空间模块化设计案例篇1
一、问题的提出
随着市场竞争越来越白热化，如何全方位地满足客户需求受到越来越多卖方的关注。他们比过去更关注客户的真实需求，千方百计地去满足这些需求，以期占领更多的市场。在空调制造行业，特别是商用机领域，降低成本、缩短交货周期是客户非常关注的需求。而在空调箱领域的市场，由于门槛低，技术优势不明显，越来越多的中小企业加入到这一产品的竞争中。标准的空调产品主要实现的是通风、温度控制和湿度控制这三大功能。随着大气环境污染的日益严重，如何提供清洁的优质空气变得越来越重要了。所以标准的产品已经无法满足客户的全部需求，客户时常会提出特殊需求，或者是增加一些标准产品不提供的功能。根据过去几年的数据统计，空调箱市场的特殊需求大约在40%以上，这对于一家空调制造企业来说是非常大的挑战。因而如何设计出特殊的功能并在要求的周期提交产品，对制造企业来说是一个急需解决的问题。
空调箱产品在实际销售过程中经常会遇到客户要求改变面板的保温层厚度的情况，根据客户现场的有限空间调整空调箱箱体的高宽比，减少占地面积。但是空调箱内的所有部件都是根据箱体预先设计的高宽比来设计的，所以一旦高宽比发生变化，空调箱内的自制零部件基本上全部要进行重新设计。仅依靠工程师临时进行特殊设计，将耗费较多的人力物力，同时也延长了交货期。因此提供一种能够快速进行设计变更的方法显得尤为重要。本文介绍了一种模块化、参数化设计和计算机辅助制造相结合的方法，以期满足这一市场需求。
二、解决方案
理想的解决方案包括了加工和设计两个方面：当销售接下一个特殊的订单时，工厂的技术人员只要根据客户的要求计算出所需机组的长、宽和高尺寸，然后将这些外形尺寸输入到系统中，所有相关的参数化子零件加工文件就自动产生；同时还可以利用标准模块像搭积木一样迅速地创建产品的整机模型。通过模块化和参数化缩短产品的设计周期，另一方面有了这些参数化设计生成图样，工厂就可以立即进行生产，从而最大化地缩短设计周期。这样的一套解决方案不仅需要参数化的设计，同时也需要一套高度自动化的生产加工设备。自动化钣金加工设备可以实现预编程的自动钣金下料、冲孔以及折弯。所有参数化设计的零件都已经预置了编好的加工程序，一个特殊订单产生时，该设备会自动读取相应的文件进行加工，从而大大提高生产效率。图1展示了参数化设计的思路。
1.参数化设计
参数化设计就是把零件尺寸定义成变量，用x、y、z等来代替，当然这些变量和机组的长宽高是有一定线性关系的。
根据标准的空调箱产品，用pro/enGineeR软件设计一系列的模板零件，每个模板零件的外形尺寸都是可变的（例如：apiX，apiY），模板零件上的安装孔的阵列也可参数化，使之随着外形尺寸的大小而变化个数和间距。甚至还能通过参数化控制零件的外形，不同的输入可以展现不一样的设计，例如：apipRoFiLeL，apipRoFiLeR可控制左右法兰边形式，如图2所示。
对于模板零件的图样也有别于传统的图样，是参数化的图样。每一个变量都不会标注具体数值，而是显示pro/enGineeR里定义的参数（图3），并在参数表中给出每个参数的公式，即与输入的外形尺寸的关系（图4）。同样外形尺寸的最大值和最小值也会列在图样的表格中，最大最小值是根据原材料极限或者加工机器的限制来定义的（图5）。
同时，通过excel软件来编写逻辑规则和参数设置，即编写在各种不同情况下，各个参数需要被赋予的数值，或者需要显示或隐藏的特征，并设置限制条件（例如加工设备极限，原材料最大尺寸等）。定义所有的模板零件参数和客户输入之间的关系式，最后输出xml文件，即规则文件（图6）。对于不同功能，都各自有一个规则文件。例如：控制特征显示或隐藏的规则文件，控制零件装配关系的规则文件，控制中间参数的规则文件等。一个产品的所有规则文件可放在同一个数据库中（例如microsoftVisualSourceSafe），对其进行权限和版本控制。
最后参数化设计系统读取模板零件和规则文件，根据订单需求自动运行并生成生产加工所需要的所有文件及料表。
为了方便零件在pro/enGineeR中定位组装并确定各零件之间的关系，会优先生成一些虚拟框架组合在一起，用来定义空调箱的总体外形尺寸以及各个功能段的位置大小。这些虚拟零件只是过程零件，不需要图样，更不会输出到工厂生产。
2.模块化设计
在空调箱的设计中并不是所有的零部件都可以简单地利用参数化设计方法，很多时候一些关键的零部件，特别是外购件可能与产品的外形尺寸没有直接的关系。因而如何快速地设计出需要的产品，模块化设计方法应运而生了。
模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求的设计方法。
（1）模块化设计的主要原则。
a.尽可能少的原则：在实际定义模块的过程中力求以尽可能少的模块组成尽可能多的产品，同时尽量使各模块结构简单，模块间的接口尽可能简单、清晰。
b.模块系列化原则：主要用来满足产品的系列化要求，在系列化时最好结合参数化的设计方法。
（2）模块化设计的主要特点。
a.相对独立性：各模块之间相对独立，通过接口进行信息的传递，从而使协同工作模式(并行模式)成为可能。这也是很多的国际化公司在全球进行并行工作的主要方式。b.互换性：模块接口部位的结构、尺寸和参数标准化，从而很容易实现模块间的互换，以期满足更大数量的不同产品的需要。
（3）模块的定义。
通常模块的定义是根据产品开发设计需求、市场、加工制造、采购、质量和售后服务的需要来进行分类定义的。表1给出了模块定义的过程中主要驱动力。
图7展示了把一台空调产品分成天花板模块、墙板模块、地板模块和内部立柱支撑模块等。
（4）接口类型的定义。
所谓接口(interface)就是用于定义模块之间的相互关系以及信息传递的方法。接口的定义非常重要，如何保证模块之间的信息正确、及时地相互传递，需要定义正确有效的模块接口。接口有多种类型。
a.物理连接接口(attach)：模块之间存在物理接触或者连接。
b.体积或区域内有接口(Spatial)：模块之间存在空间或者面上的参考关系。
c.质量或能量传递接口(transfer)：模块之间存在质量或能量的传递。
d.传递操控信号接口(Control)：模块之间存在控制关系。
e.现场或者环境接口(Field/environmental)：现场或环境通过接口影响模块。
两个模块之间可能同时存在多个接口。用户在定义模块的时候还需要同时定义模块与模块之间的接口关系，一旦接口关系定义清楚，在后续的设计中这些接口是不能轻易改变的。图8的矩阵清晰的罗列了一个产品的模块关系。
3.参数化与模块化设计实例
对于整个空调箱产品，首先按照功能不同，分成多个功能段：水盘管段、蒸汽盘管段、过滤段和混风段，如图9所示。每个功能段会拆分成多个零件，对于每个段中的相似的零件也可能因为功能的不同定义成不同模块：水盘模块、天花板模块、墙板模块、地板模块和风口连接模块。在定义好模块以后，我们还要根据上面所提到的规则定义模块与模块之间的接口。因为每一个模块都需要涵盖整个产品系列，所以运用参数化设计是解决系列化设计最有效的手段，通过参数化设计把该模块涵盖的所有不同的零部件快速、全面地表达出来，从而减少建模和出图样的时间。模块化设计的方法让团队成员多人协同合作变成了现实，而参数化设计则减少了重复建模和出图样的工作，从而真正减少工作量，缩短设计周期。图10展示了应用参数化和模块化设计的方法，从一个设计概念到最终产品的过程。
三、优势分析
1.效率的提高
空调箱多由钣金件组成，各个钣金件的差别大多在于外形尺寸，参数化设计能够减少重复建模和出图样，降低设计者的枯燥感，用设计软件代替人工，设计者只需要提供设计意图并编写规则和模板零件，结合设计软件和生产设备，能够缩短设计时间，从而加速产品设计及交付。
表2是对于现有一个标准空调箱产品，是否用模块化、参数化设计的零件和图样量的比较。由此可见，参数化设计可以大幅减少工作量，若在非标产品上，其优势会更显著。
图11是对于建造一个新的备选方案，是否用模块化、参数化设计的工作时间的比较。由此可见，对于一个新的方案，使用模块化与参数化结合的方法设计只需要半天时间就能完成传统方法设计一周的工作量，工作效率提高了近90%。
2.多种备选方案
使用模块化、参数化设计不仅能够帮助小组产品开发人员提高工作效率，减少重复性的工作；同时它还能帮助研发人员在现有的基本设计上快速改变设计，生成多个空调箱产品方案，从而选择最优方案以满足客户的需求。变更设计的灵活性不仅能应用在产品的研发设计阶段，在非标准订单的生产过程中发挥着更重要的作用，本文篇幅有限在此不再赘述。
3.方便设计维护
使用模块化、参数化设计方法能够分散设计，实现针对同一产品的多人或多部门同时工作，并且能保证一项变更发生时，所有涉及的零件都能通过接口得到相应更新，保证参数的传递，有效防止漏改零件、错改零件，从而大大降低了返工的风险，为后期设计维护带来了方便。
空间模块化设计案例篇2
在过去十年中，以apC英飞集成解决方案为代表的模块化数据中心解决方案在用户中获得了良好的反馈。英飞集成解决方案也成了模块化数据中心解决方案的标杆和风向标。标准化、模块化的数据中心设计和部署思路已为广大中国用户所接纳。
施耐德电气数据中心解决方案业务拓展经理金东认为，快速的部署、灵活的可扩展性、高可用性和更低的总体拥有成本，一直是用户在设计和部署数据中心时的核心需求。在云计算、大数据高速发展的今日中国，上述需求更加突出，而标准化、模块化的架构依然是数据中心发展的主流方向。从英飞集成解决方案到预制化模块数据中心解决方案，施耐德电气始终在引领数据中心的创新与探索。
一样不一样
作为模块化数据中心解决方案的一个典型代表，集装箱数据中心在前两年异军突起。一个能够放在卡车上穿梭于全国乃至全球各地的集装箱数据中心，只是想想就感觉到非常酷。集装箱数据中心以其模块化、快速部署、灵活移动等特性赢得了某些行业客户的青睐，比如互联网、石化行业和一些大型的园区等。这些行业对数据中心的建设有共同的需求，比如要求数据中心的建设周期更短，或是由于业务的需要，要求数据中心具有可移动性，可在野外或空旷的场地上快速部署等。
那么，集装箱数据中心与现在被提及的预制化模块数据中心之间又有何异同呢？“一样，一模一样。”多年从事数据中心研究的吕先生重复说，“无论是集装箱数据中心，还是预制化模块数据中心，都要求先了解用户的需求，接着在工厂对数据中心解决方案进行预集成，然后在客户现场快速部署。”
“集装箱数据中心与预制化模块数据中心是一样的，只不过集装箱数据中心是在一个标准化的集装箱外壳内部署了一个完整的数据中心，而预制化模块数据中心并不局限于这一形式，可以根据用户的需求进行多样化的定制。”曾经专门从事集装箱数据中心业务、现在自己创业的黄新刚在接受记者采访时表示，“不过，集装箱数据中心与预制化模块数据中心的基本特征相同，都强调快速部署、可移动性等。有些集装箱数据中心就直接采用了标准的货运集装箱，显得比较简陋，而且受到货运集装箱自身条件的限制，数据中心的维护便利性受到影响。而预制化模块数据中心是对集装箱数据中心的重新包装，是一个更‘高大上’的概念，针对不同应用环境可提供不同型号的解决方案。”
