时间：2022-09-03 01:49:01
导语：在概念设计论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
在均布荷载作用下构件的弯矩与跨度成二次方的关系，因此楼板压型钢板布置凸肋时应尽量沿板的短跨布置以提高楼板的平面外刚度，减小挠度。同理，次梁布置时宜按房屋的短向布置以取得较大的刚度［1］。该工程在主梁布置时采用X向与Y向均与柱刚接的方式，这样既增加了主梁的竖向承载能力，又增加了结构的抗侧刚度和冗余度，结构的安全储备得到增强，而且在罕遇地震时可以靠梁柱节点的塑形变形来消耗地震能量［2］。屋面结构布置时，考虑到边榀框架刚度较大，而中间榀作为大跨度框架刚度十分弱，中间与两侧变形差异较大对于结构十分不利［3］；而屋面板为夹芯板，其平面内与平面外刚度均较弱，不能有效地协调竖向构件的变形，故设计时采用了设置水平支撑的方式，具体见屋面结构示意图，如图2所示。由于水平纵向支撑平面内刚度较大能够有效协调竖向构件的侧移，且B、C轴柱顶传来的风荷载可以由横向支撑传到A、D轴边榀框架，传力简单明确，并且由于设置了横向支撑及撑杆，减小了2至5轴屋面梁的平面外计算长度，增强了梁的稳定性，能够使梁的截面较小从而取得较大的经济利益。其中，在软件中建立计算模型时屋面支撑可按PKPM（STS）中的斜杆输入。屋面支撑设计时横杆可按压杆设计，斜杆可按拉杆设计，横向及纵向支撑从概念上可以看成桁架，布置简单，受力明确。
2立面结构布置
立面布置时空间大、四周柱高度较高，一侧没有框架梁与之相连，详情见中榀框架立面示意图，如图3所示。故其计算长度较大，长细比难以满足规范要求的限值，长细比λ＝l／i（l为柱计算长度、i为柱截面回转半径）。因此，要减小长细比需从减小柱计算长度l及增大相应方向的回转半径入手。由《钢结构设计规范》GB50017—2003附录D［4］可知，柱上下两端与之相连的框架梁刚度与柱刚度之比越大，柱计算长度越小。该工程设计时就将柱下端的框架梁适当地加大了，并且将工字形截面柱的弱轴放在了没有框架梁的一侧，使i值明显加大，通过以上两种措施长细比得到了有效的控制。需要指出的是：工作经验较少的设计人员往往看到柱的长细比不满足设计要求就加大柱截面，调整完后再一计算发现长细比不仅没变小而且还有可能变大。从上边的分析可知，框架梁截面不变，柱截面加大，梁柱线刚度比的数值减小即梁对柱的约束减弱，从而柱的计算长度系数就越大；而柱截面增大并不能有效增大回转半径i，故单纯增大柱的截面往往起不到降低长细比的效果，反而得不偿失。而该工程横向为3跨，纵向为5跨，因此宜将工字形框架柱的弱轴宜沿横向（Y向）布置以增强横向刚度。经软件PKPM（SATWE）计算后，得出前三阶周期，如表1所示。由于结构材料为钢材，强度较高，故按强度控制需要的构件截面较小，而截面小直接导致结构刚度较弱不能满足设计规范对位移的要求。若加大梁柱截面需要耗费较多的材料，且结构刚度提高得并不明显，效果也不好。无支撑框架的变形主要为梁柱的弯曲变形，而支撑的变形主要是轴向变形。众所周知，相同的荷载、相同的截面轴向变形远小于弯曲变形，根据这个常识，该工程在框架的周圈布置上支撑以增加结构的抗侧刚度，如图4所示。根据多道防线的概念设计，需要指出的是框架－支撑体系中，支撑框架是第一道防线［4］，在强烈地震中支撑先屈服，内力重分布使框架部分承担的地震剪力必须增大，二者之和应大于弹性计算的总剪力。故设计规范要求，框架部分按刚度分配计算得到的地震剪力应乘以调整系数，应不小于结构底部总地震剪力的25％；最终在结构底部总地震剪力的25％与框架部分计算最大层剪力的1．8倍这两个数值之间，选取较小值。柱间支撑的布置有多种形式，常见的中心支撑有“X”形、“人”字形及“K”形等等。1）其中“X”形支撑可按拉杆进行截面设计，即在水平力的作用（地震作用或风荷载作用）下，支撑交叉斜杆受力为一拉一压，考虑支撑斜杆在压力的作用下退出工作，只剩受拉力的杆件起作用，按杆件受压计算截面承载力时，计算公式为N＝×f×A（f为材料强度，A为截面面积，N为承载力），应该考虑构件的受压稳定系（＜1）数以防止构件的稳定性不足而发生失稳破坏，而按拉杆设计时可不必考虑受压稳定系数的影响。因此，按拉杆设计时所需截面小于按压杆设计所需界面，故能够取得较好的经济效益，需要指出的是根据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010第8．4．1条第1款规定一、二、三级中心支撑不得采用拉杆设计，四级采用拉杆设计时，其长细比不应大于180。而由于该工程抗震等级为三级，故计算时不能采用拉杆设计。2）“人”字形支撑在相同的由梁柱构成的框架区格内，其斜杆构件长度一般小于“X”形支撑的斜杆构件，故其经济性较好。但是根据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010第8．2．6条第2款规定：人字支撑和V形支撑的框架梁在支撑连接处应保持连续，并按不计入支撑支点作用的梁验算重力荷载和支撑屈曲时不平衡力作用下的承载力；不平衡力应按受拉支撑的最小屈服承载力和受压支撑最大屈曲承载力的0．3倍计算［5］。必要时，人字支撑和V形支撑可沿竖向交替设置或采用拉链柱。按此规定计算后钢材的用量可能并不能比“X”形支撑的框架钢材整体用量少，故可根据具体的工程具体分析采用哪一种支撑形式。3）“K”形支撑由于其斜杆交汇点在柱中位置处，在罕遇地震作用下，在支撑交汇点处比较容易出现塑性铰。而该塑性铰出现在柱中，容易造成结构的整体垮塌，有悖于“强柱弱梁”的设计概念，因此从抗震角度来讲不宜采用“K”形支撑。支撑的截面形式可采用单槽钢、单角钢、双角钢、双槽钢、H形钢、钢管等等。以上几种截面除钢管外均有弱轴，在相同的计算长度内，在压力作用下构件一般较弱轴失稳，而强轴方向又得不到充分的利用，而圆钢管沿任意直径方向均对称，截面能够得到有效的利用，因此该工程支撑截面选用的是圆钢管。除了上述的中心支撑，还有偏心支撑。偏心支撑顾名思义即支撑杆件的轴线与梁柱的轴线不是相交于一点，而是偏离了一段距离。这样设计的好处是可以将框架梁的一段设计成耗能梁段从而吸收耗散地震能量。该工程未采用这种支撑，故不做详细的讨论。经计算与分析表明：相邻的两跨柱间布置的两道支撑刚度要大于相隔的两跨柱间布置的两道支撑刚度，即两道紧贴的支撑刚度要大于分离的两道支撑刚度。原因是两道分离的支撑刚度之和仅为各自刚度的相加，而两道紧贴的支撑由于其合并在一起，其力臂加高了一倍，故其刚度肯定要比各自刚度相加的数值要大，故设计时宜将支撑紧贴在一起布置以取得较大的抗侧刚度。但是该工程由于工艺布置的要求，墙面上有许多洞口，所以不能按上述的原则布置支撑，而只能将支撑分离开布置。因此，在布置支撑时不应只从结构力学的角度来进行设计，还要考虑设计工艺的要求，尽量做到经济合理、安全适用。
3柱脚设计
