時(shí)間:2023-07-06 16:12:35
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關(guān)鍵詞 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng);發(fā)展;校園服務(wù);學(xué)生;手機(jī)app
中圖分類號(hào):TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)20-0228-01
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將信息的接受和發(fā)送都通過與人日夜為伴的移動(dòng)設(shè)備完成,信息被聚合成以人為核心的信息集。無(wú)疑手機(jī)是這些移動(dòng)設(shè)備中中重要的角色,然而智能手機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)促進(jìn)了手機(jī)APP客戶端的開發(fā),近年來(lái)各種手機(jī)APP琳瑯滿目,已經(jīng)能夠滿足用戶的生活基本需求。但是對(duì)于專一性的功能型的的APP卻不那么完善,比如專為大學(xué)生打造的數(shù)字校園的手機(jī)APP。優(yōu)秀的校園信息系統(tǒng)APP的開發(fā)能夠完善數(shù)字化校園體系,打造數(shù)字校園文化和擴(kuò)大信息交流平臺(tái)。所以校園信息系統(tǒng)APP已經(jīng)成為校園信息系統(tǒng)的重中之重。本文就基于互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展引發(fā)的對(duì)數(shù)字校園的思考以及我們小組對(duì)于校園信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概念進(jìn)行分析。
1 研究方向
該項(xiàng)目研究將針對(duì)當(dāng)前學(xué)校與學(xué)生信息不能及時(shí)傳遞與反饋的現(xiàn)狀展開,同時(shí)滿足各類學(xué)生以及教師對(duì)社交、資訊、娛樂等多方面的溝通需求,還包括校園路線,考試資訊,課程表,購(gòu)物,轉(zhuǎn)讓,兼職,交友等需求。
2 立項(xiàng)依據(jù)
就目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展來(lái)看,加強(qiáng)學(xué)校與學(xué)生之間聯(lián)系的軟件過少,而學(xué)校與學(xué)生之間又需要大量信息的交換與交流,以APP的形式為校方與學(xué)生之間建立溝通的橋梁,無(wú)疑是方便快捷的。
3 研究?jī)?nèi)容
1)移動(dòng)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程、方法與工具。2)同類產(chǎn)品的架構(gòu)、功能與設(shè)計(jì)風(fēng)格。3)本項(xiàng)目產(chǎn)品的定位、需求、信息架構(gòu)、交互設(shè)計(jì)、視覺設(shè)計(jì)、原型展示。
調(diào)研內(nèi)容:校方與學(xué)生之間溝通的具體需求;對(duì)市場(chǎng)上已有的信息交流平臺(tái)進(jìn)行評(píng)估;這款A(yù)PP的市場(chǎng)價(jià)值。
4 研究方法
市場(chǎng)調(diào)研――通過調(diào)研了解學(xué)生及校方的需求,通過市場(chǎng)調(diào)研去評(píng)估這款A(yù)PP的市場(chǎng)價(jià)值。通過調(diào)研了解要實(shí)現(xiàn)這款A(yù)PP學(xué)生和校方都有什么具體的需求,從而去豐富程序內(nèi)容的完
整性。
搜集材料――搜集市場(chǎng)上已有的校方與學(xué)生之間信息交流平臺(tái),并對(duì)此平臺(tái)進(jìn)行研究,從中提取值得借鑒的內(nèi)容,將其保留下來(lái)應(yīng)用到APP系統(tǒng)中去。
系統(tǒng)內(nèi)容的規(guī)劃與設(shè)計(jì)――通過市場(chǎng)調(diào)研所提取的學(xué)生需要和對(duì)已有信息交流形式的探索實(shí)施APP系統(tǒng)內(nèi)容的統(tǒng)籌設(shè)計(jì),使其全面,方便操作。
視覺設(shè)計(jì)――簡(jiǎn)潔大方的界面設(shè)計(jì)是必不可少的。
制作――信息架構(gòu)、功能架構(gòu)、界面、視覺科研內(nèi)容。
結(jié)果(形式表現(xiàn))――校園APP。
用戶體驗(yàn)――根據(jù)用戶體驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行一定的系統(tǒng)內(nèi)容的完善與修改。
校園學(xué)生手機(jī)智能管理平臺(tái)是基于互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),利用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和移動(dòng)開發(fā)技術(shù),通過安裝在計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)的應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)學(xué)生手機(jī)的智能管理,通過該平臺(tái),可輕松建立學(xué)生和老師之間的直接聯(lián)系、通知和布置作業(yè)等功能。有效的避免了對(duì)學(xué)生的重要信息流失,進(jìn)一步提升學(xué)校老師對(duì)學(xué)生信息的高效整合管理。項(xiàng)目組成員經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研以及網(wǎng)絡(luò)課程的相關(guān)學(xué)習(xí)與討論,致力通過APP的形式加強(qiáng)學(xué)校老師與同學(xué)之間的聯(lián)系,以及同學(xué)之間的互動(dòng)。項(xiàng)目成果中的應(yīng)用設(shè)計(jì)以校園消息下發(fā)為主,同時(shí)開設(shè)聊天功能,實(shí)現(xiàn)校領(lǐng)導(dǎo)與學(xué)生的直接對(duì)話,對(duì)于學(xué)校的教育創(chuàng)新改革具有實(shí)際的效果;同時(shí)包含企業(yè)校園招聘信息,學(xué)生可以通過上傳圖片、音頻、視頻等方式達(dá)到即時(shí)溝通的效果。應(yīng)用內(nèi)開設(shè)分享功能,可以幫助同學(xué)及時(shí)的傳達(dá)信息,在校園的一個(gè)大圈子下迅速的幫助轉(zhuǎn)發(fā),用簡(jiǎn)單的方式達(dá)到目的。為豐富校園消息的傳播渠道,為同學(xué)們更好的了解校園新聞打造一個(gè)新的媒介。從總體到細(xì)節(jié),層層設(shè)計(jì)、分布落實(shí),完成系統(tǒng)的綜合建設(shè)。
當(dāng)然,要做好一個(gè)APP的運(yùn)營(yíng)并不是一件非常簡(jiǎn)略的作業(yè)。關(guān)于一款好的APP來(lái)說(shuō),本身的用戶領(lǐng)會(huì)和內(nèi)容質(zhì)量以及后期的推行能夠說(shuō)是各占一半的權(quán)重。一款制作精巧的APP要是沒有后期推行,設(shè)備的用戶數(shù)量太少,就可能會(huì)墮入資金方面的疑問,結(jié)束致使消亡;而一款A(yù)pp產(chǎn)品即使推行做的再好、品牌影響力再大,只需APP的交互及用戶領(lǐng)會(huì)方面存在疑問,用戶也不會(huì)買你的賬。所以就出現(xiàn)了如上海未星網(wǎng)絡(luò)科技這樣的專業(yè)APP高端定制公司,他們能夠一同滿足多樣性、豐富性、垂直化和精細(xì)化的商場(chǎng)需求。上海未星網(wǎng)絡(luò)科技,最早致力于研討手機(jī)APP推行,他的中間團(tuán)隊(duì)首要來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)、推行兩個(gè)領(lǐng)域一同的團(tuán)隊(duì)分配,為未星奠定了堅(jiān)實(shí)的資源及戰(zhàn)略基礎(chǔ),能夠?yàn)楣竟?yīng)web2.0時(shí)代全方位的互動(dòng)聯(lián)系傳達(dá)解決方案。無(wú)論是從App定制,仍是在App推行技術(shù)上,他們熟行業(yè)界來(lái)說(shuō)都是不可拷貝的,一同上海未星網(wǎng)絡(luò)科技完善的服務(wù)系統(tǒng),還能幫忙公司最快速的查驗(yàn)App推行效果。
互聯(lián)網(wǎng)改變生活,使生活更加方便快捷,“扁平化” “數(shù)字化”。通過調(diào)查分析中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的受眾群體主要集中在20-34歲的年輕大學(xué)生和上班族。而且對(duì)于當(dāng)代大學(xué)生和上班族的生活節(jié)奏的加快,對(duì)于信息的總結(jié)與篩選也更加重要,進(jìn)一步驗(yàn)證了數(shù)字校園的發(fā)展前景。數(shù)字校園存在很大的可用性。校園信息系統(tǒng)的APP作為這個(gè)時(shí)代的后起之秀更是肩負(fù)了數(shù)字化校園建設(shè)的巨大任務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1]汪志宏.智慧校園的服務(wù)與應(yīng)用的案例分析[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2012(17):65-66.
[2]胡曉,高鷹,劉長(zhǎng)紅.基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)數(shù)字化校園建設(shè)研究[J].信息技術(shù),2010,3(6):52-53.
[3]吳浩.高等院校無(wú)線數(shù)字化校園建設(shè)[J].價(jià)值工程,2011,4(18):16-17.