在记者采访到的一些用户和企业中，相当一部分都认为，集装箱数据中心与预制化模块数据中心没有区别，还有一些用户知道并考察过集装箱数据中心解决方案，但对预制化模块数据中心知之甚少。那么，预制化模块数据中心与集装箱数据中心究竟有没有差别呢？金东分析说：“预制化模块数据中心的范畴比集装箱数据中心更宽广。通常来说，预制化模块数据中心指的是所有预先在工厂环境集成并检验，且可快速在现场部署的模块化的数据中心。施耐德电气提供不同类型的预制化模块数据中心方案，其中包括集装箱式数据中心和其他形式的解决方案，比如撬装式等。传统的集装箱数据中心的定义仅仅是从外在的表现形式来描述的，而没有真正体现出模块化数据中心方案的核心价值和理念。”
如果说英飞集成解决方案引领了过去十年模块化数据中心的发展，那么预制化模块数据中心将是数据中心未来建设和发展的一个重要方向，将引领下一个十年的数据中心行业发展。英飞集成解决方案所代表的it空间模块化解决方案依然是当前数据中心市场的主流解决方案，而预制化模块数据中心则是在英飞集成解决方案成功架构上的自然延伸。英飞集成解决方案实现了整个it空间的标准化和模块化，而预制化模块数据中心则在英飞集成解决方案的基础上实现了it空间与基建空间的整体标准化与模块化。
一直专注于数据中心基础设施的北京博悦能集团目前就销售预制化模块数据中心解决方案。“集装箱数据中心解决方案虽好，但其空间是受限制的，运维空间更显局促。”北京博悦能集团董事长程小丹向记者表示，“我们并不看好集装箱数据中心的前景，但是预制化模块数据中心的市场估计会增长比较快。我们还有一类属于拼装机房的解决方案，许多传统客户对此种解决方案非常感兴趣，机会不错。”
数据中心工程产品化
在云计算、大数据时代，用户对数据中心的部署速度和可扩展性提出了更高的要求。用户需要更加快速和简化的方案和架构。传统的数据中心构建方式不仅周期长、扩展性差，而且数据中心设备的兼容性等问题突出。施耐德电气的英飞集成解决方案将数据中心的建设周期从1～2年缩短到6～8个月，并可实现it空间的模块化，整个it空间的设备兼容性也得到了大大增强。而预制化模块数据中心可以将数据中心的交付周期进一步缩短至3个月，并可实现it空间和基建空间的整体模块化。
金东将预制化模块数据中心解决方案的特色概括为更简化、更快速和更高效。预制化模块数据中心最核心的理念是帮助用户实现了数据中心建设工程的“产品化”。传统的数据中心建设方式就像我们自己去中关村购买零部件攒一台pC，而预制化的数据中心建设方式就好比是一台一体机，具有高度集成的特点，插上电就可以轻松使用。
预制化模块数据中心本身就是一个完整的、功能全面的数据中心，所谓“麻雀虽小，五脏俱全”。预制化模块数据中心占地面积小，内部结构更加紧凑、高效，而且具备了传统数据中心所有的功能。但是，我们也必须清楚地认识到，预制化模块数据中心解决方案并不等同于更好的pUe或更高的能源效率，企业若要获得这些特性，还需要大量的预制化模块数据中心建设经验、专利技术和实施能力。正因为施耐德电气具备这样的能力，所以施耐德电气提供的预制化模块数据中心解决方案可以帮助用户实现极低的pUe和很高的能效。当然，这与用户的部署环境、用户选择的具体方案有很大关系。
记者曾经听到过一些使用集装箱数据中心的用户抱怨，由于集装箱内部的空间有限，技术人员在维护设备时，转身都比较困难。预制化模块数据中心是不是也存在类似问题呢？其实，预制化模块数据中心并不是简单地将设备堆砌在箱体内。依靠多年的数据中心建设经验与研发优化能力，施耐德电气的预制化模块数据中心解决方案充分考虑了空间的利用与人员的操作便利性、安全性，这是很多集装箱数据中心方案所不能比拟的。
黄新刚向记者表示，用户必须在数据中心的快速部署与成本之间找到一个平衡点。施耐德电气的研究和实践表明，预制化模块数据中心可以将数据中心的建设周期从传统的1～2年缩短到3个月，至少可以节省13%的客户初期投资（主要是从设计和安装部分节省出来的），如果再考虑到省去了建设大楼等带来的额外投资，那么预制化模块数据中心的成本会更低。不过，记者采访到的一些用户也表示，他们还是会投资建设一个机房，it系统肯定会置于室内，而UpS、制冷系统等模块可以考虑放到室外。
目前，市场上存在许多不同的集装箱数据中心解决方案，而从交付速度、实施经验与整体质量等方面衡量，良莠不齐并不是一个夸张的说法。因此，用户在选择预制化模块数据中心解决方案时必须擦亮眼睛。一个真正可以为用户带来价值的预制化模块数据中心解决方案要求方案提供商必须具备以下几方面能力：丰富的数据中心建设经验、完整而全面的产品线、强大的研发实力与积淀、本地技术支持能力。施耐德电气在这些方面具有得天独厚的优势。施耐德电气此前收购了预制化模块数据中心领域的领军者aStmodular。aSt具有14年的预制化模块数据中心建设经验，在全球拥有450个成功案例，这将进一步巩固施耐德电气在预制化模块数据中心市场的领先优势。
变革需要时间
施耐德电气认为，预制化模块数据中心不仅仅适合大型企业，而且也适合中小企业。对于可移动性、部署速度要求高，或者企业自身场地条件不具备的用户，都可以选择预制化模块数据中心解决方案。例如，施耐德电气就为石油和科考行业的用户提供了车载或船载的移动数据中心，为制造企业提供了独立的集装箱数据中心，还为it企业提供了可快速部署的预制化数据中心等。
预制化模块数据中心带来的不仅仅是技术上的变革，更是对传统数据中心建设和运维方式的变革。那么，用户接受这种变化会不会有一定难度？施耐德电气认为这并不难。数据中心解决方案发展的思路是帮助用户更加简化数据中心从设计到部署、运营的全流程。预制化模块数据中心使得数据中心的设计和部署过程得到了极大简化，将用户从耗费大量精力的传统数据中心设计和建设工作中解放出来，让他们更加专注自己的业务，这样的转变正是用户迫切需要的。预制化模块数据中心将费时费力的数据中心工程变成了一个简单、集成的产品。
在欧美等地，预置化模块数据中心已经是一个用户普遍接受的解决方案，但仅从过去几年集装箱数据中心在中国的推广情况看，还是有些水土不服。以美国为例，它具有信息化程度高、地广人稀、人力成本高昂等特点，且模块化数据中心有一定的发展基础，这些都使得预制化模块数据中心的理念更易推广。目前，中国用户对于预制化模块数据中心的认识还不深，而且中国在土地与成本结构上也与美国存在显著差别，这些都使得预制化模块数据中心在中国的发展还处在初级阶段。不过，施耐德电气依然看好预制化模块数据中心未来在中国的发展潜力。凭借可移动性、简单灵活的架构、部署迅速等优势，预制模块化数据中心解决方案有可能在石油石化、电信、it和政府行业率先取得突破。
大连万达集团股份有限公司信息管理中心主任工程师胡杰表示，他们也曾经了解过集装箱数据中心解决方案，但最终并没有采用，原因有很多，比如能满足应用要求的集装箱数据中心解决方案并不多；从思想观念上很难接受相对“简陋”地置于空旷场地上的集装箱解决方案；集装箱数据中心的维护并不便利，尤其是遇到刮风下雨等恶劣天气，很难保证集装箱数据中心内部的洁净度、温湿度等，布线也不好处理。“数据中心最关键的还是保证其持续运行。因此我们对数据中心的可维护性要求非常高，必须尽量避免运营风险。”胡杰表示。
目前的预制化模块数据中心解决方案只能满足Uptime的t2和t3标准，而中国许多大规模的数据中心都在追求t4标准，这会不会成为预制化模块数据中心解决方案的一处硬伤？金东解释说：“预制化模块数据中心作为一种完整的解决方案，其本身并不局限于t2、t3标准。传统数据中心可以满足的，预制化模块数据中心中也都可以实现。我们的基础设计目前面向t2与t3标准架构是基于当前大多数用户的选择。针对t4标准架构或其他特殊需求，我们还可以提供其他定制化的解决方案，以满足客户的需求。”
空间模块化设计案例篇3
【关键词】商业综合体；建筑；设计方案
商业综合体是城市发展的一项典型代表，集中了餐饮、娱乐等多项功能，提升了商业综合体的经济效益。商业综合体建筑设计方案，应该符合城市的基础需求，最大化的展示商业综合体的用途，满足城市发展的需求，最主要的是为人们提供服务，所以商业综合体建筑设计方案的复杂性比较高，进而增加了建筑设计的压力。
一、商业综合体建筑设计的特征
商业综合体建筑设计的特征较为明显，强调了商业综合体的作用，同时为建筑方案提供设计方向。
1、空间尺度大
空间尺度大是商业综合体建筑设计中最显著的特征，融合了多功能的空间，在很大程度上扩张了内部尺寸，体现了综合体空间的匹配性。空间尺度大决定了商业综合体建筑方案的设计形式，需要积极联合各个空间，完善大尺度空间的设计。
2、功能多样化
商业综合体建筑设计方案非常注重商业化的设计，实现多功能的相互结合，例如：餐饮和娱乐、购物和休闲等，促使多种功能体现在同一个商业综合体内，确保各项功能都能开放，以免商业综合体过于闭塞。
3、交通体系丰富
商业综合体的交通线路都是以系统的方式存在的，构成庞大的交通体系。商业综合体的交通体系，按照规划设计的方案融合到一起，维护交通体系的运行秩序，保障交通体系的规划性设计。
二、商业综合体建筑设计的方案分析
商业综合体内包含的功能模块比较多，而且建筑设计特征明显，必须完善建筑方案设计，才能保障商业综合体建设的科学性。
1、平面布局
商业综合体的平面布局，要符合城市建设的流向，布局上不能出现矛盾问题，顺应城市建设的方向[1]。商业综合体平面布局设计，要具备拉动性的特点，带动周围的经济水平。例如：城市中的商业综合体平面布局，可选择商业街、广场附近，为人们提供休闲、娱乐及用餐的场所，由此不仅提升商业综合体的经济效益，而且满足人们出行的心理需求，商业综合体的平面布局，具有地标的特性，逐渐成为城市的象征。
2、空间设计
商业综合体建筑方案中的空间设计部分，需要考虑空间模块之间的功能关系，确保空间设计的协调性。商业综合体的性质有明显的不同，设计师应严格按照建设目的，采取多样化的设计方式制定建设方案。商业综合体空间设计中的关键是公共空间，因为公共空间的人口流量要高于单独的功能空间，所以强化公共空间设计，深化公共空间的创新设计，注重公共空间尺寸、结构等因素的设计，利用公共空间连接周围的功能模块，提高空间设计的整体性水平。
3、功能划分
商业功能是综合体建筑设计方案功能划分中的重点，商业功能需符合市场化发展的状态[2]。一般情况下，商业功能占有很大的比重，不论是占地面积，还是需求设计，都处于整置。例如：某城市商业综合体建筑设计方案中，各个楼层均涉及不同的功能划分，商业综合体的功能划分为六个部分，整个商业综合体地上5层，地下1层，分别规划了功能设计，零售比例49.20%，分布在-1、1、2、3、4层，餐饮比例41.33%，分布在-1、1、2、3、4、5层，娱乐占比5.20%，集中分布在4层，中庭促销空间占比4.27%，分布在-1、1层，超市分布在整个-1层，不计入占比，同时-1到5层还包括其与功能的划分，充分合理的利用商业综合体各部分的功能。
