城市设计的理论与方法

城市设计的理论与方法（共12篇）

城市设计的理论与方法 篇1

引言

道路设计是公路建设的基础, 优秀的设计是高质量工程建设的基础保证。交通部组织开展的公路勘察设计典型示范工程活动, 正是希望通过借鉴国内外的设计经验, 力求以新的思想和理念指导设计, 努力提高设计者的设计水平, 以确保公路建设全面、协调、可持续发展。现代道路设计的新技术有全球定位系统、航空摄影测量技术、数字地面模型技术、三维动态技术等。

1 GPS (全球定位系统) 在道路设计中的应用

1.1 GPS介绍

美国国防部于1973年批准建立卫星导航系统-全球定位系统 (Global Positioning System) 。

GPS技术按待定点的状态分为静态定位和动态定位两大类。静态定位是指待定点的位置在观测过程中固定不动的, 如GPS在大地测量中的应用。动态定位是指待定点在运动载体上, 在观测过程中是变化的, 如GPS在船舶导航中的应用。

1.2 静态相对定位的应用

静态相对定位就是至少有两台接收机同时接收卫星信号, 经过信号的差分处理可精确的计算两点在WGS-84地心坐标系统中的三维坐标差, 根据其中一点的坐标系可推算出另一点的坐标。由于静态相对定位精度高, 因此广泛应用于大地测量、形变观测、工程测量等领域中。

GPS在道路工程中的应用, 目前主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。目前国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网, 比如沪宁、杭沪高速公路的上海段就是利用GPS建立了首级控制网, 然后用常规方法布设导线加密。实践证明:在几十公里范围内的点位误差只有2cm左右, 达到了常规方法难以实现的精度, 同时大大缩短了工期。具有明显的经济和社会效益。

1.3 动态差分定位及其应用

所谓差分动态测量, 就是将一台GPS接收机置于基准站不动, 而另一台 (或几台) 接收机处于运动状态, 根据基准站与移动站信号的差分解算出移动站点各时刻的位置参数。差分动态测量数据处理有实时处理及后处理两种方式, 实时处理需要实时地把基准站的信息传到移动站, 需要传递数据的发射与接收设备 (称为数据链) , 后处理无需实时传递数据。根据不同的应用目的选用不同的处理方式, 如在利用动态GPS测定某些点的坐标时可通过后处理进行计算。差分动态GPS在道路勘测中有着广阔的应用领域。

2 航空摄影测量在道路设计中的应用

2.1 航空摄影测量介绍

为了取得供测制地形图用的航摄像片, 在飞机上安装摄影机对地面进行有规律的摄影以取得航摄像片全部过程, 称为航空摄影。航空摄影一般分为两大类:垂直摄影和倾斜摄影。当摄影时主光轴倾斜角很小 (倾斜角小于3°) 时, 称为近似垂直摄影;摄影时主光轴处于倾斜 (倾斜角大于3°) 时, 称为倾斜摄影。在航测中主要采用近似垂直摄影。

2.2 公路测设阶段航空摄影测量的作业过程

公路航测的主要任务是为公路设计提供大比例尺地形图, 根据航片立体观察和判断提供有关地质、地貌、水文等资料, 以及为公路设计提供原始地形数据。公路航测的作业过程包括:准备工作、摄影工作、外业工作、内业工作等4个阶段, 如图1所示。

准备工作。包括接受任务, 收集资料, 进行路线方案研究, 并会同航摄部门进行航带设计, 完成航摄技术计算, 编制领航图等。

野外摄影工作。选天气晴朗、阳光照射角度合适、气流平稳、雾气很小的条件下进行航空摄影工作, 以保证摄影质量, 并且要尽可能选择植物稀疏季节进行, 以消除植被影响。

外业控制测量工作。外业工作包括像片调绘和野外控制测量, 是内业测图的基础。控制测量的任务是根据已知的高级控制点测定外控点的坐标和高程, 内容包括点位选择、像片调绘、导线测量和水准测量。

内业工作。内业工作包括电算加密、立体测图、底图清绘整饰、晒印等。我们采用解析测图仪或经改装加有自动记录装置的精密立体测图仪测图, 则可在测图的同时, 自动记录地形量测数据, 以提供能用计算机自动识别和处理的地形数据资料, 满足公路测设的CAD与GIS数字化成图的需要。

路线设计。在完成的数字化地形图上, 结合公路设计原则与要求, 进行路线的在完成的数字化地形图上, 结合公路设计原则与要求, 进行路线的设计。

2.3 航空摄影测量在公路测设中的应用优势

利用航摄像片并配合少量地面控制测量 (GPS) 工作, 为公路勘测设计提供各种像片平面图和地面信息, 供选线和纸上定线使用, 特别是对人烟稀少、气候恶劣和地形困难地区, 效果比较明显。

利用航片上丰富的地面信息, 通过立体观察、判断和少量实地调杳工作, 可以在航测像片构成的立体光学模型上选线, 并通过航测判释和遥感为工程设计提供地质、水文等有关的资料。

借助于解析摄影测量以及处于研究发展阶段的数字摄影测量, 直接产生被摄区域的大比例等高线地形图和地形三维坐标数据, 为公路测设提供原始地形数据。

利用航测技术与数字地面模型技术相结合, 可以自动高速地为路线设计提供数据支持。

3 数字地面模型技术在道路设计中的应用

数字地面模型 (digital terrain model, DT M) 主要应用于模拟地形表面, 便于存储、更新、传播和计算机自动处理, 特别适合各种定量分析与二维建模, 是实施路线二维空间设计和进行全方位优化设计的前提条件。数模应用可对数字地面模型进行各种计算和分析, 它在公路勘察设计中主要应用以下几个方面。

3.1 公路选线

数字地面模型真实地模拟了地形表面, 包含有三维真实坐标数据, 设计人员可以不用到现场踏勘便可利用数模在计算机上完成公路的选线。

3.2 进行任意桩号或己知平面坐标点的高程插值

在数模边界内可以获得任意桩号或任意点的高程值, 也可以通过指定任一个x, y平面坐标, 程序通过搜索, 确定该平面点位于哪一个三角形中, 并通过插值计算准确得到该平面点在数模上的投影高程值。

3.3 完成路线任意方案的纵、横断面高程插值 (即对数模进行任意剖切) 。

设计人员利用数模不需要通过现场放线、打中桩、测横断面即可准确方便地获得路线纵、横断地面线数据。

3.4 路线方案的三维真实模型。

生成地面模型和路线三维真实模型后, 设计人员可以从任意的角度来浏览观察公路建成的景观;可以从行车时驾驶员的角度观察路线一公路全景透视图;设计人员也可以通过路线透视图发现所设计的路线是否合理, 以便及时改正;还可以将AutoCAD中的地面、路线模型输出到专业渲染、动化制作软件如3dmax或ads, 经过渲染制作后, 即可制作成漂亮的公路全景三维透视图或公路动态全景三维透视图 (公路动态仿真模型) 。

3.5 可以进行各种计算

利用数字地面模型可以进行面积计算, 如公路占地面积计算;也可以进行体积计算, 如公路土石方计算;还可以进行流水线、高程内插等计算。

4 三维设计在公路工程中的应用

三维设计是一种以三维数字地面模型为基础的CAD技术。采用三维设计方法进行土木工程设计, 可以实现真正意义上的工程方案的优化及多方案比较, 对于提高工程的技术指标和品质、降低工程造价、缩短设计周期、提高设计质量均可起到重要作用。

结语

总之, GPS、航测遥感、CAD技术使得地面数据采集、资料获取、数据处理、数模建立成为现实, 数模又使公路设计从一维平面设计变为三维空间设计, 由静态设计变为动态优化设计。数字地面模型的应用不仅可以节省大量的人力、物力、则力, 还可以提高公路路线设计质量和设计效率。在道路设计中可以进行多种设计新技术的应用, 可以大大改善道路工程设计水平, 同时节约大量的人力、物力等。

参考文献

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[2]杜勤.道路设计的三维可视化[J]城市道桥与防洪, 2004, 11 (6)

[3]王国强.道路、机场CAD系统三维工程设计模型研究[D].上海:同济大学, 1994.

[4]王福建等.三维表面模型在公路线形设计中的应用研究[J].中国公路学报, 1998, 11 (3) .

[5]蒋红斐, 蒲浩等.铁路线路三维设计模型建立方法的研究[J].铁道学报, 2000, 22 (4) .

[6]Miles R E.Solution to Problem67215 (Proba-bility Distribu2tion of a Network of Triangles) [J].SIAM1969 (11) , 3992402.

城市设计的理论与方法 篇2

李家清

（华中师范大学 城市与环境科学学院，湖北 武汉430079）

摘要：地理教学设计是将先进的教学理论指导转换为地理教学实践的过程。系统科学为有效整合地理教学因素提供指导；地理教学理论是地理教学设计最直接的理论来源；应用学习理论，引领学生的主体性发挥；应用传播理论，提高教学效率；在具体方法上，地理教学目标设计体现准确性、可量性；教学策略设计具有选择性、开放性；教学媒体设计凸显先进性、组合性。

关键词：地理教学设计；理论基础；基本方法 中图分类号：G633.55

文献标识码：A 基金项目：湖北省教育厅普通高校教学研究基金资助项目（2001322001104）

作者简介：李家清（1952—），湖北黄陂人，华中师范大学城市与环境科学学院教授、硕士生导师，教育部高中地理课程标准编制组核心成员，主要研究地理学科论。

20世纪80年代以来，教学设计作为一个新兴的研究领域在我国教学改革与研究中不断拓展。在经历翻译、介绍和引进国外教学设计研究成果的阶段后，目前我国已逐步进入了理论研究和实验阶段，表现在教学设计通论研究方面已有较多成果。这些成果对发展教育理论和深化我国的教学改革发挥了积极作用。在地理教学改革中，深入开展地理教学设计研究，对于将先进的教学理念指导转换为教学实践，减少和克服地理教学活动的盲目性、随意性，增强和提高地理教学活动的有效性和可控性具有重要意义。探究地理教学设计的基本理论，掌握地理教学设计的基本方法，又是提高地理教学设计质量、提高地理教学效果的基本途径。

一、地理教学设计的理论基础

（一）系统科学为有效整合地理教学因素提供指导

设计是对要开展的工作做出的系统安排。地理教学是由教学目的、教材、教师、学生、教学方法、教学媒体、教学环境等诸多因素构成的运动系统。系统科学理论能为地理教学设计提供指导。在地理教学设计中应用系统科学的整体原理、有序原理和反馈原理，能有效整合教学因素，发挥教学系统的整体功能。在具体的教学设计中既要做到明确每个教学因子在教学进程中的作用，也要能为每个因子发挥作用提供时间、条件或机会。设计教学过程应遵循一定的顺序，即应符合学生认知的序、心理发展的序；地理感性知识是地理理性知识掌握的基础；陈述性的地理知识、程序性的地理知识和策略性的地理知识学习与掌握也存在内在联系和学习顺序；学习能力的培养和发展应遵循由简单到复杂的序。任何系统只有进行反馈才能实现有效控制，只有注意教学中的反馈设计，才能更好地完成教学任务，实现教学目标。

（二）地理教学理论是地理教学设计最直接的理论来源

地理教学理论是地理教学实践经验的总结和系统反映，是地理教学设计最直接的理论来源。地理教学理论认为，突出人地关系、注重空间关系是地理学科教学的鲜明特色。人地关系既是地理教学的核心内容，也是地理教学设计的思想论、方法论。地理教学设计应有利于学生认识人地关系，理解协调人地关系的基本途径，懂得可持续发展的重要性。地理事物之间存在着各种关系，从不同角度看，有空间关系、因果关系、层次关系、包容关系、并列关系、利害关系等错综复杂的多种关系，它们共同组成了绚丽多彩的大千世界，其中最重要的是空间关系。地理教学设计中突出地理事物的空间关系是促进学生地理智慧成长的有效途径。

（三）应用学习理论，引领学生的主体性发挥

学习理论的意义在于探索和揭示人类学习过程的本质和规律，指导人类的学习活动，特别是在指导学生的学习和教师的课堂教学方面具有重要意义。例如，巴班斯基的教学过程最优化理论、斯金纳的程序教学理论、布卢姆的目标分类理论、布鲁纳的结构—发现教学、奥苏贝尔的“先行组织者”的程序教学、加涅的信息加工理论、赞可夫的“以最好的教学效果来促进学生最大发展”的理论、瓦·根舍因的范例教学等学习理论阐明了学生学习过程的一般机制。在教学中，明确学生在教学中的主体地位，应用学习理论进行地理教学过程及其策略设计，对于发挥学生在地理学习过程中的主观能动性有重要作用。从学生在地理教学活动中的认识方式看，他们主要是通过听讲观摩、阅读课本、识图用图、形象感知、思维操作、计算操作、解题练习、质疑问难、情境探索、讨论交流等方式，学习、理解和领悟地理科学知识与价值观念，养成行为技能的。所以，地理教学设计要注意通过以上这些认识方式，结合学习内容为学生积极主动的学习创造情景、提供条件。

（四）应用传播理论，提高教学效率

教学是由教师的教和学生的学所组成的一种互动的教育活动，也是一种信息传播的活动。因此，传播理论是构成教学设计的理论基础之一。传播理论中有关信息通道、信息结构、信息数量方面的理论对地理教学设计具有直接指导意义。

1.信息通道与地理教学设计

研究表明，人类各种感觉器官的功能是不同的，在相同条件下，五官获得知识的比率有如下差别：

由上表可见，五官中视觉的比率效果最好，这一成果能为教学媒体的选择和优化组合提供科学依据。2.信息结构与地理教学设计

传播不仅与信息的意义相关，而且与信号的形式和结构也有密切的关系。信号的合理结构是有效传播的必要条件，而无序的信号由于缺乏结构易被遗忘。例如：要求学生识记和理解位于世界火山、地震带上的国家，可设计以下三种方案。

（1）要求识记和理解位居世界火山、地震带上的国家有：土耳其、厄瓜多尔、古巴、印尼、巴基斯坦、苏丹、南非、智利、新西兰、美国；（2）告知学生世界火山、地震的形成原因和分布特征，即由于板块之间的相互作用和运动，主要集中在环太平洋和地中海──喜马拉雅山一带。在此基础上，再理解、记住有关国家；（3）根据《世界火山地震分布图》，讲解成因，说明分布。经过实践比较，方案（3）的效果最好。这个案例也说明，合理的信息结构有利于学生记忆和理解。这是因为：方案（1）对于学生而言，所接受的信息是一种无序和缺乏结构的信息，易被遗忘；对于方案（2）的要求而言，揭示了一种顺序，凡满足条件的国家易被记住；对于方案（3），由于改变了信息形式，即由语言信息结合图像信息，成为视听信息，学习的达成度就更高了。

3.信息数量与地理教学设计

信息的多与少也影响教学效果。过多的信息会形成信息冗余，没有意义；而信息量不足，又会滞后于学生的智力，对学生发展不利。所以，教学设计中选择适量的地理信息是十分必要的。

二、地理教学设计的基本方法

（一）教学目标设计体现准确性、可量性

教学目标设计是地理教学设计的起点。教学目标是指对教学活动结束后的预期行为结果。这就要求教学目标要具有以下特征：1.指向性，它规定教学活动的运动方向；2.选择性，它要求教学过程中的方式、方法、媒体的选择要有利于教学目标的实现；3.整合性，它要求参与教学活动的各个因素所发挥的作用和功能都应服务和服从于教学目标；4.可测量性，对学生的“行为结果”能进行测量，并做出客观判断。因此地理教学目标的设计要体现准确性，即要在分析学生学习背景、学习需要的基础上，依据“标准”和教学内容设计教学目标。同时，在教学目标的表达上应使用可测量学生“行为结果”的行为动词。例如，1.地理知识性目标动词，对于“了解水平”来说，可使用描述、识别、列举、说出、复述等；对于“理解水平”来说，可使用说明、概述、区别、解释、比较、判断、阐明、证明等；对于应用水平，可使用分析、设计、评价、解决、撰写、检验、应用等。2.地理技能性目标动词，可使用尝试、使用、运用、计算、绘制等。3.情感性目标动词，对于“经历（感受）水平”来说，可使用参加、参与、交流、讨论、体验等；对于“反映（认同）水平”来说，可使用关注、认同、拒绝、同意、爱护、重视、抵制、克服、支持等；对于“领悟（内化）水平”来说，可使用确立、养成、形成、树立、建立、坚持、保持、追求、具有等。

（二）教学策略设计具有选择性、开放性

当今世界许多著名的教育家根据他们的教学思想，提出了许多教学策略，其中最具影响的有接受式教学策略、发现式教学策略、范例式教学策略、“最近发展区”和“一般发展”教学策略等。这些教学策略设计都有一定指导意义，执教者可根据地理教学内容进行选择借鉴。