要使学生形成内能正确的概念，首先应从具体的事例出发，即通过联系学生在生活中观察到有关内能的物理现象，使学生明确建立概念的事实依据，因此我创设物理情景，用水蒸气冲开橡皮塞的实验引入课题，以建立起对内能的表象，这是形成内能概念的基础．由于内能是从微观的角度来讨论的，所以只能从大量的宏观现象出发，进行抽象概括，最后形成内能的概念。因此，提供必要的、足够的感性材料，可以降低学生对内能概念理解的难度，所以我还是做了扩散实验、拿弹簧引入分子势能、质量大小不同的两杯水、质量大小不同的两块木板说明分子数目，拿两个球模拟分子之间的距离、汤勺放在热水里等几个小实验，为学生提供力所能及的帮助。但概念的形成，并不是感性材料的堆积，不能只提供形成概念的事实依据而不同时引导学生进行科学的思维活动，要引导学生进行抽象概括，抓住内能概念的本质特征。因此，我抓住新旧知识的内在联系，用类比的方法得到内能的定义，又运用比较的方法把内能和机械能区分开来，找到两者的根本差别，形成比较清晰的概念。
二、理解物理概念的内涵
只有理解了内能与很多因素有关，才能知道为什么“温度高的物体内能一定大”是错的，只有知道了热量是过程量，才能明白为什么“高温物体含有的热量多”是错的，只有知道明白热传递的实质，才能明白为什么“高温物体吧热量传给低温物体”是错的，因此精心设计了内能的大小与哪些因素有关教学内容，通过课件呈现大量的事实、数据和模拟动画等，为学生理解内能的内涵提供切实有效的帮助，体现教师的主导作用。最后的一道反馈题也具有较好的典型性、针对性。
三、了解物理概念的外延
学生如果没有理解内能的概念，单纯地从文字去理解很难回答这个问题，从教学效果来看，有相当一部分学生在内能概念的学习上显得很生涩，对概念无从谈起。如果老师引导学生从物理概念本身来分析，内能是指物体内部所有分子做无则运动的动能和分子势能的总和。这个概念的外延即泛指物体内的一切能量，那么它的外延明显就宽于热能。热能本质上指物体内部所有无规则运动的动能，热能属于内能范畴，但内能不光包括热能。从概念间的关系看，内能和热能亦是一种从属关系。引导学生认识了概念的外延，就加深了对概念本身的理解，更容易辨析其他相关的易混淆的概念了，问题自然迎刃而解。
四、了解概念与有关概念的联系与区别
概念与概念之间既有联系，又要通过比较，了解概念之间的区别，避免概念之间的混淆不清，这对于学生正确地理解概念，也是十分必要的．本节课内能与机械能，温度、热量、内能几个概念之间既有联系又有本质区别的概念，学生只有认清了它们之间的联系与区别，才能准确地理解以上的概念．教学中能引导学生进行思维加工，抽象概括出概念的本质属性，其中对比是一种有效的方法。例如上文所述，内能的概念可以概括成分子动能和分子势能两部分的能量，而机械能可以概括成宏观上的物体动能和势能的总和，本质上内能是微观层面，机械能是宏观层面；内能本质上是状态量，而热量是热传递过程中的过程量，所以不能说“具有多少热量”；温度是表示物体冷热程度的状态量，温度不能“传递”和“转移”，但两个不同状态间是可以比较温度高低，反映温度差的，存在了温度差，就会发生热传递，在这个传递过程中，吸收或放出热量。
五、学会运用概念
定性研究由于耗时大，一般不可能大规模开展。同时定性研究更依赖于设计师的主观分析，其结果的质量和完整性也十分依赖于设计师的自身素质。但设计师从用户行为的角度去作定性分析，对于启发设计思维，洞悉用户潜在需求，寻找设计机会点非常有帮助。如果定性调研是直接服务于产品设计，那么产品设计者本身参与是最直接、最有效的将定性研究转化为设计力量的方式。设计师在此基础上进行创意设计，更有可能设计出能满足用户需求、超出用户期望、让用户感动的产品。
常用定性研究方法及开展方式
在产品设计的开发期、进入期、成长期、成熟期、衰退期各个阶段，定性研究有不同的重点和方法，比如开发期主要运用定性研究去洞察目标用户需求，满足需求的路径等，成长期运用定量研究与定性研究相结合去收集用户反馈，进行数据发掘，增加产品新特性，保持用户群的增长。本文主要介绍从产品设计师的角度在产品的开发初期为了获取设计机会点进行创新概念设计常用的两种方法：
1.观察法
观察法是指在自然条件下，有计划、有目的地直接观察用户的言行举止、表情变化、操作行为等，从而分析其心理活动和认知、行为规律的方法。在心理学中，观察是一种获得感性认识积极主动的方式，是一种有目的、有计划的知觉过程。一般按观察目的确定观察对象、方式和时机；观察内容为被观察对象言行、表情、动作等。观察法直观、生动、更接近真实，不受被观察者的意愿、防备心理和回答能力影响的优点，而且它简便易行、灵活性强、可随时随地进行；缺点是被动地等待，通常只有行为和自然的物理过程被观察到，对于被观察者的动机、态度、想法和情感要做分析和推理，这对设计师的主观分析能力要求较高。在产品开发前期研究与设计中，无论是为了获得产品属性的相关数据，还是为了获得用户使用产品的实际情况、了解特定群体的生活方式，拜访用户并观察用户怎样进行生活是极其重要的定性研究方法之一。
2.访谈法
访谈法是设计人员通过和受访人的交谈来了解受访人的心理和行为的心理学基本研究方法。对于产品调查来说，访谈是用于发现用户实际产品使用情况和实际评价产品态度的一种方法。通常是以采访者同用户一对一交谈的形式展开，按方式分为入户访谈、定点预约访谈、电话访谈。其中，面对面访谈一般设置一个主访人员，一个记录人员。根据访谈进程的标准化程度，可分为结构型访谈和非结构型访谈，前者是按定向的标准程序进行，通常采用问卷或调查表；后者指没有定向的自由交谈。在一个完整的访谈过程中，这两种形式通常交叉进行。
无论哪种访谈形式，一般在进行访谈前都应明确想得到的信息，设计访问逻辑、框架，并且列出所有要访谈的问题清单，即访谈脚本，然后制定相关顺序，并且决定怎样记录用户的回答信息，准备相关的记录设备。访谈一定数量的用户之后，访谈脚本根据访问情况不断进行修改和更新，以便得到更加详实的用户观点。
定性研究驱动概念创新的应用
企业在产品开发初级阶段，首先要明确谁是目标用户，产品将满足他们哪方面的需求，最终构思用户的需求如何被满足，规划具体的产品设计与开发。投入大量的定性研究工作对于开发突破性新产品是必不可少的，寻找问题、挖掘需求、形成概念的过程是整个产品开发的重要阶段。笔者在TCL研究院参与了针对孕妇这一群体的医疗产品开发项目，在项目开展初期，主要运用了观察法和访谈法了解用户需求、挖掘设计概念。首先通过对医生及医疗产品卖场的走访，小组讨论制定了表1的访谈提纲，在访问的过程中注意观察用户真实的使用状态、使用过程，通过访谈探索这一群体对医疗产品的态度、期望流露及未被满足的潜在需求。
