实验方案的概念篇1
1融合关系和内涵属性的概念图表示
根据汉语概念内涵逻辑理论[10]，将整个语义语境分为心理世界和物质世界,其中在人脑中的概念属于心理世界，而词语和实体属于物质世界。整个过程细分为：从实体到词语的一个分类过程；从概念到词语是一个命名过程；从词语到概念再到实体，以及反过来实体到概念再到词语是一个词语的理解、表达的过程。也就是理解一个词语需要经历上面四个过程。计算机理解自然语言的语义，同样需要经历上面四个过程。本文主要根据汉语概念的内涵逻辑模型理论，在传统的概念图知识表示方法中加入概念内涵属性，提出一种新的知识表示方法。
1.1构建本体传统的概念图能够直观地表达自然语言的语义，在构建概念图的过程中需要领域专家的参与，从而导致概念关系的引入存在随意性，概念图的完整性难以得到保证。整个过程中，领域专家根据概念的内涵和外延特征判断两个概念之间的关系，在结果图中概念只是包含外延，而应用于语义计算的内涵需要观察者判断。概念的内涵可以通过属性名-值（attributeValueStructure）aVS的列表结构来表示[11]。基于概念内涵属性的e-a-V结构图将两个概念的关联属性作为关系，假设概念的属性名之间相互独立[12]，如图2。e-a-V结构图更多的是注重于概念的内涵属性值，而忽略了概念内涵属性的整体表达性，也即概念的内涵属性并不是简单的赋值组合彰显概念，而是具有内在联系性。在这里，at就是领域概念所有aVS列表结构的集合。tR是根据美国国家标准研究院评测定义的七种类型的有限集：制造关系（aRt）、类属关系（Gen-aFF）、转喻关系（metonYmY）、组织结构从属关系（oRG-aFF）、局部整体关系（paRt-wHoLe）、人物关系（peR-SoC）以及地理位置关系（pHYS）。虽然关系的类型是有限集合，但是两个概念间的属性列表结构的组合有很多种，从而使得概念图的表现形式多种多样。
1.2a&R概念图的形式描述定义2在领域本体构建完成的基础上，同样为了便于进行语义计算,包括概念节点和概念关系节点；为概念节点集合，每个概念节点都包含一个aVS列表结构；为概念关系节点结合；为aVS列表节点集合，节点和概念节点一一对应；为映射函数，对于每个概念节点,都可以通过映射：。同样,对于概念关系节点),存在映射：。为边的集合。
1.3a&R概念图的构建整个C-a&R概念图的构图过程分为以下步骤：首先，从给定语料库中抽取出构建领域本体ontology的概念词典以及属性词典；其次，根据中文上下文语义环境选择合适的概念；然后，根据选择的概念，从本体的属性词典中抽取出对应的属性名，结合上下文语义环境赋予对应的值，构建aVS列表结构；再次，依据概念的aVS列表结构，从有限关系集合中选择适当的关系；最后，根据已经选择好的概念，关系和aVS列表构建概念图，人工进行筛选。如图3所示：
1.4例说明对中文句子“小明是计算机科学与技术专业的学生，选修了操作系统，小华也选修了！”构建C-a&R概念图，如图4。提取概念：[major:计算机科学与技术]、[Student:{小明、小华}]、[选修]和[Course：操作系统]。通过查《现代汉语词典2010》,构建每个概念对应的aVS列表，如表1所示。本文总结画图的具体过程如下：对中文句子进行分析,采用iCtCLaS2014分词系统进行分词，抽取出其中的n名词、np名词短语、V动词、Vn动名词以及表示时间、地点的副词和表示数量的量词作为初步概念节点。a）将当前抽取出的词进行筛选，去冗余和噪声，也即找出语义上明显相似的词。b）确定同类概念间的层次关系，按语义的包含性进行排序。c）确定概念图中的起始概念节点、中心概念节点和结束概念节点。d）由起始概念节点开始，从左至右依次排列句子中所包含的概念。e）将排列的概念节点中的属性-值列表标出，从属性-值列表中得出概念间的关系。f）确定概念间的关系，并依次填入到关系节点中。在画图过程中，关键是抽取中文句子中的概念节点，判断起始概念节点，确定中心概念节点以及结束节点。对概念的属性，采用《现代汉语词典2010》中对词的表述，人工抽取以及确定属性值。从概念集中筛选冗余的概念和根据两个概念的属性-值列表确定关系节点，需要领域专家的经验。
2实验与结果分析
本文设计了一个自动问答系统来考查C-a&R概念图表征汉语语义的有效性和可靠性。事先对语料库进行了甄选，从实验室开发的科技评审系统所涉的一些用户常见问题和答案中挑选文本作为实验文本。实验的方式采用传统的手工构建，人工抽取，在此基础上用计算机进行匹配。问句构建C-a&R概念图时，首先将其转换成陈述句，并且保证关系是二元关系。把起始概念作为中心概念。答案文本的内容较多，包含的概念有多有少，并且叙述的层次性、并列性以及分点性等特点给构图增加了难度。同时答案中包含大量的复合概念，需要大量的概念图连接、投影、限制和合并等操作。本次实验构建了103个中文句子(包含嵌套子句)的C-a&R概念图，包含556个概念节点和35个不同关系节点。实验从三个方面即准确率、召回率和F值(β=1)来对系统进行评价。
2.1数据存储本文考虑概念图的层次结构以及复杂程度的不同，拟采用XmL文档的形式进行存储。在设计节点时，采用三级节点的形式：概念图节点
2.2的结果与分析本次实验文本中，总共包含21个问句，21个答案文本以及35个评审相关的中文句子的概念图和26个子句概念图。实验采取两种方式进行：一、根据用户输入的问句直接在问句文本中查找出问句，而实验问句事先已经和答案文本一一对应；二、根据用户输入的问句，提取关键字作为概念，直接在答案文本的概念图库和评审句子概念图库中查找。两种实验方法的原理是一样，第一种通过查找问句间接找到答案，第二种是直接和答案匹配。具体实验结果如表2、3所示。从实验结果可以看出，使用C-a&R概念图来表示中文句子，比传统的概念图的效果更好。目前本文的实验主通过机器抽取，人工判断抽取结果，假设抽取的结果的正确率都是1，根据实验结果可以得出，在给概念图中的概念节点添加内涵属性后，显然能够提高精确值。
3结束语
实验方案的概念篇2
关键词：土木工程专业;结构概念;创新设计;课程教学
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2016）06-0199-02
一直以来，我国土木工程专业本科培养的学生具有一定的理论水平，但应用实际工程的能力较差，独立和创新的工程意识较低。原因是以往的教学中，教师单纯地讲授理论知识，学生实践能力训练不足，缺乏理论与实际工程相结合的锻炼，教学与实践无法有效衔接。目前，土木行业越来越多的地方用到了概念设计，这种理念在很多实际的建筑方案中得以应用，对土木工程影响巨大[1]。因此，概念设计在土木建筑工程专业教学环节中应当加以体现、反映。针对这样的现状，土木工程专业进行《结构概念与创新设计》课程教学研究就十分有意义。这对改革工程教育的教学模式有利，又能检验学生对所学理论知识的掌握，并且锻炼他们提出问题、分析问题、解决问题的能力，激发其建立工程意识和培养创新能力[2]。
一、《结构概念与创新设计》课程教学内涵和意义