1.接受式教学策略

接受式教学策略以美国教育心理学家奥苏贝尔的有意义的接受性学习理论为依据，它的一般教学策略过程是：

接受式教学的一般过程 2.发现式教学策略

发现式教学策略以美国著名教育家布鲁纳的学习理论为依据，该策略是目前在世界范围内大力倡导的一种教学策略。发现式教学策略的教学过程的基本步骤是：

发现式教学的一般步骤

3.范例式教学策略

范例教学策略是德国教育家瓦·根舍因提出的。“范例”教学是指通过有典型意义的、能说明问题的事例来进行讲解，通过对典型事例的剖析，学生能举一反三，触类旁通，获得对事物本质的规律性认识，从而能够积极地、主动地学习，获得知识，培养能力，养成正确的情感和态度。“范例”教学策略的教学程序为：

范例式教学的一般步骤

4.“最近发展区”与“一般发展”教学策略

原苏联教育家维果茨基提出最近发展区的教学思想。这一思想是把学生的发展水平分为两种。（1）现有的发展水平，即指“学生现在能够独立完成的智力任务”。（2）“最近发展区”，是指学生“潜在”的发展水平，即目前暂时不能独立完成，但在教师或家长的指点下，学生经过努力可以完成其智力任务。教学应走在发展的前面，使学生“跳一跳、能摘到桃子”，将“最近发展区”转化成为发展水平。其教学要领包括以下两项。

●在课堂上有步骤、分层次地向学生展示知识结构。在两个层次间设置思考题，引起学生求知欲望，并经过一番努力找到正确答案。

●针对学生智力水平层次不同的实际情况，提出不同的目标和相应的练习题，这样就使水平较差的学生建立信心，成绩好的学生更加努力。

（三）教学媒体设计应凸显先进性、组合性 教学方法和教学媒体的选择是地理教学设计中最具灵活性和创造性的内容。教学媒体是承载和传递教学信息的载体工具，教学媒体在教学中的重要性体现在：能有效地促进学生对地理知识的理解和掌握；有利于激发地理学习的兴趣、情感，形成良好的个性品质；有助于对学生地理技能的培养。选择地理教学媒体时应遵循以下基本原则：应与教学目的、教学内容相统一；与教学方法相匹配；与学生认知水平相容；尽可能做到媒体表现形式美观、表现手法具有创新性、多种媒体组合，发挥多感官的功能，体现媒体的先进性和组合性。由于不同媒体的特性不同，选择优化可采取如下基本策略。

第一，视觉媒体。视觉媒体的显著特点是具有直观性。视觉媒体包括非投影型视觉媒体和投影型视觉媒体。非投影型视觉媒体包括黑板、粉笔、印刷材料、图片、图示材料、模型和实物等教具。投影型视觉媒体主要有：实物投影、投影、幻灯三类。

研究表明，在所有的感官中，视觉感官的感受能力最强，视觉媒体的形式不同，其效果有差异，对于大多数青少年而言，在彩色与非彩色之间偏爱彩色；在照片和图画之间优先选择照片；喜欢形状和颜色都逼真的事物；对于简单的图像和复杂的图像，年龄小的偏爱简单的，年龄大的偏爱复杂的；教师在设计和选择或制作视觉媒体时，应考虑把学习的有效性同学生的偏爱结合起来。

第二，听觉媒体。发挥听觉媒体的功能具有重要意义，听觉媒体可适用于教学的所有阶段。第三，视听媒体。视听媒体是通过视、听两个通道同时呈现的信息媒体，主要有电视、录像和计算机辅助教学及多媒体系统。对记忆的研究表明，单用听觉，3小时左右能保持所获知识的60%，3天后则下降到15%；单用视觉，3小时左右能保持70%，3天后则为40%；如果视听并用，则3小时左右还能保持90%，3天后为75%。这些统计结果说明，视听并用将获得更多的教学信息量，更长的记忆保持率和最佳的学习效果。在地理教学设计中应尽可能地选择视听结合的媒体，使直观、鲜明的图像与生动的语言有机配合，不仅创造出一种新的环境氛围，充分表达和传递所需的教学信息，而且有利于激发学生的学习兴趣，促进学生对地理信息的接受、理解和记忆，为地理知识的迁移应用打下基础。

（责任编辑：李洁）

《普通高中地理课程标准（实验）》新人教版

(2010-09-20 23:02:41)

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标签： 分类：地理教学

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《普通高中地理课程标准（实验）》（以下简称《课程标准》）在“培养现代公民必备的地理素养”的理念引导下，立足于改变学生的学习方式，设计了“满足学生不同的地理学习需要”的地理课程。《课程标准》对于高中地理教材的编写也提出了新的要求。

一、对于模块设计的把握

《课程标准》对高中地理课程共设计了10个模块，包括3个必修模块和7个选修模块。按照《课程标准》的设计思路，这些模块是相互并列的，彼此没有先后顺序之分。各模块自成体系，各自并作为高中地理课程的组成部分之一，承担高中地理的一部分教学任务，并赋予同样多的教学课时，以体现共同的学习价值。即使3个必修模块也相互独立，分别相当于自然地理、人文地理和区域可持续发展的内容。这种课程设计可使学生在相对短的时间（半个学期）内，集中学习某方面的地理课程，并且可根据自己的爱好和特点，对不同方面的地理内容的学习有更多的选择性。这种课程设计与以往的高中地理课程不同。在1997年开始实施的高中地理课程中，必修课作为一个整体，选修课被分为两部分，学习顺序实际上已有规定；选修课实际上也是报考文科类高等院校学生的必选课。

对于上一轮高中地理课程，教材的编写首先应考虑整个高中地理课程设计。无论是必修课教材还是选修课教材，都只是高中地理教材的一个有机组成部分。因此，教材编写时需要采用统一的思路和体例，并处理好各部分内容的内在联系，避免重复，使必修和选修教材成为一个有机的整体。不同的是，《课程标准》对于教材的编写更强调模块的特点，因此教材编写更应考虑每一模块的知识结构、教育功能，可以根据每一模块内容的特点确定相应的体例，以体现每一模块相对独立的教育价值。为了教材的相对系统性，各模块教材，尤其是各选修模块教材，内容可以有适当的重复。当然，作为一套教材，相对一致的体例和编写方法有助于学生的学习。3个必修模块教材，如何处理好相对独立又有内在的逻辑联系这一矛盾，这是对教材编写者提出的挑战。

二、对于基础性特点的把握

《课程标准》的设计在不求地理知识系统性的同时，特别强调课程的基础性，即在选择课程内容时，要重视作为现代公民的素质基础和进一步地理学习的知识基础，重视对基本的地理原理、地理规律和地理过程的阐述。例如，地理1选择的基本原理包括太阳辐射对地球的影响，地球运动的地理意义，地球的圈层结构，地表形态变化的原因，大气受热过程，天气系统的特点，全球气候变化，自然灾害发生的原因等；基本规律包括气压带、风带的分布和移动规律，洋流的分布规律，地理环境地域分异规律等；基本过程包括地壳内部物质循环、大气环流、水循环、大洋环流等。

体现基础性的特点对于教材编写者来说是一个需要全面把握的课题。第一，如何在《课程标准》要求的知识范围内突出基本原理、基本规律和基本过程的阐述，即在尽量避开系统的地理知识的前提下保证基础内容的阐述。例如，《课程标准》在地理2中有这样一条“标准”：联系城市地域结构的有关理论，说明不同规模城市服务功能的差异。该条“标准”没有明确要求讲述中心地理论，但要求用到中心地理论的思想。因此，教材编写时，没有必要对中心地理论的内容展开讲述，而要通过一定的方法使学生理解中心地理论的思想，从而理解不同规模城市的服务功能是不同的。

第二，如何在展开地理过程的同时使学生理解基本原理和基本规律。对于地理过程的分析有助于学生对基本原理和基本规律的理解，但是，以前的地理课程对地理过程没有给予足够的重视。根据课程改革的精神，教材不仅要关注《课程标准》中有要求的地理过程，还应对其他地理过程给予适当的关注。例如，地理3中要求“以某区域为例，分析该区域存在的环境与发展问题……”，教材编写时如果能展示这些问题产生的过程，将会有助于学生对这条“标准”的理解。教材在关注过程的时候，需要注意简化和通俗化，避免使用不必要的地理新概念。

第三，如何通过基本的地理原理、地理规律和地理过程的学习培养学生的基本技能。地理技能的培养不能脱离地理知识，教材在地理基础性内容的阐述中，可以有意识、有系统地培养学生的地理观测、地理实验、地理调查技能，以及对图表和数据的阅读和运用技能。例如，地理1可侧重培养地理观测、地理实验的技能，地理2可侧重培养地理调查的技能，地理3可侧重培养对区域地图等资料的分析技能。

三、对于情感态度与价值观的把握

正确的情感态度与价值观是“培养现代公民必备的地理素养”的上位要求。《课程标准》中对情感态度与价值观的课程目标包括地理学习态度、热爱祖国和家乡、全球意识和可持续发展观念四个方面，并且对每一方面都有较为具体的要求。对于这些要求，教材编写时既要有准确的把握，又要能以适当的方式体现出来。对于各模块的教材来说，要分别有重点地落实这些要求。

地理教材在落实情感态度与价值观的教育时，应强调对地理观念和地理视角的培养。例如，地理1应重点落实自然环境是人类赖以生存和发展的基础，自然要素是相互联系、相互作用的，自然环境及其要素有其自身的运动和发展规律，辩证看待自然环境对人类活动的影响等观念；地理2应重点落实人类可以对自然环境进行改造，人类改造自然环境应符合自然规律，人类应与环境协调发展，走可持续发展之路等观念；地理3应重点落实区域是有差异的，地理环境对区域发展的影响因时而不同，区际联系和竞争，区域可持续发展等观念。地理视角则是地理学看待和处理问题的思维方式，如综合的、差异的、联系的、动态的等视角。上述地理观念和地理视角的综合，应体现《课程标准》提出的“关注人口、资源、环境和区域发展等问题，以利于学生正确认识人地关系，形成可持续发展的观念，珍爱地球，善待环境”。

教材在落实情感态度与价值观的培养时，需要解决好以下三个问题。第一，《课程标准》中关于情感态度与价值观的要求比较宏观，教材应对此细化、分解。第二，应将情感态度与价值观的教育融入地理内容的学习之中，使学生通过学习生动的内容自我感悟。第三，应使情感态度与价值观的教育既有一定的系统性，又循序渐进，逐步深入。

四、对于过程与方法的把握

《课程标准》将“过程与方法”作为课程目标的一大方面，与“知识与技能”“情感态度与价值观”并列。作为课程目标的“过程与方法”，指向的是学生学习的过程与方法。学生学习的方法是多样的，《课程标准》强调探究式学习，一方面将“重视对地理问题的探究”作为课程的一条基本理念；另一方面，将课程目标中的“过程与方法”按探究式学习来表述。在具体内容中，《课程标准》也注意对学习方法的要求，如要求“举例说明”“运用示意图分析”等。

《课程标准》对于“过程与方法”的规定，要求教材编写要注意学生的学习方法，尤其要重视探究式学习。在培养学生自主学习的教育改革精神指导下，地理教材的编写应注意引导学生的自主探究。对于这样的要求，地理教材的编写思路和呈现形式都应有较大的改革。第一，教材应避免大段大段的叙述，不给老师照本宣科提供可能。第二，教材需要提供给学生探究学习的资料，但是要掌握提供资料的量。第三，教材的设计要能吸引学生一步一步地探究，因而要处理好学生探究与体现《课程标准》内容要求之间的关系，即要能使学生通过自我探究达到《课程标准》的要求。第四，教材设计要有利于不同学习方法和教学方法的使用。

五、对于选择性的把握

选择性是《课程标准》的另一特点。《课程标准》的选择性除不同内容的选修模块设计外，还体现在以下两个方面。

第一，《课程标准》只把一些基本要求列成“标准”，而没有说明如何达到或实现此“标准”。这要求教材编写者为达到“标准”的要求，在教材编写时需要选择一定的知识做铺垫，即“搭桥”。“搭桥”时既要注意知识的难度和深度，避免超出《课程标准》的要求，又不要追求地理知识的系统性。应以尽可能简单的知识作为“搭桥”的材料。

第二，《课程标准》中许多“标准”都要求举例或以典型案例说明。教材编写时需要精选案例。案例的选择应注意典型性、说明性、真实性和可迁移性，同时应注意选择案例的数量。一般而言，如果用一个案例能说明问题，就没有必要给出更多的案例。

综合上述两方面，实际上《课程标准》的选择性又可理解为《课程标准》为教材编写留下了广阔的空间。教材编写一方面要善于利用《课程标准》留下的空间，以编写出各具特色的教材；另一方面，教材编写又要给教师教学和学生学习留下广阔的空间，教材的容量、结构和设计都应为不同的教学方式和学习方式提供可能性。例如，每个模块的教学课时为36课时，教材编写一般最多编至32课时；又如，由于强调学生的自主探究，每一课时学习的内容要比传统讲授式的内容少；再如，一些结论或过程可留给教学处理。

六、对于其他方面的把握

根据《课程标准》的要求，教材编写还应注意其他一些方面。

第一，要建立合理的内容结构。尽管《课程标准》不追求学科知识的系统性，但是教材应有一个合理的内容结构。这样的结构既要符合学科逻辑，也要便于学生学习。良好的内容结构对学生掌握相关知识很有帮助。第二，内容要联系实际，尤其是联系学生的体验和感受。教材一方面要联系生产和生活实际，另一方面要联系热点问题或人类关心的重大问题，以体现教学内容的时代性和实际价值。

第三，内容的组织和呈现要符合学生的心理特点。

城市设计的理论与方法 篇3

【关键词】复合式路面；刚柔并济；理论研究

2006年以来，我国的公路建设取得了突飞猛进的发展，初步形成了纵贯南北、横跨东西的公路交通网络格局。国道主干线的里程数已经达到3.5万公里，我国的公路交通滞后的局面彻底得到了扭转。截止到2011年，高速公路总里程数达到8.49万公里，成为拥有高速公路总里程数第二的国家，相关专家预计到2016年之前，我国的高速公路网络将初步建成。在这些新建的公路中，“刚柔并济”的沥青-水泥混凝土路面作为一种复合式公路路面结构，成为我国公路建设的主要路面结构形式之一。随着重型车、大交通量的出现，为了促进高等级公路建设的飞速发展，推广复合式路面大有裨益。

一、复合式路面设计所具有的优点

我们所说的复合式路面设计是一种新型的公路建设方法，路面面层是由两层不同材料类型和力学性质的结构层复合而成的。这种铺设方法主要可以起到降低成本、提高公路行驶舒适度的作用。复合式路面的设计方案是在我国紧张的能源资源供应的情况下提出的，采用此种方案可以有效地减少资源消耗量。复合式路面无论从经济、技术、使用性能方面都优于单一柔性或刚性路面结构。具体而言，复合式路面结构具有以下优点：

与旧式的单一路面结构相比，复合式路面结构提高了路面的使用性能。传统的公路铺设方式有两种：一是单一水泥混凝土，即在施工过程中只使用水泥混凝土材料；二是复合式水泥混凝土路面，即在水泥混凝土下方铺设相当部分的工业废料，节能环保。但这两种方案仍然存在着诸多不足，水泥混凝土材料脆性大、变形适应能力差，单一水泥混凝土路面施工工艺复杂，操作繁琐，造价高，施工速度慢，质量不易控制，致使水泥混凝土路面的发展受到限制。尤其是采用水泥混凝土底层填充工业废渣的方案（这种废渣包括燃烧后的废弃煤灰和工业排泄物），这种路面的施工相当繁琐，车辆行驶噪音严重，破损公路的维修难度大，而且更为重要的是在这样的公路上行驶会造成汽车的燃油量很大，行驶的舒适度很低。这样一来，节省能源的建设初衷就不能够实现。而且目前国产沥青材料价格高、货源紧张且延伸度不好，达不到高级路面的技术要求，所以，采用在水泥混凝土路面铺设沥青的做法能够有效地应对这些缺陷。能够在当前石油资源匮乏的情况下既可以减少沥青的使用量，又可以弥补单一混凝土路面硬度过大的缺憾，从而提高了车辆行驶的舒适度，降低了燃油使用量，达到节能环保的设计初衷。

此外，以沥青加铺的刚柔复合式水泥混凝土路面设计方案还广泛地应用于旧路改造的工程之中。传统的旧路改造工程（主要是針对单一水泥混凝土路面），改造的工程量大、难度大、易修复性差。当前对旧路改造通常可以采用所谓“白加黑”的方案，即在原有水泥混凝土路面额外铺设一层厚度相当的沥青路面。这种沥青路面的结构可采用沥青混凝土外加水泥板的方式，还可以采用沥青加碎石层和水泥板的混合结构，采用复合式结构加固的路面，在当前交通运输业发展迅速、车辆种类增多的情况下具有重要的意义：一方面，这种混合式的路面结构具有较强的承载能力，能够经受不同载重车辆的重量（包括超出国家标准的超载车）；另一方面，采用沥青和混凝土的刚柔并济的铺设方案将能够大幅度地提升车辆行驶的舒适度，有效地减少车辆的燃油消耗，节约了能源，促进了环保。

二、当前复合式路面设计研究和实践中所存在的缺陷

“刚柔并济”的沥青-混凝土的公路铺设方案具有十分明显的优越性。研究者对这种复合式的路面铺设方法的理论和实践的研究也日益增多，在个别领域取得了相当大的突破。但从整体来讲，关于复合式路面的设计研究本身还存在着或多或少的缺陷，概括起来有以下几点：