4、交通设计
交通是商业综合体建筑设计方案中的重点，根据商业综合体的位置，设计车行、人行交通线以及交通方式，规划出交通示意图并进行评估，主要分析行车系统，确保其在商业综合体中的独立性，除此以外，还要设计出安全的人行通道，以免商业综合体交通设计影响周围的交通运行，营造舒适的交通环境。商业综合体中，设计交通流线时，应该合理规范会合、交叉等位置设计，优化交通运行的设计，可采取环岛运行的方式，防止车辆集中，由此加快交通流速，维护商业综合体附近的交通通畅。
5、服务区设计
商业综合体建筑设计方案中的服务区，是指货运、卸货等项目服务，尽量减少服务区对商业综合体运营的干扰[3]。根据商业综合体的要求，服务区可划分为地下和地下两部分设计，地上需采取流线型的设计方式，便于提高货运的水平，减少货车停留的时间，而且货车要集中停运，以免过度分散。地下服务区设计要注重净高和坡道设计，为货运、卸货提供可靠的条件。
三、商业综合体建筑设计中的技术应用
商业综合体的数量越来越多，建筑设计方案中引入了光照设计技术和物联网技术，用于满足综合体现代化的发展。
1、光照设计技术
光照设计有助于降低商业综合体的耗电量，其为建筑设计方案中的核心技术。随着商业综合体建筑的多样化、大规模发展，能源节约成为建筑设计中较为关注的项目。商业综合体中采取光照设计技术，合理规划建筑与光照的关系，促使商业综合体的光照设计能够达到理想状态，同时还能消除光照设计中潜在的法律纠纷，既要保障商业综合体建筑设计中的光照合理，又要确保光照能够配合建筑地理位置，体现光照设计技术的科学性。
2、物联网技术
商业综合体在城市中的位置不确定，针对位于复杂环境中的综合体建筑，可以引入物联网技术，连接商业综合体内的各个功能模块，加强通信控制的力度，提供优质的通信服务[4]。物联网技术能够辅助商业综合体熟悉周围的环境，同时将信息提供给服务用户，用户根据商业综合体选择出行时间。物联网技术的应用，促使商业综合体朝向智能化的方向发展，应用在商业综合体的安防、通信、交通等多个功能模块，保障商业综合体的智能化，体现了高质量的服务水平。
结束语
商业综合体是城市建设中不可缺少的项目，为了保障商业综合体的建设效益，需规范建筑设计方案中的内容，积极落实建筑设计方案，围护商业综合体的质量和效益，同时优化技术应用，加强商业综合体的稳定性，体现建筑设计方案的优质性，以便拓宽商业综合体的功能。
参考文献：
[1]卢治涛.浅谈城市商业综合体建筑设计[J].科技创新与应用，2014，34：258.
[2]李超.基于商业综合体建筑设计方案的分析[J].建筑技术，2013，06：536-539.
空间模块化设计案例篇4
中职生的共性就是对缺乏学习兴趣。笔者通过多年的课堂教学体会到：如果有一套行之有效的既适合中职生实际水准、又贴近他们学习生活、能激发他们学习兴趣的案例贯穿于整个课程教学，就有可能解决这个问题。基于此，笔者提出了“课程案例”这一新概念，设计并开发出一套“课程案例”应用于“网页设计与制作”课程教学中，学生通过案例的模仿再开发，全面掌握“网页设计与制作”课程知识与技能的基本要领，从而实现课程的教学目标，培养学生的网站开发和设计能力。下面详述这一“课程案例”教学的设计及所进行的课堂教学。
“课程案例”的提出和设计
（一）“课程案例”这一新概念的提出
市面上相关教材比比皆是，但从其所提供的案例方面看，没有比较适合中职学生的：要么网页主题让学生很陌生，要么网页页面设计太复杂，中职生很难掌握，而且其中的案例多是针对某一知识点或某一章节设计的，属于“知识点案例”或“章节案例”，是零碎知识，不能贯穿整个课程知识教学。所以，教科书只适合作为本课程理论知识点的参考资料。“网页设计与制作”是一门技能型课程，重要的是要教会学生如何去构建和设计一个完整的网站，而不是空泛地谈一些理论知识。“课程案例”区别于“知识点案例”或“章节案例”之处在于：该案例贯穿于整个课程教学，覆盖课程包含的所有知识，课程知识的学习以“课程案例”为线索进行，学生模仿再开发设计完该案例，课程的所有知识学习也已结束。笔者思考并设计这样的“课程案例”，并对教材进行如下处理：提炼教材所提到的知识点，将其重新排列组合，按由浅入深的学习顺序，将课程知识点结合到自主设计的“课程案例”中，分模块渐进教学，整个教学过程注重学生自身思维的开发，将个体集美术设计、课程知识学习和课程实践三者紧密结合，将学生各方的能力逐渐激发展示出来。
（二）围绕学生的兴趣进行“课程案例”的设计
学生对一门应用型技术课的学习如没有兴趣，可能是没有一个令他们感兴趣的实例吸引他们渐次深入学习，从而引导他们学习掌握课程知识。班级是校园学习生活的一个集体，班级网站中所记录的人物、活动都是学生身边的人和事，网站的主题反映的正是他们的校园生活。如果把班级网站作为教学案例，让学生以自己的学习生活为主题组建成网站，一方面能引起他们极大的学习兴趣，另一方面，作为同一个班级的学生，在设计本班级的网站过程中，能够创造很多互相交流的机会，培养互相学习的精神，也能加深同学间的友情。所以，“班级网站的设计与创作”是一个理想的课程案例。笔者应用模块教学法，将理论知识与该课程案例完美结合起来，在近似实践的学习过程中培养学生的学习兴趣，让他们在兴趣中学、在学习中增添兴趣，从而在良性循环中完成课程学习。
再考虑学生的能力方面，他们已经有了对文字、图片和表格的基本处理能力，还学过或同步学习photoshop、Flash、计算机网络基础等相关课程，所以，只要对网页素材的处理提出具体的要求，或对他们略加指导即能自行设计处理完成。对于该课程，虽然大部分学生浏览过很多网站内容，但并没有真正了解网站是怎么回事；对互联网世界充满兴趣和好奇，却还没有网页设计与制作的理论知识和实践技能，对网站常识还比较陌生。因此，在课程学习中，重点是要力求深入浅出、尽可能直观全面地剖析一个好的网站案例，运用视、听的方法，帮助学生建立有关网页设计与制作的基本概念和基本知识，掌握建设网站的基本技能。
鉴于此，教师如何将Dreamweaver、HtmL和CSS三部分内容有机结合，让学生通过课程学习，模仿再开发出一个比较完整的“班级网站”，着力培养学生的实际建站能力、设计开发能力，从而提高他们自主学习与创新能力、信息收集与处理能力、提出问题并分析问题和解决问题的能力，成为课程教学的重要目标。
“课程案例”教学方法的设计
教学手段以“多媒体机房、网络、项目开发”三项结合。多媒体机房为学生设计网站提供基本条件，网络是学生寻找素材资源和借鉴别人经验的空间，项目开发是他们学习的任务。
教学方法上，采用示范讲解、任务驱动的教学模式，从以下三个方面展开：
采用案例讲解的教学模式教学过程根据编排好的知识点内容和事先创建好的“班级网站”实例，逐步讲解该“课程案例”，便于学生理解和进行模仿设计开发。
实施模块化教学方法遵循学生“由浅入深，循序渐进，由感性到理性”的认识规律，把知识点组合后分模块渐进教学。教学过程讲练结合，以学生实践为主，完成“班级网站”这一“课程案例”中包含的每个模块的再设计与再创作；以教师引导为辅，讲解设计与创作过程中遇到的新知识，组织学生完成能力拓展训练。
走四步教学流程，融“教、学、练”于一体第一步，教师展示课程案例，演示创作过程，讲解涉及的知识点内容；第二步，下达任务，提出完成任务的具体要求和完成时间；第三步，学生模仿再设计再创作，完成任务；第四步，任务验收，学生自我评价，教师综合讲评。
“课程案例”的课堂教学
基于学生的现有知识技能，教师课程教学中重点讲授如何设计开发网站，在其他环节只扮演一个组织者和启迪者的角色，一步步引导学生完成本课程的目标，充分培养和发挥学生的自主设计能力、绘画能力和创新能力。
整个课程的课堂教学以“课程案例”为主线，设定以下几个教学模块。
模块一：学习有关网页的基本知识，介绍建设网站的工具等。
模块二：草拟“网站地图”，设计网站“模板页”。展示课程案例网站，分析班级网站的风格、页面的布局和包含的元素，先给学生一个真实的空间印象，之后让学生模仿如何设计这样的网站。首先设计出纸质的网站空间布局和内容：包括考虑整个网站的风格、主色调、页面布局、页面的大概内容等，每一个页面设计草拟在一张纸上，其实这就是网站地图了。做足了这个功课，日后的整个班级网站的设计就有了头绪。为避免各页面出现相同内容的重复设计，提出设计制作“模板页”来生成其他页面。例如：把风格和内容相一致的部分（如班级广告图、班级徽标、导航条、版权信息等）设计出来，作成模板页保存下来，以备后面制作网站各页面时利用模板页生成，并在此基础上进行相应页面内容的设计创作。草拟“网站地图”和设计制作网站“模板页”是同时进行的，要结合着做。这个阶段都还是“纸上练兵”。
模块三：收集和创作素材。班级网站的素材主要来源于学生自己的学习生活，可以是活动的照片、活动记录，也可以是为自己班级创作的班级广告图、班级徽标等Flash或photoshop作品，将这些素材分门别类放入建好的站点目录树中。
模块四：学习Dreamweaver，首先建立班级网站站点。
模块五：设计创建“模板页”。根据前期草拟的网站地图，利用布局表格设计模板框架。框架搭好后就是为模板页添加素材。模板上需要的素材并不太多，关键是要“精”，用精心选择和创作的素材。提醒学生，模板上大块的空间要留出来给各页面添加相应的内容，这点至关重要。
模块六：利用模板生成网站各页面。模板设计成熟并制作出来后，就要根据模板上的导航设计生成相应的页面，并将各页面互相链接起来。
模块七：完善各页面内容。每一两次课完善一个页面的内容，直到网站中各页面内容全部添加完成。当然，课后要为如何合理安排这些页面内容花很多时间去构思、去创作或收集相应的素材。所以，收集素材这项工作是一直贯穿于整个网页设计过程中的。
模块八：应用一些网页特效的代码，如添加背景音乐、QQ互动、图片文字的滚动、表单等，让页面动起来，增加网页的吸引力和活力。
模块九：本地站点测试。
教学评价设计
评价方案（1）学生自我评价：即每个学生对自己的评价。教师事先给出评价标准和具体要求，学生对照自己的学习态度、创作的作品，对自己给出合理评价。（2）模块作品评价：教师对每个学生的评价。教师通过对学生课堂反映、每个模块上交的作品、讨论活跃程度等方面，对每个学生进行评价。（3）期末考核：教师通过对学生一整学期模仿再设计创作的“班级网站”进行评分，考核学生的实践与动手的综合能力，对学生进行合理的评价。
成绩评定按出勤率、模块作品成绩、成熟作品成绩加权考核。
结语
在“网页设计与制作”课程案例的课堂教学中，笔者采用的是兴趣教学和让学生贴近实战的方法，以保持学生对知识探索的兴趣并提高学生的动手能力。这种教学的重要前提是要设计一个好的案例，“好”的标准是内容贴近学生的学习生活、设计难度又适合他们的实际水平，“班级网站”这一课程案例便是好案例之一。此外，在教学过程中，笔者为学生提供了十分丰富的信息资源，教会他们信息资源该如何收集、从哪里获取、以及如何有效利用等知识。
参考文献：
[1]刘瑞新.网页设计与制作教程[m].北京：机械工业出版社，2010.