土木工程结构概念设计是工程当中结构设计的灵魂，是利用设计概念并以自身为主线贯穿全部设计过程的一种设计方法。概念设计是完整和全面的设计过程，它将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计[3]。社会经济的飞速发展，人们的生活水平日益提高，对建筑结构设计也有了一个更高的要求。如何打破土木工程结构设计过于墨守成规，能将结构工程师的创新能力充分发挥出来，对于现代社会是迫切需要的。因为他们才是结构设计革命的推动者和执行者[4]。
《结构概念与创新设计》课程是在原《结构创新设计》课、《结构概念与体系》课及《事故分析与结构原理》等土木工程专业课程基础之上，发展整合及改造后新设立的课程。该课主要是以学生创新性设计制作实验为主线，训练学生工程意识、动手能力、创新能力、实践能力等。它体现了工程教育的特色，以结构设计制作实验项目为载体，探索在干中学、理论与实践紧密结合的教学模式。把工程培养所必要的基础知识、工程设计思想和方法、自学和终身自学的能力和兴趣的培养等内容放在第一位。《结构概念与创新设计》课提出建筑结构概念设计的概念和原则，并结合学生的创新性设计制作实验案例进行点评分析。概念与体系部分介绍结构概念设计的背景、思路、基本做法、设计过程中经常用到的结构概念。
该研究的理论意义和实际意义在于探索通过该课程的教学设计，教学内容和教学方法的改革研究，适应新的教育理念和人才培养模式。培养学生的创新和实践能力，掌握善于主动学习的方法，形成良好的学习和工作习惯。
二、我校的教学改革研究的基础和环境
1.专业建设基础好。河北工程大学土木工程学院以开设创新性结构设计大赛10年。完成了校教研项目《土木工程专业创新性结构实验探索研究》和《结构创新设计等系列课程的教学研究》两项。学院已开设《结构创新设计》、《结构概念与体系》、《事故分析与结构原理》、《混凝土结构设计》、《结构抗震设计》等课程。
2.师资力量强。上述这些课程由多位建筑工程系的老师担任，职称结构合理，形成了相对稳定的老中青队伍结构。因此，对于结构概念与创新设计教学改革研究的可持续性提供了保证。
3.实验室基地条件良好。本专业下设的结构实验室是河北省结构实验教学示范中心，为学生建立模型实验提供了科学的、可靠的硬件条件。
三、《结构概念与创新设计》课程教学方案设计
1.教学目标。初步形成《结构概念与创新设计》课的教学理念和教学思想，完成《结构概念与创新设计》课的教学大纲制定，确定教学内容，初步形成教学方法和教学模式，为指导其他工程设计课程教学改革探索经验。
2.教学内容。《结构概念与创新设计》课程教学内容包括教学设计、教学内容和教学方法研究。
教学内容：创新性设计制作实验项目的设计，项目要包含若干个结构和力学的概念的运用，如拉、压、弯、剪、扭、稳定、倾覆等，使用材料应宜于制作，实验的方法要直观。项目的要求应是概括性的，应用较少的约束，以使学生开阔思路。给出的条件应尽量少，要学生自己寻找所需的条件。布置结构设计制作实验项目，首先让学生以小组形式讨论分析项目，提出问题。学生分析问题并寻找解决问题的方法，通过自学、讨论、查阅相关资料等方法解决问题。学生应经过结构方案设计、一定的计算分析、绘制施工图、施工制作结构模型、进行结构实验、实验分析、总结等过程。
教学方法：本课程的教学手段主要以讲课、学生设计、模型制作和模型实验相结合的方式，从不同的角度和理念启发学生将所掌握的基本结构概念有机地结合起来，培养学生的创造力。在模型实验之前教师上课以引导为主，主要由学生自学、讨论和分析计算设计制作出结构模型。教师引导学生将自己的设计与所学内容联系起来，甚至产生出学生还未学到的问题，让学生自己思考分析。
教师的教学主要以指导为主，如结构概念设计的原则、路线、方法，基本思路、基本做法以及设计中常用到的结构概念等，并结合学生的创新性设计制作实验案例进行点评分析。
基本教学过程：布置题目――学生以小组讨论学习――提出问题――教师指导学生分析问题解决问题（教师重点要起到启发、督促、指导、控制进度的作用）――学生形成方案――教师根据方案指导学生改进方案――学生制作模型――学生实验――教师点评总结（重点是设计思路和设计方法及学生学习方法的总结）――学生总结（学习过程总结）
3.存在的问题。（1）如何将“培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生自学和终身学习的能力等”教学理念落实到教学实践中，是本教学课程首要解决的关键问题。（2）研究创新性设计制作实验题目。研究题目的内涵、题目的难易程度、题目的适用性、题目的趣味性、题目对学生学习的引导性等。（3）研究课程的教学内容和教学方法，形成即稳定又灵活的教学内容和方法。稳定是要教学理念要坚持不懈，总结提高，教学模式要稳定形成套路和程序，便于教师掌握和控制教学进度。灵活是具体的教学内容，比如涉及的结构概念很多不可能在课堂上全讲，需教师具有灵活性和启发性的教学方法指导学生学习。（4）初步形成课程所需的教学文件。如教学大纲、教学设计、教学教案、教学讲义、题目库、教学录像等内容。
四、《结构概念与创新设计》课程的实施
我校土木工程专业开设《创新性结构设计》等一系列课程以来，我们在不断探究和改进教学方法，对于启发式教学、案例教学、项目教学法均有了一定程度的研究，并取得了阶段性成果。我们已经完成了《土木工程专业创新性结构实验探索研究》和《结构创新设计等系列课程的教学研究》两项校级的研究，并开设了相应的课程。相关教师在工程教育方面有长期的思考和教学实践探索，并且已成功组织土木工程结构大赛10年。已开设《结构创新设计》、《结构概念与体系》、《事故分析与结构原理》、《混凝土结构设计》、《结构抗震设计》等课程，相关教师教学水平高，有丰富的教学经验。具体实施如下：
1.修订《结构概念与创新设计》课程教学大纲，包括课程目标、内容安排及学时安排。
2.选择土木工程专业和工程力学专业大学三年级学生的第二学期开始该课程教学。
3.自土木工程专业和工程力学专业大学三年级学生的第一学期期末，研究确定题目及相应的教学安排。
4.将大学三年级专业学生按班级分给不同的教师，教师则分头实施教学，定期讨论交流改进教学。在教学实践中，将教师授课、学生设计、模型制作和模型实验相结合，启发学生将理论知识与工程实际相结合，培养学生工程概念设计与创新能力、自学能力。
5.在大学三年级专业学生的第二学期期末，教师对课程实践进行总结，提出改进措施和方法。
五、总结和探讨
本文方案结合新的科研成果开设出新的课程以及课程标准化建设。探索建立新课程的教学理念、教学内容和教学方法。本方案突出土木工程专业特色，加强了实践教学环节的创新研究与实践。将工程项目、创新能力培养融入课程体系建设中，进行课程计划和实践内容的一体化设计，培养学生的工程创新意识。本方案突出启发式教学和指导式教学，培养学生的学习兴趣、善问求知和动手实践能力。
参考文献：
[1]张海峰，乔安宇.论建筑结构设计中的概念设计及其措施[J].黑龙江科技信息，2012，（12）：36-39.
[2]刘彦艳.浅谈建筑结构概念设计[J].科技风，2009，（13）：52-55.