作者簡(jiǎn)介
關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計(jì);意象分析;概念表達(dá)
中圖分類號(hào):S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言:“概念”作為設(shè)計(jì)的主要的詮釋方式,起到了明確方向的作用。明確的設(shè)計(jì)方向減少了設(shè)計(jì)過程中可能存在的變數(shù)。在概念的提出過程中,設(shè)計(jì)師進(jìn)行大量的研究和討論。反復(fù)回顧原初的概念和設(shè)計(jì)可能的結(jié)果,調(diào)整精煉。最后用去繁就簡(jiǎn)、清晰明了的圖表、圖形、文字或影像等方式表達(dá)概念,建筑分析圖即為概念表達(dá)的主要方式。
形式、基地和材料等因素共同決定了一個(gè)設(shè)計(jì)的品質(zhì),設(shè)計(jì)之初的建筑分析圖如何體現(xiàn)概念?建筑設(shè)計(jì)中的空間構(gòu)成和組織關(guān)系、自然資源的利用方式、數(shù)理秩序的融合表達(dá)內(nèi)容等如何在一個(gè)二維的平面中體現(xiàn)三維的空間涵義?這些問題都有待建筑分析圖予以闡明。
根據(jù)建筑分析圖表達(dá)出的不同的設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)與設(shè)計(jì)構(gòu)想,大體將其分為以下幾種類型:
由內(nèi)而外式:這種方式主要體現(xiàn)為對(duì)場(chǎng)地的隱含信息、建筑的內(nèi)部原理等不易直接發(fā)現(xiàn)的信息的挖掘,也可以稱為“內(nèi)源式圖解”。如對(duì)場(chǎng)地中自然、文化等信息的分析提煉;建筑自身的功能、空間的組織關(guān)系的內(nèi)涵;甲方的特殊要求等等。在這種分析圖的表達(dá)中,多采用以下幾種描述工具:a 控制線與軸線(紅線、鄰接物、高度、路網(wǎng)、水文等);b 坐標(biāo)格網(wǎng)與區(qū)域劃分表示(建筑空間示意圖、功能使用泡泡圖、建筑內(nèi)部流線圖、結(jié)構(gòu)分析圖等);c 建筑元素的單獨(dú)表達(dá)(采光、通風(fēng)、色彩、材料分析等)。
由外而內(nèi)式:這種分析圖主要分析和闡述建筑形成過程中的含義,也可以稱為“外源式圖解”。例如彼得?埃森曼在20世紀(jì)70年代之后就開始嘗試一系列這樣的圖解方式――不同時(shí)代格柵、莫比烏斯環(huán)、核普酸鏈、液晶分子圖等。這種圖解的可以涵蓋過個(gè)方面的內(nèi)容,因這種分析主要建立在大腦聯(lián)想與設(shè)定的基礎(chǔ)上,所以它呈現(xiàn)出非一次構(gòu)架,而是多次構(gòu)架的結(jié)果。用UN Studio本?凡?伯克爾的話來(lái)說(shuō),即這種圖解是一種“為人熟知和理解的用于信息濃縮的視覺化工具?!庇械拇祟惙治鰣D如孩童涂鴉般,具有藝術(shù)的特質(zhì)和本意;有的隨機(jī)、主觀,不局限于線性的邏輯。
值得一提的是類型學(xué)(Typologie)對(duì)這種分析結(jié)果的作用。類型學(xué)作為獲取形式的可行做法,依賴設(shè)計(jì)者以往的經(jīng)驗(yàn),在一定基地環(huán)境的條件下,如果以往的某些形式能帶來(lái)良好的效果,設(shè)計(jì)者便會(huì)因?yàn)橐欢ǖ囊蕾囆睦矶僖淮问褂?。這要求設(shè)計(jì)者大腦里儲(chǔ)存大量的“圖元(origin)”信息,包括建筑形式、住宅形式、門窗樣式等等。
3、內(nèi)外兼容式:之所以稱為“內(nèi)外兼容”,是為了強(qiáng)調(diào)這種分析圖所體現(xiàn)的整體性。因設(shè)計(jì)面對(duì)的是多重信息、多種印象內(nèi)容的疊加,怎樣同時(shí)表達(dá)出設(shè)計(jì)的主體信息和附加信息,是這種分析圖主要表達(dá)的內(nèi)容。圖表類的分析圖就是這種信息表達(dá)的方式。它舍棄對(duì)建筑外觀的影射,直觀的表達(dá)和建筑相關(guān)各信息的聯(lián)系程度。
……
由內(nèi)而外也好,由外而內(nèi)也罷,隨著時(shí)代的變化,如今的設(shè)計(jì)分析圖越來(lái)越多的體現(xiàn)建筑概念整合的思路。1862年,理論家詹姆斯?弗格森針對(duì)建筑提出烹調(diào)的概念。他意將一間庇護(hù)偶像的小屋精致裝飾成一座神廟的方法,比擬成烹調(diào)。因?yàn)檫@兩件事都是將大量一般的事物整合、共同作用,進(jìn)而變得“美味”。
縱觀建筑發(fā)展的概念表達(dá)工具,從古典時(shí)期的網(wǎng)格系統(tǒng)(grid)、軸線控制(axis)、和諧比例(proportion);文藝復(fù)興時(shí)期正確的尺度、高低的等級(jí)、數(shù)理的配置;到巴洛克時(shí)期“形體轉(zhuǎn)變”的概念;現(xiàn)代建筑初期的解放空間、舍棄直角及概念清晰(clarity)、張力(tension)、動(dòng)能(dynamic)的設(shè)計(jì)平衡點(diǎn),建筑設(shè)計(jì)中的概念和表達(dá)設(shè)計(jì)的工具隨時(shí)間逐漸改變。
到我們現(xiàn)在的時(shí)代,設(shè)計(jì)工具變得越來(lái)越復(fù)雜。概念失去明確的方向,越來(lái)越模糊不定。面對(duì)現(xiàn)在設(shè)計(jì)環(huán)境的多樣性、多變性、多義性,速度、空間、圖像交織糾纏,設(shè)計(jì)者如何在此環(huán)境下用概念和分析帶動(dòng)設(shè)計(jì)的前行?
結(jié)語(yǔ):從伯納德?屈米Bernard Tschumi的拉維拉特公園的分析圖,我們能稍受啟發(fā):面對(duì)公園所處的地塊,多義且混雜。屈米運(yùn)用系統(tǒng)層疊的方法來(lái)應(yīng)對(duì)地塊的不確定性和復(fù)雜性――大型開放空間用了“表層”(surface)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、路網(wǎng)通道用了“線條”(line)的線性構(gòu)件、園區(qū)內(nèi)的電話亭、咨詢中心等功能建筑則被“裝飾性建筑物”(folie)的點(diǎn)景系統(tǒng)容納。多層系統(tǒng)的概念來(lái)自于西方歷史積累的多層系統(tǒng)的資源,也來(lái)自于設(shè)計(jì)師對(duì)概念分析的頭腦中的表達(dá)。
參考文獻(xiàn):
1 [荷]盧本 設(shè)計(jì)與分析 天津大學(xué)出版社 2003
2 [美]彼得?埃森曼 圖解日志 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2005
論文摘要:分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的認(rèn)知模型,探討設(shè)計(jì)中概念生成與交互的具體過程和作用。以設(shè)計(jì)理論研究和實(shí)踐運(yùn)用建立方法論基礎(chǔ),為設(shè)計(jì)師個(gè)體設(shè)計(jì)或團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的過程、組織和策略提供設(shè)計(jì)方法。
Key words:conceptgeneration; interaction; cognition; innovation design
Abstract:The cognitivemodel of product design was analyzed. The concept generation and interactionprocesses and their effects on productdesignwere discussed. The purposes is to provide inpidualdesigners ordesign teamswith designmethods of the process, the organization, and the strategy in design process accordingto the design theories and their practical applications.
概念設(shè)計(jì)活動(dòng)是一個(gè)從設(shè)計(jì)任務(wù)的要求開始,到概念生成及其可視化的過程。不論是設(shè)計(jì)師的個(gè)體設(shè)計(jì),還是團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì),通過研究影響設(shè)計(jì)的行為和認(rèn)知因素就能揭示概念設(shè)計(jì)活動(dòng)的根本規(guī)律?;蛘哒f(shuō)是設(shè)計(jì)問題中,研究從問題域到解域的具體解決過程、任務(wù)和步驟,對(duì)于設(shè)計(jì)研究和設(shè)計(jì)實(shí)踐都具有重要意義。
1 概念生成中的認(rèn)知行為
概念生成是指設(shè)計(jì)師或設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能迅速產(chǎn)生多個(gè)有用概念,是一個(gè)思維的過程,也是一種認(rèn)知活動(dòng)。
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模型將設(shè)計(jì)作為分階段、線性或循環(huán)的過程進(jìn)行形式化表達(dá)(符號(hào)化表達(dá))。設(shè)計(jì)過程按照分類學(xué)分解為若干子階段和子任務(wù)。盡管各種設(shè)計(jì)模型命名原則不同,設(shè)計(jì)子流程某些主要種類大體一致。設(shè)計(jì)過程主要被分為:問題/情境、綜合/生成、表達(dá)和評(píng)價(jià)。
MarvinMinsky在其有趣的書《思維的社會(huì)》中提出:無(wú)論是人類的思維還是人工智能的思維,都是由原本簡(jiǎn)單的元素相連而組成,當(dāng)這些元素組成一個(gè)整體時(shí),他們又變?yōu)闊o(wú)限復(fù)雜的。
設(shè)計(jì)活動(dòng)中,概念生成的思維活動(dòng)應(yīng)是一種創(chuàng)造性思維的活動(dòng)。創(chuàng)造性思維的實(shí)質(zhì),表現(xiàn)為“選擇”、“突破”、“重新建構(gòu)”這3者的關(guān)系與統(tǒng)一。創(chuàng)造性思維的關(guān)鍵點(diǎn)在善于進(jìn)行“重新建構(gòu)”,有效及時(shí)地抓住事物新的本質(zhì),構(gòu)筑建新的思維支架。創(chuàng)造性思維包括:靈感思維、發(fā)散思維、收斂思維、分合思維、逆向思維和聯(lián)想思維[1]。從方法論上講,強(qiáng)化創(chuàng)造動(dòng)因的團(tuán)隊(duì)激智方法,如頭腦風(fēng)暴法、德爾菲法、CBS法、KJ法等,都會(huì)結(jié)合運(yùn)用各種創(chuàng)造性思維方法。
研究具體的設(shè)計(jì)思維過程需要建立認(rèn)知活動(dòng)模型[2]。上世紀(jì)80年代,就提出研究設(shè)計(jì)思維(design thinking)。Schon,D (1983)建立的設(shè)計(jì)模型能夠從認(rèn)知方面來(lái)獲取“設(shè)計(jì)師腦中的進(jìn)程”,即把設(shè)計(jì)當(dāng)作一種“反射性活動(dòng)”,從設(shè)計(jì)問題到設(shè)計(jì)結(jié)果是一個(gè)接受(感知)—反射(解釋)—反應(yīng)(轉(zhuǎn)化)的反射活動(dòng)。Schon認(rèn)為,設(shè)計(jì)是“與視覺媒介的交互”,目的是“為進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供信息”的過程,即設(shè)計(jì)思維的本質(zhì)是通過與視覺媒介(包括紙媒介、數(shù)字媒介等)的交互過程,獲得新的設(shè)計(jì)信息,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。在這個(gè)研究中,設(shè)計(jì)情境(designScenario)被定義為2種屬性,也就是2種問題形式:創(chuàng)造性設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì); 2種限制情景:無(wú)限制問題與限制問題。