在对2个孕妇访谈结束后，我们对访谈提纲进行了优化，接着对10个孕妇进行再访谈，随后各小组通过研讨会的形式分析整个研究中发现的问题，总结机会点，讨论解决方案。在这个阶段，团队成员的合作将从具体转为抽象，通过抽象思维确定设计主题和寻找解决问题的机会，运用头脑风暴去发展尽可能多的、具体的产品概念。在与多个孕妇访谈及观察其生活方式、生活环境后，我们发现这一群体对于“辐射”一词非常敏感，她们担心现在的生活环境中存在大量的电子设备，这些设备带来过多的辐射，过量电磁辐射会给胎儿的生长发育带来危害，比如畸形、自然流产等后果。甚至有一位孕妇因为担心这个问题，在自己的卧室里只保留了电灯泡这个“唯一”的电器。面对这个问题，孕妇这一群体基本都有防范措施，被访的12位孕妇都备有防辐射服或防辐射背心，这存在一个矛盾：有防辐射服，同时又惧怕辐射，为什么会出现这样的情况？“不知道它有没有起到防辐射的作用”。“能起多大作用呢？要是辐射量很大，它能抗得住不”？“洗过几次防辐射服，不知道它还能起到作用不”。
“我觉得最安全的就是别去有辐射的地方”。———（摘自访谈记录）通过这些访谈记录及访谈过程中大部分孕妇所表现出来的态度，经过小组讨论，我们得出一种合理的解释：辐射是无形的，看不到也摸不着但是又无处不在；防辐射服的防辐射效果也是无形的，它没有给用户（孕妇）一个清晰的反馈效果，所以导致了用户（孕妇）对于防辐射服的质疑与担心。
可以明确孕妇这个群体对于清晰“防辐射”的期望，得出一个机会点：用户（孕妇）需要一个产品，这个产品可以把辐射视觉化，同时能以某种显性的方式提醒孕妇离开辐射过量的环境，当然这个产品不能替代防辐射服，它更多的是帮助准妈妈了解自己所处的环境，减少心理负担，给自己和宝宝营造安全、绿色的生长环境。这次定性研究驱动了一个新的产品概念设计———《保贝》，如图5、6，它是一个环状佩戴装置，由可降解的硅胶材料制作，柔软舒适。辐射探测端主要由面盖A、B，体温温差模块，辐射探测芯片，微型马达，储电纽扣电池五个部分组成。利用辐射探测芯片探测周围环境的辐射量，当辐射威胁到用户的身体健康时（如50CM的距离内有超过16mg的辐射存在），警示LED灯亮起，辐射探测端由绿色变成粉色，同时微型马达振动，从视觉和触觉两个维度去提醒用户离开辐射过量的环境。
如图3，利用情境故事版生动描绘了用户的行为，《保贝》的使用场景。这可以帮助整个开发团队更深入地沉浸到目标用户的世界中去，从中发掘用户的需要，更好地站在用户的角度去思考和体会。
自始至终，特别是产品开发初期识别产品机遇的模糊阶段，设计开发工作人员坚持运用定性研究的各种方法保持与用户的紧密联系，这是一个反复推敲、不断吸取用户和其他相关人员意见的过程，是一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体、不断进化的过程。定性研究为产品的概念设计提供了丰富的背景素材，针对出现的问题提出相应的概念模型，概念模型也是一种容易被人理解的传达，利于开发团队的共识与合作。《保贝》得到2010光宝创新奖的认可也验证了定性研究对于探索用户潜在需求、开放思维的价值。
【关键词】建筑结构；抗震概念；实际设计；理解
地震是一种破坏力较强的自然灾害，主要损害建筑结构，进而导致承重构件或地基失去作用。现阶段，人们还不能深入的认识到地震的损坏机理，直接影响了抗震计算的精确性。概念设计是一种指导总体方案开展的方法，良好的概念设计不仅给日后建筑工程结构计算及工程造价等奠定基础，同时还实现了抗震设计的目的，具有较广的应用意义，必须及时进行分析。
1.建筑抗震设计
目前随着经济的发展，抗震结构设计已经呈现出新的发展趋势，可利用基于性能结构抗震现场理论、材料抗震模糊可靠度等方法进行建筑抗震设计。但是建筑地震灾害依然在反复发作，虽然很多建筑设计师已经认识到以上技术的局限性，但是由于建筑结构还会受到地形、规划、工程造价、施工技术等多方面因素影响，导致“概念设计”开始被人们重视起来，并加大了对其的研究。概念设计不仅完善了建筑结构，同时综合全面的分析了地震所产生的影响，掌握了地质活动破坏机制，并可以综合全面的了解抗震设计规范与准则，在长期实践中还可以不断提升建筑结构的抗震水平。
2.建筑结构抗震概念设计遵循的原则
2.1建筑选址并确定地基稳定条件
合理的规划选址已经成为建筑设计成功的基础，对建筑结构抗震设计整体质量具有很大影响。实际操作中要求规避地震不利地段，尽量选择安全稳定的建筑场地，如果受各方面因素影响，导致实际操作中无法避开不利地段，必须结合实际情况采取针对性的措施，提高地基稳定性与安全性。现有基础设计规范中明确指出，结构单元中个别应地质因素而采用天然地基或桩基的做法不可取，尤其是不允许在地震高发段建设建筑物。地震作用力较强，一般会引起承载力降低或出现基土液化，进而影响了地基稳定性，容易出现建筑开裂、倾斜和倒塌等问题。同时受地震影响所产生的滑坡、泥石流等情况也与建筑选址密切联系，保证建筑基础稳定已经成为提高抗震力的核心条件。
2.2选择有利于建筑的立面或平面
为了避免地震发生时产生应力集中、扭曲或塑性变形等问题，要求建筑平、立面必须合理设置，一般要求建筑物的平、立面布置对称，同时质量和刚度均匀，尽量避免楼盖错层。实际操作中可从两反面操作，一方面，不设抗震逢，对建筑物进行结构抗震分析，了解局部应力和变形集中及扭转等的影响，并采取加强措施进行处理。另一方面，设置抗震缝，将建筑物划分为很多结构单元，可结合抗震设防强度、材料种类、结构型号及单位布置，并留有足够的宽度，要求伸缩缝与沉降缝满足防震缝要求。控制好建筑刚度与质量变化，各个楼层不能错层，条件允许时可在每层设置防震缝，可根据建筑结构实际情况设置。一般体型结构复杂的建筑必须给其设置计算模型，并展开抗震分析。
2.3选择科学合理的抗震结构体系
抗震结构体系要求从建筑重要程度、房屋高度、地基基础、技术、经济及使用等多方面进行判断。通常选择建筑结构体系时，必须满足以下条件：（1）具有详细的计算简图，并有恰当的传递地震途径；（2）具有较强的强度、耗能及变形能力；（3）设置多道地震防线，避免部分结构或构件对整体构件造成影响；（4）控制好强度与刚度，避免局部形成薄弱部位或者应力或塑性变形集中；（5）控制好结构在两主轴之间的动力特性。设计构件连接时，要求满足以下条件：（1）构件节点强度不能低于连接构件强度；（2）装配结构连接整体性必须得到保证；（3）预埋件锚固强度不能低于连接构件强度。选择抗震结构构件时，要求满足以下要求：（1）砌体结构必须结合施工要求，合理设置混凝土圈梁与构造柱，提高结构抗震水平；（2）设置钢结构构件时，要求控制好其尺寸，避免出现局部或整体构件失稳；（3）混凝土结构构件必须合理选择尺寸，配置好箍筋与纵向钢筋，避免剪切在弯曲前破坏，同时要求混凝土压溃先于钢筋屈服、钢筋锚固粘接在构件破坏前损坏。
2.4计算校核的必要性
目前计算机辅助设计系统已经广泛应用到结构设计中，而且应用范围较广，实际分析中，可应用计算机相关软件完成设计与校核。软件是辅佐校核的工具，实际操作中为了提高校核效果，必须由具有丰富经验的结构设计技术人员分析，同时掌握软件的适用范围、条件、计算模型等，深入理解设计规范，而且要端正自己对待工作的态度，只有如此，才能反复进行验证，进而将精确校核的计算结果成功应用到工程项目建设中。
3.正确处理主体结构与非承重结构的关系