1.复合式路面的设计研究方法过于复杂，实践操作性较差。当前和复合式路面相关的研究大都是基于工程经验而展开的。例如在处理混凝土路面裂缝问题上，研究者通常认为采用增加沥青厚度的方法是不可行的，因为这种方法非常不实用，而且操作起来经济成本过高。目前普遍采用的是AI设计方法，但这种方法只是在经验层面得到了应用，离理论研究还有较远的距离。此外，国外的力学研究方法也因其引入参数过多、计算过于复杂而不能够在实际操作中得到广泛的应用。

2.复合式路面的设计研究缺乏对旧式公路研究的统一标准。复合式公路理论研究在当前集中于对新建公路的探讨上，对旧有的公路改造方面的研究少之又少，而旧有的公路本身受损的因素较为复杂，这也使得复合式路面结构的研究设计缺乏一定的、统一性的标准。

3.复合式路面的设计研究偏向于具体的技术分析，对理论和方法的研究较少。从目前情况来看，无论是在国内还是国外，关于复合式路面的理论和设计研究仍然停留在经验技术层面，这主要是由于受现有的经济利益驱使决定的，对理论和方法的研究还未得到足够的重视。

三、对当前复合式路面设计与方法的建议

1.在改造当前旧有水泥路面之前，应该对不同阶段的路面状况进行充分的调查研究，综合分析旧路面病害产生的原因，因地制宜地采取补救措施，增强整条路面的承载能力和车辆行驶的舒适度。

2.在复合式路面研究参数没有得到统一的情况下，研究者和施工者应该将主要的注意力放在增强旧有水泥路面的强度上，以及在防止水泥裂缝再次开裂问题的研究方面。在实际的设计研究中，需要在实践经验的基础上，仔细考量并最终敲定合适的沥青铺设厚度。

3.在旧有水泥混凝土路面改造的过程中，必须把完善水泥路面的排水系统放在突出的位置。没有完善的公路排水系统，“刚柔并济”的复合型水泥路面就可能在雨水的浸泡下引发安全隐患、降低使用寿命，交通的安全和畅通也就无从谈起。

4.无论在旧有公路改造还是铺设新型复合式公路的过程中，都需要把强化复合式公路层级之间的结合力作为工作中的重中之重，在必要的情况下，应该在相连的各个结构层之间增洒适量的粘层油，这种粘层油能够显著提高复合式公路层级之间的结合力。

城市设计的理论与方法 篇4

关键词：抗震设计,延性系数设计法,能力谱方法

近年来发生的几次大地震对已有建筑物造成的严重损伤, 充分表明各国现行抗震设计规范以生命安全为单一设防目标的抗震设计理论和原则存在许多不合理之处, 在20世纪90年代, 美国学者Bertero提出了基于性能的抗震设计, 它要求建筑结构在未来不同强度水平的地震作用下达到相应的性能目标。它不仅要进行结构的承载力计算, 而且还要控制结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形, 因此它比基于力的设计方法合理, 已被世界各国学者所接受。

1基于性能抗震设计的理论框架[1]

1.1 结构抗震性能水准的划分

建筑结构的基本性能水准[2]有:1) 安全性, 即在可能发生的最大地震作用下, 应确保使用者的生命安全, 这是最低要求;2) 适用性, 即在常遇地震作用下避免人们的财产损失、社会损失和保证震后的尽快恢复, 也是建筑物所应具备的基本要求;3) 破坏控制, 即在大震发生时将损失控制在可接受的范围内, 该水准可由业主自由选择。

1.2 地震设防水准

确定合理的地震设防水准, 应考虑一个地区的设防投入和未来设计基准期内预期的经济损失与人员伤亡水平, 即根据设防效益的优化分析来决定设防水准。各地区可以根据各自的经济发展程度来确定不同的设防水准。

1.3 性能目标的建立

性能指标可以用一个或多个性能参数来定义, 可选用的性能参数有:变形、位移、力和能量等。按所选择的性能参数的不同, 相应的性能指标分为:1) 延性系数指标, 如位移延性和曲率延性等;2) 能量耗散指标, 如Mclabe-hall指标;3) 位移指标, 如顶点位移角、层间位移角和Chureyer-Shino指标;4) 位移能量指标, 如Park-Ang指标, Kunath-Reiborn指标;5) 考虑能量耗散的位移指标。

2基于性能的抗震设计方法[1,3,4,5,6]

2.1 按延性系数设计的方法

按延性系数设计的方法, 实质上是通过建立构件的位移延性系数或截面曲率延性系数与塑性铰区混凝土极限压应变的关系, 由约束箍筋来保证核心混凝土能够达到所要求的极限压应变, 从而使构件具有要求的延性系数。

2.2 能力谱法

能力谱法最早是由Freeman等提出来的, 它的基本思路是运用图形对比结构的能力和地面运动对结构的需求, 直观地评价结构在地震作用下的表现, 其具体计算步骤如下:

1) 按规范进行结构承载力设计。

2) 用静力弹塑性分析方法计算结构的基底剪力Vb—顶点位移un曲线 (见图1a) ) 。

3) 建立能力谱曲线。对于高度不是很高、地震反应以第一振型为主的建筑结构, 可以用等效单自由度体系代替原多自由度体系分析结构。将Vb—un曲线转换为谱加速度Sa—谱位移Sd能力谱曲线, 见图1b) 。

4) 建立需求谱曲线。采用规范的加速度反应谱作为结构的地面运动输入, 建立Sa—Sd需求谱曲线, 见图1c) 。

5) 确定结构的等效阻尼比或等效延性比, 检验结构的抗震能力 (见图1d) ) 。

2.3 直接基于位移法

直接基于位移法的主要步骤如下:

1) 假定多自由度体系 (MDOF) 在地震作用下, 结构的振型形状始终保持不变。

2) 建立等效单自由度体系 (SDOF) , 确定等效SDOF的等效位移Δeff及等效质量Meff。

3) 根据已有加速度反应谱或地震加速度时程建立不同阻尼比的弹性位移反应谱。

4) 确定等效SDOF体系的ζeff (根据初选位移形状函数及延性, 见图2a) ) 。

5) 根据等效SDOF体系的Δeff及ζeff, 由弹性位移谱确定等效周期Teff (见图2b) ) 。

6) 确定等效SDOF体系的等效刚度Keff和基底剪力Vb (见图2c) ) 。

7) 根据等效原则确定原结构体系水平地震力沿高度的分布。

8) 根据水平地震力的分布及竖向荷载进行结构内力计算与构件截面设计。

9) 对已设计出的结构进行非线性静力分析, 检验位移反应是否与前面假定的位移向量相等, 评价结构及其构件的承载能力和变形是否满足要求, 否则重复上述步骤, 直到满足要求为止。

2.4 能量分析法[6]

用能量分析法进行结构抗震设计的基本思想与能力谱法相似, 其具体步骤如下:

1) 用静力弹塑性分析法计算结构在水平荷载作用下的基底剪力Vb—顶点位移Δn曲线 (见图3a) ) 。

2) 将Vb—Δn曲线转换为等效SDOF体系的能力曲线 (见图3b) ) 。

3) 确定结构的能量输入与分配。

EI=ED+EH (1)

EH=ηhEI (2)

其中, EI, ED, EH分别为结构地震响应的总输入能、阻尼耗能和滞回耗能;ηh为结构的EH在EI中的比例, 与结构自振周期、屈服位移等动力特性有关, 其取值可参考文献[7]。

4) 确定MDOF体系的弹塑性总输入能EmpI和等效SDOF体系的弹性总输入能EsEI[8]:

EmpI=Cm (1+η) EsEI (3)

其中, Cm为以单代多的修正系数;η为以弹性分析代替弹塑性分析的修正系数;EsEI可按图3c) 计算。

5) 等效SDOF体系最大位移Δm计算。

将图3中b) , c) 放入同一坐标系中 (见图3d) ) , 按下式确定Δm:

∫${}_0^{\Delta {}_m}$F (Δ) dΔ=Cmηh (1+η) SOBC (4)

其中, SOBC为三角形的面积。

6) 由等效SDOF体系的Δm确定MDOF体系的Δm, 从而确定其各层的相对最大变形等, 综合评价结构的抗震性能。

3有待进一步研究的问题

1) 静力弹塑性分析法。

静力弹塑性分析法是基于性能的抗震设计方法的基本工具, 它假定结构的响应仅由第一振型控制, 且结构沿高度标准化后的形状向量在整个地震反应过程中始终保持不变, 因此只适应于层间剪切型结构。对于其他结构类型, 这一方法有待进一步研究。

2) 性能目标。

通常描述结构性能目标的参数有很多, 如延性系数指标、能量耗散指标、位移指标和位移能量指标等, 而这些性能参数的确定又各有优缺点。因此如何选择合理的性能参数以及怎样建立性能目标、性能参数和目标位移的关系还有待进一步研究。

3) 位移反应谱。

建立合理的位移反应谱是基于性能抗震设计方法的关键问题之一。然而, 目前建立位移反应谱的常用方法是根据谱位移和谱加速度关系, 直接从现行规范所用的加速度反应谱导出, 但这种方法并不合理。

参考文献

[1]周云, 安宇, 梁兴文.基于性态的抗震设计理论和力法的研究与发展[J].世界地震工程, 2001, 17 (2) :38-39.

[2]周雍年.关于地震设防水准的考虑[J].建筑结构学报, 2000, 21 (1) :98-99.

[3]钱稼茹, 罗文斌.建筑结构基于位移的抗震设计[J].建筑结构学报, 2001, 22 (4) :21-22.

[4]M.S.Medhekar, D.J.L.Kennedy.Displacement-based SeismicDesign of building-theory[J].Engineering Structures, 2000 (22) :201-209.

[5]Peter Fajfar.Capacity Spectrum Method Based on Inelastic De-mand Spectra[J].Earthquake Engng.Struct.Dyn, 1999 (28) :10.

[6]瞿岳前, 梁兴文, 田野.基于能量分析法的地震损伤性能控制设计[A].第六届全国地震工程学术会议[C].2002.

[7]刘波, 肖明葵.结构地震总输入能量的分配[J].重庆建筑大学学报, 1996, 18 (2) :74-75.