实验方案的概念篇3
核心概念是指位于学科中心的概念性知识，包括了重要概念、原理、理论等的基本理解和解释，这些内容能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分.《新课程标准》倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念，并能运用生物学的原理和方法参与公众事务的讨论或作出相关的个人决策.高中生物课堂教学中概念的获得应该遵循认知心理，创设问题情境引导学生自主探究构建，利用前概念转化等诸多途径获取.但真正高中生物核心概念课堂教学中时不时出现一些做法欠妥与无序的教学现象.现将其梳理献于大家以求核心概念教学的有序实效.1.打捞现象，拼凑概念，认知无序所谓的“打捞现象，拼凑概念”就是指从与概念相关的事例、过程中“捞取”关键词，再利用关键词“拼凑”组合成一个概念.布鲁纳的认知结构学习理论认为：“人是通过认知表征的过程来获得知识、实现学习的.所谓认知表征，就是指通过知觉而将外在事物转换为个体内在心理事实的过程.”而打捞拼凑概念则不遵循认知结构学习的规律（序），忽视认知表征在习得概念中的重要作用.对于学生来说只是得到了文字的概念，并不是概念知识建构的表征化过程.案例“光合作用”的新授课.教师利用书本上所给的光合作用的探索历程的一系列科学家的实验进行这个核心概念的教学.具体过程见表1.时间科学家实验主要内容实验结论1771普利斯特利植物更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸变得浑浊的空气植物的生长与空气的作用有关1779英格豪斯植物更新空气的实验光照和绿叶对光合作用的影响1785――发现了空气的组成绿叶在光下放出的是___________，吸收的是_______1845梅耶光合作用能量转化光能转化成1864萨克斯植物叶片遮光、曝光实验光合作用的产物除了氧气外还有常见的有如条件陷阱：哪些条件是有用的？哪些条件是没用的？没用的条件信息就是陷阱；相似相近的概念不能混淆；还有原理陷阱、过程陷阱等等.陷阱往往是命题人故意设置的，目的是考查学生基础知识掌握的程度和能力的高低.在读懂题和明确条件后，要进一步明确哪几个地方设置了陷阱.联系教材知识点.高考题的最大特点是高起点低落点，一大段文字说明加上几张图表，表面上看上去很难，但实际上如果把题目看懂了，图表剖析清楚了，则答案还是在书本上.因此，在图、表剖析完后，要理清图表中的知识点，回忆有关知识点所涉及的概念、原理、过程、功能等内容，学会将新信息与课本知识联系，有一些材料题，会引用一些新的科学信息和材料.规范答题.规范答题包括二个方面，一是答案的规范，二是答题过程的规范.在学科知识基本掌握的前提下，如何能使自己的答案和考试答案接近或一致，这是每一个考生能否取得理想高考成绩的关键.应从这样几个方面做到规范答题：一要注意图题的提问中关键性的字词句，如“依次”、“先后”、“个”、“对”等；二要注意找准题中要求回答的主要“采分点”，学会用生物学术语，科学、准确地回答问题；三是要注意答题要尽可能的规范、准确、严密和完整.比如说字母的大小写、相关单位的统一；又比如说“由单倍体培育多倍体的常用方法是什么？”有学生答“用秋水仙素处理”不完整，而答“用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗”是错误的，正确的答案是“用秋水仙素处理萌发的幼苗”，因为单倍体不产生种子.四是要注意学会检验答案，这是很多学生最容易忽视的环节，在日常教学中一定要注意，一定要养成良好的解题习惯.总之，生物图题的图是相关生物学科材料的另一种呈现形式，无论对于何种图题，理清题意是根本，答题依据在教材，只要从心理上克服对图题的恐惧等障碍，静心审题、规范答题，它们也将不再是高考得分的拦路虎.
实验方案的概念篇4
关键词：工商管理；案例研究方法；理论构建；价值
案例研究方法属于典型的经验型研究法，原理在于通过对事物、案例、经验的分析，来研究和描述它的现象，同时得出诸如它为什么会发生、发生的原因等结论。案例研究法借助丰富经验去对事件规律进行探寻，旨在找出事件发生的原因和特殊性，求得自己想要的结论来论证命题。目前，案例研究法已经被引入并应用到了工商管理中，为工商管理事业做出了巨大贡献。下面对案例研究法在工商管理中的理论构建过程及方法作详细论述。
一、案例研究法的概述
案例研究法是三大研究方法之一，引入工商管理领域后为工商管理事业做出了巨大的贡献。但案例研究法由于缺乏一定的规范性，所以被学术界看做不入主流的研究方法，甚至还有学者对案例研究方法持批评态度，认为案例研究法不应被用到工商管理领域，破坏工商管理的秩序。但无论如何，案例研究法本身具有的价值不会改变，应用于工商管理领域并为其做出的贡献不会改变，本文现以事实来证明案例研究法的存在价值，打破框架限制，强调案例研究法完全可在工商管理领域中得到大量的推广。
案例研究法的意义体现在四个方面，分别为：一，情景因素。案例研究法的应用要借助具体实例，或者说案例，尤其是在应用管理学中，管理人员应用案例研究法对事件进行分析、研究时都会有一个特定环境，加之所研究的事件会产生社会情绪影响，所以研究内容会涉及到两个方面，一是事件本身，二是事件背后的环境因素，这是其他研究方法都不具备的优势；二，更加突出过程。案例研究法分析事件时更加注重对事件发生原因、发生过程的分析，这一举措能获得更多的新理论和新观点；三，重视关系研究。案例研究法比其他研究法更具哎重视关系，实际研究时要求先收集数据，且这些收集的数据都会与研究事件有所关联，数据收集齐全后，研究者会在分析过程中探讨它们之间存在的关系，并在结论中对其关系做出诠释；四，案例分析重视事件的来龙去脉。案例研究法在分析时更加注重事件的来龙去脉，要求利用收集到的数据信息或资料对事件进行还原，使之形成一个完整的故事，这一举措是其他研究方法不会实施的。
二、案例研究法在工商管理中的应用条件
尽管仍有少数专家学者对案例研究法持不认同意见，但当前案例研究法在工商管理领域中的应用却很广泛，尤其是在国外。相对来说，我国工商管理对案例研究法的应用频率比较少，还处于起步阶段。在工商管理领域中，案例研究法的应用必须具备以下几个条件：一，案例研究必须要对“为什么”、“怎么样”等事件原因问题进行回答，且案例研究过程要具备极强的逻辑性，要对事件的来龙去脉进行分析和描述；二，案例研究要构建适宜的框架和模型，利用框架模型来验证和求取结论；三，应用理论来验证结论与事件时，如果验证过程中突发了意外事故，或者理论验证行不通，需要采用其他方法进行验证时，案例研究法便是最好的答案。
三、案例研究法在工商管理领域中的理论构建过程
1、前期准备
工商管理领域利用案例研究法对事件进行管理与研究时，为了确保研究结果的准确性和有效性，必须构建一套相应的研究理论。而前期准备作为案例研究法理论构建工作第一步，它的工作质量将直接影响后期工作行为，所以必须慎重对待。
案例研究法理论构建的前期准备工作包括：制作一份内容详尽的说明书，为后期理论构建工作提供指导；做好相关文件资料的搜集，为理论构建提供参考依据。
2、案例的选择
正如在假设试验研究中，人的观念起着决定性的作用，因为把人定义成为一系列的统一体，研究样本是既定的。同样地，适当人口的选择控制着与之无关的变体形式，并且帮助限定了一般性结论的限制。
3、重要因素和草案的制定
理论建立的研究者门通常会结合多个数据收集的方法。然而，采访，观察和档案数据都特别相似，归纳研究者们不会受这些选择的限制。一些调查者仅仅用这些收集数据的方法，或者他们可能增加其他一些收集数据的方法。基本原理与在假设测验方法中运用的一样。也就是说，通过多重数据收集方法而形成的三角测量给概念的制定和假设提供了更多的依据。
4、案例数据分析
一个主要的步骤是案例内部分析，案例内部分析的要点是它被一个现实的案例研究所驱动，一本摇晃的数据册子。案例内部研究典型的包括为每个案例场所写的细节案例研究。这些细节描写通常是纯粹的描写，但是他们以一代的洞察力为中心，因为他们帮助研究者用大量的数据册处理分析进程。然而，这样的分析没有标准模式。
5、建立假设