主体结构与非承重结构关系的处理已经成为抗震设计的基础，具有减少地震损失及避免附加震害的作用。附属结果构件要求必须与主体结构或锚固稳定连接，避免实际操作中出现设备损害或砸到人员等问题出现。设置围护墙与隔墙时，必须综合考核结构抗震所产生的不利影响，避免设置不恰当损害主体结构。例如，厂房柱间或框架填充不完整时，就会损坏柱子。此外，吊挂件、装饰贴面与幕墙均要与主体合理连接，避免地震时造成人员伤害。
4.控制好材料与施工质量
材料选择与施工质量控制对抗震结构设计具有很大作用，不仅提高了施工质量，还保证了其他工序的顺利开展。目前抗震结构设计中已经对材料与施工质量提出了要求，必须在设计文件中明确，具体操作如下：（1）黏土砖等级要求不低于MU10，同时控制好砌筑砂浆强度与等级，不呢低于M5；（2）混凝土抗震与强度等级均使用一级框架梁、柱与节点，要求不能低于C30，芯柱、基础与圈梁不应低于C30，其他构件不能低于C20；（3）混凝土小型砌块强度控制在MU7.5，要求砌筑砂浆强度在M7.5以上；（4）控制好钢筋强度，要求纵向钢筋使用Ⅱ、Ⅲ级变形钢筋，箍筋为Ⅰ、Ⅱ热轧钢筋，构造柱与芯柱使用Ⅰ、Ⅱ级钢筋。进行钢筋混凝土结构施工时，由于实际设计中缺少规定的钢筋型号，使用其他规格型号的替代时，不能使用屈服强度较高的钢筋替代原始钢筋。实际替换中可结合截面实际屈服强度合理换算，并要求替代后构建曲面屈服强度不能超过原截面屈服强度。此种操作的主要目的是减少了薄弱部位转移，避免了混凝土脆性损坏，如剪切破坏或混凝土压碎等问题。
5.结语
建筑结构抗震设计时一项较系统的工程，改变以计算为中心的传统设计、评估与校核，实现了设计者多年经验与设计规范的结合，避免了盲目开展计算工作，对抗震设计创造了独特的发展空间，并真实展现了结构的实时情况，进而科学合理的进行抗震设计。
作者:柴梅卿 单位:国家林业局西北林业调查规划设计院
参考文献
[1]张松林.浅谈建筑结构抗震概念设计的进展[J].江苏建筑,2015,(04).
[2]黄传刚.浅谈房屋建筑中结构抗震概念设计的运用分析[J].科技创业家,2014,(07).
[3]武玉梅.浅谈建筑结构抗震概念设计的重要性[J].中外建筑,2014,(05).
艺术设计素养和对于设计原创的坚持
中国的设计一向被世界嘲笑缺乏新意，往往是因为，我们所表现的是别人的东西留给我们的记忆，而我们自己作为设计师却往往缺乏想法。而这一点，对于概念设计这个纯粹的创意表现领域岗位而言，是不可沾染的剧毒。我们要做的是：把我们所设计的概念给予他人，并能令他们乐于接受。而不是照搬曾经成功的作品留给我们的记忆！原创，必须坚持。但坚持的前提是教会学生如何去想，如何来创意。曾有人这样说过：“中国的确有太长一段历史造就了不敢想的人，不敢想的人养出了习惯不去想的人，习惯不去想的人养出了根本不愿去想的人，根本不愿去想的人又养出了完全不懂怎么想的人——完全不懂怎么想的人养出了不知道为什么而活着的人。”这是个深远的悲剧，必须改变他，并且越早越好。
游戏角色的设计和表达能力
技法的训练。岗位对人员要求的重点和敲门砖很大程度上在于技法。画得出，但在作品里用不上不是本事；同样，想得出，但表达不出也不是本事。对于绘画和表现技法的能力训练。直接决定了学生在岗位竞争的战斗力。
对于三维造型的认识
作为三维角色造型的前修课程，这是为了更好地课程衔接。
《游戏角色概念设计》的课程设计
设计一门课程，我认为首先最重要的未必在于课程的结构，亦或讲授方式，或者说在此之前我更关注的是授课的风格和影响。首先，为课程设计一个相对宽松的氛围。因为我始终认为：放松的状态才是交流和学习应有的前提。我坚持，如果你觉得这节课老师讲的好枯燥好无聊，在不影响别人前提下，你可以做你想做的任何事，因为你听不进去不是你的责任，而是我的过错。
我坚信，好的兴趣引导会是最好的老师。当一个学生来此求学，并为此付出高额的学费，老师讲的很好，能让他充满兴趣，学生没有理由不听。在这个问题上，我曾给我作为老师所处的位置做了一个定位：我无需以一个达人专家的状态出现，迫使学生们去崇拜。因为这个世上，已经有足够多权威、大师让他们去崇拜。崇拜不是目的，给他们目标才是。我不能以他们同路人的姿态出现，和他们玩在一起亲如兄弟，那应该是同学间的情谊。过于平等友好情谊带不来他们的前途，只能带来立场的不够客观；我选择了做驴子头前的胡萝卜，给他们方向，并吸引他们的兴趣。因为兴趣是最好的老师。
其次，并不需要去控制学生的思想，相反，我希望打开它。思维无需控制，仅仅加以引导和启蒙，甚至这些所谓的引导也是以打破他们以往固有的思维局限为主的，接下来创意的多元化才会给你惊喜。往往我上课喜欢问问题，让学生跟着我思考。学生也可以随时问我任何问题，不用怕打断我。我非常看重学生在课堂上的提问，这既是他思维运转的证明，也是他们一群大脑可以胜过我一个大脑的必然。艺术不是客观题，想法和创意需要碰撞。学生的问题是拓宽课程宽度、挖掘课程深度的最好提纲。然而几年以来在这一点上，我的收获却始终只有预想的五成。学生们大多习惯了被灌输，而不是去创造。这始终叫人心痛。
第三，尊重行业，尊重职业道德。就游戏美术这一行业而言，属于相对纯粹的创意领域允许的。在此类问题上，绝不姑息。本课程课时共5周，每周16课时，共80学时（表1）。在讲课的层面，前三周保证每周4-6课时以上的新课程，后两周每周保证不少于4课时的单元总结和作业评讲。其余课时均为辅导实训。学生在课外还需要自修相应相关内容，老师予以引导。因为内容量的关系，课上的时间往往不够，除了重点以外，大多是提纲式的。在课后仍需要大量的资料来补充和拓展。知识面的积累绝非一朝一夕。
学院大多数课程中教学实训的侧重比大约是1:3到1:4。其实只在类似朝三暮四的形式上我做了一些调整，但效果不错——在这五周的课程中，我几乎每天讲课。但每天都不会太长，一般45分钟到100分钟。剩下的时间学生针对今天所讲的内容练习。而没有选择传统的讲课模式，例如：五周的课，所有讲解在第一周全部教完。后面的漫漫四周让学生操练。鄙人认为那不科学——当你从头到尾讲了一遍，学生也听了一遍。且不说这一周的课停下来，对前面几节课的内容忘记了多少损耗了多少，但说后四周要他们从头再做一遍，极有可能已经审美疲劳了。所以我选择了比较笨，但似乎更合理的办法：讲一段，做一段。从头到尾一遍流程，逐步加深。
在这次的课程设计中，每节课都有一个主题，我将它设计成一个讲座。每个讲座附带一个小课题。讲座式的课程授课。我们教研室深入的研究过学院的项目课程模式。启发是肯定的，但结合到本专业，不可一味照搬，仍需改革。首先，项目，是好东西。但对于一款游戏作品的设计到成品，这需要大量人员参与，并需要漫长的开发周期，在课程时间内难以达到，且长时间的面对一个项目难免审美疲劳。
其次，游戏是一个极综合的项目而非几种常规工序和流程，每款游戏都极具特征和创意，极力避免被归类和平淡的似曾相识。单一的项目或许在某些方面可以得到重点的训练，但始终难以全面。所以，我们选择了为知识点、重点针对性的设计小课题、小项目。不但要有的放矢，更力求每发必中。