2 設(shè)計(jì)過程中的交互
設(shè)計(jì)研究表明設(shè)計(jì)師通常不是顯性地意識(shí)到他們按照某種設(shè)計(jì)交互順序做設(shè)計(jì)的。對(duì)于實(shí)踐,研究案例表明設(shè)計(jì)師應(yīng)該有意識(shí)地運(yùn)用交互,來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。交互作為一種有效的設(shè)計(jì)方法,體現(xiàn)了設(shè)計(jì)思維的本質(zhì),是設(shè)計(jì)研究的重要課題。設(shè)計(jì)師在個(gè)體或團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)概念生成過程中的交互,是一種認(rèn)知活動(dòng)的交互,包括人機(jī)交互HCI(Human-Computer Interaction),人人交互HHI (Human-Human interaction)。交互實(shí)質(zhì)上是“2個(gè)(或多個(gè))參與者之間交替聽、想、說(shuō)的循環(huán)過程”或者說(shuō)是“兩者之間(無(wú)論是生命體還是機(jī)器)連續(xù)的作用和反應(yīng)的過程”。對(duì)于設(shè)計(jì),交互取決于設(shè)計(jì)表達(dá)和生成,表達(dá)是交互的對(duì)象,生成是交互的結(jié)果。事實(shí)上,設(shè)計(jì)表達(dá)和生成能力強(qiáng)的設(shè)計(jì)師其交互能力和水平也高。
交互的信息是交互的實(shí)質(zhì),包括數(shù)據(jù)、圖像、語(yǔ)音、行為。交互過程中,交互媒介也可分為傳統(tǒng)的紙媒介(paper-based)和數(shù)字媒介(digitalmedia),見圖1?;诩埫浇榈慕换?,其交互信息是隱性的,基于數(shù)字媒介的交互信息被顯性化了。后者較于前者,更加系統(tǒng)化、更加完整表述和更易被人接受和操作。
從設(shè)計(jì)認(rèn)知活動(dòng)分析,交互可分為:與自由形態(tài)的交互,例如和自己的手繪之間的交互;與數(shù)字形態(tài)的交互,如與建立的幾何描述模型的交互;與由形態(tài)語(yǔ)法或拓?fù)錂C(jī)制發(fā)展而來(lái)的特定機(jī)制生成的數(shù)字表達(dá)的交互;和與由設(shè)計(jì)生成工具所表達(dá)生成的數(shù)字環(huán)境的交互[5]。
人機(jī)交互過程實(shí)際上是一個(gè)輸入和輸出的過程,人通過人機(jī)界面向計(jì)算機(jī)輸入指令,計(jì)算機(jī)經(jīng)過處理后把輸出結(jié)果呈現(xiàn)給用戶。人和計(jì)算機(jī)之間的輸入和輸出的形式是多種多樣的,因此交互的形式也是多樣化的。其中數(shù)據(jù)交互作為人通過輸入數(shù)據(jù)的方式與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流的一種方式,并且它是人機(jī)交互的重要內(nèi)容和形式。
人人的交互是一種交流的活動(dòng),可表現(xiàn)為對(duì)話、問答、演說(shuō)或者會(huì)議等,也通過計(jì)算機(jī)來(lái)輔助人人交互,甚至通過網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的交互,人人交互不排斥人機(jī)交互。在數(shù)字環(huán)境下,可以設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)原型系統(tǒng)將多個(gè)參與人員和應(yīng)用程序集中起來(lái),實(shí)現(xiàn)不同地點(diǎn)的用戶能同步或異步地交互。也可以通過傳統(tǒng)媒介,運(yùn)用團(tuán)隊(duì)激智方法在同一地點(diǎn)同步的交互。
3 概念設(shè)計(jì)認(rèn)知模型
概念生成的過程是怎樣的?它和交互是怎樣的關(guān)系?它在設(shè)計(jì)師的認(rèn)知行為中扮演的角色?設(shè)計(jì)概念是怎樣被提升、組合、適應(yīng)、重用、拋棄和丟失的。設(shè)計(jì)研究者和認(rèn)知學(xué)家都發(fā)展了各種程序模型來(lái)研究設(shè)計(jì)中的創(chuàng)造性行為。這些模型通常是從觀察設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)草案而分析發(fā)展來(lái)的。French(1985)提出了一個(gè)設(shè)計(jì)程序模型:分析問題,概念生成,圖式(schema)化,和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。這些模型,闡明了設(shè)計(jì)中的工作步驟或思維步驟[7]。
從研究設(shè)計(jì)活動(dòng)的流程和內(nèi)容,來(lái)分析可能的交互機(jī)制。IDEF0是以結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計(jì)技術(shù)(StructuredAnalysis and De-sign Technique, SADT)為基礎(chǔ)建立了一種系統(tǒng)功能表達(dá)的工具。該模型幫助我們認(rèn)識(shí)概念生成程序的不同階段。在IDEF0中,由一個(gè)活動(dòng)所生成的內(nèi)容作為輸出,它可以被輸入、控制,或機(jī)制。這些活動(dòng)控制,見圖2。基于IDEF0 (May- er, 1992),建構(gòu)了一個(gè)概念設(shè)計(jì)的認(rèn)知模型(Yan Jin and PawatChusilp, 2005)。
圖2的模型包含概念設(shè)計(jì)過程中4個(gè)關(guān)鍵的認(rèn)知活動(dòng)和一個(gè)交互機(jī)制:分析問題,包括理解現(xiàn)存問題和探索再設(shè)計(jì)中需要滿足和保留的需求和約束[4]。通過任務(wù)分析,設(shè)計(jì)目標(biāo)被提出,約束和需求被定義。作為問題分析,問題求解標(biāo)準(zhǔn)也從設(shè)計(jì)目標(biāo)中決定。問題分析的輸出是一個(gè)完整的問題情境描述。
想法( idea)生成,指生成新的初始概念。根據(jù)所給的問題需求和約束條件,設(shè)計(jì)師從他們記憶中提取相關(guān)的記憶信息和知識(shí)來(lái)創(chuàng)造初始的設(shè)計(jì)概念?;贔inke(1992, Creative cogni-tion- theory, research, and application), Oxman ( 2002, Thethinking eye: visual re-cognition in design emergence)和前面的認(rèn)知交互模型,想法生成活動(dòng)不只是記憶提取,而且是“兩者之間(無(wú)論是生命體還是機(jī)器)連續(xù)的作用和反應(yīng)的過程”。組成概念,是初始設(shè)計(jì)想法到設(shè)計(jì)概念的發(fā)展和構(gòu)建過程。這個(gè)活動(dòng)中設(shè)計(jì)師聯(lián)結(jié)思維中先前生成或別人的想法或概念,這種想法的聯(lián)結(jié)會(huì)轉(zhuǎn)換為更加成熟的設(shè)計(jì)概念,組成可以看作是新的生成。
概念評(píng)估,是評(píng)價(jià)組成的概念是否滿足設(shè)計(jì)需求,約束條件和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。作為一個(gè)認(rèn)知的過程,評(píng)估意味著設(shè)計(jì)師確認(rèn)生成的概念是相關(guān)的、有用的、好的。相關(guān)的和有用的決定了概念是否滿足需求和約束條件,同時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)決定其好壞。
概念設(shè)計(jì)認(rèn)知模型中的交互機(jī)制,是為問題分析、想法生成、組成概念以及概念評(píng)估提供的一個(gè)支撐平臺(tái),通過傳統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境的紙媒介,或是數(shù)字設(shè)計(jì)環(huán)境的數(shù)字媒介,設(shè)計(jì)信息通過交互機(jī)制,被交換和操作后形成設(shè)計(jì)認(rèn)知互動(dòng)。
圖2中,交互機(jī)制中A可是點(diǎn)對(duì)點(diǎn),也可以是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的一個(gè)交互過程。交互機(jī)制本身可是一個(gè)CAD系統(tǒng),或一種團(tuán)隊(duì)激智方法。如草圖風(fēng)暴法,其關(guān)鍵在想法或概念的相互激發(fā)。這個(gè)機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)是將多樣的設(shè)計(jì)信息顯性化,提供給不同背景的設(shè)計(jì)師。
作為交互機(jī)制本身存在一個(gè)二律背反,交互的信息越多越利于生成更多、更完備的設(shè)計(jì)概念,設(shè)計(jì)創(chuàng)新度也高;但交互的信息越多,設(shè)計(jì)師的精力和時(shí)間成本越高,不利于概念生成的。所以一個(gè)好的交互機(jī)制應(yīng)該是有條理,分階段,信息管理合理的。例如:參加一次團(tuán)隊(duì)激智的成員不宜多,避免交互過于繁復(fù)。設(shè)計(jì)一個(gè)交互機(jī)制應(yīng)該是符合倫理,意圖明確,注重實(shí)效,并包含合適的認(rèn)知和情感刺激的[3]。
4 案例分析
這里對(duì)一個(gè)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)案例進(jìn)行分析,這個(gè)案例為團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并且是多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)的過程。由一組研究生和相關(guān)專家組成的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)完成一個(gè)產(chǎn)品——奧運(yùn)火炬的概念設(shè)計(jì),生成其造型特征并用一個(gè)宣傳短片明晰和深化其概念,提供給后面進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。明確設(shè)計(jì)任務(wù)后,向團(tuán)隊(duì)成員說(shuō)明設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)目標(biāo)。
向設(shè)計(jì)師說(shuō)明要加強(qiáng)交互在概念生成中的運(yùn)用。見圖3,運(yùn)用草圖風(fēng)暴和書寫風(fēng)暴相結(jié)合作為交互機(jī)制,這種同步激智方法是一個(gè)循環(huán)的過程,規(guī)定約15min為一個(gè)循環(huán),團(tuán)隊(duì)成員為10人。生成大量想法后,開始將這些想法進(jìn)行組合,由相關(guān)專家評(píng)定,按照獲得的信息進(jìn)行進(jìn)一步概念生成、組合,幾個(gè)循環(huán)后進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),生成故事板和火炬的造型特征。由于設(shè)計(jì)過程有明確的交互機(jī)制,設(shè)計(jì)概念生成更加有序、有效和快速。