产品设计理论与方法 篇5

3.1概论3.1.1产品设计的范畴工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物。从英国莫里斯的“工艺美术运动”，到德国的包豪斯设计革命及美国设计的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿、探索、形成、发展的百余年历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科，并且有一套完整的研究体系。国际工业设计协会理事会(工CSID)给工业作了明确定义：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练，需要工业设计师对包装、宣传、展示、市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴。工业设计主要包括三个方面内容。第一是产品设计。第二是与产品有关的视觉传达设计，如产品的包装、商业广告等平面设计。第三是由产品设计扩展开的环境设计，如产品的展示与陈列，商品橱窗设计、以及室内设计等。产品设计作为工业设计的核心内容，它涉及面很广，从人们的衣食住行，到社会的各行各业，产品设计无时不有，无处不在。产品设计的对象既包括一般的日用生活制品，也包括工业生产机床、加工工具;既包括家用小电器产品，也包括专业的仪器、仪表;既包括私有的自行车、摩托车，也包括大型的汽车、飞机等交通运运输工具;从口红到宇宙飞船，都属于产品设计的范畴。3.1.2产品设计与工艺美术在我国，工业设计作为一门新兴学科，尚未被有关部门及生产企业的各层人士充分认识，对产品设计有着不同程度的偏见和误解，往往简单地理解为艺术造型、装饰美化，对“设计”的含义缺乏全面、深入的理解。 工业设计源于手工艺和纯艺术，其表象特征与艺术极为相似。在产品设计中，我们要运用一些美术创作的规律和手法，掌握必要的色彩知识、美学法则、绘画工具等，其目的是为了加深对所设计产品形象的理解和认识，以及这种理解和认识得恰当表达;这种表达式综合性的，是在特定的设计思想指导下的功能与形式的统一，内容与画面的统一，而不是艺术创作中为“表现”而表现，形势高于一切的状况，在计算机高速发展、广泛渗透的今天，设计师只要掌握计算机操作基本原理，借助有关绘图软件，就可以在显示屏幕上进行表现与创作，随心所欲地变换产品的色彩，表现不同角度的立，体效果;可以分解产品的各个部件，也可以重新组合;可以提供完整的平面尺寸图，也可以任意剖视。计算机辅助设计，弥补了人们表现绘图的不足，可以在短时间内，快速地提供众多比较方案供评价选择。现代绘图工具也有很大进步，各种规格尺寸的画圆板、椭圆板、曲线板成为设计者表现复杂形体的好帮手，并使表现更准确、更迅速。而那些由不同明度、不同色相、不同纯度组成的系列“记号”笔、彩色铅笔，可以简化设计表现中颜料的调色工作，方便了设计。由此可见，“表达’’仅仅是产品设计的手段，而不是目的。产品设计的最终结果也追求整体的造型美及表面艺术效果，但这是一种实用的美，是对艺术美的一种特殊表现;这种美的表现，不是通过画布、油彩，而是通过结构和材料及表面的工艺处理来达到的;而产生的手段，不是通过画笔，而是通过加工机床、喷涂设备，这也就得到了与美术创作不同的结果。产品设计过程是一个多元的总和的创造过程，从广泛的社会、市场调查开始，充分考虑大多数人的需要，同时还要顾及到生产的工艺技术条件，顾及到才智的选择，顾及到生产成本、经济效益。设计过程是一个科学的、有计划的、有组织的创造过程，设计师不可能仅凭一时的灵感触发，不能以个人的想当然代替I业设计自身的规律，这也许是产品设计与工艺美术创作过程的差别。产品设计的对象而应该是内部使用功能的合理表现表现。而艺术品所追求的是形式至上，精神第一，强调个人情感的表现，是一种精神产物，只能满足人们的心理需求，达不到实用功能的目的。产品设计是大机器工业的产物，并且伴随着大工业而发展。产品设计具有大批量生产的特点，有一定的经济、科学规范性;产品设计具有商品特性，它的成果是作为商品进入市场，为广大用户或社会公众所承认和接受，不同于那些只能在沙龙上为少数人观赏的单件工艺美术品。3.1.3产品设计与机械设计第一类是所设计制作的零部件是为了影响带动控制另一部件，如：汽车的行驶是由控制发动机，通过离合器、变速箱、传动轴即后桥带动后轮驱动的。这一系列控制、传动装置就是第一类部件，是一种机器型部件，是相互关联的部件，是以“物与物”的关系出现的;类似的家用电器中各电子元件及联接，也属于这类部件。另一类部件是为了人的直接使用操作需要而设计制作的，如汽车驾驶员的座椅，它虽然是“物”，但不是作用于另一物，而是作用于人，即为了驾驶员操纵汽车的需要而设计的，要求它必须适合人的生理机能，使驾驶员能舒适持久地工作。同样，家用电器中操纵面板、按键、显示器及整体外形也是作用于人，为人所使用，为人所欣赏。这一类部件是一种工具型部件，与人密切相关，作用于人，是一种以“物与人”的关系存在的。产品设计最根本的出发点是以人为中心来考虑问题，人的基本需求有两方面：一是使用功能，二是审美要求。产品设计的任务就是要实现这两个方面的统一。设计师从人的生理、心理特性，从人使用舒适、方便、安全的角度，从人的审美要求出发，来探求物适合于人的形式，也就是从人的一侧，从产品的形状、色彩的一侧进行思考设计的。设计师追求的是产品与人的协调，技术与艺术的结合，科学与美学的融会。而工程技术人员是从产品有关的材料、结构、工艺等技术的一侧进入设计的。工程师们追求的是产品的结构合理、性能可靠等。在完成整个产品的设计过程中，设计师与工程时必然在某些地方相遇，这就要求设计师与工程师携手同完成设计，在设计初期设计师综合人的需要，在外形上提出多个方案，供工程师们参考，而另一方面，设计师与工程师的反复交流、合作，最终设计出既符合人的需要，又切实可行的产品。如座椅的设计，设计使首先研究使用该座椅的人的心理、生理特征，方面来求得座椅的合适尺寸，由于人们的高矮不同还要考虑座椅的前后、上下可调性;采用什么样的调节机构，可能要涉及到的新结构、新材料等技术问题，这也就需要与工程师们协商，把座椅的形、色、质与结构、工艺材料的可行性进行综合考虑，这样就与工程师们相遇了。工程师们从座椅的材料、工艺、结构等技术方面出发，考虑材料的成型方法，结构的局部处理，以及焊接工艺技术;对设计师提出的各个构思方案进行评价，完善设计结构的各个细节，确定材料及工艺生产流程，使方案更具体、更实际，最终共同完成设计。产品设计与机械设计，设计师与工程师，即有区别又有联系，机械设计不能代替产品设计，机械设计是产品设计的基础，设计师需要工程师的协助，只有双方的结合与协作，才能设计出理想的产品。3.1.4造型设计评价标准——作品、产品、商品评审产品造型设计方案，对于决策的领导及工程技术人员来讲，是一个棘手的事情，因为纯粹从美的角度，很难有一个统一的认识。事实上，依据产品造型设计的上述特征，综合、全面地评价，可以得到一个定性的标准。首先，好的设计应该是一件完美的艺术作品，新颖，时尚，具有鲜明的个性和强烈的艺术感染力，给人有尚心悦目，美的享受。如果在设计初期，图纸方案都不能吸引和打动观众，这样的方案必定先天不足，给以后的设计，生产，销售带来困难。其次评价产品造型设计不能停留在效果图上，要进一步分析，好的作品还必须能够转化成实际产品。技术应配套，方便批量生产，结构工艺合理，否则，将只是纸上谈兵。最终，制造出来的产品要进入市场，成为销售商品，具有性能与价格的比值高，才能满足消费者的需求，只有低成本，高质量，才能给生产企业带来经济效益。3.2产品设计相关因素如图3.2所示：功能、技术、审美三者是有机地结合在一起的，它们互相依存，互相制约、相互渗透，组成了一个矛盾的统一体;其中，矛盾的主要方面在功能上，功能是设计的根据、设计的目的;但功能的实现是有条件的，是受一定的物质技术条件和当时的审美观制约的;物质技术条件是设计的基础，审美要求则是设计凭借的手段和方法;材料、工艺、结构等技术因素是为功能目的服务的，但并不仅仅是一种被动和消极的因素，新材料、新工艺、新结构的出现将引起产品使用功能的变革和产品造型的变化;产品的外形是其功能、技术条件、审美观的综合表现。审美观与文化传统、风俗习惯、时代变迁有关，它影响着产品的造型，同时对功能和技术的发展起着能动的促进作用。只有正确认识和处理上述三个要素的关系，掌握它们之间的内在规律，才能有效地进行产品设计，并得到理想的结果。3.2.1功能因素3.2.1.1技术性能技术性能主要指产品本身有关的技术参数，如产品的应用范围、工作效率、加工精度、可靠性，使用寿命等。在产品设计中要注意外观质量与内部技术性能的适用关系;高精度的产品其外观艺术处理上应该是精致、典雅、高档的。大功率的产品应，该在外部造型上给人以浑厚、有力之感。某些零部件使用寿命有限的产品，应考虑其维修、更换的方便性。总之，设计师要运用可能的工艺手段和艺术手段，使产品的内部性能在外部造型相统一。3.2.1.2使用功能产品的使用功能包括两个方面，即产品本身应具之功能，产品与使用者配合的功能，产品与环境牵涉应具之功能。如一支笔，首先应具有书写功能，不论是使用天然材料制成的碳笔、铅笔、还是化工材料制成的签字笔、记号笔;也不管采用的是金属、塑料或硬的、软的哪种笔尖形式，其目的都是为了书写。其次，笔为人所使用，笔杆的外形必须符合人手的特征，必须方便人握和灵活地书写。此外，笔的外部造型还必须与其使用的环境相适应;笔经常置于平滑的桌面上，要考虑其防滚滑的特性;笔是随身携带的，应具有插挂的装置。产品本身应具有之功能是产品的基本功能，也即产品本身所担负的职能和所起的作用。设计产品归根到底是设计功能，如果我们从功能的观念出发，就能较容易地设计出全新的产品。如设计一张床，我们经过对床的功能分析得到：床的主要职能是供入睡觉、休息，实际上，我们要设计的是一个具有睡觉休息功能的东西，这样，设计构思就能够逾越传统床的四条腿、一块板的约束，跳出旧的条条框框，思想自然而然地展开，折叠床、沙发组合床甚至地台，这些新型的“床”就创造出来了。有些产品只有一些主要功能，有些产品具有两种或更多功能。在设计多功能产品时，这些功能必须是相互联系，互相补充的，而不能是矛盾和冲突的。如设计一种学生用多功能台灯，若将时钟组合到台灯中去，它将有助于学生加强时间观念，掌握学习时间，有计划地学习，时钟的功能对学习起到了积极作用。而若将收音机组合到台灯中去，学生在学习时可能会去拨弄收音机而影响正常学习。显然，这两种功能是相冲突的，是不应在一种产品上同时存在的。产品与人配合之功能，是设计者不可忽视的一个重要方面。追溯到17世纪开始的欧洲工业革命，机械化代替了手工劳动，由于设计的目的不明确，只追求理想的技术性能指标，只注重产品本身具有的功能，而忽略了操作者、使用者这样一个重要方面，将产品置于理想境界，犹如不是活生生的人去使用、操作，这一点，在电影《摩登时代》中，卓别林表演得淋漓尽致，结果导致不少产品功能不合理，操作不方便，容易出差错，甚至发生重大安全事故。有些产品色彩刺激、造型生硬，使人产生厌烦情绪，导致工作效率下降。产品是为人服务的，不同的人有不同的要求，设计者应以人为出发点，深入解析与人相关的各类问题。首先应该明白产品是给谁使用，是为老年人，还是为青年人，是为普通人还是为残疾人，设计均有不同的针对性;尤其是那些与人关系密切的产品，更要重点考虑人的视觉、听觉、触觉效果。为什么人们面对一些设备，有的一看就知道操作，而有的翻了几叠说明书仍茫然不知所措呢?原因就在于设计中没有考虑使用对象，没有掌握人的习惯动作，缺乏一种视觉、操作语言;设计师的工作是要让生活简单化而不是复杂化，不能为炫耀技术而丢掉了人性。为人服务是设计的核心，努力协调产品与人的关系，以满足人对产品在精神与物质方面的需求，这就是设计的起点和目标。与产品相关的环境有社会环境和自然环境，前者指与产品有关的国家政策和计划，相关的法规，社会经济状况，市场需求情况，以及文化传统、民族特征等;后者指产品的生产、使用环境。在产品设计中必须考虑环境因素，有针对性地设计。如我国的冰箱设计与国外的一些冰箱设计就不尽相同，在欧洲等发达国家，冰箱是作为保存食品的设施，放置在厨房或不显眼的地方，因此，其外部造型简洁明快，与其周围环境相协调;而在我国，冰箱不仅具有存放食品的功能，而且因放置在客厅中，显示一个家庭的财富，还必须具有装饰的功能，这也就造成了同一种产品，因文化、习俗、使用环境不同而要求设计有所差别。同样，组合家具在国外已成为过时产品，而在我国住房面积较小、生活空间较紧张的情况下，组合家具仍十分流行。总之，环境因素是直接影响设计的一个重要方面。3.2.1.3功能与形式功能与形式之关系问题，历来是产品设计的基本问题，也是各种设计潮流及风格派别矛盾的焦点。早在包豪斯时期，对这一问题就予以特别重视，由于当时资本主义社会的发展和工业技术的进步，冲破了封建的唯美至上的形式主义极端思想的束缚，从而提出了“功能决定形式”的设计原则，奠定了现代工业产品设计的基础。后来这一原则被“功能主义”推向了极端，他们认为功能就是美，功能好的东西外观就一定是美的，一切与功能无关的形象统统抛弃，剩下的仅是物体的使用功能和要达到这些功能必不可少的造型;机器只讲提高效率，不考虑操作者的健康和安全。这些对繁琐的形式主义来说，无疑是一次革命，然而却把功能的作用和地位强调到不适当的地步，使产品和机器都变成了冷冰冰的铁块，使机器与人的感情愈来愈疏远，使人的理智和生理机能不能适应机械的要求。在功能与形式的关系问题上，极端的功能主义与极端的形式主义都是错误的。正是在这两种倾向的交织斗争中，正确的观念得到逐步形成和发展，随着人们认识的深化以及社会的进步，人们对功能的概念有了更深刻的理解，功能这一概念的内涵和外延现在已经大大地扩展了，传统的物理功能的概念正被现在广义功能的概念所取代，成为物质功能、精神功能两大类别的复合体，产品的使用功能中已加入了人和环境的因素;功能概念的扩展，使“功能主义”得到了新的生命，“功能决定形式”的设计原则，成为当今产品设计的主导观念。产品设计中的功能与形式，如哲学范畴中的内容与形式一样，是矛盾的两个方面，既对立，又统一。功能与形式的关系，首先是功能决定形式，形式服从功能，反对脱离实际的传统至上、艺术至上，反对为迎合商业竞争而进行的表面装饰。在这样的原则前提下，不反对在符合功能要求下对产品的必要的美化。结构是功能的基础，功能并不是结构本身，而是结构的外部表现。功能与结构也不是单一对应关系，同一功能可以通过完全不同的结构发挥出来;而同一结构处于不同的环境，也可表现出不同的功能;结构的变化带来形式的变化。所以对于同一种功能要求，可以用不同的形式来满足;形式不是永远处于绝对的服从地位，即形式具有其相对独立性;任何一种产品不存在既定的外形模式，产品设计要求做到外形与功能的协调统一，提倡形式多变，提倡创新。3.2.2技术、经济因素3.2.2.1技术与设计材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面技术制约着设计另一方面，技术也推动着设计从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础，还具有其本身的功能作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形势和适当的加工工艺，就能够制造出实用，经济，美观的产品，即在产品中发挥技术潜在的动能。任何设计都是时代的产物，它的不同面貌、不同特征反映着不同历史时期的科学技术水平。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格，材料、加工工艺、结构、产品形象是有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。我国早期的椅子，采用原始的木材和竹子，使用榫卯的结构形式制成的，椅子的形体显得严谨而浑然一体，这些材料经过打磨加工，具有本质的色彩和纹理，不需要油漆，这样的椅子具有一种古朴典雅，明快流畅的造型风格，充分体现了材质和结构的自然美，这种椅子的风格式样和它的加工工艺与原材料的选用是分不开的，是当时生产力的体现;正是由于这种材料的局现，原始的榫卯结构使产品的舒适性及造型变化上有很大的限制，其生产效率也是相当低的。现代的椅子，采用金属型材，辅以工程塑料、泡沫海绵、化纤合成革、人造板材等制成的，产品的外观形象产生了质的飞跃;这些椅子，采用金属材料作骨架，结构更加轻巧，且形式多变化，有些还可折叠，充分合理地利用空间，方便使用;人造的各种填充物和面料，使人感到舒适和亲切;色彩和肌理更具现代感;金属型材，加工方便;采用机器大批量生产，工序简化，效率提高，成本降低，具有更好的性能，这是一种建立在高度工业化水平基础上的产品设计。材料和加工方法直接影响着产品设计;不同的材料和加工方法给人生理、心理上不同的感觉;由于材料的选用，成型的方式及表面加工处理的不同，使物体产生轻重，冷暖，光滑，粗糙，精细，粗犷等不同的形象感，影响着产品的外观质量，成为评价设计的一个重要方面现代产品设计以大批量、机械化为其生产特点，手工业时代的那种精雕细刻的传统设计方式已经不能适应现代化大工业生产的需求。设计中材料的选用和加工方法匹配是非常重要的，材料选用和加工处理得当，就能充分地、直观地表达出材质本身的自然美，提高产品的表面质量。如一些仪器仪表的操作面板，选用铝合金材料，经过喷砂、氧化处理，得到点状的表面肌理效果，适合人的生理视觉要求，给人们精密高级之感。科学技术的进步发展，人们不仅能够利用材料本身特性，经过不同的加工方法而得到不同的纹理、颜色、光度等艺术效果，而且可以改变材料原有的质态，形成一种新的材料质态，以廉价、易加工生产的材料来代替，补充自然昂贵的材料，实现产品设计的多样性和经济性。如用塑料来代替铝合金，贴面装饰板代替高级木材，人造革代替真皮革等，不仅能达到被取代材料的表面艺术效果，同时也降低了成本，易形成批量生产以满足大众的需求。产品设计除受材料和加工工艺制约外，结构也是影响产品造型的重要因素。不同的结构形式必然在外部;形态上得到反映，如皮带轮传动、齿轮传动两种不同的变速传动机构，在其外部造型上，皮带轮传动必然大而，笨，齿轮传动则可做得小巧，精细。如家用洗衣机从单缸、双缸到全自动单缸，外部造型的发展就是由于内部，结构的改变所致。现代科学技术带来了新材料、新工艺的不断出现，同时给设计也带来了新课题。我们应重视材料的物质特性，选用适当的材料制造产品。新材料应该有新结构，如果用现代材料来表现陈旧的结构和造型，必然招致材料和形式的背离。材料与结构要互相适应，材料与造型要相互协调，新材料不能袭用旧有材料所赋予的形态结构，只有充分发挥新材料、新工艺、新结构的特点，才能增加产品的功能，提高产品的价值。3.2，2.2设计与经济性产品设计必须注重生产成本，做到以最少的财力、物力、人力、时间来达到最佳的经济效果，这就是产品设计的“经济性”;经济性制约着设计中材料的选用、工艺方法的选择以及产品的结构等因素，使各技术因素与设计更协调合理;经济性是一个充分，全面评价产品设计的综合性指标 产品设计所涉及的产品将成为商品，即所设计的东西，最终要销售流通到社会，才能得到应有的经济效益。因此，产品设计一方面要有利于大机器批量生产，有利于生产管理，有利于降低能耗和材料成本，有利于提高工作效率，即有利于提高产品的产出与投入的比例;另一方面，还要考虑有关产品的包装、运输、销售、使用、维修等社会流通环节，要考虑与人有关的各个因素，要全面地提高产品的质量，让人购买、使用放心;如果生产出来的东西大量积压而无人买或少有问津，经济效益就无从实现。降低成本和提高质量是矛盾的两个方面，作为用户，希望付出的费用少，而得到的商品质量好;而对于生产单位来说，则希望花费的成本低而卖出高价钱。将用户与生产企业两者综合起来考虑，即以用户的希望“费用、质量”比上生产的实际“成本、价格”，其中的“费用”与“价格”抵消，可得到一个公式，价值系数=质量，成本价值系数包括了质量与成本两个方面，是评价产品经济性的综合指数，价值系数大则经济性好。从式子中清楚可见，要提高产品的价值系数，设计者可以从这几个方面考虑，一是提高质量量，降低成本;二是提高质量、成本不变;三是质量的提高幅度大于成本的提高;四是在保证质量不变的前提下降低成本。一个产品由众多的零部件组成，在产品设计中，除了要分别考虑各部分的经济性外，还要注意整体平衡，要分清楚各部分的主次、轻重、缓急，对于那些吸引人的视线、与人直接接触、影响整个产品的外观质量的部分，应重点设计，重点投资，即以合理、经济的投入而获得最大的效益。3.2.3审美因素3.2.3.1 时代性与创新时代性和创新是产品设计的重要特征，它关系到产品造型的成败与生命力，是审美因素中最灵活，最重要要的基因。随着社会、科技的发展以及人们精神生活的丰富，人们审美能力的提高，对产品的审美功能提出了更高的要求，那些过时陈旧的造型令人厌弃，而具有鲜明的现代特点，具有创新意识的产品为人们所接受。因此，要求设计师随时了解时代信息，跟上设计新潮，才能赋予产品更强的竞争能力。作为满足人们的现代物质生活和精神生活需要的产品，实用功能与审美功能是紧密联系在一起的，美感的功利性非常突出、明显。性能优越的产品容易使人赏心悦目，它的形态容易得到流行，如高科技综合代表的航天飞机造型，应用现代电子技术电器产品等，代表着一种设计趋势和潮流，即以先进科技作载体的产品形态往往代表了造型的时代特点，领导着时代的新潮流。从历史上看，某些新材料、新工艺、新结构的出现，往往是新的产品形态发展的先导。早期的汽车，是马车与发动机的组合体，车身采用铁、木材料，加工停留在手工艺生产阶段，造型美主要表现在车身、车灯、车轮及通风罩等附件上华贵的装饰;随着技术的发展，车身工程有所突破，锻金、冲压和焊接技术也相继出现，汽车机械化大批量生产成为可能，车身采用整体的大弧面、大曲线，简洁、明快的造型代替了那些繁琐的装饰，使汽车外观面貌一新。新工艺、新材料的发展与应用，为产品设计提供了新的物质条件，产品使用新的材质，采用新工艺手段，可以丰富其表面质感和色彩变化，获得良好的视觉效果，表现出精良的外观质量，体现出时代的工业技术美。产品设计的时代特征和时代潮流，还敏锐地反映着该时代人们审美观的变化。审美是时代的观念和意识的产物，具有时代性。由于时代的发展，科学技术的进步，人们生活水平及文化艺术修养的提高，人们的审美标准和审美意识也在改变。 20世纪30年代，流线型汽车的出现，带来了流线型这种“时髦线型”的风靡，各种产品争相摹仿。进入50年代，科技高速发展，为适合这种快节奏的生产生活方式，人们喜欢上了那种“大、平、正、方’’的挺拔有力而简洁明快的造型：方盒子形的日用产品，方基调的大客车到处可见。70年代以后，人们开始追求一种舒适、豪华的生活，对那种方形、生硬的造型产生厌恶情绪，希望产品造型柔和、亲切，更具人情味，从而出现了现在常见的大圆弧、小圆角的造型风格。人们的审美观念，与科学技术共同发展、不断提高。产品设计必须跟上时代潮流，为了延长产品的生命力，我们还可以“超前设计”，即把握住产品造型的发展趋势，从发展中看到产品的需求量，依据未来需要进行设计。但“超前设计”应注意“超前”的“前”，该有一个“度”，这个“度”便是人们的需要和需要前景、趋势。无限制地“超前”就会成为设计中的“自我欣赏”。3.2.3.2美学法则美学法则是人们千百年来根据自然形成的规律性不断创造和总结出来的，是产品造型设计的参考依据，是客观地分析、评价产品“美”与“不美”的基本原则。应用在产品设计中的美学法则主要有：统一与变化，均衡与稳定，比例与尺度等。(1)统一与变化—个产品由若干零部件组成，这些零部件的形式、材料、色彩、功能各不相同，但它们之间有非常密切的内在联系，有机的融合为一个整体。正是这些零部件的多样性，成为产品造型变化的基础，而各部分的内在联系和整体性，就是产品造型统一的依据。产品设计就是使产品外形具有既多样变化、又整体协调统一的艺术形象。因为任何物体的美都表现于它们的统一性和差异性之中，因此，产品完美的造型必须具有统一性，统一可增加造型的条理及和谐的美感和产品的整体感;但只有统一而缺少必要的变化，产品形态就会显得单调、呆板。可见产品设计的主要任务之一，就是有意识地考虑和利用各零部件的差异性和统一性因素，把它们有机地组合在一起，按一定的艺术规律处理，使其造型形象成为变化与统一的完美结合为使产品造型达到变化与统一，采用的具体手法是变化中求统一合统一中求变化变化中求统—的手法是取得造型形象完整协调、格调一致、多变而不乱的造型基本手法，使产品在变化中达到形式和功能的统一，比例和尺度的统一、造型风格和色彩的统一。为了实现变化中有统一，我们要从构成产品外观的因素中去发掘它们的一致性的东西，去寻找它们之间的内在联系。利用产品各部分的调和关系、主从关系、呼应关系、过渡关系等，达到整体的比例尺寸、造型风格、色彩质感的统一。统一中求变化的手法，是取得造型形象丰富多彩、生动活泼并具有特色、个性的基本手段;这种手段，是利用造型美感因素中的差异性，使得造型物在统一、完整、协调的基础上更加新颖动人，更增加视觉美感。利用产品各部分线型曲直、方向的对比，体量大小的对比，色彩明暗、冷暖、色相的对比，质感粗细的对比，达到整体的同一性中有差异、有变化的目的;还可应用造型中节奏的变化和突出重点来丰富产品的造型。(2)均衡与稳定均衡是指物体各部分之间前侯、左右的相对轻重关系;而稳定是指造型物上下部分之间的轻重关系。产品是由一定体量、不同材料和结构方式所组成的，它必然表现出自身的重量感;由于造型中所采用的比例、尺度、材料、结构、色彩等因素不同，所表现出来的重量感也是不同的;研究和分析产品的均衡与稳定，就是为了获得造型的完整和安定感。艺术造型中的均衡，是指造型对象的体量在人们的视觉感受上符合力学原则，保持平衡安定，从而取得物体外观庄严、稳定、安详的艺术效果。以体量对称达到的均衡，给—人以庄重、整齐的感觉了由于视觉停留在对称线上，物体产生静止不动之感;采用对称造型的产品，能增加人们心里上的安全感。以等量不等形、等形不等量、不等形又不等量达到的均衡，是一种变化的均衡，一种内在的、美的秩序的均衡，静中有动或动中有静，具有生动的条理美、动态美;产品造型采用这种方式，富于趣味，富于变化，具有灵巧、生动、活泼、轻快的特点，具有静中寓动、生动感人的艺术效果。造型中的稳定问题是解决造型物的上下或大小所呈现的轻重感关系，这种稳定主要指视觉上的稳定。稳定感给人以安定、平稳之感，不稳定给人以不安、危险、运动之感。增加下部的体量，增大支撑面积，应用下重上轻的色彩，以及进行下部粗糙，上部光亮的表面质地处理均能增强产品的稳定感。(3)比例与尺度“比例”是造型对象各部分之间、各部分与整体之间的大小关系，以及各部分与细部之间的比较关系,而“尺度”则是造型对象的整体或局部与人的生理或人所习见的某种特定标准之间的大小关系。美的造型都具有良好的比例和合适的尺度，造型体的比率美可以认为是一种用几何语言和数比词汇去表现现代生活和现代科学技术美的抽象艺术形式，正确的比例尺度是完美造型的基础，产品艺术造型的比例关系，是根据使用功能的要求和材料、结构、加工等物质技术条件，结合人们对各种造型的欣赏习惯和审美爱好而形成的。同时，这种比例关系，不是固定不变的，随着构成因素的变化，新功能的增加，生产工艺的改进，材料和结构的革新，社会的发展，人们审美情趣的改变，产品艺术造型的比例关系也将产生一定的变化。尺度是以人的身高尺寸作为量度标准，它是绝对尺寸或者是与此相互比较所获得的尺寸。所谓“相互比较”是指造型对象与人体高度的比较，或与人所熟悉的零部件，或与环境的比较。孤立的零部件往往很难判断出它的真实体量，但是，如果通过与人的比较或者与人所熟悉的环境进行比较，就易于判别它的大小了。人们经常接触使用产品中的手把、按钮等，虽然因产品不同、用途不同、使用者的生理条件和使用环境不同，但它们的绝对尺寸是较为固定的，因为它是与人体生理相适应，往往与机器大小无关，产品再大，手把尺寸仍然只能适应于手的尺寸大小。产品造型设计中，首先要解决尺度问题，然后才能进一步推敲其比例关系。产品如果只有各部分之间的良好比例，而没有合理的尺度，是不可能符合使用要求的。尺度不仅是因使用要求而形成的尺寸大小，也和人们长期沿用的大小概念有关。因此，改变造型中的某些尺度，首先应认真分析研究与人之间的关系，只有切合实际，才能做到恰如其分，给人以合理的尺度感。产品造型良好的比例和正确的尺度，一定要以产品的功能为依据，不能孤立地推敲比例和尺度而忽视这些比例尺寸与功能的密切关系，尤其应把比例尺度与功能直接相关的人机工程学、工程技术等问题全面综合地加以研究，才能使造型的比例及尺度完美。因此，要依据造型对象的功能、技术和艺术等自身特征中所蕴藏的数比因素，去创造独特的比例和确切的尺度。3.2.4设计师的素质和能力工业设计师应具备观察力、想象力、记忆力和思维能力这些基本的也是最重要的素质，不论这些素质是先天，还是后天培养训练，将决定设计师的客观条件和可塑性程度。工业设计师的能力是其胜任设计工作的主观条件，它对于基本素质的发挥水平具有决定性意义。能力包含两个方面：基本能力：设计师应具备接受与综合新思维的能力，自我提高与探索的能力，设计管理与相互合作的能力，在设计中发现问题、分析问题、解决问题的能力。行动能力：设计师除了具备基本能力以外，还要拥有一定的行动能力;基本能力是解决观念问题的基础，行动能力是实现观念，完成设计过程的操作表现。行动能力包括设计表现能力，实际制作动手能力，形体塑造能力以及设计材料、结构、工艺的应用能力。另外，设计师还要拥有广泛的与设计有关的学科知识，工业设计师不是某一学科领域的专业人才，但能够应用各学科的研究成果，并在多学科联系融合中实现其综合价值的通才。