基于振型的位移展开
1基于振型的位移公式推导
振型是结构空间位移的坐标基，所有位移都可通过振型进行展开。同理，内力和应力也可由振型展开，据此可定量化反映结构某方向上的变形状态。结构位移的展开公式如下，设结构的位移表达式为其中，s为位移空间向量;v为位移的幅值，即最大值。式(1)展开的关键是s向量的推导，假定s向量可展开为在式(2)两侧前乘Tr，并利用振型展开的正交性，可以得到利用式(3)和式(4)可将任意空间向量展开成以结构振型为坐标基的空间向量之和的形式。
2基于振型的位移展开
(1)平面问题的振型展开某5层框架结构，如图1所示，每层的质量和刚度均为m和k，结构的位移有以下两种形状，应用本结构的振型加以展开。利用以上推导出来的公式，可求出A和B展开以Φ为坐标基的式子AT和BT，见下页式(7)和式(8)所示。
从式(7)、式(8)可以看出，对于位移形式较为简单的A式，第一振型占主导地位，各自由度处几乎占总反应的80%以上;相对较为复杂的B式，第一振型占总反应的比例有所下降，但仍以第一振型为主。所以对于中、低高度类型结构，传统的Pushover方法具有一定的使用价值。(2)空间位移的振型展开假定某3层5榀3跨规则框架结构，如图2所示，长度方向5跨40m，宽度方向为3跨13m，层高3m。坐标轴方向:长度方向为x轴，宽度方向为y轴，高度方向为z轴。混凝土强度等级为C40。
结构除承担自重外，另外沿X轴和Y轴正方向每层梁柱交点施加集中荷载。对结构进行动力特性分析，前5阶频率和振动形态如图3所示。取结构中某一榀框架柱空间位移值，用前8阶振型展开，并观察各方向上位移量所占比例。某柱的位移分量为:［1．45E－03，2．00E－03，－5．45E－05，－2．24E－04，1．95E－04，0;1．92E－03，2．59E－03，－6．73E－05，－1．31E－04，1．7E－04，0］，表示单元i端和j端自由度位移，分别为每端的3个平动和3个转动，共12个位移量。位移用前8阶振型展开式如式(11)所示。
从式(11)可以看出，由前8阶振型的位移展开式基本上达到了总位移的80%以上，满足一般结构设计精度的需要，故用振型指导概念设计仅需观察前几阶振型即可。
基于振型的概念设计
对于一般建筑，概念设计时，平面和空间布置尽可能规则、刚度连续;在振型上，前几阶振型以平动或弯曲振型为主，推迟或减小剪切振型、扭转振型、局部振型和耦合振型。结构的变形主要表现为4种情况:平动变形、纯扭变形、平动耦联变形和平扭耦联变形。平动和扭转振型方向因子计算公式如下。平动振型方向因子:当结构的外形确定后，平动振型方向因子和扭转振型方向因子完全确定。振型方向因子的大小决定了各阶振型中不同方向上变形状态及所占比例，对分析结构在荷载作用下的力学性能具有重要意义。图2中框架结构振型方向因子如表1所示。
由于本框架横向宽度13m，纵向长度40m，前两阶振型为平动振型，分别为纵向和横向变形;第3阶振型为弱平动耦联，同时伴有扭转变形;第4阶基本上还表现为横向平动;第5阶为较强的平动耦联，伴有扭转变形。因此，在结构设计时，要注意角柱的配筋，同时边柱的配筋也要引起注意，防止扭转破坏。利用振型指导结构概念设计的步骤如下:
(1)建立结构模型，对其进行动力特性分析，结构频率避开场地特征频率、设备工作频率和人的敏感频率等范围，满足适用性和安全性要求。
(2)观察结构振型模式，利用振型方向系数量化各阶振型中不同方向上变形量，判断结构的变形状态。
(3)对于某些不规则结构的角柱和边柱，鉴于其变形的特殊性，应采取必要的构造措施，防止脆性破坏。
(4)对于特别不规则结构，应加强某些楼层或某些杆件的构造措施，提高结构的延性性能。
结论
利用结构振型为坐标基，对任意位移进行展开，进而利用振型方向因子对各振型不同方向上的变形值进行量化，得到以下结论:
(1)任意位移均能以振型为空间坐标基进行展开，并且根据结构的规则程度，仅需前几阶振型就能满足工程精度需要。
(2)利用振型方向因子可以量化结构在荷载作用下的变形顺序及平扭振型所占的比例。
参照《河北大学本科生毕业论文(设计)评分标准》,我校具体要求如下:
一、优(90分以上):
1、在毕业论文工作期间,工作刻苦努力,态度认真,遵守各项纪律,表现出色。
2、能按时、全面、独立地完成与毕业论文有关的各项任务,表现出较强的综合分析问题和解决问题的能力。
3、论文立论正确,理论分析透彻,解决问题方案恰当,结论正确,并且有一定创见性,有较高的学术水平或较大的实用价值。
4、论文中使用的概念正确,语言表达准确,结构严谨,条理清楚,逻辑性强,栏目齐全,书写工整。
5、论文写作格式规范,符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上规范,能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论准确可靠,能够正确使用计算机进行研究工作。
7、在论文答辩时,能够简明和正确地阐述主要内容,能够准确深入地回答主要问题,有很好的语言表达能力。
二、良(80-89分):
1、在毕业论文工作期间,工作努力,态度认真,遵守各项纪律,表现良好。
2、能按时、全面、独立地完成与毕业论文有关的各项任务;具有一定的综合分析问题和解决问题的能力。
3、论文立论正确,理论分析得当,解决问题方案实用,结论正确。
4、论文中使用的概念正确,语言表达准确,结构严谨,条理清楚,栏目齐全,书写工整。
5、论文写作格式规范,符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上规范,能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论准确,能够正确使用计算机进行研究工作。
7、在论文(设计)答辩时,能够简明和正确的阐述主要内容,能够准确地回答主要问题,有较好的语言表达能力。
三、中(70-79):
1、在毕业论文工作期间,工作努力,态度比较认真,遵守各项纪律,表现一般。
2、能按时、全面、独立地完成与毕业论文有关的各项任务;综合分析问题和解决问题的能力一般。
3、论文立论正确,理论分析无原则性错误,解决问题方案比较实用,结论正确。
4、论文中使用的概念正确,语句通顺,条理比较清楚,栏目齐全,书写比较工整。
5、论文写作格式规范,符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上规范,能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论基本准确,能够正确使用计算机进行研究工作。
7、在论文答辩时,能够阐述主要内容,能够比较正确地回答主要问题。
四、及格(60-69):
1、在毕业论文工作期间,基本遵守各项纪律,表现一般。
2、能够在教师指导下,按时和全面地完成与毕业论文有关的各项任务。