為了進(jìn)一步研究交互機(jī)制對(duì)概念生成的影響,還把這個(gè)設(shè)計(jì)流程引入到實(shí)際設(shè)計(jì)公司,觀察在更加廣泛和實(shí)際的設(shè)計(jì)情景中,交互機(jī)制的應(yīng)用。采用近距離的觀察來(lái)發(fā)現(xiàn)實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)境下認(rèn)知活動(dòng),并用自然語(yǔ)言法(NLP)對(duì)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分析[6]。設(shè)計(jì)的對(duì)象為手機(jī),觀察者作為團(tuán)隊(duì)的成員之一,研究發(fā)現(xiàn),見圖4。
如圖4,設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)活動(dòng)都可以解釋為設(shè)計(jì)師的信息處理通過設(shè)計(jì)過程中交互機(jī)制里傳遞的信息,以設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)流程為標(biāo)準(zhǔn),將其進(jìn)行分類和進(jìn)行定性描述??梢钥吹皆O(shè)計(jì)信息應(yīng)是顯性的,促進(jìn)性的。公式化的信息更加高效并符合設(shè)計(jì)問題情景,但是會(huì)缺乏創(chuàng)新性。另外作為背離問題情景的信息,不應(yīng)全部否定,其中部分信息具有高創(chuàng)新性,可以修改后重用。
5 結(jié) 語(yǔ)
概念設(shè)計(jì)的認(rèn)知模型明確了設(shè)計(jì)概念生成過程和交互過程,以及相互的聯(lián)系,可以更好地分析設(shè)計(jì)的本質(zhì)過程,提高設(shè)計(jì)交互的效率和設(shè)計(jì)創(chuàng)新性。從分析設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中概念生成和交互的行為特點(diǎn),可以構(gòu)建更加完備的設(shè)計(jì)交互機(jī)制來(lái)促進(jìn)設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞] 電子政務(wù) 評(píng)估體系 管理創(chuàng)新 文本內(nèi)容分析
1 引 言
創(chuàng)新是將新的觀念或防范訴諸實(shí)踐,創(chuàng)造出新的事物的過程,從而改善現(xiàn)狀。政府創(chuàng)新就是指政府組織適應(yīng)外在環(huán)境需要形成新的結(jié)構(gòu)、流程和行為方式[1]。政府通過創(chuàng)新,可以更快地實(shí)現(xiàn)職能轉(zhuǎn)變、觀念改進(jìn)以及體制機(jī)制和管理服務(wù)方式的再設(shè)計(jì)與建造,全面提高工作效率。
建立電子政府是實(shí)施政府創(chuàng)新的關(guān)鍵措施。全面形成網(wǎng)上虛擬政府,形成電子政務(wù)流程,可在網(wǎng)上積極地對(duì)社會(huì)民眾的需求做出回應(yīng),并采取相應(yīng)的措施,公正、有效地實(shí)現(xiàn)其需求和利益。政府通過實(shí)施電子政務(wù),可以保證公共管理行為的規(guī)范化,克服隨意性,減少管理失誤[2]。
當(dāng)前,電子政務(wù)已成為我國(guó)現(xiàn)階段政府信息化工作的重點(diǎn),同時(shí)關(guān)系到國(guó)家、民族競(jìng)爭(zhēng)力的重大創(chuàng)新活動(dòng)[3]。為了使電子政務(wù)真正收到實(shí)效,必須對(duì)電子政務(wù)的實(shí)施狀況進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估。國(guó)內(nèi)目前開展的眾多電子政務(wù)評(píng)估活動(dòng)多從信息化基礎(chǔ)、組織提升、公共效益、用戶滿意等方面進(jìn)行評(píng)估。鑒于電子政務(wù)是政府部門的一種創(chuàng)新,只有對(duì)創(chuàng)新管理進(jìn)行有效評(píng)估,投入到創(chuàng)新活動(dòng)中的資源才能被充分利用,所以本文采用文本內(nèi)容分析方法,針對(duì)2003-2009(缺少07年)年電子政務(wù)發(fā)展報(bào)告,借助ATLAS.TI文本分析工具進(jìn)行分析編碼,并結(jié)合創(chuàng)新管理測(cè)量框架(IMMF)建立電子政務(wù)評(píng)估體系框架和創(chuàng)新概念,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析指標(biāo)體系中創(chuàng)新概念數(shù)分布,對(duì)我國(guó)電子政務(wù)建設(shè)提出自己的建議。
2 評(píng)價(jià)體系建立
2.1 概念化分析
為了評(píng)價(jià)創(chuàng)新管理,許多組織紛紛界定創(chuàng)新范圍,量化創(chuàng)新措施,建立創(chuàng)新管理流程基準(zhǔn),并且評(píng)估創(chuàng)新管理流程。創(chuàng)新管理方面的文獻(xiàn)多從創(chuàng)新觀念、方法和實(shí)踐三方面進(jìn)行研究。Adams和Phelps提出的創(chuàng)新管理測(cè)量框架(IMMF)是在創(chuàng)新管理文獻(xiàn)基礎(chǔ)上提出的一個(gè)獨(dú)特的綜合框架。IMMF為管理人員評(píng)估創(chuàng)新活動(dòng)提供了一種有效的方法[4]。
2.2 指標(biāo)確定
本文在指標(biāo)的確定上,基于文本內(nèi)容分析方法[5],借助ATLAS.TI文本分析工具對(duì)6篇電子政務(wù)報(bào)告進(jìn)行了閱讀、編碼與分析,最終得到了包含指標(biāo)概念編碼的報(bào)告。一級(jí)指標(biāo)的確定上,以文檔段落編碼標(biāo)識(shí)粒度,根據(jù)報(bào)告中標(biāo)識(shí)的指標(biāo)概念出現(xiàn)的數(shù),結(jié)合創(chuàng)新管理測(cè)量框架(IMMF),最后選取了出現(xiàn)數(shù)較高的概念作為一級(jí)指標(biāo)。這里我們選擇了投入、知識(shí)管理、戰(zhàn)略創(chuàng)新、組織文化、投資組合、項(xiàng)目管理、商業(yè)這7個(gè)構(gòu)件作為一級(jí)指標(biāo),即確定了評(píng)價(jià)體系的創(chuàng)新構(gòu)件。
在二級(jí)指標(biāo)(即各構(gòu)件所對(duì)應(yīng)的創(chuàng)新概念)的確定上,仍然采用文本內(nèi)容分析方法,編碼標(biāo)識(shí)文本內(nèi)容的概念指標(biāo),然后依次通過公式1、公式2和公式3,計(jì)算二級(jí)概念指標(biāo)相對(duì)應(yīng)于一級(jí)概念指標(biāo)的權(quán)重。
其中 和 是文本數(shù), 表示在n個(gè)文本組成的集合,有一級(jí)指標(biāo)概念i出現(xiàn)的文本數(shù)量, 表示在n個(gè)文本組成的集合中,有一級(jí)指標(biāo)概念i和二級(jí)指標(biāo)概念j同時(shí)出現(xiàn)的文本數(shù)量。 和 是概念數(shù), 表示一級(jí)指標(biāo)概念i在文本中出現(xiàn)的次數(shù), 表示概念i和概念j在文本中同時(shí)出現(xiàn)的次數(shù)。R表示了二級(jí)指標(biāo)概念j相對(duì)于一級(jí)指標(biāo)概念i的重要程度。
公式3計(jì)算二級(jí)指標(biāo)概念j到一級(jí)指標(biāo)概念i的關(guān)聯(lián),我們使用闕值確保只有最相關(guān)的概念被保留,在本文中我們以50%為標(biāo)準(zhǔn),選取 的概念j作為i的二級(jí)指標(biāo)。以上面確定的一級(jí)指標(biāo)概念投入為例,對(duì)其進(jìn)行內(nèi)容概念檢索,通過上述計(jì)算公式,計(jì)算概念的關(guān)聯(lián)。表1描述了投入中部分概念近似關(guān)聯(lián)度,最后得到了本文的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,見表2。
3 數(shù)據(jù)處理與分析
上述通過文本內(nèi)容分析確定了評(píng)估體系中的一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)概念,同時(shí)也確定了一級(jí)指標(biāo)概念的分布數(shù),但是這個(gè)數(shù)只是初步的值,一旦我們通過關(guān)聯(lián)分析確定了一級(jí)指標(biāo)下包含的二級(jí)指標(biāo)概念,便需要重新確定一級(jí)指標(biāo)概念的分布數(shù)。即二級(jí)指標(biāo)概念在文檔中出現(xiàn)的段落就對(duì)應(yīng)于其相關(guān)聯(lián)的一級(jí)指標(biāo)概念,由此可以重新修訂文本的一級(jí)指標(biāo)的標(biāo)識(shí)編碼,從而確定修正過的一級(jí)指標(biāo)概念的數(shù)。
圖1是修正過的一級(jí)指標(biāo)概念的數(shù)分布直方圖。由于數(shù)是每個(gè)對(duì)象出現(xiàn)的次數(shù),表明對(duì)應(yīng)組標(biāo)志值的作用程度,即數(shù)數(shù)值越大,表明該組標(biāo)志值對(duì)于總體水平所起的作用也越大;反之,數(shù)數(shù)值越小,表明該組標(biāo)志值對(duì)于總體水平所起的作用越小[6]。一級(jí)指標(biāo)概念的數(shù),可以反映出我國(guó)電子政務(wù)建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)與不足,由此我們可以對(duì)我國(guó)電子政務(wù)發(fā)展提出建議。
由圖1可知,在7個(gè)一級(jí)指標(biāo)概念中,項(xiàng)目管理概念的數(shù)最高,這表明我國(guó)各級(jí)政府機(jī)構(gòu)在電子政務(wù)建設(shè)中比較注重項(xiàng)目管理,即從電子政務(wù)的實(shí)施決策開始到結(jié)束的全過程進(jìn)行計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制和評(píng)價(jià),以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)。另一個(gè)比較高的是商業(yè)化概念,這也符合我國(guó)建設(shè)服務(wù)型政府的發(fā)展趨勢(shì)――逐漸“以公眾為中心”,以為人民大眾服務(wù)為目標(biāo),提高服務(wù)質(zhì)量。另一方面,我們可以發(fā)現(xiàn)投資組合管理概念的數(shù)比較低,這是由于目前各級(jí)政府注重電子政務(wù)投入,而沒有考慮收益問題。
由于這6篇報(bào)告篇幅差異非常大,如2006年的報(bào)告共367頁(yè),而2008年的報(bào)告卻只有262頁(yè),若直接比較一級(jí)指標(biāo)概念數(shù),會(huì)產(chǎn)生較大的誤差,影響研究的有效性。為解決這一問題,我們引入了標(biāo)準(zhǔn)百分比計(jì)算[7]。計(jì)算方法如下,假設(shè)2008年的統(tǒng)計(jì)顯示,投入概念的數(shù)為482,7個(gè)一級(jí)指標(biāo)概念總數(shù)為10738,2008年投入概念的標(biāo)準(zhǔn)百分比為:
(2008“投入”的數(shù)/2008年總數(shù))*100%=(482/10738)*100%=4.4887%
從而,我們可以繪制一級(jí)指標(biāo)概念標(biāo)準(zhǔn)百分比折線圖,如圖2所示。
圖2 一級(jí)指標(biāo)概念標(biāo)準(zhǔn)百分比折線圖