建立假设的一个步骤就是概念的精简。这包括两个方面，概念界定的改进以及测量每个案例中的概念的证据的建立。这个步骤与从假设检验研究中多种指标里建立一个概念相似。那就是研究者们用多种资源的证据来建立概念的测量方法，此方法可以改进现有概念并使它与其他的概念相区别。实际上，研究者正尝试建立概念的有效性。不同的是，这种概念的定义和测量方法都来自他自己的分析过程，而不是某个问题上的详细研究。另外一个不同是没有如因子分析这样有用的技术来把多种指标融合为一个单独的概念测量方法。
6、结束案例收集
这个步骤中有两点很重要：停止增加案例的时间以及停止理论与数据反复对比研究的时间。在第一种情况中，理想条件下，研究者们可以在理论饱和状态下停止增加案例。在第二种结束收集案例观点中，何时停止理论与数据的反复对比，理论饱和性同样又是重要的观点。即对理论的改进效果很小时，反复对比的过程既可停止。
四、结束语
综上所述，案例研究法不同于其他研究法，它探究的是事件的整个过程，应用时必须弄懂事件的来龙去脉，并根据对事件发生原因和发生过程的分析做出管理决策。当前，案例研究法在已经在工商管理领域中得到了广泛的应用，尽管仍然存在不支持的声音，但案例研究法本身价值是不会发生改变的。
参考文献
[1]刘庆贤，肖洪钧.工商管理领域中的案例研究方法理论建构[J].科学学与科学技术管理.2009（10）
实验方案的概念篇5
【案例1】某教师教学《谁先迎来黎明》（教科版五年级下册）
教学一开始，教师提出问题：北京与乌鲁木齐谁先迎来黎明？紧接着，教师组织学生开展第一项模拟实验，让学生用手电模拟太阳，地球仪模拟地球，并用彩色小方块分别在地球仪上标出北京与乌鲁木齐的大致位置，转动地球仪，看北京与乌鲁木齐哪一个先被“太阳”照射到。实验结束时，所有的小组的结论都是：北京先迎来黎明。有学生站起来阐明理由：因为地球自西向东转动。还有学生进一步进行论证说明：因为太阳是东升西落，所以地球是自西向东转动。而教师接下来进行的教学是――先让学生进行第二项模拟实验：几名学生面朝外，围成一圈，模拟地球，另一名学生在圈外模拟太阳。让围圈的学生先顺时针转，再逆时针转，让学生认识到不同的转法导致先迎来黎明的城市会不一样。之后，播放视频《行进的汽车与窗外的景物》及《旋转木马》，让学生认识相对运动。再根据以上活动，联系太阳一天中的运动轨迹，带领学生分析总结，得出结论：地球是自西向东运动，北京比乌鲁木齐先迎来黎明。这是一节评优课，教师是借班上课，与学生并不熟悉，但之前也接触过学生。这堂课，我们看到这样的一个情形：学生明明已经掌握了关于地球自转的科学概念，但教师还是将学生当成不知道的状态来组织教学。是教师不清楚学生的前概念吗？显然不是。因为在第一个模拟实验完成之后，学生的前概念已经很好地展现了出来――他们已经具备了关于地球自转方向正确的科学概念，甚至对相对运动也有一定认识。按理说，学生表现出的良好的科学知识基础，教师完全可以将其作为一项教学资源来有效利用。可惜的是，该教师采取了选择性忽视，依然遵从以“学生不清楚地球自转方向”为起始点的教学设定，按部就班地开展教学活动。结果直接造成了本课教学效率的低下。科学课程标准指出：“低估儿童学习科学的潜能比高估更可怕。”“在教学内容上偏易，在教学要求上偏低，不仅浪费了儿童科学学习的智力资源，而且遏制了他们科学学习的兴趣和乐趣，浪费了儿童科学学习的情感资源和行为动力，从而对他们终身的科学学习造成消极的甚至不可挽回的影响。”
在这个案例中，显然是教师低估了学生，并且在学生正确的前概念展露之后，也没有采取有效的措施，对教学方案进行修改和调整，从而对学生的科学学习带来了不利的影响。无独有偶，我们再来看另外一节课――
【案例2】某教师教学《马铃薯在液体中的沉浮》（教科版五年级下册）
教学一开始，教师进行演示操作，将马铃薯分别放在两种液体中。在发现马铃薯在其中的一杯液体中浮起来之后，立刻就有多位学生说道：使马铃薯浮起来的液体是盐水。教师很高兴地肯定了学生的判断：“被你们说对了，这杯液体的确是盐水。”然后教师又提出问题：“怎么验证它是盐水呢？”学生联系在四年级学过的食盐溶解的有关实验操作，提出用加热的方法。于是教师便组织学生对已确定为盐水的液体进行加热。在看到了出现的白色粉末后，得出结论：使马铃薯浮起来的液体是盐水。
很显然，学生在学习本课之前，就已经具备了与科学概念极为接近的前概念：盐水能够使马铃薯浮起来。本案例与上个案例不同的地方在于：教师把握住了学生的前概念情况，并且教学进行得比较顺利，学生探究也是经历了“猜测――实验验证――得出结论”这样的过程。表面上来看这样的教学似乎没有什么问题，但细细分析，还是能看到其中的不足。新课标建议教师在引导学生进行探究活动时，“不过早地出现结论，肯花时间让学生对某一个感兴趣的问题进行深入探讨，保证学生有足够的探究时间和体验的机会。”在这个案例中，在对不知名液体进行猜测时，学生的前概念就展露了出来。在这个时候，教师对学生的猜测进行了肯定，等于将探究结论过早地呈现了出来。这样的教学，学生仅仅是巩固了一下已形成的前概念，再复习了一下加热实验的操作，对于他们的科学态度的形成以及科学思维的发展都没有任何帮助。
实验方案的概念篇6
工业设计在现代企业在生产制造过程中占据重要地位，其设计质量高低直接影响到后续企业产品生产质量。相较于国外的工业设计研究，我国起步较晚，无论是在理论层面还是技术方面，均存在很大的不足和劣势，尤其是在工业设计中产品概念设计，代表性的科研成果仍然缺少。由此看来，加强工业设计中产品的概念设计是十分有必要的，有助于赋予产品更为新鲜的元素，提升企业市场竞争力。本文主要就工业设计中产品概念设计进行分析，客观阐述工业设计中产品概念设计要素以及设计方法，以求为后续理论研究和实践工作开展提供参考价值。
关键词：
工业设计；产品概念设计；设计方法；色彩因素；形态因素
现代科学技术的快速发展，大量先进技术逐渐广泛应用在各个行业领域，对于工业产品设计而言，在一定程度上促使产品结构出现了根本性的变革。总的说来，工业产品设计主要是人们通过现代科学技术和理论知识，有意识地构思产品设计流程，其中包括人类活动的众多领域内容。可以说，工业设计水平高低直接影响到一个地区或者国家市场竞争能力大小，具有较为深远的意义。工业产品设计中产品概念设计需要设计师具备较高的专业素质以及设计经验，能够结合实际设计需求，将更多新鲜元素融入其中，设计出一个总体框架，在这个框架基础上，运用专业知识以及加工工艺，赋予工业产品更深次的内涵和性能，以求更好地满足消费者的个性化需求。
一、工业设计中产品概念设计概述
产品概念设计主要是指在明确任务目标后，通过一系列抽象化的功能结构，寻求适合的作用原理，寻求最为合理的设计方案，这一过程称为概念设计[1]。而工业设计中产品概念设计是指从产品缺口到建立模型的过程中，不断进行分析和整合，对模型进行创造性的评价。总的说来，工业设计中一方面包含了大量数值计算性的工作，诸如计算分析、绘图以及填写表格等，另一方面是概念设计工作，主要是创造产品设计具体方案。概念设计贯穿于产品设计的各个环节，从市场缺口、到产品定位的模糊前期再到结构设计以及功能设计。在产品设计早期阶段，根据社会条件形成的市场需要和经济技术条件确定产品的模糊前期（Set因素），形成产品开发的模糊概念和定性分析，根据前期定位将产品功能需求和设计思路进行细化和求解，将内容展现为大致的设计框架，组成框架的模块和组件，来完成产品的设计方案。而设计师的概念设计贯穿整个过程，并对初步设计完成的设计方案进行造型构思，最后结合实际条件需求形成最终的设计方案。随后，将设计完成的方案分配到具体设计中，对方案中具体细节进行推敲，在这个过程中，需要充分考虑设计者的创造能力，自身学科知识储备以及设计经验的丰富，以及是否能够结合资料数据进行推理和决策，这样才能创造出更符合消费者个性化的设计需求[2]。概念设计并非是简单的传统意义上的方案设计，其内涵更为广泛、有深度，根据产品生命周期对产品功能进行创造、分解以及结构设计，是一个设计创造过程，同时也是一个实验求解过程，从而满足各项设计需求和指标，从多项设计方案中选择最为合理的设计方案。概念设计过程中，设计人员需要具备较高的专业知识和设计经验，能够与时俱进采用更为先进的设计方法和商用运作知识，才能更为全面地应对消费者个性化的设计需求[3]。