3、论文立论正确,理论分析无原则性错误,解决问题的方案有一定的参考价值,结论基本正确。
4、论文中使用的概念基本正确,语句通顺,条理比较清楚,栏目齐全,书写比较工整。
5、论文写作格式基本规范,基本符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上基本规范,基本能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论基本准确,能够使用计算机进行研究工作。
7、在论文答辩时,能够阐述出主要内容,经答辩教师启发,能够回答主要问题。
五、不及格(59分以下,同时具备以下三条或三条以上者):
1、在毕业论文工作期间,态度不够认真,有违反纪律的行为。
2、在教师指导下,仍不能按时和全面地完成与毕业论文有关的各项任务。
3、论文中,理论分析有原则性错误,或结论不正确。
4、论文写作格式不规范,文中使用的概念有不正确之处,栏目不齐全,书写不工整。
5、论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上不规范,不能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集不得当,计算结论不准确,不能正确使用计算机进行研究工作。
关键词：作业权 学业自我 调控 文献综述
一、问题的提出
作业练习对于学业自我的培养有着正向与负向的双重效应，由于作业设置的程序化、模块化与标准化，忽视了知识习得的内在联系以及学生心理差异。在作业过程中未能真正实现“民主作业”。只有消解不合理的教师权威、消解教师在作业目标和内容选择上的专断、在行为认可与作业评价中的偏颇，才能真正实现学生自主作业权利的回归。为此，在熟悉语文作业改革的理论基础、宏观原则、具体策略的基础上，在对学业自我概念理论的充分研究上，将语文作业的内容进行微观的细化和循序渐进的安排，让渡语文作业设计的权利。做到作业的安排不仅仅以教材选文、练习系统[1]和应试规律为目标；不仅仅以教师和编者作为作业设计的责任人，应将选择、设计与评价的权利回归学生。高考的全面改革要求作业作为关乎学生日常学习的行为过程要做出一系列的自我革新来完善系统，以应对新时期教育回归生活、关注常态以完善学业能力的要求。本文对近年来语文自主作业以及语文学业自我研究的文献进行梳理，并从作业目的的决策与安排、作业内容的选择与建构、作业过程的认可与尊重、作业评价的公正与参与几个方面来探讨作业过程的参与度对学业自我的影响，提出调节学生学业自我正向发展的措施。
二、关于语文自主作业的研究综述
基于“中国知识网”数据库，通过“文献”，以“作业自主”为检索主题，搜索出1072条相关文献，时间分布相对均匀，多涉及教育类期刊，也有硕士论文和会议论文。对文献数量的统计分析发现在语文作业自主的相关研究中，对作业设计和作业有效性研究的文章数量最高，且研究来源多为专家学者的论著或硕博论文，另外有不少教育期刊涉及作业观的变革、自主作业的研究、作业管理角度的研究和近几年以互联网作业为对象的研究。
（一）对作业设计和有效作业的研究
对作业自主设计的研究主要针对课外作业，借鉴自主学习理论、运用相关心理学理论探讨语文作业的可操作性，从而全面分析作业设计的问题及其对策。孙传华多年致力于小学高年级自主作业研究，力争使学生的作业形式由“他主”转向“自主”，“从自主设计、自主解答、自主评价三个方面进行研究。”[2]王艳总结多年教学经验，从作业设计的有效性和自主性总结出分层而练、因材而练、合作而练的家庭作业设计模式。[3]使得“学习负担最优化，并且不会超出科学规定的课内学习和家庭作业的实践量。”[4]
（二）作业生活化的作业观的变革
近年来语文教育生活化从理论走向实践，冉超“从学生的生活中寻找灵感，设计既符合学生兴趣，又能将知识能力、过程方法、情感态度价值观三个维度贯穿其中的语文作业，使学生真正走向全面发展。”[5]李臣之等认为以往的教授主义作业观弊端明显，影响学生学习，应当坚持发展主义作业观，崇尚德性，强调主动做，倡导生态化。从功能观的审视、作业整体的设计、作业量的控制各方面入手建立了多方协调的作业审阅机制，同时对作业辅导体系的构建和作业环境的营造开辟了新思路。[6]另外一种作业观认为学生作业的瓶颈与限制在于受传统客观主义知识观的影响表现出的形式机械化、内容刻板化、目标简单化、数量冗繁化、评价迟缓化的特征，应该注重的是现代知识观所强调的在具体情境下，主客体相互作用、相互创生的过程。[7]
（三）自主学习及学习权利的研究
直接涉及到作业自主相关概念的文献散见在各类教育期刊上，如杨朝军的《把学习权利还给学生》、王洪利《把作业的自利还给学生》、范雅娟《给学生自 作业设计新路径探索》。其中陈德菊的研究以学生为中心，最终目标是：“关注学生的差异，满足不同学生的学习需要，改变作业的组织形式和呈现方式，让学生富有个性地学习，在丰富多彩的作业内容和形式中获得自我。”[8]体现了学生在作业过程中被赋予的权利。
（四）从作业管理角度研究自主作业
王伟琦从作业管理的角度阐述学生选择适合自己习得和发展的，适合自身条件的学习作业，使学生学习的热情和积极性大幅提高。[9]还有来自现场会议的声音，全面讨论了自主作业改革的意义和内容。其价值体现在赋予学生更多的选择权，以自主课程促学生主动发展。其改革内容包括学科作业“自主化”和综合素养作业“个性化”，“前者有全自主、半自主、加自主、作业签免四种方式，后者包括自主健身、自主阅读、自主探究、自主学艺、自主劳动五项内容。”[10]
（五）以互联网研究为主的自主作业研究
在新时期多媒体教学环境下，作业改革也有了新的研究方向，王峥嵘[11]和周礼[12]基于作业电子书包的形式，设计出了“微学习-强互动-微练习”的以有效的电子书包形式为主的新型学习模式，并进行了实际的教学案例分析。
三、关于语文学业自我的相关研究
通过“文献”，以“语文学业自我”为检索主题，搜索出241条相关文献，多涉及教育类期刊、心理学杂志、优秀硕士论文。对语文学业自我的研究多为一般学业自我概念研究的分支或组成部分，涉及有学业自我对学业成绩的影响和与作业倦怠关系的研究。
（一）语文学业自我概念的界定和结构模型
语文学业自我首先从Shavelson提出的多维度层次的自我概念结构模型中的学业自我概念中细分出来，之后在Song-Hattie模型中作为划分在能力自我概念和成就自我概念下的一个单独领域与数学、社会研究和自然科学并列，发展到1988年，Marsh、Byrne和Shavelson用语言和数学自我概念来代替学业自我概念。“所谓语文学业自我就是指学生在语文学习过程中形成的对自己语文学业各方面比较稳定的认识、体验和评价，具体包括语文学习能力、语文学习成就、语文学习情感和语文学习行为等方面。”[13]
（二）语文学业自我对语文学业成绩相关性的研究