[2]唐乾林.网站界面设计案例教程[m].北京：机械工业出版社，2011.
[3]尚俊杰.网络程序设计——aSp[m].北京：清华大学出版社，北方交通大学出版社，2009.
空间模块化设计案例篇5
关键词：优化存储；内存文件映射；消息机制；同步机制
随着网络规模增大，网络结构及网络应用日渐复杂，传统的物理安全技术和措施已经不足以保证信息系统的安全，因此网络管理系统作为网络安全运行的保证，其重要性越来越突出。为了提高计算机网络信息安全，许多相关的网络安全产品被开发，但大多是基于网络硬件设备，如路由器、集线器、交换机等，而对网络应用软件的研究和开发相对较少[1~4]。为了保证网络环境中的应用程序正常高效地运行，笔者设计了基于snmp的asnms（applicationsoftwarenetmonitoringsystem，网络应用软件监控系统）。该系统选择运行于网络环境中的应用程序为研究对象[5,6]。
1网络应用软件监控系统（asnms）简介
asnms的主要监控目标是网络中的应用软件，通过及时获取软件中重要变量值（如系统配置、状态指示等），从而及时了解整个网络中应用程序的状态，并且还可以通过管理站点对各受控站点中的应用程序进行控制操作，提高整个网络和应用系统的安全性。该网络应用软件监控系统主要有三个模块[5,6]：
(1)管理站点主程序。该程序在管理站点上运行。通过该程序，管理站点可以使用udp/ip协议与管理范围内的所有受控站点进行通信，收集网络应用程序的监控信息，并下发各种控制命令。
(2)管理。每一个受控站点上运行一个管理程序（有且仅有一个）。管理是系统的通信中心。一方面通过内存映射文件与受控站点上的各应用程序实例进行通信，收集各应用程序实例的监控信息；另一方面通过udp协议与管理站点通信，发送受控站点的管理信息以及转发管理站点的控制信息。
（3）监控模块。该模块是供软件开发人员使用的一个通用接口模块。它负责从受控应用程序中获取监控信息，发送到管理站点，并且也能接收从管理转发的管理站点命令，对受控应用程序执行一定的控制操作。从结构上来看，监控模块附属于受控应用程序，但它以单独的线程形式存在。
2管理信息存储的设计
为了监控模块工作的需要，同时为了能更方便地将监控信息传送给管理，监控模块需要将监控信息以一定的形式存储起来。监控模块监控的目标是应用程序中的变量。由于现在软件开发大多使用的是面向对象的方法，在其程序中各种变量是有层次结构关系的，这一点必须在监控信息中体现出来[7]。监控信息从逻辑上看应该是以树的形式存在，并且存储的是各种变量的信息，而变量的长度是不相同的，在这棵树中各个节点的空间大小有可能不相同。由此看来，无论是从存储内容上还是从逻辑结构上看，监控信息的存储结构均是相对较为复杂的。下面三种设计方案可以满足这样的要求：
(1)在监控模块内存空间内生成一棵二叉树。这是最常规的存储方法。在此情况下，只需要设计一个较为合理的树结构，二叉树就能直接存储在监控模块的内存空间中，访问方便。同时因为在许多语言中均有任意类型的数据类型，由此可以将不同数据类型的数据方便地存储在一种数据结构中。但是由于这棵树存在于监控模块的内存空间中，不方便管理程序对其读取，监控模块还需要通过一定的方法将该树传送给管理[4,7]。
优点：实现简单，监控模块可以很方便地对其进行读写操作。
缺点：不方便管理程序对监控信息读取，需要使用其他方法将信息传送给管理。
(2)将监控信息存储在磁盘文件中。为了解决管理和监控模块共享监控信息的问题，监控模块可以将监控信息存储为磁盘文件形式。在此情况下，需要设计一套完整合理的文件空间使用策略，保证能够完整地存储监控信息。由于在windows程序中采用了虚拟内存策略，不同应用程序内存空间是不同的，即使某应用程序获取了另一个程序中的某个指针，也不能正确地访问到其数据。在对变量值进行存储时，一定要注意不能存储有关变量的指针信息，而应该想办法存储其中变量的实际数据[8]。同时因为是将监控信息存储于磁盘上，需要采取一定的措施尽量避免出现垃圾文件的情况，同时还要防止在工作状态下用户有意或无意地修改、删除该文件。
优点：多个程序可以方便地共享数据。
缺点：实现较复杂，容易产生垃圾文件，容易泄漏和丢失监控信息。
(3)将监控信息存储在内存文件映射中。这是对方案（2）的改进。方案（2）将监控信息存储于磁盘文件中，由此使得容易产生垃圾文件、容易泄漏和丢失监控信息。那么如果将监控信息直接存储在内存当中呢？采用内存映射文件是一个很好的解决办法。应用程序在需要时在内存中开辟一定的空间存储数据，当应用程序关闭后，由于操作系统的内存管理机制，内存文件将自动被回收，安全性高。但是在生成内存映射文件时，必须要指定文件的大小，此时如果处理不当将可能出现存储空间不够用的情况[4,8]。
优点：多个程序可以方便地共享数据，数据不易泄漏，安全性高。
缺点：实现较复杂，必须指定文件大小，处理不当可能出现空间不够用的情况。
综合三种方案，方案（3）是最合适的。只要指定足够的文件大小，它不仅满足监控模块存储管理信息的需要，信息安全性高，同时可方便地实现监控模块与管理之间实时信息交换功能，从而解决它们之间的通信问题。
3管理与监控模块通信的设计
3．1管理与监控模块间通信
通信包括系统初始化连接建立、命令转发和自定义消息。
(1)系统初始化连接建立。管理随受控站点启动后，必须接收各个应用程序实例的监控模块的注册信息，与监控模块建立初始连接。
(2)命令转发。管理接收到管理站点发送的udp报文后，先识别该报文是发送给哪个监控模块的，然后通过windows消息形式发送给指定的监控模块。
(3)管理与监控模块之间约定一系列自定义消息，并向windows注册，保证双方能够正确地通过自定义消息进行通信。
3．2监控信息的收集与组织
在受控站点上，管理与多个应用程序实例的监控模块之间是通过内存映射文件进行通信的。监控信息存储在内存映射文件中。
(1)监控信息收集就是对监控模块对应的内存映射文件进行遍历。通过遍历获得最新的被监控应用程序的状态、监控变量的值等。
(2)监控信息收集时，需提供有效的同步机制，防止管理与监控模块同时访问同一个监控信息文件时出错。
(3)监控信息组织就是提供安全高效的数据存储结构，能够完整地记录所有监控信息。
3．3内存映射文件存储数据结构设计
为了能存储完整的变量结构信息，可将监控信息的逻辑存储结构设计为如图1所示。在监控信息的逻辑结构中存在两种结构指针，即横向指针表示父子关系和纵向指针表示兄弟关系，由此而构成了一棵二叉树。
本文原文
在图1所示结构中，由于不同变量类型存储大小不同，从而导致二叉树中各个节点的大小不统一。为了方便地进行存储空间管理，同时又能准确完整地记录如上变量结构信息，笔者设计了一套内存映射文件的存储数据结构。其基本思想为：将数据本身与数据间的逻辑关系分开进行处理，每次根据实际使用的需要在文件空闲空间中分配相应大小的空间，并在该空间的起始位置生成一个空间信息记录。其中包括存放的变量类型、变量大小、变量指针、结构指针等数据信息。此外还包括了该空间的地址、前后相邻区域地址、本空间大小等空间管理信息。真正的记录数据实体存放在该空间信息记录之后的剩余空间中（剩余空间的大小可以是不同的）。文件的存储结构如图2所示。
由图2可以看出，在监控信息存储文件中所有的存储空间均是前后紧连着的。通过空间信息记录可以得知某区域的大小以及是否正在被使用。这样就能够方便地进行空间分配和回收工作。又因为在空间信息记录中存在变量结构指针，因而通过空间信息记录也能方便地访问到数据之间的逻辑结构关系。由此看出，空间信息记录在整个存储设计中占有很重要的位置，正是利用它才实现了对存储空间的灵活使用。空间信息记录的数据结构设计如下：
typedefstructtiteminfo
{//以下为数据（变量）信息
charnodename[max_nodename];//节点名
charnodeinfo[max_nodeinfo];//节点信息
intnodetype;//1：程序节点；2：类节点；3：变量节点；其他未定义
intvartype;
//存储数据的变量类型，特别：程序节点存储了句柄信息，long型
intvarsize;//数据大小
boolwritable;//变量是否可写
void*varaddr;//数据在程序中的地址
void*pbrother;//前一个同级（兄弟）节点
void*nbrother;//下一个同级（兄弟）节点
void*father;//父亲节点
void*child;//下一级（孩子）节点
//以下为空间管理信息
void*addr;//本区域在文件中的相对地址
longitemsize;//本区域大小
void*paddr;//前一个区域在文件中的相对地址
void*naddr;//后一个区域在文件中的相对地址
boolinuse;//本区域是否正在使用
}titeminfo;
4关键技术及其具体实现
4．1命令转发
管理接收到的命令有查询被监控应用程序状态、刷新监控变量、锁定监控变量、锁定应用程序窗口等。管理根据udp报文内容，将命令发送给指定的监控模块。命令的转发均是通过自定义消息实现的。本文使用windows消息机制自定义了一系列消息并实现其消息的处理，结合到本监控系统的需要，管理中主要定义了如下消息及其处理：
(1)wm_readapphandle：读应用程序实例中监控模块的相关句柄；
(2)wm_readappstruct：读应用程序实例中的mib子树结构；
(3)wm_readappdata：读应用程序实例中的mib节点的值；
(4)wm_setappdata：设置应用程序中的mib节点的值；
(5)wm_readapptrap：读应用程序发送来的trap信息；
(6)wm_readproxyset：为应用程序实例的mib子树中某个mib节点设置阈值；
(7)wm_miberror：与应用程序之间的通信发生错误。
由于在一个标准的windows应用程序中，消息是由窗口处理的，而在管理中没有窗口，也不是从窗口继承的一个类，管理不能直接进行消息操作。在程序中使用allocate－hwnd函数为监控模块虚拟生成一个消息窗口，专用来进行消息捕获、发送与处理。
4．2内存文件映射与同步机制
4．2．1内存文件映射实现管理与监控模块之间通信
管理与应用程序实例的监控模块之间的数据交换采用内存文件映射这种进程间的通信方式。管理的文件映射和文件映射视图的创建代码如下：
handleh_filemap;//内存文件映射句柄
handleh_localmapview;//内存文件映射视图句柄