二、工业设计中产品概念设计特性
其一，创新性。无论是工业产品设计还是其他产品设计，最突出的特点就是追求创新性，作为设计的核心要素，只有不断地进行创新才能得到性能优良，更富有竞争力的工业产品，从多种设计方案中选择一种最为合理的设计方案，吸收其他方案的优点，形成一种创新型设计方案[4]。其二，多样性。工业设计中产品概念设计的多样性特点主要表现在设计结果的多样化，以及设计思路多样化。根据设计事理学方法论，同一产品因其人、事、物、场的不同会形成不同的功能需求，因此在概念设计时会产生完全不同的设计思路，选择的设计方法同样存在明显差异。诸如在椅子的设计中，室内椅、室外椅、交通工具座椅、咖啡馆椅的设计概念会因椅子所处的环境和使用者的不同形成不同的解决思路。其三，层次性。对工业设计中的产品概念设计主要反映在功能、载体结构方面，产品的功能定义和功能分解反映在功能层，结构修改和变异作用在结构层，将两种层面连接起来，从而形成产品的设计层次[5]。无论是功能层还是结构层，自身具有一定的层次关系，层层递进，不同层次功能对应不同的层次结构。
三工业设计中产品概念设计的一般方法和设计因素
（一）工业设计中产品概念设计的一般方法产品概念设计时选择合理的设计方法，对于设计价值提升有着较为突出的作用，同时也能够体现出设计师自身的综合设计能力。一般情况下，工业设计中产品概念设计方法主要包括以下几个方面：其一，联想法，在工业产品开发过程中，可以在原有产品性能以及技术基础上进行联想，构思新产品的功能和形态，从而完成工业产品设计，同样可以在其他领域产品基础上进行联想，为工业产品设计提供构思基础；其二，仿生学法，通过对自然界的感悟来寻求设计灵感，观察某一种生物的结构和形态，将此类元素融入到工业产品设计中；其三，缩小和扩大法，将工业产品的局部设计点；其四，逆向思维法，设计师在设计过程中，主要是采用传统设计思维，可以通过对逆向思考产品原有的顺序或者设计方法，来获得设计灵感；其五，类比法，就某种产品而言，一经推出，市场可能会出现众多类似产品，通过对产品的设计比较，能够发现其他产品中创新的思维和方法，完善自身，设计出更为新颖的工业产品[6]。
（二）工业设计中产品概念设计需要考虑的因素功能因素。工业产品概念设计时需要充分考虑到产品的功能，只有功能得到创新才能吸引更多的消费者。功能是产品的实质性要求，消费者购买的并非是产品本身，而是产品所提供的功能。所以，在产品设计时以产品功能因素为核心，进行优化设计，提供可行的功能设计方案。构成因素。产品概念设计需要考虑到产品构成要素，对这些构成要素进行分解和组合，取得最为优秀的产品，将其称之为优化过程。设计师在对各种元素进行优化组合，结合实际工业产品设计需求，形成最为合理的设计方案。由此看来，对产品构成要素进行设计有助于实现产品的优化。形态因素。工业设计中产品概念设计过程中需要运用多种学科理论，涉及层面较广，结合实际设计需求进行设计，总的说来，设计师在产品概念设计过程中需要协调不同形态因素之间的关系，合理配置形态因素和知识，实现产品形态最优。色彩因素[7]。作为产品构成中不可或缺的组成部分，色彩因素的合理搭配往往能够带给人们更为强烈的视觉冲击，无形中影响着人们对于工业产品的客观评价。在工业设计中产品概念设计时，充分考量色彩因素，结合实际设计需求进行配置，有助于借助色彩来刺激消费者内心感知，感悟工业产品设计中的内涵，同设计师产生灵魂的共鸣，直观地感受到设计师想要通过工业产品来传递的思想和内容，为产品带来附加值，激发消费者购买欲望，赢得消费者的青睐，提升产品经济效益。
四、工业设计中产品概念设计
（一）概念设计阶段工业设计中产品概念设计主要可以分为三个阶段，其一是概念产生阶段、选择阶段以及实现阶段，其中概念的产生阶段主要是指通过分析趋势、创新技术、经济条件等调研获得产品开发方向，形成模糊的产品设计方向，将所有设计思路梳理清楚，明确有待解决的问题，合适的设计方法。对于其中存在的问题有针对性的提出解决方案，在众多解决方案中选择最优的解决方案，即概念设计方案。其二，概念选择阶段，确立评判标准，从众多概念中选择切实可行的方案，其主要选择方式有外部决策、多数表决以及辩论等，在实际应用中较为切实有效[8]。其三。概念实现阶段，将选择出来的概念设计方案制作出模型或者实际产品，实现概念设计。
（二）概念设计关键点创造性思维。工业设计中产品概念设计中融入创造性思维是必不可少的，同时也是设计的灵魂关键，需要设计人员进行创造性思考，获得创新。所以，应注重强化培养设计人员创造性思维能力，不断完善自身专业设计能力和工作经验，将逻辑思维和形象思维巧妙结合在一起，创造出更为新颖独特的工业产品[9]。技术创新。在工业设计中产品概念设计中，技术创新具有至关重要的作用，其本质就是挖掘新鲜事物，提出更为新颖的设计理念，但是在多数情况下设计的产品无法满足人们日益增长的需求。技术创新是知识的积累和灵感的勃发，单一的技术创新并不具备实际应用价值，只有将创新技术实际应用在产品设计中，这种技术突破性创新才富有实际意义，提升产品经济效益。应用虚拟现实技术。虚拟现实技术应用在工业产品概念设计中，有助于概念设计更好而满足市场需求，趋于市场化发展。为了能够更好地满足市场需求，虚拟现实技术能够为工业产品概念设计带来更大优势，当消费者面对一种虚拟的富有故事情境的产品，能够带给消费者一种直观的互动感受，加强设计师同消费者之间的共鸣，带来别样的感受。此外，这样的产品设计能够大大降低市场风险，为企业决策人提供更好的发展依据，提升市场竞争力。
五、结论
工业设计中产品概念设计并非是针对某一种产品的创新和完善，旨在将全新的生活方式和诉求带给消费者，吸收更多新鲜元素融入其中，促使工业产品更为贴近人们的日常生活。所以，工业产品设计师应敢于创新，借助巧妙的设计方法，更好的迎合市场需要，提升企业市场竞争力，谋求更长远的发展。
参考文献
[1]谭征宇.面向用户感知信息的产品概念设计技术研究[D].浙江大学,2012.
[2]刘艳.产品概念设计研究及其在工业设计领域中的运用[D].天津大学,2013.
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[4]曹志鹏.工业设计中概念设计教学的研究与应用[D].江南大学,2014.
[5]张军.基于知识的复杂产品工业设计辅助系统的研究与应用[D].湖南大学,2013.
[6]白雪.新产品开发的工业设计流程及评价体系的研究[D].四川大学,2011.
[7]刘国昌,苟秉宸.产品概念设计可制造性评价方法研究[J].计算机工程与应用,2013,12（05）:55-58+76.
实验方案的概念篇7
关键词：图案设计；主题性；概念；情感设计
检索：.cn
中图分类号：G642.3文献标志码：a文章编号：1008-2832（2016）11-0140-03
thepatternsinSpace：theteachingpracticeofConceptualpatternDesign
LiXiao-hui，ZanGHui（DaLianUniversityoftechnology，SchoolofarchitectureandFineart，DaLian116024，China）
abstract：thecourseofpatterndesignisthefirstattemptaftertheadjustmentofthetrainingprogram.thisarticleemphasizestheleadingroleofconceptualanalysisandthederivationofthedesignprocess.toimprovethecognitivelevelofthevisualformsinpatternsthroughthecourse，thestudentsneedtomaketheexpressionofpersonalitywiththethematicpatternsandputthemintothespaces，clarifyingtherolesandsignificanceofpatternsinspace.