在学业自我对学业成绩的相关研究中，Byrne首先发现学业成绩和能力与学业自我概念的相关高于非学业自我，在特定领域中的成绩与相对应的学业自我概念有显著相关。我国的王中会、许燕认为，学业自我概念对学业成绩有预测作用。[14]欧阳丹经过更细致的研究发现，语文与数学自我概念分别与语文成绩和数学成绩之间存在高正相关。[15]徐富明等研究发现，学生的语文成绩与一般学业自我概念和语文学业自我概念存在显著的正相关，且与语文自我的相关度高于一般学业自我相关度。[16]
四、对作业自主与学业自我关系研究的启示
结合文献涉及的内容以及对文献的进一步分析，可以发现如下规律：首先，学业自我概念的研究有较为成熟的量表，主要以应用研究为主，理论研究较少，且具体到单个学科领域时研究较为宽泛，从宏观的角度阐述学业自我概念和学习成绩之间的相互作用，没有具体到日常的学习情境中进行质的分析，这需要我们创新思路，综合更细致的学科领域内，将量化研究与教育领域内质性的存在相结合，使研究更有创新性，有更为具体的可操作性。其次，从各领域内的研究来看，我国自我概念的研究大量出现在学校领域，学业自我概念有着较为统一的标准、相对成熟的量表和易于验证的效度和信度。学业自我概念尚未涉及与学科领域密切相关的操作行为，应加强对学科内自我概念的开发与研究。
前人的研究成果给我们的启示有：首先，从心理学角度构建学生的作业发展观。随着学生年龄的成长，学生的学业自我概念与学业成绩二者的因果关系顺序也发生着变化，当学生有了较高的认知能力、认知技能以及自我调控能力时，就会对作业的自主程度有较高的要求，从而内化他人的评价，形成一种更为和谐的学业自我概念，使自主作业更趋向自觉，预测学业成绩成为可能。其次，应加强自主作业对语文消极学业自我的干预。亲身体验能够促使学生主动积极的完成作业，将作业安排的权利交付学生，让学生直接掌控作业过程，具体措施有以下几个方面：其一，学生有权决定与安排作业目标。学生学业自我达到的程度影响学生对任务的选择，平时作业是否愿意努力、想要达到什么目标以及是否付出行动都应由学生自主选择，通过教师的引导与适度拔高下制定最终方案。其二，有权选择与建构作业内容，学生由此可以选择和创生更富有时代性和独特性的个人作业，发挥特长，选取适当的参照对象，提高语文学业自我。其三，有权受到作业过程中的认可与尊重。体现在师生关系的平等对话中和互相尊重的基础上。最后，学生有权参与对作业的评价。以往的研究中多认为培养积极的自我概念，父母和教师应给予更多的期待和积极的评价，更多支持和接纳，教师应积极创设成功的机会，辅导学生达成目标。日常作业中的自我评价、同伴评价和教师评价相结合，更有利于个性发展与整体提高相统一，有利于自我暗示，分层进步，消解整体评价所形成的负向效应。
注释：
[1]顾黄初：《语文教材的编制与使用》，南京：江苏教育出版社，1996年版，第29页。
[2]孙传华：《自主，让语文作业更有活力》，基础教育研究，2010年，第11期。
[3]王艳：《自主设计，让家庭作业更有效》，小学教学参考，2014年，第4期。
[4]吴文侃译，[前苏]Ю.К.巴班斯基著：《教学教育过程最优化》，北京：教育科学出版社，2001年版，第179页。
[5]冉超：《语文作业生活化研究》，西安：陕西师范大学硕士学位论文，2011年。
[6]李臣之，孙微：《发展主义作业观》，北京：课程・教材・教法，2013年，第7期。
[7]刘钊，孙飞飞：《学生作业设计新构想》，上海：华东师范大学硕士学位论文，2010年。
[8]陈德菊：《从分层作业到自主作业――对的思考》，教育，2014年，第12期。
[9]王伟琦：《从“计划配给”到“自主选择”――小学生作业管理的实践研究》，华东师范大学硕士学位论文，2010年。
[10]谢凡：《作业改革的“魔力”：“我选择・我快乐・我成长”――来自中小学管理杂志社“自主作业现场会”的声音》，中小学管理，2014年，第5期。
[11]王峥嵘：《电子书包在线作业系统的设计研究》，南京：南京师范大学硕士学位论文，2014年。
[12]周礼：《电子书包环境下的高效自主学习研究》，上海：华东师范大学硕士学位论文，2013年。
[13]李磊：《中学生语文学业自我及其与语文成绩的关系研究》，重庆：西南大学硕士学位论文，2010年。
[14]王中会，许燕：《学习风格、学业自我概念与学业成绩的关系》，中国临床心理学杂志，2005年，第2期。
关键词：缩放概念图；电子地图；树形分层；数字化学习
DOIDOI：10.11907/rjdk.161788
中图分类号：G434
文献标识码：A文章编号：16727800（2016）010019203
0引言
随着信息技术和新媒体技术的迅猛发展，教育信息化已经渗透到教育的各个角落。目前，数字化学习作为一种全新的学习方式受到社会各界的重视，数字化学习中以知识数字化为中心的资源建设一直是研究人员探究的主要问题之一。建构主义学习理论认为，知识只有被整合、纳入现有的认知结构中才能有利于建构新知识。而概念图作为支持学生有意义学习的一种技术和方法有利于促进新旧知识的结合，并促使知识意义更加清楚明了，同时能够引起学习者对概念之间关系的注意。而且通过对知识概念图的构建，将原有知识和新知识建立联系，从而让学习者学习和掌握新知识，并培养学习者探索知识、分析问题以及解决问题的能力。因此，在数字化学习中有效地运用信息技术构建概念图，建设创新型数字化资源是当前教育工作者不可推卸的责任和使命。
1概念图及其相关研究
概念图在教学中的应用越来越广泛，特别是在中小学教学中的应用，随着新一代信息技术的普及与发展以及工具软件的不断推出，概念图已经成为信息技术与课程整合的有效手段之一。概念图是用来组织和表征知识的有效工具，它通常将某一主题或知识的有关概念置于方框或圆圈等图之中，然后用标明两个概念之间意义关系的连线将相关的概念和命题进行连接[1]。
概念图由5个要素组成，包括概念、关系、命题、交叉连接和分级结构，是一个五元组，记作 O=。其中，C是概念集合，代表事物或事件的规则属性，用一个名词或符号进行指定；R是关系集合，指概念集合中概念间的关系；P是命题的集合，两个或更多的概念通过某个连接词连接起来形成的一定意义关系是命题，命题是真正的意义单元；Cc是交叉连接的集合，表示较远概念之间存在的某种关系或命题；Hs是分级结构的集合，是概念和命题的呈现方式，一般有两种情况，一种是同一知识领域中的概念按照概括水平的不同层次进行分层排列，最综合、最具概括性的概念排在最上层，较具体、概括性低的概念依次排在下层。
概念图自20世纪60年代由美国康耐尔大学诺瓦克博士提出以来，国内关于概念图应用的探索日益活跃，众多学者对其展开了一系列深入研究。笔者在“中国知识资源总库（CNKI）”，以“概念图”为关键字检索2005年1月1日年至2015年12月31日在国内公开发表的期刊学术论文和博士、硕士学位论文，共检索到篇名中含有“概念图”的期刊论文1 390篇，以及学位论文222篇（其中硕士学位论文218篇、博士学位论文4篇）。从检索的论文数量和时间关系来看，概念图的研究在国内已经得到了广泛关注，特别是学位论文的深层次研究。自2005年以来关于概念图研究的期刊及学位论文统计情况，如图1所示。