//创建内存文件映射对象，有读写权限，对象名为proxyfilemap
h_filemap=createfilemapping（（handle）0xffffffff,null,page_readwrite,0,viewsize,"proxyfilemap"）;
if（h_filemap==null）
{afxmessagebox（"createlocalfilemaperror!"）;
returnfalse;}//创建内存文件映射视图
if（（h_localmapview=mapviewoffile（h_filemap,file_map_all_access,0,0,0））==null）
{afxmessagebox（"createlocalmapviewerror!"）;
returnfalse;}
管理启动后，在其内存文件映射视图中写入自己的窗口句柄，供各个应用程序实例读取。监控模块初始化时，从管理的内存文件映射视图中得到管理的窗口句柄，向管理的内存文件映射视图中写入自己的内存文件映射对象名，并发送请求注册消息给管理。管理收到消息后，从自己的内存文件映射视图中读出应用程序实例的内存映射文件对象名，创建应用程序实例内存文件映射视图[9]。和监控模块的通信通过读写内存文件映射视图和互相发送消息实现。
4．2．2同步机制
管理和监控模块通过对内存映射文件进行读操作和写操作来完成数据交换。由于存在多个独立的应用程序实例进程，它们可能同时对管理进行写操作。可能存在这样的情况：当一个应用程序的实例向管理的内存文件中写入数据，并通知管理读取时，另外一个应用程序的实例也在做同样的写操作，它写入的数据将前一次写入的数据覆盖了。当管理响应消息从内存文件中读入时，得到的是第二个应用程序实例的数据，第一个应用程序实例写入的数据已丢失了。在应用程序实例的内存文件上也存在类似的情况：当一个应用程序实例连续向内存文件中写入时，管理可能还来不及对第一次写入的数据进行读取，第二次的写入已经将第一次写入的内容覆盖了。在对内存文件的读写过程中引入同步机制是必要的。程序中采用的同步机制是信号灯机制[9]。
在管理上为内存文件创建信号灯：
/*创建信号灯，信号灯名为proxymapviewsemaphore，初始计数为1，最大计数也是1，h_semaccessmapview为该信号灯的句柄*/
h_semaccessmapview=createsemaphore（null,1,1,"proxymapviewsemaphore"）;
在监控模块中，打开这个信号灯：
/*打开名为proxymapviewsemaphore的信号灯，h_semaccessmapview为信号灯句柄*/
h_semaccessmapview=opensemaphore（semaphore_all_access,false,"proxymapviewsemaphore"）;
监控模块每次对管理内存文件写操作前，均要等待信号灯的信号：
/*等待信号灯h_semaccessmapview的信号，知道信号灯为有信号时才返回*/
::waitforsingleobject（h_semaccessmapview,infinite）;
//对管理内存文件映射的写操作管理在每次对内存文件进行读操作后，都要增加信号灯的计数：
//对内存文件的读操作
//增加信号灯h_semaccessmapview的计数，每次增加1
releasesemaphore（h_semaccessmapview,1,null）;
5结束语
在对snmp中mib信息和协议数据单元扩充的基础上，设计并实现了面向应用软件的网络监控系统。该系统提供了对应用程序类中成员变量和成员函数的监控功能。
参考文献：
［1］唐亚哲,张鹏,李增智,等.diinms分布智能网络管理系统的设计与实现[j].小型微型计算机系统,2002,23(8):926－929.
[2]田力威,尹朝万.基于corba的智能网络管理系统的结构及实现[j].小型微型计算机系统,2002,23(7):810－813.[3]hunter,philip.integratedsecurityandnetworkmanagementremainelusive[j].networksecurity,2004,10(6):15－16.
[4]bhutani,kiranr,khan,etal.optimaldistributionofahierarchyofnetworkmanagementagents[j].informationsciences,2003,149(4):235－248.
[5]费洪晓,康松林,施荣华.基于snmp的网络应用软件监控系统的设计与实现[j].计算机工程与应用,2004,40(15):122－125.
[6]康松林,费洪晓,施荣华.网络应用软件监控系统监控模块的设计与实现[j].中南大学学报：自然科学版,2004,35(6):993－997.
[7]罗雪松,罗蕾,许子辛.嵌入式snmpagent的设计与实现[j].计算机应用研究,2004,21(10):220－222.
空间模块化设计案例篇6
关键词：公路选线定线软件介绍
导言
公路是一种带状的三维空间结构物,其设计工作包括平面、纵断面和横断面三个方面的设计。公路设计中的选线、定线是在综合考虑这三方面基本要求的前提下,根据公路等级,合理运用地形,正确采用技术标准,将道路中心线位置具体落实到地面上。具体方法有纸上定线、实地定线和航测定线等。高等级公路通常采用在大比例尺地形图上纸上定线的方法。
路线方案设计是公路设计中最关键的一环,常要涉及人、车、路和环境几方面要求,其合理与否不但直接关系到工程投资和工程质量,运输效率,而且要影响到路线在公路网中是否起到应有的作用,即满足国家政治、经济,国防要求和长远利益。选择路线基本走向时,应根据指定的路线总方向,考虑公路等级及其在公路网中的作用,并结合铁道、航道、管道等的布局和周围城镇、厂矿企业、资源状况、以及水文、气象、地质等自然条件进行方案比选,作到经济、安全可行。同时在工程量增加不大的情况下,尽量采用各项高技术指标,以使行车安全,乘客舒适并注意使路线与周围的环境、自然景观相协调。而所有这些影响因素往往是既相互联系又相互排斥,想做到全面兼顾,比较困难且工作量很大。规划人员利用GiS对交通流量、土地利用和人口数据进行分析,预测将来的道路等级。工程技术人员利用把地质、水文和人文数据结合起来,进行路线和构造设计。另外非常擅长分析新建道路对环境和经济文化的影响。使用二次开发工具,能够快速建立适合于交通规划、设计和管理部门使用的各种应用软件,利用软件工具可进行数据录入、管理、显示和分析,解决所面临的各种实际问题。近几年来，已在交通规划、综合运输、公共交通等方面有了广泛的应用,有些已经取得了显著的经济效益和社会效益。
2公路选定线中的技术支持
GiS软件是建立、编辑、显示、查询和管理、图形数据库的强大工具,并且可对地理线性、网络进行空间分析,可以对公路线形设计起到以下辅助作用。
(1)灵活的地理线性数据模型
•结点拓扑关系,完美地表达了地理线性网络
•路径和区段完美超前的线性目标设计思想
•里程和其他路径表达方式
•非连续的、分支的和重叠的路径
•在一个地图文件中可存储多个路径系统。
(2)复杂的空间分析能力
•线性特征的静态和动态分段
•线性数据叠加
•不同参照下线性数据相互转换
•最佳路径选择
•资源分配
•相邻和最近分析
随着地理信息系统的逐步发展和广泛应用,这种集计算机图形和属性数据库为一体,储存和处理空间信息的新技术在公路交通领域有了更深入地运用。它可把地理位置和相关属性有机结合起来,根据实际需要,真实准确、图文并茂地输出给用户,满足道路设计对空间信息的要求,借助其独有的空间分析功能和可视化表达,对公路设计进行各种辅助决策。本文只介绍为评价可行的路线走向设计方案而建立的一个集成化辅助工具,该辅助决策工具集成了边坡稳定性分析和路线辅助设计软件包,利用了作为系统引擎和接口,针对软件包进行代码编写而实现的。该软件考虑的影响因素虽不全面,但极具代表性。
3应用软件介绍
基于平台的路线走向辅助决策工具由平台模块、分析处理模块和评价模块三个主要模块组成。
平台模块实际上是一个包含了各种类型数据层图形特征和属性特征或者是相关特征的描述的地理信息数据库。是该系统进行路线走向方案辅助决策的基础,也是任何项目研究不可或缺的。它主要包括问题域的确定、所需数据层的确定、每一层代表何种类型的数据以及该类型数据代表何种属性数据、如何将这些属性数据进行编码组织。最后,还要将各种比例地图与基准地图的比例变换与投影变换信息添加到该数据库中去。
为一个指定区域建立地理信息数据库所需要的数铭层类型随着欲在此基础上所从事的分析和应用的不同而不同。文中所介绍的路线走向辅助决策系统,就包含内容广泛的信息,包括有行政区划图、现有路网分布、现存构造物、地表植被、土地利用情况、地形、地貌、工程地质和水文地质等。相同的GiS平台模块也适用于其他类型的应用,如自动选择可行的工程废弃物堆填处等。
由于进行路线走向方案决策时影响因素(评价指标)很多,因此创建分析处理模埠的工作非常复杂和烦琐。最终开发得到的分析处理模块的处理流程可分为七个步骤。用户仅需在GiS平台模块中定义好路线走向(利用鼠标或输人相应的坐标来交互式的定义一系列点)以后的分析处理过程由系统自动完成:包括自动调用相应的支撑平台的功能和二次开发代码、无须用户干涉自动转到下一处理阶段、自动生成结果报表。整个分析处理如下所示:
1系统自动通过将给定路线走向方案分别与地质、土质数据进行空间叠加来识别给定路线走向处连续的地质、土质特征。
2利用适当的数字地面模型(Dtm),和相应的道路几何断面自动进行填挖分析(aUto-CiViL)。
3通过将沿路线走向的填挖方情况与地质、土质数据层进行空间叠加分类后自动的对从(aUto-CiViL)。中得到的数据进行定性的分析。
4打印沿路线走向所有横断面的填挖方图表。
5通过将地形数据与地质数据、土工数据进行空间叠加,由对每一个横断面进行边坡稳定性分析,计算其边坡稳定安全系数。并突出显示稳定性不满足要求的断面。
6针对那些边坡稳定安全系数不满足要求的断面自动生成描述性文件。
7生成总结报表。
该系统评价模块由几何线形控制、土工技术、环境影响和社区联系影响四部分组成。
几何线形控制方面:系统会自动求出路线总长,在纵断面上按路线纵坡对行车速度的不同影响分别计算出不同类型路段的累计长度,在平面上系统会自动求出半径小于某个特定值的平曲线的数量等,可用以评价几何线形是否满足设计车速需要。