3.3 产品设计程序

城市设计的理论与方法 篇6

【关键词】机械设计理论；设计方法；发展趋势

自从我国加入WTO以来，我国制造业也开始向国际化水准靠拢，市场竞争不断升级，市场对机械产品的质量、结构、功能、性价比以及外形的多样化和个性化提出了更高的要求，同时由于环境资源的制约，要求市场上有更多资源节约型、可持续发展的机械产品不断涌现。这代表我们在新的市场形态中面临着新的机遇，同时又存在着极大的危机。因此，提高我国制造业的生产水平，提高产品的质量，满足国际化、动态化、环保化的高性能高质量产品要求，成为时下我国制造业的一大重要任务。加强现代机械设计理论方法的研究比以往任何时期都更加显得十分重要。

1.我国现代机械设计理论和方法的现状

据2010 年统计，我国制造业的工业增加值已居世界第二位，这说明中国已经成为世界制造大国，但远不是世界制造强国。 这是因为我国的机械产品不仅缺乏自主知识产权，缺乏自主创新产品，而且在产品的性能和质量上与发达国家的差距较大。改革开放后，我国的机械设计水平虽然有较大的进步，但与发达的美德日等工业化强国相比，仍然相当于他们六七十年代的水平。我国机械制造业的落后说明了我国在机械产品设计理论、方法和技术领域的落后，这也说明了加快发展我国机械产品现代设计理论方法研究的重要性和紧迫性。

二十世纪八九十年代，我国机械行业为了打造“数字化”和“信息化”工厂，许多企业花巨资购买了世界高端的CAD/CAM/CAE 软件，如AUTOCAD、PR0/E、UG、ANSYS和ADAMS 等，并培训了一大批机械设计人员。但很多企业在CAD 应用的深度和广度仍有很大局限性，他们仅仅是利用CAD 进行工程绘图，只实现了机械设计的“甩图板”目的，而三维CAD/CAM/CAE、仿真设计等应用却很少。采用先进的CAD 软件进行工程绘图或做产品结构优化计算，确实能减轻设计人员的工作强度，提高机械设计效率，但机械设计不等于计算，也不等于机械制图加计算，它并不能从根本上解决中国目前机械设计水平低下的问题。在机械产品生命全周期中，由于设计成本只占制造总成本的3%左右，而设计阶段决定了产品的结构、功能、质量、成本、可制造性、可维修性等主要性能指标，所以设计阶段决定了产品整个成本的70%左右，制造阶段及后续其他相关阶段只决定约30%的总成本。因此大力开展现代设计理论方法的研究，并把现代设计理论方法在我国制造业中推广使用显得非常有必要。

2.现代机械设计方法理论的范畴

现代机械设计理论和方法是对传统设计方法的继承、创新和发展，它是将机械技术、信息技术、微电子技术、计算机技术、控制技术和管理科学等有机地加以综合，形成的一门多学科、多专业相互交融的系统设计科学。如果从系统的观点分析，现代机械设计理论和方法又是一个由时间维、逻辑维、方法维组成的三维系统。时间维反映了产品规划、方案设计、技术设计和加工设计流程的时间顺序；逻辑维是指解决问题的逻辑步骤，现代机械设计采取先分析、再综合、然后评价、最后决策的步骤；方法维是指机械设计设计过程中的各种思维方法和工作方法。现代机械设计采用各种先进的设计理论方法，使机械设计进入优质、高效和创新的新时代。现代机械设计具有的范畴如下：（1）信息论方法。如信息分析法，技术预测等。（2）系统论法。如系统分析法，人机工程等。（3）控制论法。如动态分析法等。（4）优化论法。它是现代设计法的目标。（5）对应论方法。如相似设计、反求工程设计等。（6）智能论方法。如CAD，计算机辅助分析等，它是现代设计方法的核心。（7）寿命论方法，如可靠性和价值工程等。（8）离散论方法。如有限元和边界元方法。（9）模糊论方法。如模糊评价和决策等。（10）突变论方法。如创造性设计等，它是现代设计方法的基础。（11）艺术论方法。如艺术造型等。

3.现代机械设计方法理论的特点

传统机械设计方法设计者是根据机械设计的任务和目标，以生产经验数据作为设计依据，运用一些基本的设计计算理论，采用模拟、类比、试凑等方法进行设计。由于试验和测试条件差、技术水平低，整机的性能分析也难以深入，因此新产品的研发往往需要经多次试验和修改，从而造成产品设计时间长、耗费大、所谓满意往往带有很大的主观性等问题。而现代机械设计理论与方法是在多学科（思维科学、信息科学、系统工程、计算机技术等学科）支持下，研究机械设计规律、设计技术和工具、设计实施方法的工程技术科学，它具有下列特点：

（1）创新性。创新是一个国家和民族的灵魂，是生存、发展壮大的前提。现代机械设计依托的是先进设计理论和设计工具，它能使设计者的创造性思维能力得到充分发挥，使设计者灵活运用各种创造性的手法，开发出高质量、低成本、服务优且符合环保概念的产创新品。

（2）系统性。 现代机械设计注重用系统的观点来看待设计问题它既考虑产品本身，还考虑对系统和环境的影响，即注重人-机-环境的大系统关系。

（3）动态性。传统机械设计只考虑产品的的静态特性，而现代机械设计需要同时考虑产品的静态和动态特性。

（4）前瞻性。在产品设计初期，现代机械设计不仅考虑产品生命周期的全过程和各个阶段的性能要求，同时还考虑系统和环境的影响。这种具有前瞻性的设计可以让人们及早发现产品的潜在缺陷，将可能发生的机械故障减小到最低程度，它能保证自然生态资源的平衡，实现人类的可持续发展。例如，电动汽车的出现就是一个反映现代机械设计具有前瞻性的例证，在电动汽车设计过程中，设计人员既考虑了有关电动汽车的技术问题，又考虑了驾驶操作方便、乘客安全舒适以及动力燃料供应、城市布局、道路发展规划等社会问题。

（5）多学科理论和技术的交融性。 现代设计理论方法是一门新兴的综合性交叉学科，它交叉与融合了现代设计方法学、可靠性设计技术、有限元方法、计算机辅助设计技术、工业造型设计等多种学科。例如，可靠性设计涉及产品设计、生产、使用、管理、贮存、运输等各个环节，它是将概率与统计理论、失效物理和机械学等多种学科有机相结合起来的一门综合性很强的科学。由于现代机械设计理论方法具有多学科理论和技术的交融性，因此现代机械设计减小了传统设计中经验设计的盲目性和随意性，提高了设计的主动性、科学性和准确性。

（6）并行化、自动化、计算机化。传统设计方式是由许多部门用串行工作方法参与设计，由于信息是串行的，采用人工检索资料、手工计算和绘图，因此易造成大量返工，且质量难保证，设计过程漫长。现代设计方法是新理论与计算机应用相结合的产物，采用计算机化后可进行并行设计，可把人们的经验、智慧和创造力与计算机高速运算的功能有机地结合起来。随着计算机软硬件的发展以及工程数据库、网络技术的广泛应用，机械设计数据的准确性、稳定性大大提高，提高了工程技术人员的设计效率，设计手段也更加精确，设计方法更加现代化。

4.我国现代机械设计理论和方法的发展方向

随着市场需求的多元化与产品质量标准的不断提高，我国现代机械设计理论方法的发展也在不断的发生变化。总体来说，我国现代机械设计理论方法将在以下几个方向进行发展：（1）在性能上向高精度、高效率、智能化的方向发展；（2）在功能上向小型、轻型、多功能化方向发展；3）在层次上向集成化方向发展。具体来说，我国现代机械设计理论方法的发展机械设计对象由单机走向系统，设计要求由单目标走向多目标，产品设计周期缩短；设计所涉及的领域由单一领域走向多个领域；产品设计由自由发展走向有计划的发展；设计工作的人员从单人走向小组；设计的发展要适应科学技术的发展；绿色设计思想。

5.结论

城市设计的理论与方法 篇7

1 械优化设计的基本理论

优化设计是20世纪60年代随计算机技术发展起来的一门新学科, 是构成和推进现代设计方法产生与发展的重要内容。机械优化设计是综合性和实用性都很强的理论和技术, 为机械设计提供了一种可靠、高效的科学设计方法, 使设计者由被动地分析、校核进入主动设计, 能节约原材料, 降低成本, 缩短设计周期, 提高设计效率和水平, 提升企业竞争力、经济效益与社会效益。国内外相关学者和科研人员对优化设计理论方法及其应用研究十分重视, 并开展了大量工作, 其基本理论和求解手段已逐渐成熟。国内优化设计起步较晚, 但在众多学者和科研人员的不懈努力下, 机械优化设计发展迅猛, 在理论上和工程应用中都取得了很大进步和丰硕成果, 但与国外先进优化技术相比还存在一定差距, 在实际工程中发挥效益的优化设计方案或设计结果所占比例不大[2]。计算机等辅助设备性能的提高、科技与市场的双重驱动, 使得优化技术在机械设计和制造中的应用得到了长足发展, 遗传算法、神经网络、粒子群法等智能优化方法也在优化设计中得到了成功应用。

2 优化设计方法的选择

优化设计方法是机械优化设计的灵魂, 随着数学科学和计算机技术的飞速发展, 优化方法的发展经历了解析法、数值分析法和非数值分析法3个阶段。20世纪50年代以前, 古典的微分法和变分法是解决最优化问题的最主要的两种数学方法。这两种方法具有概念清晰和计算精确的特点, 但只限于解决小型或特殊的问题, 在处理大多数实际问题时, 由于计算量很大, 计算难度也增加很多。20世纪50年代末, 数学规划方法成为了优化设计中求优方法的理论基础。这种方法建立在数值分析的基础之上, 利用已知的信息和条, 通过一系列迭代过程求得问题的最优解。它的相关理论并不复杂, 计算过程也很简单, 但计算量非常大, 而这正是计算机所擅长的工作, 因此计算机成了解决数值优化方法的重要工具。在这个时期涌现出了很多其他的优化算法, 其中比较常用、效果较好的优化算法有简约梯度法、复合形法、约束变尺度法、罚函数法、随机方向法、可行方向法等。20世纪80年代后, 一些新颖的优化方法逐渐出现, 如模拟退火、混沌、进化规划、遗传算法、人工神经网络、禁忌搜索等[3], 这些算法通过模拟自然现象或者自然规律得出一些结论, 逐渐形成了其具有鲜明特色的优化方法, 其内容涉及生物学、神经学、物理学、数学、人工智能、统计力学等。