Keywords：patterndesign；thematic；concept；emotionaldesign
internet：.cn
一、概念的内容与作用
“设计概念是设计者针对设计所产生的诸多感性思维进行归纳与精炼所产生的思维总结。”①概念是抽象且概括性的，一般情况下由设计师根据项目条件结合自身创造性思维的趋向在设计前期提出，以其为主线贯穿整个设计过程，完成从抽象思维至理性设计的推导。方案的前期需要设计师结合大量的调研，搜集与筛选的方式来记录与概念相关的一切信息，用手绘、拼贴等便捷直观的方式进行生动的呈现，是方案推进的重要环节。
二、图案设计课程教学重点及难点
（一）教学重点：培养良好的设计思维与方法
传统的设计专业教学大多只注重最终效果图，课程评价体系也更多的关注结果，而方案的推进过程则乏人问津。学生将大部分精力都倾注在效果图的渲染上，对于方案前期的概念分析与推导毫无概念，逻辑关系更是无从谈起。学生在本阶段艺术修养和知识体量上仍存在较大不足，自身对于设计概念的挖掘在没有正确引导的情况下难以进行。综合以上原因，学生作品最终呈现的状态乏善可陈。归根结底是设计方法出现问题。因此本次课程的教学重点是培养学生良好的设计思维与方法，应用到其他课程设计中。
（二）教学难点：图案在概念空间中的应用
图案设计课程是本专业培养计划调整的首次尝试，如何将平面化课程与环境设计专业特点结合是此次教学的难点。如何理解图案是每位学生需要思考的问题。
“图案在装饰和流行艺术中被视作肤浅的图像或文化趋势，在这些领域中，往往更倾向于唤起视觉方面的回应，且变化不定。对图案的抗拒通常与对肤浅和转瞬即逝的偏见相关。建筑（空间）以恒久而知名――从传统意义上来说，它太缓慢，太稳定，并且太重要，因此不能转瞬即逝――所以，如果图案不能具有功能性或长期的影响力，那么人们就会指责它们不成功。”②美国著名建筑评论家保罗・安德森在《图案之于建筑》一书中曾如此阐述有关图案的观点。究其核心，图案在空间中必须具备除去单纯视觉回应之外的作用，比如功能性或其他长久深远的影响力。因此在本次课程中笔者要求学生去研究图案在空间中的应用，而不是单纯聚焦在图案本身的视觉效果。学生长期以来对图案的理解尚且停留在相对肤浅的平面维度上，如何在设计概念的引导下代入空间是此次教学的难点。
三、主题性图案设计课程教学实践
（一）课程设计
此次图案设计课程结合环境设计专业特点，将概念词汇转化为图形应用到空间中，使其突破单纯的视觉回应，具有一定的功能性或持久的影响力。传统教学中是以学生自主提出概念为主，本次课程由教师选定20个在感官上体会较为显著的形容词汇作为概念关键词，学生两人为一组进行随机抽取，鼓励学生结合情感化设计原理对既定概念进行分析与探索，将抽象概念词汇转化成具体的视觉图案，应用到数量不少于三个，单位空间为6×6×6（m）的大空间中。这样既限定了空间尺度，又可以锻炼学生组织空间的能力。方案完成后通过手工模型与过程草图绘本严格按照尺寸比例来表现。
（二）课程流程
1.“回忆”与“捕捉”
概念的转化是需要建立在充分的调研与分析基础上的。学生首先需要对概念词汇进行直觉感知。在唐纳德・诺曼提出的情感化设计的三个层次中已经详细说明了第一层次（本能层次）的设计对于体验者的影响。本能层次的设计可以简单的理解为设计作品展现的外部形态，包括：形状、大小、色彩、质感等。该层次注重设计在潜意识中带给人的第一感受。③本能层次是最简单且直接可以迎合人们，并且影响人们的初始阶段，是生物性的。学生需要尽可能详细地回忆生活中能够与概念关键词产生直接关联的场景和画面，捕捉产生这种体验的主观因素与客观因素，采用草图粘贴的形式进行大致的梳理与归纳。图1该组抽到的词是“奔放”，决定了空间的整体氛围在感官上一定要体现出奔放的特点。学生在第一时间联想到了黑人爵士乐、辛辣鲜香的调料味道、前卫画派不羁的笔触等等让他们感觉到奔放的场景片段，并且分析能使人们产生心理波动的要素，有条理的绘制在草图册上，留做下一步的思考。
2.“转化”
经过第一阶段对于概念词汇的感知，学生需要根据梳理出的视觉要素进行图形上的转化，即生成图案的过程。该过程需要大量的案例调研与分析来支撑。图2、图3该组学生在进行最初的“回忆”与“捕捉”环节之后，开始有针对性的对能够表达出“奔放”之感的案例进行研究。他们从草间弥生标志性的波点元素中得到启发，认为通过大小、形状、颜色、肌理不同的圆形进行一定规律的组合与分布可以形成一种灵动奔放的视觉效果。与此同时，学生在非洲原始部落装饰纹样中提取了黑和黄两种颜色，认为可以把黄泥粗犷的质感应用在图案的肌理上。在思考图案形式的同时，学生们还进行了空间组织上的思考，认为可以分别设置几个连续的体验空间在五感上有针对性的对体验者进行干预。图4为另外一组作品的图案生成过程。该组抽到的概念关键词为“甜美”，学生经过第一阶段的分析将其展开为“节日”。在第二阶段将节日分类进行调研，把东西方重点节日用具体的标志性物品来代替，并将这些物品的某些特质提取出来转化成图形。学生认为棒棒糖在味觉上绝对是“甜美”最恰当的代言，并且形式可以精炼成具有运动感的圆弧形态。值得一提的是，学生并没有单纯局限于平面形态的转化，而是将其赋予一定的功能，并且严格遵循概念关键词使其变得充满童趣。这一阶段已经涉及到了情感设计原理的第二个层次――行为层次上的设计，即更多的注重功能性与体验感的理性阶段。
3.“应用”
这里提到的应用非常容易理解，即图案在空间中的应用，是否具有功能性？存在的意义是什么？是否只具备单纯的视觉回应？这一阶段可以理解为情感设计原理的第三个层次――反思层次设计，即注重的是一种持续性的影响，与物品本身的意义有关，同时受到环境、文化、身份认同等因素影响，相对复杂多变。图5中的作品概念关键词为“自然”，作者尝试用光线穿过界面形成的斑驳光影来形成图案，表达主题，营造一个具有宗教仪式感的冥想空间。风、雨、云等抽象形态经过作者的提炼，形成几何形体与不规则曲线的结合，实体的界面与虚无的光影交相呼应，空间与图案相互依存。事实上该作品并没有赋予图案实际的功能，但是光影效果是决定该空间氛围的重要因素之一，正如前文所提到的，图案的存在具有了持续的影响力。（图6）
在后期表达阶段，教师要求学生用手工模型作为表现媒介。制作模型的过程即深化设计的过程。首先，可以帮助该阶段的学生更加贴近实践过程，建立良好的尺度感和空间感，有助于今后的专业学习。其次，模型空间与电脑图所展示的空间相比，具有便于交流的直观性，且模型操作能反应更详尽的关于图案的要素信息，如材料属性、触感、光影、肌理等。较电脑图而言，更具真实性和代入感。（图7、8）
四、总结与反思
本次课程历时五周，经过三个阶段的设计训练和集体评图，学生对于图案设计思维和方法有了新的认识，对设计过程的重视程度明显提升，最终呈现的效果非常丰富。这不仅仅表现在模型制作的精致程度及表现形式的多样性上，更源于每组作品概念推导的严谨性与图案应用的灵活性。同时对于唐纳德・诺曼的情感化设计原理也有了相对深刻的理解。事实上任何一门专业设计课程都应该在设计实践的同时遵循一套科学的理论构建，对于培养学生良好的设计思维起着积极作用。（图9-12）
当然，值得反思的地方不能忽视：比如该门课程的设置与流程相对于专业性很强的类型设计而言的确有些理想化，过滤掉了在实际方案中存在的诸多限制条件，使其变得更加具有艺术色彩，而非真正的在解决实际问题。毕竟概念设计在实际的生活生产当中未必会遵循设计者的初衷来实现，因而使之更适合作为环境设计专业课程体系中的实验性基础课程。但是正因为这些“天马行空”的存在，才可以让属于艺术生的特质发挥到淋漓尽致。
注释：
①孙世升，杨向南.浅析设计概念与概念设计[J].东京文学，2011（8）.
②[美]保罗.安德森，大卫.所罗门.图案之于建筑[m].济南：山东画报出版社，2012.6.
③[美]唐纳德.a.诺曼.情感化设计[m].北京：电子工业出版社，2005.5.
参考文献：
[1]顾大庆，柏庭卫.空间、建构与设计[m].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[2][美]杰西・戴.线条・色彩・形式――艺术和设计的语言[m].孙彤彤译，济南：山东画报出版社，2014.
[3]柳林，许志强.图形创意设计[m].武汉：华中科技大学出版社，2011.
实验方案的概念篇8
关键词：概念设计重要性原则
abstract:thispaperanalyzeshowtouseinthedesignofstructureconceptiondesign,atthesametime,abouttheimportanceofconceptualdesignofstructure.