由圖2可知,投入概念的標(biāo)準(zhǔn)百分比有上升趨勢(shì),這是因?yàn)楦鞯卣畬⒋罅康馁Y金投入電子政務(wù)中,加快信息技術(shù)與業(yè)務(wù)的融合;商業(yè)化概念的標(biāo)準(zhǔn)百分比也有上升趨勢(shì),這表明我國(guó)各地區(qū)在提供服務(wù)的時(shí)候正逐漸把公民當(dāng)作消費(fèi)者來(lái)對(duì)待,逐漸向服務(wù)型政府轉(zhuǎn)變;項(xiàng)目管理概念的標(biāo)準(zhǔn)百分比在2008年開始下降,這是由于2008年后,各地區(qū)已將其關(guān)注點(diǎn)從信息通信技術(shù)投入和部署轉(zhuǎn)移到人的技能和人力資本的增長(zhǎng)方面,項(xiàng)目管理概念標(biāo)準(zhǔn)百分比下降可以解釋為各地政府對(duì)技術(shù)和硬件的關(guān)注度降低;據(jù)2009年的數(shù)據(jù)顯示,組織文化概念的標(biāo)準(zhǔn)百分比已經(jīng)超過了18%,這說(shuō)明各地政府都在通過注重組織文化發(fā)展來(lái)促進(jìn)電子政務(wù)建設(shè)。
4 結(jié)論和建議
結(jié)合上述分析,筆者對(duì)我國(guó)電子政務(wù)建設(shè)提出一些建議:
? 我國(guó)電子政務(wù)建設(shè)曾因注重信息通訊技術(shù)部署而導(dǎo)致了數(shù)字鴻溝,筆者認(rèn)為硬件與軟件重視程度保持平衡可以進(jìn)一步縮小項(xiàng)目管理和知識(shí)管理的標(biāo)準(zhǔn)百分?jǐn)?shù)差。項(xiàng)目管理概念的標(biāo)準(zhǔn)百分?jǐn)?shù)平均為24.124%,而知識(shí)管理僅為12.999%。知識(shí)管理是任何一個(gè)知識(shí)型社會(huì)的基礎(chǔ)。在我國(guó)電子政務(wù)建設(shè)中,應(yīng)該注重知識(shí)管理的效益和效率,還應(yīng)該多關(guān)注人、流程和信息等因素,包括組織間信息共享和后臺(tái)信息集成,政府門戶網(wǎng)站設(shè)計(jì)開發(fā)者的技能水平以及電子政務(wù)參與者的特征等。
? 目前,國(guó)家在電子政務(wù)建設(shè)方面投入了大量資金,各級(jí)政府機(jī)構(gòu)建設(shè)電子政務(wù)的積極性都很高,政府網(wǎng)站數(shù)量也快速增加,但是政府網(wǎng)站的應(yīng)用水平卻不高。各政府部門應(yīng)在加快信息化建設(shè)的基礎(chǔ)之上,建立起跨部門的、綜合的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),使公民、企業(yè)與政府工作人員都能快速便捷地接入所有相關(guān)政府部門的業(yè)務(wù)應(yīng)用、組織內(nèi)容與信息,并獲得個(gè)性化的服務(wù),使“恰當(dāng)”的個(gè)體能夠在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間獲得恰當(dāng)?shù)姆?wù)。
? 電子政務(wù)的效率可以通過投資組合管理概念指標(biāo)反映,它的標(biāo)準(zhǔn)百分比平均為1.149%,是最低的。為了衡量各地區(qū)電子政務(wù)的真正能力,各地政府應(yīng)衡量實(shí)施電子政務(wù)后的財(cái)務(wù)狀況。通常情況下,投資回報(bào)率(ROI)、電子政務(wù)方面投資的盈虧平衡值、信息通信技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的凈現(xiàn)值可以作為有形因素來(lái)評(píng)估電子政務(wù)效率。
? 為了提高我國(guó)的電子政務(wù)能力,在政府門戶網(wǎng)站尚未規(guī)劃完善的情況下,各政府機(jī)構(gòu)不應(yīng)急于建立自己的政府網(wǎng)站,不應(yīng)大量開展電子政務(wù)的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)與管理的“外包”業(yè)務(wù)。此時(shí)的“外包”只會(huì)強(qiáng)化已有的各自獨(dú)立發(fā)展的格局,不利于將來(lái)技術(shù)、業(yè)務(wù)與管理的全面整合。
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[作者簡(jiǎn)介] 宗婷婷,女,1985年生,碩士研究生,2篇。
作者簡(jiǎn)介:侯文彬(1973-),男,河北張家口人,大連理工大學(xué)副教授,博士
摘要:針對(duì)客車車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的特點(diǎn),開發(fā)了客車車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)與優(yōu)化系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱BCD),建立了參數(shù)化的客車車身結(jié)構(gòu)概念模型以該模型為模板,實(shí)現(xiàn)了新客車車身結(jié)構(gòu)概念幾何模型的創(chuàng)建和車身尺寸參數(shù)調(diào)整,同時(shí)建立了車身系統(tǒng)的靜態(tài)剛度分析、低階模態(tài)分析、靈敏度計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算的自動(dòng)化過程,對(duì)車身的結(jié)構(gòu)性能和低階模態(tài)進(jìn)行了有效的預(yù)估最后,本文使用該系統(tǒng)計(jì)算了某客車車身結(jié)構(gòu)的剛度和低階模態(tài),并在保證車身質(zhì)量降低的情況下實(shí)現(xiàn)了剛度和低階模態(tài)的提高,有效的改善該車身結(jié)構(gòu)性能,實(shí)現(xiàn)了車身輕量化,驗(yàn)證了BCD系統(tǒng)的有效性和可靠性
關(guān)鍵詞:客車車身;概念設(shè)計(jì);車身優(yōu)化;輕量化
中圖分類號(hào):U46221文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
客車車身骨架是由薄壁桿件組成的復(fù)雜的空間高次超靜定結(jié)構(gòu),是整車的關(guān)鍵總成其受力情況復(fù)雜,結(jié)構(gòu)分析難度較大,并且其結(jié)構(gòu)性能的好壞與客車車身使用壽命直接相關(guān)[1-2]一般來(lái)說(shuō)客車車身結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足如下要求:具備足夠的靜態(tài)結(jié)構(gòu)剛度以滿足裝配及使用要求;強(qiáng)度上要能承受實(shí)際工況中出現(xiàn)的最大靜載荷及動(dòng)載荷,以保證其疲勞壽命;還應(yīng)具有合理的動(dòng)態(tài)性能以達(dá)到控制振動(dòng)和噪聲的目的[3-4]客車車身的開發(fā)流程可以分為:產(chǎn)品策劃、概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品試制、產(chǎn)品試驗(yàn)和生產(chǎn)準(zhǔn)備6個(gè)階段其中客車車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)階段對(duì)于整車開發(fā)具有重要意義,是保證整車性能、設(shè)計(jì)質(zhì)量及可靠性的重要階段,是集中體現(xiàn)創(chuàng)造性思維的階段在實(shí)際應(yīng)用中,客車車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)一直是客車車身開發(fā)的薄弱環(huán)節(jié)隨著設(shè)計(jì)人員對(duì)概念設(shè)計(jì)階段重要性認(rèn)識(shí)的加深,歐美等主要客車廠商越來(lái)越注重概念開發(fā)階段的工作,但是總體說(shuō)來(lái),客車車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的發(fā)展水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到轎車相應(yīng)水平[5]本文結(jié)合客車車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)階段的特點(diǎn),開發(fā)了客車車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)該系統(tǒng)在概念設(shè)計(jì)階段引入?yún)?shù)化設(shè)計(jì)思想、CAE分析和優(yōu)化方法,將參數(shù)化建模、CAE分析和優(yōu)化計(jì)算集成為一體,實(shí)現(xiàn)了CAE分析的智能化和“分析驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)理念,并且對(duì)于實(shí)現(xiàn)客車車身輕量化具有重要意義
1BCD系統(tǒng)介紹
BCD系統(tǒng)是在Siemens NX 件平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)實(shí)現(xiàn),其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,為三層體系結(jié)構(gòu)最頂端的用戶層提供了供用戶操作的向?qū)浇缑?,該系統(tǒng)將客車車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)階段復(fù)雜的操作分解為24步簡(jiǎn)單操作,使用UI Styler創(chuàng)建了與操作步驟對(duì)應(yīng)的交互式操作界面,并通過底層知識(shí)庫(kù)將已有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)作為默認(rèn)設(shè)計(jì)參數(shù)加載到對(duì)話框中,指導(dǎo)用戶操作邏輯層分為4個(gè)模塊,包括幾何建模模塊、有限元建模模塊、求解與后處理模塊和車身參數(shù)優(yōu)化模塊在幾何建模模塊中,用戶可以對(duì)系統(tǒng)提供的客車車身結(jié)構(gòu)概念模型的尺寸參數(shù)進(jìn)行編輯,以創(chuàng)建新的客車車身結(jié)構(gòu)概念模型;在分析模塊中用戶可以選擇分析工況類型,包括彎曲剛度計(jì)算、扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算和模態(tài)分析,系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)概念模型的網(wǎng)格劃分,加載梁截面屬性和材料屬性,設(shè)置載荷值和約束條件,用戶既可以選擇接受系統(tǒng)提供的這些參數(shù)的默認(rèn)值,也可以根據(jù)實(shí)際分析需要自行設(shè)置需要的參數(shù);在求解與后處理模塊,系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用 NX Nastran求解器進(jìn)行計(jì)算,然后生成后處理視圖和分析報(bào)告;車身優(yōu)化模塊的主要功能是對(duì)概念車身進(jìn)行靈敏度分析并進(jìn)行尺寸和形狀優(yōu)化,獲得優(yōu)化的車身結(jié)構(gòu)參數(shù)物理層指進(jìn)行車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)用到的各種數(shù)據(jù)庫(kù),包括車身模板庫(kù)、梁截面庫(kù)等,具體指保存有相應(yīng)信息的電子表格為了實(shí)現(xiàn)車身結(jié)構(gòu)概念模型的全參數(shù)化,在建立車身結(jié)構(gòu)概念模型時(shí)將所有參數(shù)信息都存儲(chǔ)在相應(yīng)的電子表格中,形成不同的參數(shù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)自動(dòng)加載參數(shù)庫(kù)中的參數(shù)信息,也可以將新的設(shè)計(jì)參數(shù)保存到參數(shù)庫(kù)中邏輯層和物理層通過NX/Spreadsheet電子表格技術(shù)建立聯(lián)系,在邏輯層和物理層之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞
2客車車身結(jié)構(gòu)參數(shù)化的定義實(shí)現(xiàn)
在BCD系統(tǒng)中,客車車身參數(shù)化的實(shí)現(xiàn)主要依靠模板完成,模板是一個(gè)帶有若干產(chǎn)品屬性的參數(shù)化的車身幾何模型,其形狀是可調(diào)節(jié)的系統(tǒng)通過模板可產(chǎn)生新的車身模型下面介紹模板及設(shè)計(jì)參數(shù)
21設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
1) 總體結(jié)構(gòu)參數(shù):輪廓尺寸(車長(zhǎng)、車高、車寬)、軸距、前懸、后懸因?yàn)閷?duì)于客車車身,接近角、離去角與車身蒙皮有關(guān),車身結(jié)構(gòu)概念模型不考慮車身蒙皮,所以沒有選擇接近角、離去角作為結(jié)構(gòu)參數(shù)圖2為車身結(jié)構(gòu)概念模型長(zhǎng)度方向上參數(shù)定義
2) 外觀特征參數(shù):前門寬度及高度、后門寬度及高度、前后輪輪框?qū)挾?、車窗高度前后輪輪框高度及車窗寬度通過調(diào)整梁位置實(shí)現(xiàn)尺寸調(diào)整
22概念模型的創(chuàng)建原則
建立概念車身參數(shù)化模型時(shí),既要考慮車身概念設(shè)計(jì)階段的特點(diǎn),也要考慮到后續(xù)參數(shù)化有限元模型的自動(dòng)生成,綜合考慮,提出了建立概念車身參數(shù)化模型應(yīng)遵循的原則為:
1) 將車身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為控件線框模型,在不改變車身結(jié)構(gòu)主要力學(xué)特性的前提下,忽略工藝孔、翻邊、小的肋板等對(duì)整體剛度影響較小的非承載件在自動(dòng)建立有限元模型時(shí),用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬計(jì)算
2) 對(duì)于同向焊接的兩根梁,因?yàn)槠浜附犹帍?qiáng)度近似等于材料內(nèi)部強(qiáng)度,故可將其簡(jiǎn)化為一根梁
3) 為了實(shí)現(xiàn)概念車身參數(shù)化模型的快速修改,需要給設(shè)計(jì)者提供合適的設(shè)計(jì)參數(shù)和約束條件,但是過多的約束將使模型過于詳細(xì),不符合車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的要求,約束過少又難以滿足整體設(shè)計(jì)要求
23設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
系統(tǒng)使用UG/KF技術(shù)建立客車車身結(jié)構(gòu)概念模型,模型屬性按照性質(zhì)的不同,可以分為兩部分,如圖3所示一部分是用于創(chuàng)建幾何對(duì)象的子規(guī)則,另一部分是用于表達(dá)幾何對(duì)象間參數(shù)關(guān)系的屬性子規(guī)則用來(lái)創(chuàng)建各種幾何對(duì)象,使用各種函數(shù)確定創(chuàng)建的幾何對(duì)象的參數(shù)關(guān)系屬性用來(lái)創(chuàng)建主要參數(shù),創(chuàng)建幾何對(duì)象時(shí)引用已建立的屬性,當(dāng)屬性值改變時(shí)即可改變幾何對(duì)象的參數(shù)在KF導(dǎo)航器中,建立新的子規(guī)則時(shí),選擇ug_point創(chuàng)建概念模型中的點(diǎn),選擇nx_line創(chuàng)建概念模型中的直線,選擇ug_spline_tru創(chuàng)建概念模型中的樣條線直線和樣條線表示車身模型中的梁綜合使用屬性和子規(guī)則可以實(shí)現(xiàn)各種參數(shù)化要求,達(dá)到參數(shù)化建模的目的
24客車概念模型的參數(shù)管理
BCD系統(tǒng)使用電子表格建立參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù),保存和管理各種參數(shù)信息這些參數(shù)信息通過UG/Spreadsheet接口導(dǎo)入到BCD系統(tǒng)中,通過調(diào)用相應(yīng)函數(shù)完成數(shù)據(jù)的讀寫及表單的建立、制作圖表等操作電子表格中存儲(chǔ)的參數(shù)信息可以分為概念模型幾何信息和用于建立概念模型的有限元模型的信息概念模型幾何信息包括車身主要尺寸參數(shù)、車身側(cè)圍梁位置、車身頂架梁位置信息、梁截面信息等用于建立概念模型的有限元模型的信息包括默認(rèn)的載荷值和約束情況、梁?jiǎn)卧畔⒌仍趧?chuàng)建參數(shù)化的概念模型時(shí),為了實(shí)現(xiàn)對(duì)已有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的重用,將國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和一些學(xué)者的研究結(jié)果作為經(jīng)驗(yàn),以約束和限制車身參數(shù)的修改范圍
2.5.1梁幾何位置調(diào)整
2.5.2梁的增加和刪除功能
BCD系統(tǒng)提供了梁的增加和刪除功能,便于用戶對(duì)模板的調(diào)整梁的增加功能是通過增加一個(gè)NX Studio Spline曲線對(duì)象, 然后附上相應(yīng)的截面、材料和有限元屬性
3客車車身結(jié)構(gòu)分析
客車車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)(BCD)的一個(gè)重要的設(shè)計(jì)理念就是在車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)階段引入CAE分析,系統(tǒng)根據(jù)已經(jīng)建立的客車概念車身參數(shù)化模型及用戶輸入的設(shè)計(jì)參數(shù)自動(dòng)生成概念車身有限元模型和載荷及邊界條件[6],用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行車身結(jié)構(gòu)剛度計(jì)算和模態(tài)分析
車身結(jié)構(gòu)剛度為:在不至于毀壞車身的外力的作用下,車身抵抗彈性變形的能力,是評(píng)價(jià)客車車身性能的一項(xiàng)重要指標(biāo),對(duì)車身其他性能如NVH性能和車身結(jié)構(gòu)耐久性都有很大影響[7]客車在正常行駛中,受車內(nèi)乘員、貨物等載荷的作用引起車身彎曲變形,形成彎曲工況;在特殊情況下,如汽車單輪懸空、對(duì)角輪騎障等,車身扭轉(zhuǎn)變形,形成扭轉(zhuǎn)工控車身結(jié)構(gòu)靜態(tài)結(jié)構(gòu)剛度分析包括車身彎曲剛度和車身扭轉(zhuǎn)剛度
客車車身進(jìn)行彎曲剛度分析時(shí),可以將車身整體簡(jiǎn)化為一根簡(jiǎn)支梁,對(duì)車架施加垂直載荷,使車身整體彎曲變形,測(cè)量最大撓度值,根據(jù)載荷和該撓度值就可以計(jì)算得到客車車身彎曲剛度BCD系統(tǒng)使用客車車身在扭轉(zhuǎn)載荷作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角大小來(lái)評(píng)價(jià)車身扭轉(zhuǎn)剛度,即用單位軸距長(zhǎng)度軸間相對(duì)扭轉(zhuǎn)角評(píng)價(jià)整車的扭轉(zhuǎn)剛度[8-9]BCD系統(tǒng)由式(1)計(jì)算扭轉(zhuǎn)角,由式(2)計(jì)算車身扭轉(zhuǎn)剛度
式中:GJ為車身的扭轉(zhuǎn)剛度;M為車身所施加的扭轉(zhuǎn)載荷;φ為車身扭轉(zhuǎn)角
客車在行駛時(shí),由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、路面不平等因素的存在,車身結(jié)構(gòu)會(huì)在這些振源的激勵(lì)下產(chǎn)生振動(dòng),當(dāng)振源的激勵(lì)頻率接近車身整體或者局部的固有頻率時(shí),會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象,出現(xiàn)劇烈的振動(dòng)和噪聲,甚至可能造成結(jié)構(gòu)破壞BCD采用NX Nastran SQL103求解器可計(jì)算100階以下低階模態(tài)
4客車車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
為實(shí)現(xiàn)剛度和模態(tài)綜合多目標(biāo)優(yōu)化,BCD系統(tǒng)綜合了折中規(guī)劃法和評(píng)價(jià)頻率法[10],采用式(3)作為綜合多目標(biāo)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),綜合了客車整車車身彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和一階彎曲和扭轉(zhuǎn)模態(tài)4個(gè)目標(biāo)
在進(jìn)行優(yōu)化時(shí),一般要對(duì)客車車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行靈敏度分析,這樣可以掌握車身結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)對(duì)設(shè)計(jì)變量的靈敏度,選擇較靈敏的變量作為優(yōu)化變量系統(tǒng)采用梯度法進(jìn)行靈敏度計(jì)算,集成了NX的Opt優(yōu)化迭代模塊,優(yōu)化變量可以為厚度和截面形狀因子
5設(shè)計(jì)實(shí)例
為了驗(yàn)證BCD系統(tǒng),下面結(jié)合某款客車的骨架結(jié)構(gòu)和尺寸,采用該系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程,并進(jìn)行結(jié)果對(duì)比與分析該車身結(jié)構(gòu)初次結(jié)構(gòu)分析結(jié)果如表1所示與原車分析數(shù)據(jù)相比,分析最大誤差為扭轉(zhuǎn)剛度11285%,其它誤差均在10%以內(nèi),主要原因在于概念結(jié)構(gòu)模型省略了一些加強(qiáng)筋所致,導(dǎo)致剛度有所下降
為了實(shí)現(xiàn)車身的輕量化,下面對(duì)車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),采用的優(yōu)化變量主要是尺寸厚度優(yōu)化目標(biāo)選用了彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度、一階彎曲模態(tài)和一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)4個(gè)目標(biāo)值,設(shè)定該目標(biāo)值大于當(dāng)前值,即保持目前車身結(jié)構(gòu)性能不減弱優(yōu)化約束為質(zhì)量小于當(dāng)前質(zhì)量,即車身變輕在考慮對(duì)稱的情況下,優(yōu)化變量選擇梁B1等23根梁的截面厚度值作為初選優(yōu)化變量,如圖5粗線條梁所示經(jīng)過靈敏度分析后,挑選11根影響較大的梁的厚度作為優(yōu)化變量如圖6所示
通過驗(yàn)證值與優(yōu)化前指標(biāo)進(jìn)行的對(duì)比,結(jié)果顯示彎曲剛度值提高了2489%,扭轉(zhuǎn)剛度值提高了0531%,整體扭轉(zhuǎn)振型頻率提高了0616%,整體彎曲振型頻率降低了0282%,滿足優(yōu)化目標(biāo)所設(shè)定的值,在車身結(jié)構(gòu)性能不降低的情況下車身質(zhì)量減少17095 kg,達(dá)到了車身減重的目的優(yōu)化結(jié)束后BCD系統(tǒng)使用優(yōu)化后的尺寸更新設(shè)計(jì)模型并產(chǎn)生車身的實(shí)體模型(見圖7),供后期設(shè)計(jì)使用
6結(jié)論