在优化设计中, 对于同一优化问题往往可以有不同的优化方法。有的优化方法效果较好, 有的则较差, 甚至会导致错误的结果。因此, 根据优化设计问题的特点 (如约束条件) , 选取适当的优化方法是非常关键的。以下列举了4个选择优化方法的基本原则:1) 效率要高。所谓效率要高就是所采用的优化算法所用的计算时间或计算函数的次数要尽可能地少。2) 可靠性要高。可靠性要高是指在一定的精度要求下, 在一定迭代次数内或一定计算时间内, 求解优化问题的成功率要尽可能地高[4]。3) 采用成熟的计算程序。解题过程中要尽可能采用现有的成熟的计算程序, 以使解题简便并且不容易出错。4) 稳定性要好。稳定性好是指对于高度非线性偏心率大的函数不会因计算机字长截断误差迭代过程正常运行而中断计算过程。除了上述4个基本原则外, 选择恰当的优化方法还需要个人的经验, 这样可以运用一些技巧, 简便解题程序和步骤。这些经验包括对各种常用优化算法的特点要非常清楚, 比如它们的计算精度、收敛性、稳定性等等, 这样才能互相比较, 从中找到一个最合适的算法出来。此外, 还需深入分析优化模型的约束条件、约束函数、设计变量以及目标函数, 根据复杂性、准确性等条件对它们进行正确地选取和建立。

3 结束语

机械优化设计作为传统机械设计理论基础上结合现代设计方法而出现的一种更科学的优化设计方法, 可使机械产品的质量达到更高的水平。近年来, 随着数学规划理论的不断发展和工作站计算能力的不断挖掘, 机械优化设计方法和手段都有非常大的突破。且优化设计思路不断的开阔, 仿生学理论、基因遗传学理论和人工智能优化等现代设计理论的引入, 都大大促进优化设计方法的更新和完善。机械优化设计给机械工程界带来了巨大经济效益, 随着技术更新和产品竞争的加剧, 优化设计的发展前景非常的广阔。当今的优化正逐步的发展到多学科优化设计, 充分利用了先进计算机技术和科学的最新成果。所以机械优化设计的研究必须与工程实践、数学、力学理论、计算机紧密联系起来, 才能具有更广阔的发展前景。

摘要：一个国家的机械制造水平体现着这个国家的发展程度, 而机械设计理论与方法是支撑机械制造的顶梁柱。在机械设计中, 优化设计是解决复杂设计问题的一种有效手段。本文在介绍机械优化设计的基本理论的同时, 并重点分析了设计中优化方法的选择。

关键词：机械设计,优化设计,理论与方法

参考文献

[1]王国强.机械优化设计[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[2]张运节.机械优化设计综述与展望[J].科技信息, 2009, 26 (6) :703-704.

[3]陈立周.机械优化设计方法[M].北京:冶金工业出版社, 2005.

城市设计的理论与方法 篇8

1950年全球城市人口只有7亿多,到2014年增加到39亿。联合国《世界城镇化展望》2014年更新版预测指出,目前世界54% 的人口(39亿)居住在城市,2050年该比例将上升到66%,到2050年世界城市人口将再增加25亿。管理好城镇地区已成为21世纪世界面临的最重要发展挑战之一。世界农村人口的90% 居住在亚洲和非洲,但亚洲和非洲城镇化地区在扩大,到2050年非洲和亚洲的城镇化人口将从目前的40% 和48% 上升到56% 和64%。世界城市人口增长最快的三个国家分别是印度、中国和尼日利亚。这些国家在满足不断增长的城市人口在住房、基础设施、交通、能源、就业以及教育和卫生等需求方面面临众多挑战。到2030年,世界人口最多的五个城市分别为东京(3700万居民)、新德里(3600万)、上海(2300万)、墨西哥城、孟买和圣保罗(2100万)和大阪(2000万)。全球城市格局将必然产生新的调整。中国新型城镇化将稳步实现农村人口的有效转移,北京、上海、广州、重庆、深圳、西安和武汉等城市面临新的世界性机遇。

二、全球城市研究进展

全球城市是继世界城市之后全球化研究的核心,如表1所示。在1915年,英国现代城市研究和区域规划的理论先驱吉德斯(Patrick Geddes,1854-1932)就在《进化中的城市 (Cities inEvolution)》中率先提出了世界城市 ,世界城市概念曾经是西方资本主义发达国家的产物。2000年初,Saskia Sassen全面树立了全球城市的理论并提出了创建全球城市的战略。

当前,世界上公认的全球城市包括伦敦、纽约和东京等(图1)。纽约成为全球城市的原因是,第二次世界大战后纽约市经济结构变化增强了纽约全球金融中心的地位,关于去工业化,费城也经历过类似的过程。

图 1 基于全球城市指数编制的世界城市地图(2011)

全球城市应强化对全球治理的贡献,主要表现为:城市参与了有关各类议题的最优方法、政治文化以及标准规范的传播;城市不断加入全球及跨国网络、国际协会,在过去久未得识的全球论坛上发出自己的声音;城市和其他亚国家单位在促进国家的全球竞争力、推进全球化的进展方面,发挥了重大作用。斯科特将全球城市区域功能界定为全球经济的发动机。

全球城市应强化城市外交效应的发挥。罗西瑙提出的两支世界政治论为城市外交的研究开辟了理论空间。全球城市融入了一个多层次主体构成的网络状外交模式之中,正是不断发展成熟的多层次外交为城市主体发挥外交作用提供了机会,是城市出于代表自身利益的目标,在国际政治某一领域参与同其他行为体的交往的制度和过程。城市的柔性边界在地方国际治理的具体战略中得以展开,为地方组织的跨国扩展提供了巨大的机会,使得地方不必总是需要在民族国家的直接支持和控制下向外扩展。

全球城市网络促进全球城市的构建。尼尔针对全球城市网络的内部结构与运作,提出两项描述城市在全球城市网络中位置的指标:中心度与力度,以此考察城市节点的地位与作用。中心度是指一种集中资源或者能产生有效扩散的力量,考察一个城市中心度的关键在于与其相联系的其他城市的中心度;力度是指控制城市之间的资源流动的能力,一个城市的力度取决于与之相联系的其他城市的力度。这种递归性的观点更符合网络结构的考察。他将全球城市网络中的世界城市划分为:典型世界城市、枢纽世界城市、门户世界城市。泰勒将全球城市网络定义为由世界经济中先进生产者服务部门的公司内部流所构成的城市关系相互连接的网络。周振华进一步发展了全球城市网络的内涵,认为它不仅具有通道、系统和组织三个层次。

1999年,新西兰中央政府的经济发展局提出奥克兰应成立一个区域性的经济发展机构,以吸引全球投资者,增强奥克兰的竞争力,因此,奥克兰提出区域经济发展战略(AREDS),建设创业型全球城市。2000年左右,在经济全球化的推动下,出现了全球城市区域的新现象,不限于发达国家的大都市及其区域发展的过程,该趋势在全球范围内发生,包括发展中国家的曼谷、布宜诺斯艾利斯、开罗、雅加达、拉各斯、墨西哥城、里约热内卢、森保罗、上海和德黑兰。A. T. Kearney Inc.公司指出,综合商业活力、人力资本以及创新能力等因素,雅加达在中低收入国家的34个城市中排名首位。菲律宾马尼拉、埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴分列第二、第三位(印度新德里、孟买和班加罗尔均位列前20。马来西亚首都吉隆坡排在第10位,中国北京位列第12)。雅加达和马尼拉从东盟经济共同体中获益良多。根据《东盟经济共同体蓝图》,东盟内部要在2015年底形成统一市场和生产基地,实现货物、服务、投资和技术工人的自由流动,以及更自由的资本往来。

面向2052年,美国、中国、OECD(不包括美国)、BRISE和其他地区将是全球的重点,其中中国将成为新的超级大国,经济总量全球第一。2013年,上海市总体城镇化率超过89%,周振华等人将上海的城市嬗变分为三个阶段,目前已进入到全球城市(2010-2039) 阶段。2010年前后,周振华等人对上海创建全球城市,从城市功能、产业、空间布局、软实力、人口增长和公共设施、土地、能源、社会和治理等进行了系统性研究。

三、我国全球 ( 世界 ) 城市战略推进现状

目前,全国有近百个城市提出建设国际城市的目标,世界城市是城市国际化的高级阶段,具有世界影响力,是全球经济、社会、文化活动的制高点。2000年以来,国内城市包括北京、武汉、上海和广州等提出建设世界城市的构想(表2)。

北京市在其《北京城市总体规划 (2004年至2020年 )》中明确提出,2050年将北京建设成为世界城市。北京市委、市政府在第十届七次会议上提出围绕北京、天津城市区域,以此建构一个京津冀经济圈的发展模式,形成开放程度高,具有世界影响力的节点,京津双核共同打造世界城市地区。

17世纪中叶,清政府宣布广州为全国唯一的对外通商口岸,独揽全国外贸,国际知名度迅速提高,成为世界第三大城市(次于当时的北京,英国的伦敦),因此,广州有成为全球城市的历史基础。香港在2030规划远景和策略中提出,香港要充分把握与内地日益紧密的城市,成为国际大都市,亚洲主要都会,深圳在城市总体规划(2007-2020)中定位为“与香港共同发展的国际性城市”。

武汉在2049远景发展战略规划中定位为第三层级世界城市,即在洲际有一定影响,是区域的重要文化中心。上海新一轮城市总体规划也提出了全球城市的目标。在新一轮发展过程中,作为长三角,以及全国经济发展的龙头城市,港口城市,上海城市发展对于国家的发展起着举足轻重的作用,因此上海的目标选择是建设世界级城市,宗旨是服务全国战略。

然而,目前我国的城市距离世界城市仍有一定的差距。北京的经济总量和人均GDP偏低,按建设世界城市的标准,服务业GDP比例明显偏低,基础设施薄弱;上海市的国际影响力、服务力、引领力和控制力来看差距还非常明显,尤其是金融中心、航运中心、贸易中心等功能层面,在全球发挥的作用还不够,如虽然金融市场完备,但是参与主体、主要产品、服务对象等等都还非常狭窄;武汉市距离世界城市的目标也有较大差距。因此,《武汉2049》提出武汉的世界城市目标是分层级、分阶段和分功能的。

四、我国未来三十年区域节点性城市的相关预测

全球城市是世界经济体系的节点,它将各区域经济联系成一个有机整体。弗里德曼认为,世界城市形成的基本动力来自于新的国际劳动地域分工,在与世界经济的融合过程中,所有城市均会重组其经济结构和空间布局,从而使一些城市凸现为全球的关键城市。全球城市的形成是多方面力量共同作用的结果,随着国际分工的深化,世界上主要城市成为全球性资本流动的节点,通过复杂的全球城市体系成为整合全球生产和市场的指挥者和协调者;信息化便捷了交易活动和资本流动,联系了空间上遥远的地域,构筑了全球城市网络体系;经济全球化使少数国际经济中心城市中心控制和专业服务集聚程度增高,从而推动全球城市发展。

2008年次贷危机之后,近些年世界经济已经复苏,一个新的经济增长周期开始。我国经济将继续高速发展,科技创新和技术运用上与主要发达国家的差距也会明显缩小,产业结构和产品层次不断提升,在世界经济的分工格局中将向更有利于我们的高端转移。

经济全球化在未来三十年将经历低潮到新高潮的转变,国际金融危机导致了全球经济的衰退,未来几年经济全球化将处于相对低潮期,世界金融体系和经济格局也会调整分化,增长中心开始从西方转向东方,亚洲将成为世界经济增长最快的地区,之后重新积聚力量,将催生新一轮技术革命,掀起新的经济全球化高潮,这个过程中,会在世界经济增长最快的地区迅速出现一批具有实力的城市。到2040年左右,中国的经济总量可能会超过美国成为世界最大的经济体,中国城市在全球经济中的作用和地位也会得到极大的增强。中国应该抓住这一机遇建立具有国际影响力的世界城市,以香港 - 深圳、北京 - 天津、上海为代表的一批中国城市将伴随经济全球化脱颖而出,成为新兴的全球城市。

未来三十年,随着经济的发展和城市化的快速推进,城市发展的国际性因素逐渐增多,我国的一些城市将发展成为国际化城市,国际金融业务不断扩大、跨国公司设立分支机构、现代化交通和通讯进一步发展,北京、上海、天津、广州、深圳、重庆、武汉、沈阳、南京、杭州、西安、成都、青岛、大连等城市将率先进入国际化大都市行列,其中一些城市有望成为全球城市。

上海、广州、深圳、北京可能成为第一等级的全球城市。普华永道伦敦事务所根据各个城市的预测国民生产总值进行排名,到2020年,以经济产出衡量,东京、纽约和洛杉矶是世界上最大的城市,但增长速度最快的是一些新兴经济体的城市,其中2020年上海将从第32位升至16位,北京也将跻身前30位,排名第29位。牛津经济学公司在最新发布的《世界750座大城市未来的机遇与市场》报告中指出,到2030年全球50个最大城市经济体中国占17个,24座中国城市跻身全球经济50强,其中按GDP总量,上海、天津、北京、广州、深圳分列2、3、4、6、7名。全球城市依托区域发展,与周边腹地形成交流与合作,通过资本、信息、人才的流动与周边地区构建强大的内在联系。改革开放后,东部沿海地区城市率先发展,长三角、珠三角、环渤海三大城市群区域成为我国参与国际经济竞争的重点区域,上海、广州、深圳、北京作为三大区域的中心城市,最具综合实力和竞争力,目前已有一定的国际经济要素集聚,未来三十年,随着区域发展的整合、产业转型和经济的进一步发展,有机会和实力成为全球城市。

西安、重庆、武汉等中西部地区城市可能成为第二、三等级的全球城市。近些年,我国区域经济增长的“东快西慢”格局已被打破,中西部经济快速增长,西部地区的区域中心城市影响力和控制力逐渐增强,西安、重庆、武汉等城市也开始吸引跨国公司,英国宏观经济分析与预测机构牛津经济学公司预测,2030年GDP总量的全球经济50强城市,重庆、武汉、成都分列9、15、16名。经过未来三十年的发展,有希望成为更大的区域中心。

五、构建世界节点城市的总体战略规划方法

为构建全球城市提供中长期的全面战略导引,包括前瞻性制定战略目标、宽视野明确城市功能定位、依托国际经验和国内区域基础因地制宜提出发展范式、按照城市与区域发展理论与实践设计操作强的发展路径,从基础性和战略性研判风险,并设计障碍风险识别与排除机制。

5.1 愿景目标

(1)进入全球城市第一能级序列,与伦敦、纽约和东京共同主导世界城市经济,在世界城市体系中成为关键节点。在全球化和信息化的背景下,大量的经济交易活动将城市在全球范围内联结起来,形成世界城市体系。全球城市的出现打破了国家的界限,城市在促进经济全球化中的作用越来越明显,中国的城市成为全球城市体系的关键节点,可以代表中国参与全球竞争,增强中国对全球资源的配置能力和控制力,争夺世界经济的话语权。

(2)作为国内城市体系的核心区,成为全球城市区域,牵引区域腹地,并实现协同发展,成为中国创新产业的基石。全球城市通过发达的资本、信息和人力资源流动,与周边城市形成密切的内在联系,并全部整合在全球经济体系中,形成全球城市区域。区域内,除了核心的全球城市,还有同样高度全球化的二级大中城市,全球城市提供面向全球的金融贸易服务,二级大中城市作为全球商品生产链的节点,提供辅助的管理和服务功能,例如,长三角一体化发展,上海成为全球城市,牵引腹地地区的苏浙城市,全球城市带动区域的联动发展。

(3)城市公共服务高度发达,人均收入水平接近全球城市水平。在政策法规、管理体制和操作机制、文化氛围等方面,营造良好的网络环境和商务环境,强化城市的辐射和服务能力。

(4)人居环境质量全面改善,优于全球城市水平,成为世界文化旅游的理想目的地。改善生态环境,构建宜业宜居宜游城市。

5.2功能特征

(1)发展成为国际经济、金融、贸易、航运的综合型中心,在世界网络体系中具有节点地位,促进全球资源要素的流动性与增值化,强调流量经济与动态配置效率。

(2)具有完备和强大的城市综合服务功能,产生大量的知识与信息创造。为保障城市精神的传承与产业化,以及城市活力和全球竞争力的稳定保持,构建文化创意、会展旅游、战略新兴/ 创新产业和安全国际中心。