Keywords:conceptualdesignprincipleofimportance
中图分类号：S611文献标识码：a文章编号：
结构概念设计一般指不经数值计算，尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法，可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择，易于手算。所得方案往往概念清楚、定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的的经济可靠性能。同时，也是判段计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。
概念设计的重要性主要体现在两个方面，一是在方案设计阶段：初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案，为此，需要工程师不断地丰富自己的结构概念，深入、深刻了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。二是现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点，往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。
概念设计的一般原则：
1选择合适的基础方案
基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型及荷载分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案。设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时还应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺地质报告的小型建筑也应进行现场查看和参考邻近建筑资料。一般情况下，同一结构单元不宜采用两种不同的类型。
2合理选择结构方案
一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案，即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确，传力简捷，同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。总之，必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析，并与建筑、水、暖、电等专业充分协商，在此基础上进行结构选型，确定结构方案，必要时还应进行多方案比较，择优选用。
3选用恰当的计算简图
结构计算是在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当而导致结构安全的事故屡有发生，因此选择恰当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
4正确分析计算结果
在结构设计中普遍采用计算机技术，但由于目前软件种类繁多，不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、技术条件等全面了解。在计算机辅助设计时，由于程序与结构某处实际情况不相符合，或人工输入有误，或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析，慎重校核，做出合理判断。设计师的知识、经验还是不可缺少的。
5采取相应的构造措施
始终牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则”；注意构件的延性性能；加强薄弱部位；注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的直线段锚固长度；考虑温度应力的影响。除此之外,还应注意按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置；综合考虑抗震的多道防线；尽量避免薄弱层的出现;以及正常使用极限状态的验算等等都需要概念设计作指导。
掌握好概念设计不仅可以保证正确的设计原则，还可以通过它来解决设计中出现的问题提高设计水平。在判断电算结果时，概念设计是最简洁的方法。电算过程往往有上亿个数据，要跟踪数据是不可能的，只有用概念来判断其合理性或查找原因。
概念设计的目的是力求设计方案经济、合理、适用，事实上也可以说是设计者根据经验和专业设计理论，在脑海中进行的一个“优化”的过程，它贯穿于整个工程设计的始末，贯穿着设计师的知识水平和设计水平，这就保证了工程师在设计中的主导作用。概念设计的水平，来自深厚的基础理论、对结构原理和力学性质的深刻理解、丰富的工程经验以及设计人员分析问题，解决问题的能力，它是一种综合设计能力的体现。
参考文献：
1。高立人，王跃，结构设计的新思路——概念设计，工业建筑，1999（1）
实验方案的概念篇9
关键词：学案；物理；应用
物理学案是教学检查的重要项目之一，有利于教师的专业发展和教学水平的提高，是对教师、教研组评价的重要组成部分，其结果用在对教师、教研组的考核上。理解学案的编写意图，按照学案循序渐进、由浅入深地学习，有利于培养学生的学习能力，拓宽学生的思维空间，使教与学融为一体。学案已被大家所重视，而且应用较成熟，所以下面就学案问题谈谈我浅显的看法：
一、物理学案的作用
物理学案的重要作用是帮助学生明确学习的目标，给学生以学习方法的指导，提出一些关健性的问题，引导学生学习，检测学习效果，查漏补缺，以提高课堂学习的效率。
二、物理学案的结构
物理学案的基本的结构可分为：学习目标、学法指导、学习过程、自我检测、自我补救。具体的模式还要看课的类型，不同类型的课，模式可略有改变。比如规律课中，在学习过程一环节要先为学生创设情境，用文字、图像来唤起学生对自己生活情景的回忆，从而有所发现，再进一步的探究。总之，可拥有基本相同的流程，不同的内涵。学案中最重要的是要指导学生自学的方法。这样做,一方面能逐步培养学生自主学习的能力。另一方面,又能使学生逐步养成良好的预习习惯和正确的自学方法,而良好的预习习惯和正确的自学方法一旦形成,往往能使学生受益终身。总之,课前学生的自主学习是“学案导学”教学模式的重要环节,其实施的好坏,直接关系到教学目标的能否实现。
三、物理学案的应用
物理学案是教师设计为帮助学生的学习、辅助教学。所以在不同类型的课堂上应用的方法是不同的。
（一）概念课上学案的应用。
概念课上注重概念在学生头脑中的建构，对概念的理解以及对概念在生活中的应用。设计的宗旨在帮助学生达成课堂目标，如：《压强》一节的学案：
a、学习目标：知道压强的意义、单位，理解压强的定义、改变方法，能用公式进行简单的计算，会应用压强的知识解决生活中的相关问题。（上课学生先自学学习目标：可帮助学生明确目标）
B、学习指导：可从力的作用效果入手学习压强。从生活现象发现问题，提出压强的概念，再了解改变压强的方法并进一步到生活中优化我们的生活。（学生学习完学习目标，学习学法指导：可使学生明确学习的基本思路）
C、学习过程：（请同学们参照学习过程学习课文并回答相应问题）
⑴请学习书本上的想想议议，从力的作用效果的角度提出一个具有探究价值的问题：_______。（培养学生从生活中发现问题的能力并给学生一个提出问题方法的引导）
⑵请根据生活经验做出假设______，你的生活经验依据是______。（提醒学生进行猜想要依据生活经验）
⑶从同学们参照课本上的设计设计出记录的表格：（培养学生设计表格的能力）按书本上做演示实验，请同学们观察并作好记录（培养学生观察、记录的习惯）。
⑷对比书本中的图分析论证：图甲和图乙对比可知：图乙和图丙对比可知：能否比较图甲和图乙得出结论，为什么？（培养学生分析论证的能力）
⑸归纳（4）得出结论：
⑹速度表示___，单位时间内____叫速度。类比速度学习课本中压强的概念。写出压强的意义、定义、公式、单位。（使学生在已有知识的基础上建构出压强的相关概念）再写出以前学过的类似的概念。
⑺学习课本中的例题，然后做以下练习。（增强公式的应用）
①一个500n的人站立在水平地面上，着地面积为400cm2，求它对地面的压强？②一水平地面上放着一正方体，压强为5000pa，压力为200n，求它的边长？③一方桌四条腿，每条腿的着地面积为25cm2，请估计它对地面的压强？
⑻改变压强的方法（学生回答教师总结）
D、自我检测（多媒体投影）
e、自我补救（教师根据课堂上学生的掌握情况而定，让学生自己查漏补缺）
（二）规律课上学案的应用。
规律与概念课的学案设计相比，在情境的提出上要多一些生活中的实例，增加一些可操作的分组实验。对每一个分组实验要设计出尽可能多的问题，可能出现的现象，类似的实验，对于不能实际操作的实验可通过练习达到实验的目的。
（三）实验课上学案的应用。
基本流程不变，但侧重点有所不同，要突出实验的目的、设计、操作的流程、实验记录、数据的分析论证、交流讨论。
（四）演示课上学案的应用。
更注重学生观察与记录能力的培养。