环境影响评价方面:可以用沿公路两侧某特定距离内的居民数量作为公路上的车流所产生的噪声可能会对居民生活产生影响的噪声污染评价指标。也可以通过建立将排放量与车辆行驶速度、车辆类型、交通量等因素联系起来的模型来将关于空气质量方面的考虑加人到评价模块中去。
社区联系影响方面可用系统中生成的公路用地、征地范围内被拆除的构造物的数量作为评价指标。
该决策辅助工具还可以在屏幕上或者是输出结果中高亮度显示针对上述各种评价指标来说存在问题的区域。设计人员可以借助于将这些图形化的定性评价结果与上述由系统生成的定量评价结果结合起来,进行路线走向方案比选以得到最优的方案。
空间模块化设计案例篇7
关键词立体裁剪多维空间设计思维实训练习
中图分类号：G642.0文献标识码：a
人类生存的大千世界是一个色彩斑斓、千姿百态、变化无穷、万千造型并存的世界，多维空间造型的物质形态数不胜数。服装设计专业教学中的《立体裁剪》多维空间造型设计思维与实训练习，主要探索如何在《立体裁剪》课程教学中运用多维空间设计思维对学生进行实训练习。
1《立体裁剪》课程与教学现况
“立体裁剪”是服装设计制作的一种技术手段，是以人体作为独立“物体”，而服装则是这个“物体空间”的外包装，类似于我们生活中物品的包装（如：糖果、茶叶、玩具等等物品的包装）。
立体裁剪服装作品与物品包装类比示意图
“立体裁剪”也可以说是人体外包装的立体构成，采用手法是运用面料覆盖在人体或人台上，并通过分割、折叠、加量、减量、褶皱、编织、造型、缝合等多种技术手段制作成的人体多维空间包装――服装。
《立体裁剪》课程在我国服装专业教学中一般分为两大实训模块，即基础实训模块与创意实训模块，“多维空间造型法”则是创意实训模块中的拓展衍生部分，它不同于以往的礼服设计制作，而是以多个多维立体构成空间为源点设计制作服装，重点训练学生运用“多维立体构成空间”设计制作服装的设计思维方式和能力。
在《立体裁剪》课程创意实训模块教学中，运用“多维立体构成空间”法进行实训是一种较为先进的教学方式，重点训练学生采用“多维空间造型法”为服装设计思维源点进行服装设计与制作。流程大致为：先以多维立体构成源点进行服装款式设计或草图设计（其中包括：主题思路、造型设计、面料再造、面料选择，色彩确定等等）；再采用纸张或胚布在人台上进行款式造型；款式造型完成后，取下纸张或胚布，进行平面款式衣片的修改完善；接着对正式面料（包括再造后形成的新型面料）进行裁剪；完成后回到人台进行最后的拼接与调整；最后一步就是进行缝制完成成衣。学生在整个作业过程中重点提升以“多维空间造型法”为基础的综合设计制作能力。
2什么是立体裁剪“多维空间造型法”教学
在《立体裁剪》课程创意实训模块的教学中，指导学生提高服装设计的造型创作和制作能力，培养适应现时代实用创新型人才是我们的教学主方针，也是我们教学改革急需要探索的方向所在。
综合我们四年的教学培养计划来看，在大力提高学生毕业后就业率与创业率的同时，我们也要结合中国的经济快速发展的趋势，培养能与国际接轨的高端人才，运用“多维空间造型法”进行《立体裁剪》课程创意实训模块的教学，就是这方面的教学探索与改革。
立体裁剪的“多维空间造型法”也可以称为“立体构成”在服装立体裁剪中的运用，它是服装裁剪中二维（传统平面打版裁剪）与多维（立体形态在裁剪的应用）的结合教学方式，其中又以多维立体构成形态为主要实训目标，比如：以a字型服装造型为例，我们把a字型服装想象为一个三椎体，那么我们在这个三椎体上就可以进行任意的切割、展开与错缝而形成大相径庭的立裁服装款式，从而达到提升学生在立体裁剪课程学习时设计思维的趣味性、活跃性和动手积极性。
“多维立体空间”是指多个立体造型组合成的空间，具体应用至服装设计中，采用传统平面裁剪法是很难达到的效果，而运用到《立体裁剪》课程的创意模块教学中，学生能很容易利用直接、直观、简易的手法达到意想不到的造型效果。
如：当二个大小不等或相等的正方体，其中一个正方体以人台为中心固定不动，另一个正方体则进行水平推移、上下推移或穿透移动，每移动到不同方位就会形成不同的新空间，或者是变形的空间造型，如果再在位移空间的基础上加以其他变化，如：曲线、面料再造、三角体、柱体、面料分割、错缝等技术手段，学生就可以创意出无穷尽的服装款式，重点是教会学生通过“多维立体空间”技法，掌握《立体裁剪》课程创意模块中的学习设计思维方和制作方式，是“授之与鱼不如授之与渔”的教学理念。
3“多维空间造型法”教学实例
3.1教学实例
（1）新旧上海（暂命名），2012级学生，分组实训。
（2）主题思路：采用上海上世纪30年代具有代表性的建筑、物件（如老留声机等）、广告画、服饰等，与现代上海的标志物图案对比，主题思路来源于她们的上海专业考察。
（3）款式造型手段：杨桃型结合风琴折叠型为主体，配以球体和柱体表面不规则分割和穿行款式设计，旗袍局部与现代服装造型相结合。
（4）面料、色彩和图案：面料―银色光泽面料、黑色皮革或仿皮，深灰色针织面料；图案―30年代怀旧色图案与现代上海标志物彩色图案相结合，图案技术采用面料数码印刷并拼贴制作。
（5）作业过程：设计思路―设计草图―人台纸张或胚布造型―球、柱体纸张或胚布分割造型―平面打版―成衣面料裁剪―缝制成衣―图案拼贴―调整完成。
（6）作业过程图片：
设计草图制作过程花絮
（7）最后的作品
3.2其他教学实例
（1）课堂作业，2012级学生，个人实训。
（2）款式造型手段：各款采用的造型手法均不同，有采用曲线加不规则立方体；有采用三椎体造型的；有采用不规则曲面错缝技法的；有采用编织法加圆凹旋转造型的。
（3）面料、色彩和图案：根据各款式选择面料、色彩多样。
（4）作业过程：设计思路―设计草图―人台纸张或胚布造型―球、柱体纸张或胚布分割造型―eLV材料切割造型―平面打版―成衣面料裁剪―缝制成衣―调整完成。
（5）作业图片：
4教学体会和总结
通过48课时理论与实训相结合的的教学，学生们运用掌握的理论知识，在立裁创意服装设计制作实训中，收到了较好的效果。由平面扩展（服装原型）―三维空间元素（基本廓型）―多维空间元素（复杂廓型）―回到平面（复杂廓型的平面版型）的教学形式，让学生们系统掌握了多维空间元素与人体结构、服装结构关系的基本原理，特别是在利用多维空间元素创意服装设计与制作上，既拓展了原创设计思维又极大地提高了学生们对特异造型服装制作的动手能力，学生们的创新能力在本课程中得到突飞猛进。
空间模块化设计案例篇8
【关键词】初中科学；导学案；对策
目前，在新课程理念的影响下，很多学校都实施了课堂转型，一个很明显的特点就是开始尝试使用导学案。诚然，导学案有很多优点，如导学案比教辅资料精细、适用、逻辑性更强、知识内容好理解，它可以很好地帮助学生做到预习有抓手，课堂有思路，课后能复习。但是初中科学作为一门以实验为基础的学科，使得科学导学案的类别、功能、原则和操作等等都留下了很多值得探讨的空间。就现在的实施状况来看，普遍存在框架死板，生搬硬套、笔头训练多，思考探究少、学案知识化，减弱实验的教学价值等方面的问题，由此看来科学导学案还存在很多值得改进的地方。下面分这三个方面阐明存在的问题及对策。
一、框架死板，生搬硬套
导学案应是老师在吃透初中科学课程标准和教材的基础上，对教材进行的二次加工，主要目的是让学生可以更好地理解教材的相关知识点，帮助他们理解上课的重难点及上课的思路。但是，现在不少学校设计的科学导学案框架死板，有一定的板块，老师只需在相应的板块填上相应的内容就好。
【案例1】善于自学：
乐于合作：
勤于巩固：
喜于收获：
这个导学案设计了4个板块，分别是善于自学、乐于合作、勤于巩固、喜于收获。这样设计的思路是明细、合理的，第一板块学生自学课本，第二块实验探究，第三块练习巩固，第四块反思所学。这样的导学案逻辑清晰，但是学校的科学课堂无论是哪块内容，哪个老师都一致采用这样模式的导学案就会使科学课堂变得死板，课堂生成内容减少。
【对策】老师应根据上课内容、学生特点、教学环境等等方面适当地更改导学案的框架，不能为了要有这个框架而去生搬硬套。当然基础的框架是需要的，这样也可以帮助学生理解导学案。
二、笔头训练多，思考探究少
很多导学案中第一部分会设计学生自学，而学生自学的主要方式就是翻开书本找出老师需要的相应答案。这时候的学生不需要进行任何思考，只需要进行“阅读理解”。另一方面，学生进行探究实验的时候，有的导学案中就会给出相应的实验步骤，学生只需要进行填空，这样的设计会禁锢学生的思想，探究式教学便很难展开，学生在课堂中也会失去很多“挣扎”的机会。此外，很多老师会在导学案中加入一些习题的模块，这个是无可厚非的，加入习题模块既可以帮助同学们巩固本节课所学的知识，又可以给教师提供反馈，帮助教师了解学生掌握情况。但是，有很多导学案中的习题竟占据了半壁江山，其中的问题也就不言而喻了。
【对策】（1）导学案中的第一部分如果要安排学生自学，可以采用一些有趣的小实验，或挖掘学生相应的一些生活经验。如在上《植物的叶和蒸腾作用》之前，可以布置学生完成叶子放在热水中观察气泡的实验，这样的家庭实验既可以节约上课时间又可以让学生感受到科学就在身边的魅力，且不会失去学生思考的空间。学生有思考就会带着问题去看书，带着疑惑去听课，这样的效果就是导学案想达到的效果之一。（2）导学案中的探究实验尽量不要设计成填空式，尽量开放一些，给学生更多的思考空间。（3）习题是需要的，习题的设置方面可以选用一些与本节课知识点有关的生活现象，这样可以让学生觉得科学就在身边，比起单纯的习题能让学生更有兴趣。
三、学案知识化，减弱实验的教学价值
科学是一门以实验为基础的学科，探究式教学的提出也对课程提出了新的目标，它要求在科学教学的过程中尝试使学生体验科学家的工作历程。但是分析当下的不少科学导学案，发现大多数是以知识逻辑为线索，并非针对学生探究和体验的活动设计，而且大多数的实验都变成了验证性实验。
【案例2】验证假设：所有蜡块的总质量和金属块质量相同，则金属块的体积较（“大”或“小”），用测得他们的重力，金属块的重力蜡块的重力（“大于”或“小于”）。
实验结论：这个实验为探究物体的重力大小的相关因素，说是学生探究实验，但已告知实验步骤，何以探究？这样的导学案与探究不匹配，把一个充满想象的开放性实验活生生地变成了验证性实验，大大地减弱了它的教育功能。
【对策】导学案必须要强化探究性实验部分，最好不要采用填空式的模式进行，这样会限制学生的思路，且会把实验转变成操作性实验的感觉。对于实验内容，在学案上要以“探究”、“设计”、“描述”、“思考”等问题呈现。
空间模块化设计案例篇9
[关键词]：出让地块、开敞空间、公共化、宏观层面、微观层面