(3)集聚大量全球公司、跨国企业和国际组织机构,具有对外联系的功能。

(4)与周边地区形成“核心节点 - 次节点”的网络关系,强调在全球城市区域的主导作用。

5.3发展范式

(1)功能内涵提质:加快资金流、信息流、物流的融合发展,增强服务功能;

(2)政策机制创新:创新政府管理制度和中介服务制度。破解服务经济发展面临的收税、准入、无序竞争等方面的制度障碍;

(3)区域融合提速:加强与周边区域的融合,充分利用腹地的产业基础及要素资源,建立区域内协调机制;

(4)城市治理发达:创新政府管理和公共服务的模式,带动社会服务水平的提高;

(5)城市外交引擎:加强与其他城市在人才、技术等方面的交流,推进要素流动,吸引跨国公司和国际组织。

5.4发展路径

(1)转变经济增长方式,转向以服务经济为主的产业结构,提高金融、贸易、商务等现代服务业以及高新技术产业在经济结构中的比重。注重发展知识型服务业,积极承接国际服务业转移,增强国际导向的服务功能和辐射力。例如北京要做大做强具有比较优势的金融、文化创意、商务服务、休闲旅游等产业,减少经济发展对土地资源和能源消耗的依赖,建立全球化生产服务的服务体系。

(2)提高自主创新能力,促进产学研结合,在科技、产业、产品、组织和城市发展等领域进行广泛的创新。法兰克福充分利用大学、社区、企业等研发资源 ,积极打造科研网络 , 实现科研成果的最大化利用 , 从而推动产业发展和城市能级的提升。

(3)产业发展低碳化,经济、社会、文化、环境相互协调与促进的城市发展,体现城市的综合服务功能。通过营造宜业宜居环境吸引高端人才集聚,提升城市综合竞争力。为了积极应对全球气候变化 , 全球城市产业发展呈现低碳化、绿色化“环境友好型”趋势, 注重抢占绿色发展制高点。产业发展更加强调低碳化、绿色化及与环境之间的友好关系 ,产业结构呈现节能和环境保护趋势 , 注重城市的环保形象和可持续发展 , 并把应对气候变化作为城市营销、提升城市国际吸引力、实现国家政治功能的一部分。东京提出“循环经济发展规划、信息基础设施建设规划 , 强调从产业发展角度应对未来气候变化带来的灾害 , 东京将成为世界上对环境负荷最小的城市。法兰克福提出了“生态都市和地区能源概念网络”计划。

(4)重视城市软环境建设,打造适宜服务机构运营和发展的良好商务环境,完善基础设施,进一步吸引跨国机构,尤其是跨国金融机构和世界经济组织的分支机构,凭借其更好地融入全球经济网络。构建全球经济网络,增强对世界经济的参与、渗透与辐射能力。

(5)提升区域整体竞争力,推动形成全球城市区域,使以全球城市为核心的整个区域有足够的人力资源、资本动力、基础设施以及相关服务行业支撑。处于世界城市网络中核心节点的纽约、伦敦、东京、巴黎等全球城市 ,均拥有庞大的腹地 , 通过城市群和都市圈参与全球竞争 , 从而确保了这些城市的国际话语权。北京、上海、广州深圳分别以京津冀、长三角和珠三角区域作为全球城市区域支撑全球城市的发展,因此需要提升三个区域的整体竞争力。将北京打造为全球城市需要构建环首都圈地区的“一环、双核、三轴、四区”空间格局,进一步加强首都圈地区在产业分工、交通网络构建、资源开发利用、生态环境保护等方面的协调发展以及合作网络的营建、网络化管制的实现。

(6)重视文化融合提升作用,发展文化创意产业。国际经验表明 , 文化及创意产业能帮助增强经济基础,有利于经济顺利转型。全球城市十分关注文化创意产业的发展。伦敦提出建设一个英国和国际的创意产业和新的知识型经济中心 , 为此伦敦支持新兴的、有活力的增长和创新部门 , 如环保和创意产业 , 鼓励信息技术研究以及商务智能的发展。香港要为文化及创意产业提供一个有利的环境 , 以培养具有创意的人才特别是年青的人才 ,引起社会对这些行业的重视 , 制造就业 , 以及支援区内与国际的文化网络。

5.5障碍风险

基于对全球趋势、全球城市网络节点和国内新型城镇化动态革新等前置性研究,为创建全球城市开拓局面、厘清形势和控制决策风险。研究全球城市创建的支撑能力,根据综合承载力模型和中长期发展预测,识别障碍风险并建立预警机制,提高城市治理和自愈能力。主要风险可能有:

(1)内部

政策革新与行政性改革:我国经济具有体制性缺陷和结构性矛盾,投资体制、财政税收体制、金融体制等方面不健全,会对建设全球城市造成较大的负面影响和冲击。而政策革新与行政性改革具有一定的不确定性,也会给建设全球城市带来风险。

城市活力与可持续发展:资源环境的束缚要求全球城市走可持续发展的道路,能否在经济发展的同时减少能源消耗,保证城市活力,有一定的风险。

城市创新力与战略产业:产业结构的转型离不开创新,能否吸引人才集聚,提高城市创新力,也是建设全球城市的障碍之一。

城市生态环境与宜居性:随着城市扩张,人口负担加重,生活成本提高,城市生态环境面临挑战,城市的宜居性可能成为建设全球城市的障碍。

城市移民:全球城市吸引人才集聚,也会带来严重的人口负担,一方面城市的资源承载力面临挑战,另一方面房价和出行成本的上涨会对人才吸引带来负面影响,成为建设全球城市的障碍。

外交与治理:地区之间的要素流动面临行政门槛,成为全球城市建设的阻碍。

城市文化保持古今融合:全球城市建设过程中,现代化建设对土地的需求可能会影响历史地段的保护,城市历史文化能否很好地融合到现代化进程中,也有很大挑战。

城市安全 与承载力 支撑:我国城市资源环境的承载压力巨大,随着建设全球城市后城市规模的不断扩大,对土地、能源等要素的需求将越来越大,如果不能有效地转变经济增长方式,资源环境的约束将日益凸显,成为建设全球城市的障碍。

(2)外部

全球城市网络能级竞争:全球争夺国际经济中心的竞争日趋激烈,各国政府均加强了核心城市的功能建设和竞争提升,新加坡“七小时都市圈”、韩国首尔“世界一流城市、亚洲金融中心”、阿联酋迪拜“亚洲新金融中心”等等,我国建设全球城市面临着竞争压力。

全球化进程的不确定性:全球城市是世界城市体系的节点城市,大量资金流汇集,世界经济发展趋势直接影响全球城市的经济发展,世界经济发展的不稳定性会对全球城市带来冲击。

区域要素的支持:区域内部的分割和竞争不利于区域对全球城市的经济支撑和要素交换,市场流动的行政门槛、区域内地方政府的竞争、跨地区合作的阻碍等都对建设全球城市带来障碍。

六、结语

推进全球城市战略是过程性行动,我国部分城市已经具备深化实施国际化战略的物质、人才、经济和社会条件,应当在城市建设领域设定新的战略构想,以创建全球城市为中国城市文明的新定位,带动提高我国城市的综合竞争力、在世界产业分工实现能级跃迁、促进国内外两个资源要素市场的高度集聚、整合、融合和创新,系统性进入城市创新生态系统时代。

摘要：《世界城镇化展望》预测和我国新型城镇化顶层政策设计表明,亚洲和中国将成为世界城镇化的焦点之一,中国特大城市的有机生长将成为世界城市史发展必然。从我国区域节点城市的战略发展定位出发,应当进一步明确城市在世界上的定位,在全球要素整合的背景下,实现城市能级的跃迁,以产业升级为路径,提高城市的区域和全球发展质量。历史经验表明,伦敦、纽约和东京在20世纪的城市格局中占据全球引领地位,牵制全球资源的分配和经济的走向。结合全球产业分工、市场要素流向、中国经济社会环境综合体量,以及中国城镇化可预测的总体规模,中国一、二线城市应当在城市总体发展战略中,明确新的高阶定位、承接更加多元化的国际分工、提升城市在全球地理中的要素优势、进而带动国内城市群整体的功能升级。在当前,推进全球城市战略规划是我国特大型城市发展的方向,国际化、多元化、引领性等必须成为城市战略定位的核心导向。因此,开展创建全球城市的战略规划方法学研究,有助于为我国特大城市的创建提供规划技术参考,提升对全球城市发展规律理论化认识和实践性转化。

可拓建筑设计创新理论与方法研究 篇9

一、可拓建筑设计创新与方法的研究背景

1存在的现实问题。在我国经济大幅度提高的过程中, 对于房地产的建设和投资也较大, 使得建筑行业大幅度升温, 我国在这种环境下, 建筑业的学者对于建筑的相关研究逐渐变得重视起来, 因此在研究过程中发现了一系列问题。

1.1在建筑创新方面缺乏理论的指导方向, 系统性较差、随机性也较大、智能化程度远远跟不上先进性的科学技术。

1.2对于创新的周期较长、效率低下、稳定性差, 对于建筑的发展没有很好地起到促进作用。

1.3创新的时候大多数依赖于突来的灵感, 对于其的可靠性较差。

1.4在进行创新的时候由于现实的环境和创新需要存在矛盾, 大大阻碍了创新的发展, 另外很多建筑设计师在进行创新的时候依赖于感性与灵感或者建筑设计经验, 这些已经不能完全适应如今社会创新的发展。

2理性之选。在我们进行理论创新的时候必须有合适的创新思路, 要是想有合适的思路必须有核实后的方法去思考, 也就是我们常说的“工欲善其事, 必先利其器”, 只要是思路、方法正确才能事半功倍, 达到想要的目标。如果没有合适的方法去思考, 那就不能形成科学化、理论化、智能化的科学理论体系。在这种条件下可拓学必定成为我们的理想选择。

二、什么是可拓学与可拓建筑设计

可拓学是由广东工业大学蔡文先生创立的一门学科这个学科是将传统的自然科学和社会科学通过内部的结合来解决问题的方法论体系。它能很好的描述各个量之间的变化规律。在于建筑设计创新结合之后形成了一种新的理论思维框架, 这个框架主要表现在以下三个方面。

1可拓论。可拓论是整个可拓学体系的基本理论主要有可拓逻辑、可拓集合和基元理论等三个部分, 三个部分相互结合相互联系相辅相成。

2可拓方法。可拓方法是可拓学中解决问题矛盾的方法, 也是建筑设计创新的方法, 他可以对建筑中的各项因素进行可拓分析, 并根据分析的结果进行可拓变化。可拓方法主要包括拓展分析法、可拓变换法、共轭分析法、优度评价法和可拓思维法等。经过这些分析方法在建筑设计创新中的应用可以有效地形成创新思维框架, 更加理性的设计创新建筑。

3可拓工程。可拓工程是在可拓学中的实际运用, 在建筑设计创新中可拓工程主要表现在可拓建筑策划、可拓建筑设计、可拓城市设计等方面。

三、创新与建筑设计创新

1创新。创新是对于一种事物的改进措施, 通过改进可以形成一种在原来基础之上或者更新型的超越原先的事物的新事物。这种创新包括新方案新设计新技术等等。

2建筑设计创新。建筑设计创新是一个比较大的概念包括人文、社会、生态、艺术等等, 他把这些因素融入在一起形成符合这些因素的新的多体系、多层次、多维度的一种建筑。

四、可拓建筑设计创新与方法的研究内容

对于在建筑学中的可拓建筑设计创新主要是研究其范围、方法。只有确定了在建筑设计中需要研究的方法才能更好的去寻找下手点, 只有好好的研究其创新的方法, 才能知道从哪一个点进行创新的研究工作。

在创新方法方面一般有四种创新方法

1基于原型借鉴的发散法。

2基于中介融通的传导法。

3基于属性变换的共轭法。

4基于要素充公的可拓法。

五、可拓建筑设计创新与方法的研究意义

在我们研究可拓学的时候发觉对于建筑设计的创新理论与方法与其存在着微妙的关系, 可以成为建筑设计的创新理论与方法的理论基础, 通过其辩证逻辑和数理逻辑相结合的方法来促进建筑设计创新与方法的探究工作。从独特的视角为建筑设计提供新的创新思路, 具有较为重要的意义。

1促进三个交叉学科产生新的学科增长点。在我们进行建筑设计的创新的时候将可拓学引入其中, 可以有效地丰富创新的理论体系, 在进行理论创新的时候可以以可拓学为基础, 充分发挥理性思维的成分, 为建筑设计创新铺垫一条崭新的道路, 能够大幅度提升我国建筑行业对于创新理论和方法的研究。在可拓学帮助建筑设计创新的同时也间接的开拓了可拓学和创新学研究的领域, 促进了三个学科交叉增长。

2扩展建筑设计创新的思维框架。在进行建筑创新的时候关键是思维的扩展, 可拓建筑设计就是为整体的建筑创新提供科学的思维方法的一个学科。它能够让我们的创新思维更加趋向于理性, 整合整个建筑设计中的各项因素, 捕捉到思维灵感, 构建建筑设计创新思维的框架, 实现建筑设计创新的理性思维, 保证其稳定性和科学性。

3完善建筑设计创新的方法论体系。可拓建筑设计创新是建立在理性的基础之上的, 通过静态和动态相互结合的方法, 将内部各种关系和需要考察的事物之间的联系再一次相互结合起来, 进行方法、体系的构建, 从而形成稳定的方法理论。因此将可拓学有选择的放到建筑设计创新中去可以在其创新的过程之中给予指导作用。

4发展建筑设计创新的理性化方法。可拓学是在逻辑学和数学的基础上发展而来的一门理性学科。她能够用模型的方法将事、物间的关系联系起来, 并能将要进行的事和物描述出来, 形成形式化、定量化的科学理论体系。这样在与建筑设计创新等问题结合起来的时候就会用一种较为理性的方法去看待建筑设计创新。能够按照这种方法将环境、资源、对象和目标有序的联合起来形成一种非常实用的理性创新方法。

5奠定建筑设计创新智能化的基础。目前国内使用的众多软件都是绘图软件或者是形体推敲软件。我们在进行可拓建筑设计创新的时候可以在可拓学的基础上为电脑的软件开发提供理论基础, 建立计算机数据库, 这样将会奠定建筑设计创新智能化的基础。

结语

在建筑的研究道路上, 我们还有很长的距离才能赶上发达国家的建筑的研究, 而且我们的建筑也不能仅仅停留在研究之上, 而是应该注重研究的方法与实际效果, 找到建筑设计的创新之路, 只有这样我国的建筑师才能设计出更好的建筑, 让人们生活的更加舒适。

参考文献

城市设计的理论与方法 篇10

循环经济型城市就是循环经济的发展模式在实践中的应用, 将传统城市的经济发展模式改造为“低资源能源投入、高经济产出、低污染物排放”的新城市经济发展模式。城市、产业是经济活动的主要组织方式和载体, 所以, 循环经济型城市的发展模式实质上是循环经济的产业发展模式和区域发展模式问题。

二、循环经济型城市的指标体系的构建

城市循环经济评价指标体系的制定不仅是量化循环经济在城市发展的工作, 也是循环经济发展理论在实际中运用, 是评判该城市循环经济发展质量的主要依据。同时还能对该城市的循环经济发展水平进行科学评判, 找出存在的问题, 校正其发展方向。

(一) 指标体系构建原则

为了客观、全面、科学地衡量城市循环经济发展的水平, 在研究和确定评价指标体系和设定具体评价指标时, 须遵循科学性原则。尽可能选择那些有代表性的综合指标和重点指标;实用性原则。构建的指标体系要具有实际可操作性, 应根据城市的实际情况进行评估;全面性原则。指标体系应反映影响循环经济发展的各个方面, 从不同角度反映出被评价系统的主要特征和状况。

(二) 指标体系的构建

根据循环经济的内涵和循环经济型城市评价指标体系的构建原则, 可以将循环经济型城市评价指标体系设置以下四个主要评价指标:资源产出指标:该城市对能源产出率 (万元/万吨标准煤) 、水资源产出率 (万元/万立方米) ;资源消耗指标:该城市的生产总值能耗 (吨标准煤/万元) 、电耗 (千瓦时/万元) 、产业用水量 (立方米/万元) ;资源综合利用指标:工业固体废物综合利用率、工业用水重复利用率、城市生活污水再生利用率、城市垃圾无害化处理率等;废物排放指标:固体废弃物排放量 (万吨) 、工业废水和生活污水排放量 (万吨) 、二氧化硫和氮氧化物排量 (吨) 。

三、循环经济型城市的构建方法

(一) 提高产业结构优化升级

提高城市产业生态化水平可以从以下方面开展:第一, 实施产业项目综合评价, 完善项目筛选的资源利用和环境保护评价指标体系, 把投资强度、投入产出效率和水耗、能耗、环境要求等指标作为审核项目和提供土地的重要依据, 严格限制高消耗、高排放、低效益的企业。第二, 进一步优化工业产业结构, 积极发展具有废物消纳、再生加工能力的补链、补环产业。第三, 提升建筑业的产业化水平, 积极开发成套技术和装备, 努力实现工厂化施工, 大力发展绿色建材。

(二) 加快资源节约型城市建设

第一, 在节约能源方面, 要持续推进工业节能。努力降低消耗, 提高综合利用率, 对用能超限额的企业定期治理, 执行超限额加价收费, 将节能审计纳入清洁生产审核, 提高工业的能源利用效率。第二, 在重复利用水源方面, 注重工业节水。严格执行工业节水政策, 对高耗水行业企业实行节水技术改造, 推广应用节水型生产工艺设备, 提高污水处理率和大力发展再生水回用和雨水利用。

(三) 加大循环经济发展的宣传

政策应要重点围绕节能、节水、节材、清洁生产、再生资源利用等领域, 加大宣传、调研、培训、奖励的投入力度, 通过贷款贴息、资金补助和税收优惠等政策, 引导各类金融机构对重点项目给予支持, 鼓励和支持社会各方面投资社会效益、经济效益较好的循环经济项目和循环经济产品。

(四) 提高城市居民的节约意识

进一步加大对城市居民公众的循环经济知识普及和教育力度, 编写各种循环经济的科普读物和指导守则, 加强循环经济的相关学科建设;充分利用媒体进行广泛传播, 并及时报道和表扬先进典型, 对浪费行为要进行曝光;发挥民间社团和群众自发监督管理作用, 倡导和鼓励“节约志愿者”行动;积极举办面向全市的循环经济宣传教育, 继续开展“节能宣传周”、“节水宣传周”等活动, 使参与发展循环经济逐步成为广大居民的自觉行动。

四、结束语

传统城市的生产是以最大限度地开发利用自然资源, 最大限度地创造社会财富, 最大限度地获取利润为目的, 而循环经济型城市则要求充分考虑自然生态系统的承载能力, 尽可能地节约自然资源, 不断提高自然资源的利用率, 循环使用资源, 创造良性循环的社会财富。

参考文献

[1]、贾小玫.循环经济模式和实施层面的再分析[J].生态经济, 2006 (6) .