基于參數(shù)化模板技術(shù)開發(fā)實(shí)現(xiàn)了基于客車結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)與優(yōu)化系統(tǒng)——BCD,實(shí)現(xiàn)了客車車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和優(yōu)化的整個(gè)流程的一體化這對(duì)于縮短車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)周期和車身輕量化具有實(shí)際意義通過對(duì)某型號(hào)客車車身結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行的分析和優(yōu)化,驗(yàn)證了系統(tǒng)的正確性和有效性,該分析結(jié)果也可作為該客車車身后續(xù)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)參考,以指導(dǎo)車身輕量化設(shè)計(jì)
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概念設(shè)計(jì)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要,通過應(yīng)用概念設(shè)計(jì),可以從建筑結(jié)構(gòu)中體現(xiàn)出規(guī)范精神與先進(jìn)思想。換句話說(shuō),在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的過程中,設(shè)計(jì)師不僅需要充分發(fā)揮自身設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),而且還要有效應(yīng)用概念設(shè)計(jì),確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性與實(shí)用性。此外,國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)師還可以吸取國(guó)內(nèi)成功的經(jīng)驗(yàn),避免在概念設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)不必要的麻煩。
2.概念設(shè)計(jì)內(nèi)涵與發(fā)展
2.1概念設(shè)計(jì)內(nèi)涵
概念設(shè)計(jì)需要進(jìn)行緊急數(shù)值的計(jì)算,其是按照用戶需求分析,形成概念的產(chǎn)品,其是從抽象具體、從粗精以及從模糊清楚的過程。換句話說(shuō),概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用主要是指,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過程中融入概念設(shè)計(jì)理念。就建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)層面來(lái)看,部分無(wú)法進(jìn)行分析研究的難題,需要應(yīng)用概念設(shè)計(jì)來(lái)分析結(jié)構(gòu)體系,同時(shí)還要按照自身經(jīng)營(yíng)與分析結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu),進(jìn)而做好工程建筑抗震設(shè)計(jì)與總體布置。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,工程建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高,因此,需要在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用概念設(shè)計(jì),將設(shè)計(jì)主題思想變成設(shè)計(jì)的概念。
2.2概念設(shè)計(jì)發(fā)展的狀況
各種活動(dòng)中都會(huì)體現(xiàn)出概念設(shè)計(jì),并且概念設(shè)計(jì)的存在沒有意識(shí)性。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的背景下,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容越發(fā)復(fù)雜,加大了建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際設(shè)計(jì)難度,這就需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分應(yīng)用概念設(shè)計(jì)。但由于在概念設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中,很多研究者都是來(lái)自各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)于設(shè)計(jì)問題難以達(dá)成一致的觀點(diǎn),對(duì)于概念設(shè)計(jì)理解也就會(huì)存在分歧,可見,概念設(shè)計(jì)還不夠成熟,目前,還處在創(chuàng)建的階段。近幾年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,在某種程度上推動(dòng)概念設(shè)計(jì)發(fā)展[1]。
3.建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中關(guān)于概念設(shè)計(jì)的實(shí)例應(yīng)用分析
3.1工程簡(jiǎn)介
某棟大廈是集居家、商業(yè)與辦公為一體的高層綜合建筑,其建筑總面積是30500平方米,十六層主要包含三層裙房,四層大平臺(tái)上設(shè)置了娛樂活動(dòng)的場(chǎng)所與屋面花園,主樓的建筑高度為60米。五到十六層是辦公、餐飲與文化娛樂活動(dòng)的場(chǎng)所,而地下一層是人防地下室、設(shè)備用房與車庫(kù)。該大廈主樓使用剪力墻結(jié)構(gòu),而住宅樓主要使用框架的結(jié)構(gòu),住宅樓和主樓間設(shè)置了抗震縫;基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)使用鉆孔與沖孔灌注樁,且樁端的持力層是中風(fēng)化的基巖,而地下室的底板埋深大約是4.6米。由于建筑立面造型與平面布置加大了設(shè)計(jì)復(fù)雜性,因此,在該大廈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用了概念設(shè)計(jì),這樣僅可以提出出時(shí)代的特色,而且可以保證經(jīng)濟(jì)合理性。
3.2工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)于概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用
3.2.1在電算分析中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)
近幾年來(lái),計(jì)算機(jī)的信息技術(shù)發(fā)展迅速,各行各業(yè)普遍應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù),當(dāng)然,在工程建筑的行業(yè)中,也逐漸應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)。就實(shí)際應(yīng)用效果而言,計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在很大程度上降低了工程設(shè)計(jì)人員工作量。但是由于受到多種因素影響,計(jì)算機(jī)的軟件自身存在諸多缺陷,并且不同軟件的缺陷也存在差異。若是沒有科學(xué)、合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與軟件,就會(huì)嚴(yán)重影響到工程計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此,在電算分析的工作中需要充分應(yīng)用概念設(shè)計(jì),也就是借助計(jì)算機(jī)信息技術(shù)獲得結(jié)果以后,相關(guān)設(shè)計(jì)人員還要按照自身專業(yè)知識(shí)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn),準(zhǔn)確分析與判斷電算的結(jié)果,確保計(jì)算結(jié)果真實(shí)性與準(zhǔn)確性[2]。
3.2.2在方案選擇中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)
在選取建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的過程中,為了確保選擇方案經(jīng)濟(jì)性與合理性,需要融入概念設(shè)計(jì)思想。換句話說(shuō),在基礎(chǔ)方案選擇過程中,需要全方面考慮結(jié)構(gòu)類型、施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、荷載的分布情況與施工條件等因素,選取基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),需要按照前期實(shí)地勘察的報(bào)告來(lái)設(shè)計(jì),若是沒有獲得實(shí)地勘察的報(bào)告,需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員搜集相關(guān)資料,充分掌握工程施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)的情況,只有獲取完整信息,才可以確保設(shè)計(jì)工作準(zhǔn)確性與合理性。需要重視的是:同一個(gè)工程建筑結(jié)構(gòu)只可以使用一種結(jié)構(gòu),因此,在概念設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí),需要將地基潛力充分發(fā)揮出來(lái),并在條件允許情況下,進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算的工作。
3.2.3在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果時(shí),設(shè)計(jì)人員基本都了解初始尺寸與砼等級(jí),并計(jì)算結(jié)構(gòu)實(shí)際的剛度,然后按照剛度對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算,從而準(zhǔn)確判斷地震力,并獲取所需配筋數(shù)量。配筋數(shù)量、結(jié)構(gòu)剛度與地震力三者是呈正相關(guān)的管理,結(jié)構(gòu)剛度愈大,地震力就會(huì)愈大,所需配筋數(shù)量也就會(huì)愈多。如果配筋數(shù)量愈多,結(jié)構(gòu)剛度就會(huì)愈強(qiáng),地震力就會(huì)愈大。因此,不能盲目增加配筋數(shù)量,需要根據(jù)地震力情況來(lái)調(diào)整配筋數(shù)量,確保工程建筑的抗震效果。而將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用在工程抗震建設(shè)過程中,可以對(duì)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行拓展,充分結(jié)合配筋數(shù)量、地震力與結(jié)構(gòu)剛度三者之間的關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì),確保工程建筑抗震設(shè)計(jì)的效果。也就是,應(yīng)用隔震的效能概念設(shè)計(jì)措施,將隔震層設(shè)置于建筑整體與基礎(chǔ)間,或是設(shè)置于建筑的頂端,這樣能夠?qū)⒌卣鹆πЧ蠓冉档蚚3]。