abstract:Basicallynowthemajorityoftheurbanlandpolicytocomplywiththeprinciplesoftheoveralltransferofthelandwithintheopenspace(greenspace,venue,etc.)onlytoservetheplotitself,thelackofcontactwiththeperi-urbanareasofpublicopenspace,moreclosed.thispaperattemptstolearnthroughcaseanalysistoexploreamorerationalmodeofdivisionofplotsofurbanland,andtoblockinternalpublicopenspaceinordertoachievetheperfectcombinationofurbanmacro-andmicro-levelopenspace.Keywords:sellland,openspace,public,andthemacrolevel,micro-level
中图分类号：F291.1文献标识码：a文章编号：
研究背景
城市公共开敞空间的布局主要是结合慢行系统规划来做的，而传统的慢行系统规划更多的是注重城市宏观层面开敞空间之间的联系，譬如打造沿河、沿路的城市慢行轴，以及大型城市公园、街头绿地等重要慢行区域、慢行节点。对于微观层面的城市各出让地块内部的开敞空间并没有纳入到整个慢行系统内部综合考虑。
图1
如果把城市宏观层面的开敞空间比作人体的骨架，那么微观层面的开敞空间就好比人体的经脉，倘若一个人只有骨架支撑，而缺少了经脉的联通，那是很单薄的，不成系统的。如何打破这种束缚，打通“经脉”、丰富“骨架”，成为了社会亟待解决的问题。
案例分析
印度昌迪加尔是从平地兴建起来的新城市。1951年法国建筑师勒·柯布西耶受聘负责该城市总体规划，其通过方格网状的城市道路将城市划分成17个居住街区（图1），各街区面积约100公顷，人口约5000—20000人。街区之间通过大尺度的绿地开放空间“休闲谷”串联，谷内通过大量的植被种植营造出较为纯粹的自然化的休闲绿地空间，并将丰富的城市功能（公共设施、商业服务、休闲游憩等）融入到休闲谷中，最终形成贯穿整个城市的公共开敞空间。
图2
规划设想
（1）“异想天开”的做法
上述颇具传奇色彩的案例不免也启迪了我们的思维。以居住地块为例，设想以单栋建筑为单位进行物业管理，而公共空间则完全对外开放，例如酒店式公寓的管理方式（图2）。这是一种理想化的模式，在现行的规划体系下比较难实现，需要规划管理部门在土地出让前明确地块方案，仅将建筑占地部分的用地进行出让，开敞空间则完全公共化。
图3
（2）“退而求其次”的做法
由于第一种理想做法在规划管理中难以实现，那我们在其基础上略作修整，采用以居住组团为单位的模式进行物业管理，组团级以上道路及中心绿地不划入出让地块，作为城市公共开敞空间（图3）。这种做法在规划管理层面更加具有可操作性，仅需在控制性详细规划阶段明确公共绿地的面积与位置，可以有条件地在城市重点区域，如有城市设计支撑的地区试点先行。
图4
优势分析及相关操作建议
上述做法的优势之处：
（1）仅将居住组团部分的土地进行出让，而把中心绿地等开敞空间作为社会公共资源进行共享，在节约土地指标的同时，也使规划更加人性化。
（2）将微观层面的城市各地块内部的开敞空间公共化，并与城市宏观层面的开敞空间整体衔接，最终形成完善的城市公共开敞空间体系（图4）。
上述做法需完善之处：
（1）需要有明确意向的开发商在取得土地之前提供完善的方案给规划管理部门，规划管理部门以此作参考，并结合相关规划深入研究后，在控规中合理确定具体开敞空间的量与位置。在城市重点核心区域，如有完善的城市设计支撑，也可以直接带方案进行土地出让。
（2）在出让协议（合同等）中，需要把原先整体出让的地块价格折合到控规中标示出来的出让用地中去，以此保证政府的收益。
参考文献：
[1]史飞、鲍家声：城市居住区公共绿地开放空间设计研究，华中建筑，2005年01期
空间模块化设计案例篇10
作为促进教学方式方法变革利器的翻转课堂模式，在全球范围内引起教育人员及科研学者的广泛关注和实践探索。翻转课堂翻转了教学
结构，学生在课后通过教师提供的微视频、电子教材等媒体资源及数字化环境进行自定步调的个性化学习，获取知识，在课上通过完成作业、应用讨论、协同创新等活动完成知识内化，课后学习的衡量标准是学习情况达到了传统课堂中教师讲授的效果，课上学习的衡量标准是学生完成了本次课程内容的内化[4]。翻转课堂根植于教育实践，是一种以改进实践为导向的自下而上的教改模式[5]，目前,翻转课堂的实践在基础教育和高等教育领域开展得较为广泛、深入。基础教育领域，杨刚等人系统整理了美国明尼苏达州斯蒂尔沃特市石桥小学、美国高地村小学、林地公园高中、柯林顿戴尔高中、马里兰州波托马克市的布里斯学校等十大翻转课堂经典案例，其中美国林地公园高中的教师JonBergmann和aaronSams，录制ppt及讲课声音形成学习视频并上传到网络以便缺席学生补课，进而应用这些视频形成了在家看视频、课堂完成作业及指导的翻转课堂模式，堪称是翻转课堂的起源地[6]。在高等教育领域比较有代表性的包括：Strayer在统计学入门课程中的实践[7]，加州州立大学基于合作项目理念的实践[8]，papadopoulos及Roman在电气工程课程中的实践[9]，Johnson等人在计算机应用课程中的实践[10]，以及我国杨九民教授等学者针对“现代教育技术”实验课程所进行的应用实践等[11]。对翻转课堂模式的理论探讨，比较有代表性的是美国Roberttalbert教授所总结的包括课前观看教学视频与针对性的课前练习，课中快速少量地评测、解决问题并促进知识内化及总结与反馈的翻转课堂结构模型[12]。张金磊根据翻转课堂的内涵以及建构主义学习理论、系统化教学设计理论，构建了包括课前设计模块（教学视频的制作、课前针对性练习）及课堂活动设计模块（确定问题、独立探索、协作学习、成果交流、反馈评价）两大关键环节的教学模式[13]。在关于翻转课堂的教学模式研究中，我国学者还很注重结合学科特点或依据具体教学理念进行教学活动及模式研究，比较有代表性的是基于游戏化学习理念的翻转式教学模式设计[14]、面向化学实验教学的翻转课堂模式构建[15]等。当前，对翻转课堂模式的实践与探讨主要聚焦于创建教学视频以完成知识传授、设计课堂环节以完成知识内化，而无论课上课后都需要学生能够主动、积极参与到学习活动中，因此，活动设计是否合理直接影响翻转课堂成功与否。活动理论为有效活动设计提供了很好的理论依据与参考，从主体、工具、客体、分工、共同体和规则六大要素及生产、分配、流动和消耗四个子系统分析活动系统[16]，其最终目标是将客体转变为结果，而力图使得转变过程中，所有系统要素之间的矛盾尽可能小，而所达成的效果和效率尽可能大。本文将基于活动理论六要素分析翻转课堂经典案例和研究经验，提炼与归纳翻转课堂得以顺利实施的策略影响因素，如表1。
二、网络学习空间构建维度架构
作为数字化学习环境的新方向，网络学习空间建设维度的相关研究引起国内外学者的广泛关注。nGLS（nextGenerationLearningSpaces）项目构建了教法———空间———技术（pedagogy-space-technolo-gy）学习空间设计与评价框架[17]，澳大利亚教学委员会则提出了包括设计———建立———应用（Design-Build-occupation）三大循环环节的学习空间基线开发评估模型[18]。我国学者祝智庭教授从空间结构、接入环境、支持服务和用户能力四个维度建构“人人通”建设一般框架，其中空间结构包括角色空间、资源空间、工具空间、过程信息空间以及协调机制等[19]。关于学习空间的研究中，有的学者基于技术的视角进行空间划分，例如挪威科技大学在移动学习视角下将学习空间划分为听报告、校内活动、校外活动三类[20]；还有的学者基于具体教学模式进行空间划分，如Cindye.Hmelo-Silver则基于问题的学习模式构建了由问题空间和相关概念空间组成的学习空间[21]。本文将引入tpaCK分析网络学习空间构建维度，tpaCK框架提出的本质是基于技术与教学融合的需求，这一点恰和网络学习空间的建设实质吻合，即在技术发展的基础上，根据不同的教学需求构建个性化的学习环境[22]。本部分将基于tpaCK脉络层次，系统分析网络学习空间应具备的特点和功能，将网络学习空间各模块应具备的功能特性与tpaCK中的要素相融合，提出以教学法维度、技术维度、学科内容维度为基点支撑，引入学习者能力维度和沟通管理维度，并在每个维度中涵盖教师、管理者及机构等相关要素，从而形成以“个性化、连通、灵活、智能”为特点的网络学习空间整体维度建构（如图1所示）。（一）需求分析在该维度中将教学法定义广义化，包括在网络学习空间中教师运用的教学模式、教学方法、教学策略，在教学过程中体现的教学理念、教学结构等。网络学习空间中信息技术手段丰富了教学法，教师可以运用多种教学方式进行教学。不同的教学法对学习空间有不同的要求，所以，网络学习空间的设计要根据不同的教学功能来完成相应的教学目标及任务。（二）技术维度技术维度将主要划分为两个方面，其一是对整个网络学习空间底层技术的支持，称之为内部支撑技术，包括云计算、web2.0、web3.0和利用丰富的网络接入技术、智能感知识别技术来确保空间的稳定性、灵活性和安全性。其二是整个学习空间中各模块供教师及学生使用的教学软件、社交工具等，称为外部技术配置。在技术支撑方面应考虑到技术的最新发展，通过技术的要素来改变学生的学习环境，以满足不同学生的学习需求，如以大数据为基础，运用学习分析技术记录学生在空间中的学习轨迹等。（三）学科内容维度学科内容维度主要是协助教师与学生进行学与教，根据不同学科的知识特点进行对应模块的学科内容设置，主要包括教学资源（教案、课件等）、学习资源（视音频、动画、图片、文本等）、学习工具，作业与考试系统、学生档案袋等类别。（四）学习者能力维度网络学习空间能否真正实现应有的功效，从实质上完成学与教的革命性变革，很大程度上取决于学习者对于学习环境、学习资源、学习工具的驾驭能力。学习者包括学习个体与学习共同体两类学习对象，能力维度包括知识建构能力、资源利用能力、自我控制能力、协作交流能力、创新反思能力和评价激励能力六大方面。（五）沟通及管理维度这一维度主要是确保各类目标人群可以无障碍随时沟通，网络学习空间整个体系的完整运行，以及管理机构完成对教学的管理、对教学质量的监督等作用。主要包括信息、互动答疑、教学质量监督、家校沟通、私密安全等要素。