[2]、肖华茂.区域循环经济发展模式及其评价体系研究综述[J].生态经济, 2007 (4) .

[3]、牛桂敏.循环经济评价体系的构建[J].城市环境与城市生态, 2005 (4) .

[4]、曾培炎.加快发展循环经济努力实现可持续发展[J].宏观经济管理, 2007 (1) .

[5]、任勇.发展循环经济战略与政策的思考[J].环境经济, 2004 (5) .

城市设计的理论与方法 篇11

【关键词】价值工程理论；成本控制；道路设计方案

随着我国经济、政治、文化的不断发展，建筑工程管理体制的不断完善，大的建筑公司外包项目越来越多，这就要求施工部门、建设部门和设计部门共同对项目制定一个科学合理的设计方案。不仅要根据工程的日程要求及时完工，保证工程质量，而且还要根据建筑工程的需要尽量降低工程成本，为公司牟取最大的利益。价值工程理论在项目工程设计方案中的应用，就很好的解决了这一问题，在优化设计方案的同时，它不仅使工程质量得到了保证，而且还能最大限度的为公司提高经济效益。

一、价值工程理论

1.价值工程理论的基本概念

价值工程又称价值分析，于20世纪40年代美国工程师麦尔斯提出，它主要是指在工程实施工程中，保证工程质量的前提下，科学、合理的提高价值创造性活动。

价值工程是指以产品或作业的功能为核心，以提高产品或作业的价值为目的，力求以最低寿命周期成本实现产品或者作业使用所要求的必要功能的一项有组织的创造性活动；同时，针对产品功能进行综合分析，在保证产品质量的前提下，以节约资源和降低产品成本为目的的一种有效分析方法。

2.价值工程理论使用原则

首先，价值工程在分析问题时要做到具体、细致，利用一切可以利用的产品资料，避免概念化解释和资源的虚假。其次，价值工程要保证产品质量的前提下，根据产品的特性在有关专家的指导下，进行有效的创新，充分体现产品优质的特点。最后，价值工程应采用专门的生产工艺，对设计施工过程中产生的一切费用都要计算在内并做好记录，确保成本利用的真实有效。

3.价值工程理论的基本特点及其使用的基本程序

价值工程理论的基本特点是：以产品使用者的功能需求为基础，对产品功能进行有效的分析，通过系统的研究产品功能与成本之间的关系，和厂家合作，提出有效的价值建议。根据价值工程的特点决定了其主要应用领域是：工程建设和生产发展方面、企业组建经营管理方面。

价值工程理论的核心就是提高价值的创造性活动，实现技术经济决策的全过程。它的基本使用程序是：

（1）通过产品构造、成本、销售、使用等影响产品成本和质量的不利因素进行分析，选择价值工程的对象；

（2）收集企业经营方针和效果及产品的生产规模等信息，寻找评价和分析的依据；对产品功能、特点、质量以及产品说明书进行分析，提出科学合理改进设想，并制作改进方案；

（3）对改进方案再次进行价值分析，保证产品质量、降低成本的要求，确保方案的有效性和合理性；

（4）对于改进产品进行试验，从功能、工艺、成本上验证改进方案的可行性；同时，对价值工程活动成果进行科学有效的评价。

4.价值工程与工程设计的关系

价值工程是以降低成本、提高价值为目的同时注重功能的分析与评价的一门管理技术。价值工程中价值和功能成正比，和成本成反比，即价值是功能和成本的比值：价值（V）=功能（F）/成本（C），因此工程价值受到功能和成本共同决定。而设计是工程建设的基础，工程设计方案决定着工程质量和工程成本。

工程建设过程中利用价值工程理论对设计方案进行优化，科学合理的指出设计方案中不合理的措施，同时提出节约成本、保证工程质量的创新性意见，对资源合理分配，减少工程建设周期具有重要作用。

二、运用价值工程理论评价道路设计方案

1.道路方案设计描述

某承包商在承包的几个道路建设项目中，其中一条道路因地处沙漠边缘地带，地质条件差，道路建设需要提前做好路基增强施工，以保证道路建设的质量。经专业人员对着条道路设计的施工方案有四个，而包工头认为三个方案均可实施。以下是三个这条道路建设的方案。

方案一：基于该条道路地处沙漠边缘地带，原道路建设需要提前建设挖深35cm建设路基，做天然级配基层15cm厚，黄土层：天然级配基层=1：4，稳定层5cm用标准沥青在后4cm的混凝土上铺设，然后在路表再用标准的混凝土以及钢筋搭建路表层，辅以沥青共1cm。经过严格预算，此项工程需要4年零3个月完工，施工费用、材料费用等总共80.6万元。

方案二：在原道路挖深20cm，将开挖后形成的路槽内加4cm厚的天然级配基层和1cm厚生石灰的混合碾压形成新的厚土基层，上面在辅以厚11cm的天然级配层，然后在路表再用标准的混凝土以及钢筋搭建路表层，辅以沥青共4cm。经过严格预算，此项工程需要4年零8个月完工，施工费用、材料费用等总共90.6万元。

方案三：将原道路挖深20cm，将开挖后形成的路槽内加3cm厚的天然级配基层和2cm厚生石灰的混合碾压形成新的厚土基层，上面在辅以厚10cm的天然级配层，然后在路表再用标准的混凝土以及钢筋搭建路表层，辅以沥青共5cm。经过严格预算，此项工程需要4年零1个月完工，施工费用、材料费用等总共85.4万元。

2.利用价值工程理论对各个方案的分析评价

经过道路建设单位、施工单位和设计单位共同的协商后，该条道路的建设需要从工程质量、工程工期、施工难度、施工成本（施工设备、施工材料的种类和数量、施工人员）4个方面进行综合考察，选择一个周期短、成本低的施工方案。

首先，道路建设的施工质量和施工周期是着4个方面最终要的两方面，因此，道路建设过程中一定要优先考虑道路建设的质量和建设周期。相比较方案一、方案二、和方案三，这三个道路建设施工方案对施工质量都有保障，但由于施工周期方案二>方案一>方案三，因此就施工质量和施工周期来说选择方案三比较合适。

其次，施工难度是仅次于施工质量和施工周期的又一个重要问题。方案一原道路挖深35cm，天然级配基层15cm厚，黄土层：天然级配基层=1：4，稳定层5cm用标准沥青在后4米的混凝土上铺设，相对于方案二和方案三来说施工难度是最大的；方案二和方案三的施工过程中生石灰的厚度和沥青的厚度不同，方案二生石灰和沥青的厚度均小于方案三，因此就施工难度来说选择方案二比较合适。

最后，道路建设中的施工成本包括设备的选择和施工材料的选择，因此施工过程中施工设备、施工材料和施工成本同等重要。根据方案一、方案二和方案三中的叙述，施工成本方案一<方案三<方案二，因此，就施工成本来说应选择方案一进行工程的实施。

综上所述，方案三施工质量有保证，施工周期短，而且在施工难度中仅次于方案二，施工成本上仅高于方案一。因此，道路建设工程的实施应该选择方案三进行执行。根据价值工程理论在方案三种的优化，方案三施工过程中工程进展顺利，保证工程质量和施工工期的同时降低了成本。

结语：

价值工程理论在道路设计方案中的应用，很好的将经济与技术相互结合，不仅保证了道路建设质量和工程工期，而且降低了施工成本和工程难度。因此，在工程建设和企业组建经营中应多加推广，为企业节约资源，提高成本的利用率，赢得效益。

参考资料：

[1]张金兰，纪鹏飞，董纪昌.基于价值工程的房地产项目管理应用研究[J].数学的实践与认识2011（17）

[2]吴世勇.价值工程在学生公寓设计方案优化中的应用[J].合肥学院学报（自然科学版），2011（03）

[3]媛，林伟.浅谈电力工程造价中价值工程理论的应用[J].科技资讯，2012（07）

城市设计的理论与方法 篇12

以往在我校西方设计史理论课程教学中, 常采用传统的“填鸭式”教学, 西方设计史理论教学内容一般又较为理性、抽象甚至枯燥乏味, 因此教学效果大打折扣。如果教师具有一些幽默素质和技巧并将其巧妙地运用在西方设计史理论教学课堂中不时为一个很好的教学方法, 可以活跃课堂气氛, 增加学习兴趣。幽默的语言可以使知识变得浅显易懂, 可以使人精神放松, 兴趣激活。可以有效地活跃课堂气氛, 增加学习兴趣。有助于学生理解理论知识, 教学效果大大提高, 教师在课堂教学中重要的任务, 就是让学生掌握教学内容, 理解理论知识点, 增强深刻记忆。才能达到与实践设计实践相结合的目标。

随着现代社会飞速发展科技不断的进步, 艺术、设计随着多媒体手段的多样化, 很多新的信息不断刺激着我们的视觉神经, 充斥着我们的思想。在西方设计史理论教学内容中理论思想及观念也在不断的丰富添加新的知识点, 对教学方法提出更多的要求, 因此在课堂教学中提倡采用多种教学方式, 新的“启发式”“协作参与式”和“开放式”教育方法成为了传统“填鸭式”教学方法的有效补充和更新, 引导和启发学生学习兴趣。并且高校艺术设计教学正从应试教育转向素质教育, 应试教育的教学目的是培养学生应付考试的能力, 高分是一个重要标准。素质教育的教学目的注重学生各种能力的培养, 包括思考问题、解决问题、适应社会的能力, 以及创造力、创造精神、创新意识等等。因此我们的理论教学要以学生为中心, 要了解学生的需求, 要有目的性, 针对性地组织教学。对于艺术设计专业的大学生, 一方面要“加压”, 一方面要“松绑”:即让学生们了解学习理论课的重要性、必需性与将来从事设计职业重要关系。同时, 让学生们认识自我, 主动投入到锻炼自我的潮流中去, 其中最有效的方法是引导学生多思考、多提问、多交流。即师生交流、学生与学生交流、课堂与课外交流等相结合。注重对学生能力的培养, 使学生不仅具有较高了解理论知识能力, 而且具有某一种比较突出的理性分析能力, 解决设计问题能力, 掌握一定的知识和技能, 并能将知识和技能转化为现实设计工作从事设计创意的潜能。

一、西方设计史的教育主要有以下几种方式

1. 教材中心式。

教材的选用是十分关键的环节, 应做到“量体裁衣”。使西方设计史理论课程的教材内容和教学中的理论知识点, 可以在专业教学中起到理论性指导作用, 让学生在专业创作中更加富有深度。

2. 教材与作品相辅式。

教材为主作品为辅的教学方式, 即教师以教材为据, 辅以课本所提到相关作品的图片, 注重学生们视觉感受, 突出艺术设计特有的形象属性, 增强学生对理论知识接受程度。

3. 多媒体式。

教材为主作品为辅的教学方式, 是作品展示的载体, 多媒体式是将教材与作品相辅式进一步强化和延伸。

4. 作品中心式。

教材为主作品为辅的教学方式, 多媒体式是将教材与作品相辅式进一步强化和延伸中可以采用为让作品为主线, 西方设计史的教学与设计师的作品分不开, 每一时期运动风格都有代表设计师都有代表的设计作品, 以作品为主线可以更直接、生动、可靠和明晰的了解学习的内容。

5. 实地教学式。

在教学中不仅可以通过教材去认识西方设计史理论知识, 还可以直面教材中大师代表的设计作品原物, 获得更真切更直观更真实的设计史教育, 将设计史的教学从封闭的教室转移到户外, 实地考察, 触摸到大师代表作品, 所以每个高校会相应组织考察写生教学。

二、西方设计史理论课教学的基本做法

1.运用设计实例教学, 使抽象的理论教学形象化、具体化, 使学生更好地掌握艺术设计理论知识, 如, 通过每一个运动时期优秀的作品中对形态、色彩、造型、设计特点总结、对作品的概括和提炼, 学生们能够从中得到许多设计灵感、想法和处理手段;对今天的设计作品传播具有良好的借鉴意义。这些优秀的设计作品可以作为学生们创作素材库来储存, 提高学生的审美观, 把优秀作品的设计美感与实践相结合, 投入以后的创作工作。

在运用设计实例教学中可以采用课堂互动式, 以理论课程中某一课或某一知识点为题目, 学生分组收集资料, 写教案, 收集图片组织讲课, 之后学生讨论每组学生是从什么角度出发讲授题目的, 之后教师总结, 归纳。加深对所学知识的理解, 提高了学生表达能力、艺术设计分析能力、艺术设计创作能力和艺术设计鉴赏能力, 提高了学生学习艺术设计理论的热情。

2.利用艺术实践机会, 提高运用西方设计史理论指导艺术设计活动的能力, 引导学生运用西方设计史理论的相关知识观察生活、体验生活, 积累生活素材, 提炼深刻思想, 激发艺术创造等。如, 在西方设计史理论课程中所学习的风格运动, 在我院现有的平面专业、公共艺术专业、环艺专业学生中分别以字体设计、产品造型设计、建筑外观设计为题目, 运动所学习运动风格特点, 进行创作实践。得到很好的教学效果, 学生既掌握了每一时期运动风格特点, 又学到了如何理论与实践结合。

3.撰写相关西方设计史理论论文与课程考核相结合的方式, 采取撰写学期研究论文的方式学习西方设计史理论课程。即根据专业学期课程的内容, 对某一知识点、代表的设计师、和设计作品作为重点的讨论内容, 作为研究课题, 在指导教师的指导下完成相关课题的论文研究。

三、西方设计史理论教学的培养目标探索

1. 培养学生的艺术设计思维能力。

包括具象 (感性) 思维、抽象 (理性) 思维、灵感思维等。西方设计史理论学习过程中所主要使用的理性思维方法, 是前辈设计理论家和设计师们成功艺术经验的总结, 是设计艺术规律的总结.它为我们提供一个平台和捷径, 使学生们很快能掌握设计发展的规律, 并进行独立自主的思考。更能锻炼和开发人的思维活力。

2. 培养学生的创造意识。

西方设计史理论教学主要通过对设计史的脉络、设计史境界再现、创造性的表达等问题形象、生动的分析讲解, 使学生了解设计史的本质和创造的价值, 改变学生们设计目的是为了工作, 改变学生们要做设计软件熟练工“绘图员”的想法, 从而树立正确的价值观, 更高远的志向, 发掘学生们的潜质, 发挥学生们的最大才能, 最大限度地实现自我价值。

3. 开阔学生的知识视野。

在理论课程学习中要结合学生所学专业, 艺术设计各门类的现象进行对比分析, 使学生在了解知识点的同时, 看到各门类艺术设计课程的相通性, 互相借鉴性、互相渗透性、互相融合性, 从而变换出一种崭新的艺术样式。增强其多角度、全方位思考问题的能力, 开阔学生的知识视野。

4. 培养学生的设计观。

正如每一个人都有自己的世界观一样, 设计人也会有自己的艺术观。西方设计史理论课充分利用其理性思维方式和前辈设计大师成功的经验, 从多方面培养学生们的思辨能力, 阐明设计观的内涵及其对一个艺术设计工作者的重要性, 从而促使大学生向着自己的艺术观这个目标不断地努力。

参考文献

[1]胡范畴.《幽默语言学》上海社会科学院出版社1987年

[2]何群.《艺术理论教学的培养目标探索》中国成人教育1997年第12期

[3]全鹏.《对地方院校艺术设计专业理论课教学的思考》产业与科技论坛2011年第十卷