四、物理学案与物理教案的区别
五、使用物理学案的注意事项
（1）物理学案不能替代物理教材，也不能等同于练习。
（2）物理学案设计的内容不宜太多，不能繁杂，必须着力在重
点知识、重点方法上做文章，以给学生较多的观察、阅读、思考、交流的时间和空间。
（3）不同类型课的学案，形式、设计重点应该有所不同。
物理新授课的学案应该着重关注学生的最近发展区准备知识的落实和具有启发、探究味的问题情境的设计。
物理习题课的学案应该着重帮助学生总结解答典型问题的基本方法和基本思路。
物理复习课的学案应该着重帮助学生梳理一下知识体系，对某些重要知识、技能进行专题研究分析。
物理试卷讲评课的学案应该着重帮助学生了解每个试题考查了哪些基本知识和基本技能，特别是跨学科的知识：哪些数学、化学方法、数学、化学思想、数学、化学能力在哪道试题上得到了体现，自己的缺陷又在哪里；应该在对每位学生的试卷进行分析的基础上有重点地进行讲评，帮助学生学会错因分析和自我纠错。
（4）指导学生重视学案的整理和保存。
实验方案的概念篇10
关键词：工业设计；产品；概念设计；研究
在社会主义经济迅速发展的背景，人们物质生活水平的不断提升促使其对精神生活提出了更高的要求，对于工业领域而言，基于消费理念的变化与发展，要求要在注重产品性能质量的同时，提高对产品设计的重视程度。实现工业产品概念化设计能够赋予产品以鲜明的外观形象特点，进而在第一时间吸引消费者的注意力，并满足当前消费者的个性化需求特点，通过产品概念设计来不断拓展产品的市场占有份额，为提升相应企业的经济效益与竞争实力奠定基础。
一、相关概念综述
所谓的概念设计指的是在明确设计任务的基础上，以抽象化的思维模式、结合产品实际功能特点等来定位求解的途径，最终生成相应的方案。而基于工业设计领域下，所谓的产品概念设计指的是在进行工业设计的过程中，要针对相应的结构模型来实现不断的创新，并通过阶段性评价来搭建出现行的评价模式，以最终生成相应概念设计方案。在实际落实的过程中，主要的内容类型为：第一，以图表等基本说明与表格的编写为基础；第二，实现符号推理性工作，也就是实现设计方案的拟定与生成。按照设计方案学理念则就是分别实现细节设计与概念设计，而其中的概念设计则是由功能与结构这两种设计构成的。概念设计主要是在进行产品设计的初级阶段，将所形成的设计思想理念进行框架搭建，然后在通过不断的评估与优化来完善相应的设计细节，在此过程中，概念上设计的过程就是思维创新的过程，是建立在设计者知识经验基础上，并通过反复探究与实践来实现的一种设计方案，并确保产品在投入市场后能够满足受众的实际需求。在理解概念设计内涵的过程中，需要意识到这一设计是贯穿于产品全生命周期的，要建立在产品基本功能与结构基础上进行构思，这一创新的过程也可被看作是求解的过程，要求相应的设计人员要在具备深厚专业理论知识与丰富实践经验的基础上，能够以现代化的方法与技术来构思与求解。
二、工业设计中产品概念设计所呈现出的特征分析
1、创新性特点
不论是在任何设计领域中，创新都是实现概念设计的灵魂所在，因此，对于工业设计领域而言也不另外，其需要以创新来实现产品的概念化设计，比如汽车、电脑等，只有在不断优化产品性能的基础上，创新产品的结构，以体现出产品的个性化特点，才能够满足用户的实际需求特点，同时要在创新的过程中肩负产品的生产成本，以实现产品经济效益的最大化。而在实际进行产品概念设计创新的过程中，要求要在不断评价的过程中，实现方案的优化与完善，最终才能够生成具有可行性的概念设计方案。
2、多样性特点
在进行概念设计的过程中，所呈现出的主要特点之一便是设计过程与结果都存在着明显的多样化特点。基于产品功能定义以及实际工作原理等各方面所具备的不同特点，在进行概念设计的过程中，相应的思维模式也就随之发生了变化，通过功能这一载体进行呈现时相应的方案则就不同。比如，我们最常见到的便是设计结果的多样性，如手表这一工业产品，基于石英表与机械手表间的功能不同，相应的设计结果也就不同，展现出的最终设计效果就因此而呈现出了多样性的特点。
3、层次性特点
该特点主要通过如下两方面进行体现：第一，整体上在进行产品概念设计的过程中，则主要是通过功能层与结构层来实现的，同时，相应产品本身的功能层与结构层间存在着映射关系。第二，从个体角度出发，不论是功能层还是结构层，其本身具备了自身的层次关系特点，相应功能层的不同促使相应的结构层随之发生变化。
三、工业设计中产品概念设计的实现方法与关键点
1、工业设计中产品概念设计的实现途径
1）将类比法与逆向法进行完善应用
在实际进行这一产品概念设计的过程中，采用其中额类比法，能够促使相应的设计者以类似产品对对比对象，通过对比分析后来生成高于原有产品设计理念与方式下的新实现，进而通过全新概念设计方案的生成来赋予产品全新的设计。事实上，采用这一方法的本质则是在原有概念设计理念与方案上进行继承与创新。而采用逆向法进行产品概念设计的过程中，相应的设计者需要找到思路来进行设计，但是，很多时候思维会被局限而难以打开，进而陷入僵局中，此时，设计者就可以以逆向法，以逆向逻辑思维来进行构思，然后在生成设计思路框架的基础上，通过不断的优化调整来实现产品概念设计。
2）以联想法或是移植法来实现设计思维的创新
在实际进行该项设计工作的过程中，创新作为产品概念上设计的灵魂所在，要想通过这一设计理念将产品本身特点进行有效呈现，相应的设计者则就可以借助联想法来进行概念设计。所谓的联想法指的是结合产品功能与结构需求，同时，也可以在进行新产品研发的过程中，借助于其他类型的产品进行联想，与拓展思路范围，进而确保产品概念设计能够充分展现出产品自身的功能特点。而采用移植法进行产品概念设计的过程中，顾名思义，也就是将非工业领域中的产品在进行研发过程中所运用的技术等移植到相应工业产品之中，进而通过借鉴移植的方式来拓展产品设计理念的范围，并在进行产品概念设计的过程中充分体现出产品本身的应用价值。
3）以分析法和评价法来进行产品概念设计
采用分析法来进行产品概念设计的过程中，要求相应的设计人员要基于市场用户群体的实际需求特点，这样才能够迎合当前市场需求所呈现出的多元化、个性化需求特点，为确保产品在打入市场的过程中，能够迎合受众之需来抢占市场份额。在此过程中，要求相应的设计人员要通过对市场的调查走访，实现全面需求信息资料的搜集，进而通过分析来进行产品概念设计的目标与方向。而采用评价法来进行产品概念设计的过程中，可从用户评价反馈信息中来获取产品概念设计的思路，这样才能够通过大众化产品的生产来最大程度度的提高产品在市场上的竞争力。
2、工业设计中产品概念设计的关键点
1）以创造性思维的应用为核心
创新是民族的灵魂，是推动社会进步与发展的源动力，对于工业领域而言也是如此，在进行产品概念设计的过程中，如果没有创新性思维的融入，产品也就难以体现出个性化的特点，进而在进入市场后也就与其他产品没有差别，这也是当前工业流水线生产的产品之所以大打价格战的原因之一。因此，对于设计者而言，需要能够善于捕捉灵感，积极的发散拓展思维空间来进行创新性思维在产品概念设计中的应用，进而实现产品的个性化设计来满足市场需求。
2）要注重实现技术领域的创新
科学技术是第一生产力，只有不断的创新技术，才能够确保工业产品在当前高科技市场中站稳脚跟、赢得先机。而概念设计作为产品的一大点睛之笔所在，需要以技术创新为支撑，进而将所创新的技术进行应用，赋予产品以全新的特点，展现出产品的现代化特点，以新颖别致等特点来获取受众的关注。而只有将所创新的技术应用于产品之中，才能够实现其所具备的商业价值，所以，在进行产品概念设计之初，就需要将技术创新这一理念进行融入，进而才能够在产品设计中得到体现。
3）积极的将虚拟现实技术进行应用
在工业设计中，产品概念设计要想实现市场化发展，则就需要将发展的目标放在先进的技术成果应用上，进而才能够满足市场实际需求趋势，获得竞争的优势。而虚拟现实技术的应用则能够在进行产品概念设计的过程中，实现相应概念场景的搭建，进而赋予产品概念设计以真实的生命力。同时，虚拟现实技术的应用需要借助计算机技术的应用来实现，而这对于当前的设计领域而言，相应的设计者将从传统的设计方法模式中解脱出来，并且以立体化且真实化产品概念设计的模型进行情感上的体验，并在反复评价与感知的过程中更好的实现产品概念设计方案的不断优化与完善。此外，这也是保障产品实现一次性成功研发的关键所在，在此过程中，对于设计者而言更像是经历一场体验的过程，能够切实实际的站在用户的角度去体验产品，确保工业产品能够借助产品概念设计的优势作用来赢得市场竞争先机，确保相应的企业在不断提高自身竞争实力的过程中，实现稳健发展。
四、总结
综上所述，对于工业产品的设计而言，实现概念设计方法的有效应用并抓住产品概念设计的重点，能够最大程度的确保产品在打入市场的过程中，第一时间吸引受众的注意力，并迎合当前市场消费群体所呈现出的个性化、多元化需求特点。在实际进行工业产品概念设计工作的过程中，需要积极将类比法、逆向法、移植法、联想法、分析法以及评价法进行科学运用，同时要注重创新思维、实现技术的积极创新并将虚拟现实技术进行应用，以在提高工业产品概念设计水平的同时，为当前社会大众不断带来新的体验视野。
作者：冯堃单位：河南师范大学新联学院机械工程系
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