风险,遭受损失时及时得到依法补偿,增强对县域经济的持续支撑能力。
(3)财政税收政策