通过对篇名中含有“概念图”的全部论文进行内容分析发现，关于概念图的研究主要集中在以下几个方面：概念图的理论研究、概念图的制作工具及其应用研究，以及概念图自身的应用研究等几个方面。在分析当前研究的基础上，本文从网络电子地图的缩放思想得到启发，进行缩放概念图尝试性研究，以期探索概念图研究的新途径。
2电子地图概述
网络电子地图在地图服务方面给人们提供了巨大便利，它突破了传统地图的空间限制，利用树形分层缩放可视化技术实现了地理信息系统的信息浏览与查询问题。网络电子地图既可以从城市地图放大到某小区地图查看局部信息，又可以从城市地图缩小到省份和国家，甚至整个世界，得到全局地图信息，网络电子地图的树形分层缩放特点体现在每一层中只显示当前地区最关键细节，同时在上下层之间也提供了全局与局部的链接信息。网络电子地图有树形分层、双向互动和按需动态地提供信息等特点。
2.1树形分层
网络电子地图在地图底图的基础上提供了丰富的附加信息，把提供多种附加信息的知识图叫作多层次知识图。多层次知识图是为了解决缩放中不同的抽象水平和上下级内容的表示与呈现问题，以及解决如何递进提供所需要的细节。在不同的地理范围可以同时看到封装在不同知识图中的3个层次的信息：不同范围的版图信息、道路基础设施信息以及交通信息，然后根据不同的地理版图范围进行浏览，可以放大或缩小到不同的地理范围，此时都含有与之相关的其它两层的道路基础设施信息以及交通信息，这就是电子地图的树形分层。树形分层缩放让人们在不同节点和不同等级层面上进行信息浏览，在水平方向上可以通过节点进行版图范围的搜索活动，在垂直方向上可以通过上下层之间不同等级层面上放大或缩小地理范围进行沉浸活动，通过树形分层实现了水平探索和垂直沉浸的一体化。
2.2双向互动
网络电子地图通过递进缩小浏览其概观，通过递进放大浏览其细节，通过概观与细节信息的双向互动，帮助浏览者找到感兴趣的信息，按照地理方位进行分层次缩放浏览，而且上下层之间也隐性展示了概观与细节内涵。由此可见，电子地图在设计中将细节信息融入到宏观结构中，在表示细节的同时提供概括版图，以帮助读者理解复杂的内容，提供垂直方向和水平方向上的概观与细节递进和互动支持，让人们在浏览地图时不容易迷失方向，同时了解其它所需道路基础设施信息及交通信息。
2.3按需动态
网络电子地图根据人们的需要进行放大局部细节或缩小至概观，按需提供细节，从而让浏览者在与电子地图的交互过程中选择动态数据，提供所需信息。比如，可以点击地图的图标以获取加油站等信息，也可以选择不同的路线规划。根据用户需求，动态地提供适量的地图信息是网络电子地图技术的精髓。
基于对电子地图特点的分析，查找某一地点的流程大致是：首先提供地图整体概观，然后进行依次缩放和筛选，再按需提供细节，最后再次缩小了解其概观。可以根据需要，周而复始地完成这一过程。
本文将这种双向的缩小或放大的缩放思想应用于概念图设计，根据某知识领域的合适维度递进提供上下级内容和抽象水平相适应的更详细或更简洁的细节信息，称之为缩放概念图设计。
3缩放概念图设计
概念图以简单直观的图形形式展现复杂的知识结构，运用概念图不但可以从可视化角度清晰地了解概念、知识以及知识之间的关系，而且可以通过概念图连线的引导按需获得与知识有关的各种媒体资源。
3.1知识体系分等级设计
网络电子地图的版图、道路以及交通信息分别隶属于3个范畴，浏览电子地图时可以在访问版图信息和道路基础设施的同时了解交通信息。缩放的概念图维度设计分为知识模型、多媒体资源库和学习者模型3个范畴，同时学习者模型是动态变化的。在进行概念图的叠加设计时应使概念图的导航方向和知识叠加方向正交，并根据不同等级访问概念图的每一层截面，每层截面都可以同时访问概念图的3个范畴的叠加层，为需求细节的信息提供支持，从而实现水平方式的探索。导航方向和知识叠加方向正交促使水平方向的移动和垂直方向的深入都具有开放性，可以实现水平探索和垂直沉浸的一体化。
概念图是将领域知识及相关媒体资源构建成非线性的、开放性的以及逐渐完善的资源集合，它以简单直观的图形形式展现复杂的知识结构，可视地揭示知识之间以及知识与资源之间的关系，使特定领域的知识以整体的、一目了然的方式呈现出来。在一个知识领域中，概念用定义描述，被赋予约定的指称（即术语）。一组概念可依据概念间的相互关系构建成概念体系。一般来说，概念体系反映相应的知识体系，知识体系按照合适的分层等级将领域或课程知识划分出合适的层次结构。如课程以树形分层自上而下依次表示为课程层、章层、节层、知识点层和子知识点层等，以这种方式提供概观和细节，如图2所示。一门课程包含若干章，每一章包含若干节，每一节包含若干知识点，某一知识点又包含若干子知识点。按照这种结构分出层次，包容度较大的章概念放在上面，包容度较小的节概念依次放在下面，同一类概念放在同一层次。
树形分层结构可以用一个五元组来表示，KT=（┬，，N，C，R），其中，┬表示领域顶层概念；表示底层概念；N表示树的节点集合{n0， n1， …， nm}；C表示概念集合{c0， c1， …， cm}，ci（i=0，1， …，m）表示一个键值，是唯一的；R表示树中相邻两层之间连线的集合，R=（Ra，Rb，Rc，Rd），a，b，c，d∈{1，2，…，m}，也即直接相连的两个概念之间的关系集合，包括前提关系集Ra、父子关系集Rb、并列关系集Rc和附属关系集Rd。
3.2缩放界面设计
网络电子地图利用多层知识图建模、树形分层缩放可视化技术、信息叠加、概观与细节双向互动技术以及按需动态提供细节信息等技术，为人们进行概念图设计提供了技术启示和支持。基于缩放的概念图设计在知识体系分等级设计的基础上，设计树形分层缩放可视化界面，实现概观与细节双向互动，将知识模型、多媒体资源库和学习者模型3个范畴的信息进行正交叠加。在缩放界面设计时选择合适的树形分层可视化布局和可视化工具，同时在实现效果上，可以使用动画效果来展示上下层之间的转换过程，这样能够减轻记忆负担，从而改善用户体验。
矢量图形在任意放大、缩小或旋转等情况下都不会失真，因此，可水平移动的缩放界面是一种矢量图形环境，学习者可以通过改变视图范围的比例查看其它信息的概观或细节，可以在虚拟平面中使用二维平移和缩放技术浏览感兴趣的对象，同时，缩放对象允许递归嵌套和任意水平的缩放。缩放情况如图3所示，垂直轴Z表示在水平上不同放大率的比例。
4结语
本文提出的由相关理论基础支持的缩放概念图架构，借鉴网络电子地图的特点，不但可以清楚地描述概念并揭示知识之间的概观和细节关系，使其可视化展示，还可以将不同层次的知识结构与其它媒体类型的相关资源联系起来形成概念图知识模型，从而为学习者提供协作、共享、导航和检索等功能的可视数字化资源，有利于学习者在数字化学习中进行知识的学习与建构。
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