關(guān)鍵詞: 有機(jī)化學(xué) 學(xué)習(xí)方法 思維障礙
目前,大部分學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)的相關(guān)知識(shí)不能夠完全掌握,要實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)的教學(xué)目標(biāo),首要任務(wù)就是創(chuàng)新學(xué)習(xí)、打破常規(guī)。有關(guān)常規(guī)認(rèn)知和現(xiàn)代信息理論研究證明知識(shí)信息滲透力越強(qiáng),學(xué)生的理解力就隨之增強(qiáng),進(jìn)而能夠提高學(xué)生整體的學(xué)習(xí)效率。據(jù)此可以系統(tǒng)歸納一般的學(xué)習(xí)程序:首先,學(xué)生要做到全面認(rèn)知學(xué)習(xí)材料,進(jìn)一步深入了解知識(shí)信息,全面掌握材料內(nèi)容。其次,認(rèn)真分析材料內(nèi)容,并熟知材料中各個(gè)部分的意思及其深層聯(lián)系。再次,根據(jù)之前所學(xué),系統(tǒng)記憶,把材料中各個(gè)部分的內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,將所有知識(shí)信息融會(huì)貫通,提煉知識(shí)要點(diǎn),列出大致知識(shí)提綱,結(jié)合之前所學(xué),消化理解轉(zhuǎn)為自己的知識(shí),為以后學(xué)習(xí)所用。最后,反復(fù)消化學(xué)習(xí),定時(shí)復(fù)習(xí)強(qiáng)化記憶。
1.有意義的有機(jī)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)
(1)圖表學(xué)習(xí)法。
圖表學(xué)習(xí)法,顧名思義就是用圖表的形式表示歸納好的相關(guān)化學(xué)知識(shí)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是從繪制好的表格和圖形上可以清楚簡(jiǎn)明地分析相關(guān)知識(shí)信息,便于記憶理解,提高學(xué)習(xí)效率。對(duì)不同的有機(jī)物結(jié)構(gòu)、特性和相關(guān)用途的歸納整理,有利于掌握完整系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
(2)系統(tǒng)學(xué)習(xí)法。
將相關(guān)的有機(jī)化學(xué)知識(shí)全面精簡(jiǎn),進(jìn)而系統(tǒng)化、精華化,形成聯(lián)系緊密的知識(shí)網(wǎng)的方法就是系統(tǒng)學(xué)習(xí)法。這種方法有利于學(xué)生把所掌握的分散、獨(dú)立的化學(xué)知識(shí)有效聯(lián)系起來(lái),形成完整系統(tǒng)的信息網(wǎng),全面認(rèn)知和理解有機(jī)化學(xué)知識(shí)。比如學(xué)生可以系統(tǒng)地將化學(xué)知識(shí)間的深層聯(lián)系繪制出特殊的知識(shí)網(wǎng),有利于加強(qiáng)記憶。
(3)規(guī)律學(xué)習(xí)法。
有機(jī)化學(xué)內(nèi)容中的有機(jī)物間的化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜多樣,但相互之間有一定的規(guī)律。在學(xué)習(xí)中不斷總結(jié)不同有機(jī)物間的規(guī)律,有利于更好地強(qiáng)化學(xué)習(xí)。比如及時(shí)總結(jié)各有機(jī)物間的化學(xué)反應(yīng)規(guī)律、同系物間的規(guī)律等。
(4)比較學(xué)習(xí)法。
比較學(xué)習(xí)法就是比較有機(jī)化學(xué)知識(shí)中的相似相同和不同之處,即在不同有機(jī)化學(xué)物間找出相似及相同的地方,或者在相同或相似的有機(jī)物間找出不同。通過比較,更加及時(shí)準(zhǔn)確地糾正學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤及誤區(qū)。如通過比較碳水化合物及酸堿醇等,區(qū)別出所含基團(tuán)的不同和特的不同,促進(jìn)有效學(xué)習(xí),避免陷入誤區(qū)。
(5)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)法。
將所學(xué)的整體化學(xué)知識(shí)信息按照某種聯(lián)系,如相似、相關(guān)或相反等關(guān)系,與零散的部分知識(shí)系統(tǒng)結(jié)合,形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu),例如醇類的羥基特性及其用途等結(jié)構(gòu)分析。
2.無(wú)意義的有機(jī)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)
(1)聯(lián)想想象學(xué)習(xí)法。
一般通過聯(lián)想和想象的方法學(xué)習(xí)無(wú)意義有機(jī)化學(xué)知識(shí)。無(wú)意義化學(xué)物知識(shí)相對(duì)孤立零散,可通過生活中的常識(shí)及無(wú)意義有機(jī)化學(xué)物間的相似和不同設(shè)定關(guān)系,進(jìn)而加強(qiáng)記憶。比方說(shuō)苯、四氯化碳分別與水混合后,有機(jī)物漂浮在上面還是沉在下面,這就聯(lián)系到各物質(zhì)間的密度大小問題。據(jù)此可以作類似深想想象并結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn),“苯”和“笨”,兩個(gè)字的結(jié)構(gòu)近似進(jìn)而形象記憶,竹在上木字在下,木頭浮在水上,可以簡(jiǎn)單地記住苯在水的上層。也可以發(fā)揮想象,只要便于個(gè)人記憶理解就行。
(2)借助操作增強(qiáng)學(xué)習(xí)法。
在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中有很多動(dòng)手實(shí)驗(yàn),在個(gè)人動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的過程中,結(jié)合理論知識(shí),將理論與實(shí)踐相結(jié)合,總結(jié)相關(guān)化學(xué)知識(shí)信息,有助于知識(shí)的深刻記憶。
(3)學(xué)生之間爭(zhēng)論學(xué)習(xí)法。
教師教學(xué)可以設(shè)置不同的知識(shí)誤區(qū),進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生思考,有利于正確記憶,提高學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。
3.學(xué)知識(shí)的組織策略是良好認(rèn)知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建
(1)列出經(jīng)典實(shí)例,讓學(xué)生準(zhǔn)確理解基本概念的屬性。
什么是概念呢?就是用符號(hào)所代表的擁有相同屬性的一類事物。在有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)中,基本的化學(xué)概念一般分為概念名稱、概念定義、概念實(shí)例和概念屬性等方面。所以對(duì)于中學(xué)有機(jī)化學(xué)概念需要全面掌握,學(xué)生死記硬背化學(xué)定義和專屬化學(xué)名稱是不正確的,學(xué)生需要以主動(dòng)積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和豐富的思維過程系統(tǒng)認(rèn)知化學(xué)概念。細(xì)而言之,通過教學(xué)中的實(shí)例分系,系統(tǒng)地對(duì)化學(xué)概念總結(jié)和歸納,從而讓學(xué)生全面掌握不同化學(xué)物間的相似特性,進(jìn)而提高學(xué)習(xí)能力。在化學(xué)概念學(xué)習(xí)的一般程序中,如何正確合理地選擇經(jīng)典的化學(xué)實(shí)例和科學(xué)分析是至關(guān)重要的。倘若教學(xué)中實(shí)例不足,會(huì)導(dǎo)致學(xué)生僅僅是單純地記憶了化學(xué)概念的定義和名稱,對(duì)其屬性不能夠正確理解,不利于對(duì)化學(xué)概念的全面掌握。只有在教學(xué)過程中,選擇合理的不同的化學(xué)實(shí)例,才能正確引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)概念全面理解。并通過實(shí)例的分析和科學(xué)總結(jié)讓學(xué)生做到創(chuàng)新思維,在比較分析和思考中舉一反三,正確掌握化學(xué)概念的本質(zhì)屬性,加強(qiáng)對(duì)化學(xué)概念的理解,明確學(xué)習(xí)化學(xué)概念的基本特性及功能用途,等等。舉例說(shuō)明,如化學(xué)中同系物的基本概念,材料定義是:“結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一或若干個(gè)CH原子團(tuán)的物質(zhì)互稱同系物?!睂W(xué)習(xí)此概念,教師可以引導(dǎo)學(xué)生正確理解該化學(xué)概念,先說(shuō)明同系物概念的基本屬性,強(qiáng)調(diào)“結(jié)構(gòu)相似”和“在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH原子團(tuán)”兩個(gè)關(guān)鍵。之后列舉經(jīng)典實(shí)例,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)例認(rèn)真比較分析、歸納。如甲、乙、丙、丁等烷類化學(xué)物都有相鄰?fù)闊N,正因?yàn)樗鼈兘Y(jié)構(gòu)上相似,分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH原子團(tuán),所以它們互稱為同系物。與此類似,學(xué)習(xí)烯烴時(shí),可以讓學(xué)生依據(jù)同系物概念的屬性判斷乙烯、丙烯、丁烯等烯烴,它們也屬于同系物。
(2)依據(jù)循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)規(guī)律,讓學(xué)生在層層遞進(jìn)的學(xué)習(xí)中強(qiáng)化對(duì)化學(xué)概念的記憶。
許多教師一味地讓學(xué)生在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)概念時(shí),急于求成,反而事倍功半。要按照學(xué)生一般的認(rèn)知規(guī)律,循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí),從基本到特性認(rèn)知,層層深入,由淺入深,讓學(xué)生在潛移默化中強(qiáng)化對(duì)化學(xué)概念的掌握,全面理解化學(xué)概念的深層次內(nèi)涵,把握化學(xué)物質(zhì)的本質(zhì)屬性。只有深入掌握了化學(xué)概念的本質(zhì)內(nèi)涵,才能做到概念意義上的擴(kuò)延,思維創(chuàng)新,提高學(xué)習(xí)效率。
總之,有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)過程是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,我們需要在學(xué)習(xí)中摸索,善于總結(jié)和思考,才能打破有機(jī)化學(xué)的思維障礙。
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