三、翻转课堂视角下网络学习空间模型设计
为了有效落实翻转课堂视角下的个性化学习，网络学习空间需要能够支撑翻转课堂模式及有效策略，提供学生在学习视频后及时测试学习效果、教师及时有效地跟踪学生学习情况，以便实施个性化辅导、课堂中协作学习与知识管理一系列必要活动等功能。本部分将基于翻转课堂教学模式影响策略及网络学习空间五项构建维度，以自适应学习系统参考模型为核心部件，探索设计可以为学习者提供自适应学习服务、突出“个性化学习”理念、又能将教研、学习、管理，即教、学、管三大模块涵盖在内的翻转课堂模式网络学习空间模型。（一）翻转课堂有效实施策略与网络学习空间构建维度的耦合分析本文通过对翻转课堂经典案例和研究经验的系统分析，从活动理论的主体、工具、客体、分工、共同体、规则六方面提炼与归纳了翻转课堂得以顺利实施的策略影响因素，并以tpaCK为基础提出了包括教学法维度、技术维度、学科内容维度、学习者能力维度和沟通管理维度的网络学习空间构建维度，翻转课堂策略影响因素和网络学习空间构建维度都将直接影响网络学习空间模型的构建，二者的关系分析如下：（1）学习者能力维度是主体及共同体的核心要素，学习者包括学习个体和学习共同体两类对象，能力维度包括6大类能力，只有准确诊断和把握学习者的能力维度才能为学习者推荐更加合理、有效的学习目标、学习内容和学习过程。（2）教学法维度直接影响工具、规则及分工，教学法维度包括教学模式、教学方法、教学策略、教学理念、教学结构等，这些要素恰恰是工具设计当中非常重要的影响策略，并对相关工具的选择具有明显影响。教学法维度的核心要素还将制约整个活动系统的分工与规则。（3）技术维度是工具的有效保障，在翻转课堂的策略影响因素中，工具既包括理念层面、软条件方面，也包括硬件方面，而技术维度包括内部支撑技术和外部技术配置两部分，是工具类影响策略的有效保证。（4）学科内容维度是工具的中心要素，翻转课堂的工具类影响策略直接与学科相关，无论媒体、资源、环境、活动、设备的选取都要符合学科内容的特点，进而进行对应模块的内容设置。（5）沟通管理维度为分工、规则提供有利机制，沟通管理维度促进整个系统的完整、灵活运行，管理既包括师生间的课堂管理也包括纵向行政管理，这都为活动系统提供了分工、规则方面的依据。（6）网络学习空间的五个单一维度复合支撑主体活动生成客体，只有在充分尊重学习者能力维度的基础上，有效运用教学法维度、技术维度、学科内容维度和沟通维度，才能达成知识接受和内化。（二）自适应学习系统参考模型选取翻转课堂充分体现了以学习者为中心的个性化学习特点，同时具有鲜明的信息技术支撑特色，网络学习空间是数字化学习环境的一种，能够为翻转课堂的实施提供支持。自适应学习系统在本质上是一种支持个性化学习的网络学习环境[23]，因此，可以作为构建网络学习空间的参考与依据。黄伯平、赵蔚等人对目前比较有代表性的自适应学习系统从领域模型、各模型所具有特点、依据相关模型开发系统所具特性等角度进行了对比分析，并认为LoaS更适合于现实开发自适应学习系统[24]。本文将以LoaS为参考模型作为翻转课堂模式网络学习空间模型的核心构件。LoaS自上而下包括Dm、Gm、Um、am、pm五层，针对不同层给出了具体的操作符。Dm指的是领域模型，通过目标进行概念图的界定；Gm是目标和约束模型，目标定义关注点，约束界定搜索空间；Um是用户模型，由变量之间的关系所表达；am是自适应模型，提供自适应机制；pm指的是呈现模型，将在考虑物理属性和环境特征的情况下产生针对指定平台的代码[25]。（三）翻转课堂模式的网络学习空间模型构建翻转课堂具有明晰划分课后活动与课上活动的特点，基于翻转课堂模型的网络学习空间既要突出该典型特征、有利于翻转课堂有效实施影响因素的达成，又需要符合所总结的五项构建维度。本文所设计的翻转课堂模式网络学习空间模型是以构建网络学习空间的五个单一维度和复合维度为根本基础，以落实翻转课堂为指导理念，将整体模型功效分为：底层支撑基础、学习空间、研训空间、管理空间及沟通空间。模型以学习者为中心，教研、管理为辅，主体部分以翻转课堂课后学习与课上学习为落脚点，把关于学习内容的正式学习情境与非正式学习情境均架构在以自适应学习系统为中心的网络学习空间模型中。1.底层支撑基础对应前文所阐述的网络学习空间技术维度中的内部支撑技术，这是网络学习空间建设所需要的最基本底层支撑基础，包括服务器虚拟化、云存储技术、安全系统和网络接入四部分，只有具备这些最基础的底层保障，才能够支撑网络学习空间中每个模块正常、优良运行。2.学习空间该模块是整个网络学习空间中最核心的部分，也是落实翻转课堂策略影响因素和网络学习空间五维建构要素的具体体现。学习空间的主体是学习者，其能力维度是构成用户模型（Um）的主体要素，在学习目标清晰的前提下，学习者通过工具的支持、共同体协作和遵守分工职责与相关规则，将在课后完成知识传递，在课上达成知识内化。该模型以LoaS为核心部件，也包括Dm、Gm、Um、am、pm核心要素，但是，根据翻转课堂的典型两阶段模式，将每个要素都分为了知识传递和知识内化两个阶段，分别在图中以t和i进行标识。在知识传递阶段主要集中于如何将传统课堂学习的内容以适合的资源类型及学习序列呈现给学习者。通过对学习者学习风格和认知风格的分析得出学习者的学习偏好和认知状态，运用数据挖掘、学习分析技术等为学习者编制适合的学习目标、呈现符合其认知特点和学习风格的媒体类型，并且通过符合其能力的测试项目让教师掌握其学习情况，从而使学习者完成知识传递过程。在知识内化阶段主要集中于对教师所实施的翻转课堂模式课程组织中学生参与课堂活动的观察和分析，通过对学习者个性特点的分析为其推荐个性化的学习策略，通过自适应引擎将学习活动序列和学习内容适应性地呈现给学习者，以完成网络学习空间中个性化学习活动和学习过程跟踪评价等功能。3.研训空间研训是促进教师专业发展的重要途径，研训空间主要为提高教师教育教学素质、优化课堂质量提供支持。能够通过视频录制工具、学科工具软件和仿真实验室等支持学科内容资源与媒体的编写与创作，支持个体备课、集体备课、教学观摩、专家培训、交流研讨等，从而促进翻转课堂模式的更好落实。4.管理空间管理空间有效支撑网络学习空间沟通管理构建维度中的管理功用，为网络学习空间进行正常优质教育教学提供了牢固的保障机制。该空间既包括了教师对学生的管理，如及时掌握学生课前学习进度和掌握情况、课堂中参与各项活动的效果，对学困生预警预报等；该模块还按照工作流程支持不同级别的管理人员灵活掌握整体教育教学情况及质量。5.沟通空间会话与沟通是教育教学质量的核心所在，在翻转课堂模式中无论课前学习还是课堂活动组织，只有能够有效达成师生间、生生间的有意义会话，才能确保学习的有效性。沟通空间是网络学习空间沟通管理构建维度中的沟通功用的集中体现，将负责教师、学生、家长、管理者甚至社会公众在整个网络学习空间中信息的传递与分享，另外该空间将与学习空间相辅相成，共同促进深度学习的发生。
四、翻转课堂视角下网络学习空间案例分析与设计
翻转课堂模式网络学习空间模型包括一个基础、四类空间，其中基础指的是网络学习空间赖以实施的硬软件及网络基础，四类空间分别是面向学习者的学习空间、面向教师的研训空间、面向管理者的管理空间，以及各类空间都需要的沟通空间子模块。在四类空间当中，面向学习者的学习空间无法脱离底层支撑基础及其他三个空间而独立存在，但却位居四类空间中的核心重要位置。下面将从翻转课堂模式网络学习空间总体设计及学习空间设计两方面进行案例分析与设计。（一）空间总体设计案例分析从空间服务对象的角度，可以划分为个人空间和机构空间。其中个人空间又可以根据建设目标及服务范围细化为学生空间、学科教师空间、班主任空间、教研主任空间、教研员空间、家长空间等，机构空间也将根据建设目标及服务范围细化为班级空间、教研组空间、学校空间、教育局空间等不同类型。在应用翻转课堂模式的网络学习空间模型构建实际空间时，需要根据不同类别用户或机构的个性化需要延伸模型的核心部件进而构建相适应的功能与服务。在图3所示的网络学习空间建设支撑系统[26]中，包括了学生空间、管理者空间、班主任空间、教研员空间、科任空间、家长空间6项个人私有空间，班级空间、年级空间、教育组空间、学校空间、教育局空间等机构空间，覆盖了面向学习者的学习空间、面向教师的研训空间、面向管理者的管理空间，其中也内在涵盖了沟通空间。该网络学习建设支撑系统包括了云操作系统、数据库平台、云安全系统、云分布存储、异地容灾备份、网络设施、服务器资源池、云存储资源池等基础支撑，覆盖了翻转课堂模式网络学习空间模型中的底层支撑基础。（二）学习空间案例设计如上分析的案例，虽然能够覆盖翻转课堂模式网络学习空间模型的一个基础、四个空间，但是，却未必能够有效支撑翻转课堂模式网络学习空间模型的核心模块学习空间的内在机制与原理。翻转课堂的典型两阶段分别指向知识传递和知识内化，知识传递环节的推理机制与传统自适应推理机制很类似，因此，在学习空间案例设计中，将针对知识传递环节直接给出空间设计界面，针对知识内化环节给出系统流程图。在知识传递环节，学习者将见到如图4所示的学习界面，其中明确指出学习目标和学习指导，媒体资源是系统根据学习者学习行为进行特点分析得到的学习特点、学习风格，与资源媒体属性（如抽象或具体、时间长短、背景知识、媒体类型等）进行匹配程度近似计算而甄选的。为了确保学习者的学习投入度，还将设置测验锚点，在学习过程中监测学生的注意力、在学习结束后测验学生的学习效果。另外，在该环节，学生还可以进行求助教师解答、与同学交流等其他活动。图4知识传递界面知识内化环节贵在学习活动的组织，在翻转课堂当中，比较集中的活动方式是学生完成作业、教师进行个别化指导、教师讲解共性问题及讨论，这就需要提供观察和分析学生学习过程和效果的功能。随着翻转课堂的逐渐深入，在课堂中将逐渐引入与选择教学模式相关的讨论、科学实验、互动、创新协作、提问等丰富多样的活动，因而，学生的活动既包括必选活动，又包括通过对学习者个性特点分析为其推荐个性化的学习策略和活动。本案例将知识内化环节设计为首先查看学生的课前学习情况及反馈（对应学情分析功能），对学生所遇到的集中问题将进行集体解析，对个别学生遇到的非普遍性问题教师则会采取个性化辅导的方式（对应个性辅导功能）；然后系统判定是否有其他活动（讨论、科学实验、互动、创新协作、提问等），如果有其他活动，自适应模型将根据教师教学活动安排、用户模型、约束模型、领域模型的综合推理，进而呈现适合学习者的活动序列并让学习者依次参与活动。
五、结语