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設計模式的基本要素范文第1篇

引言

產品的形象設計是服務于企業的整體形象設計，是以產品設計為核心，圍繞著人對產品的需求，更大限度地適合人的個體與社會的需求而獲得普遍的認同感，改變人們的生活方式，提高生活質量和水平。因此對產品形象的設計和評價系統的研究具有十分重要的意義，評價系統復雜而變化多樣，有許多不確定因素，特別是涉及到人的感官因素等，包括人的生理和心理因素。筆者試圖通過對企業形象的統一識別的研究，并以此為基礎，結合人與產品與社會的關系展開討論，對產品形象設計及評價系統作有意義的探索。

1產品形象設計與企業形象設計的關系

對形象的研究大都基于企業形象統一識別系統(CorporateIdentitySystem簡稱CIS)，所謂企業形象，就是企業通過傳達系統如各種標志、標識、標準字體、標準色彩，運用視覺設計和行為展現，將企業的理念及特性視覺化、規范化和系統化，來塑造具體的公眾認可、接受的評價形象，從而創造最佳的生產、經營、銷售環境，促進企業的生存發展。

企業通過經營理念、行為方式，以及統一的視覺識別而建立起對企業的總體印象，它是一種復合的指標體系，可以把它區分為內部形象和外部形象。內部形象是企業內部員工對企業自身的評價和印象，外部形象是社會公眾對企業的印象和評價；內部形象是外部形象的基礎，外部形象是內部形象的目標。

產品的形象設計是為實現企業的總體形象目標的細化。它是以產品設計為核心而展開的系統形象設計，對產品的設計、開發、研究的觀念、原理、功能、結構、構造、技術、材料、造型、色彩、加工工藝、生產設備、包裝、裝璜、運輸、展示、營銷手段、廣告策略等等進行一系列統一的策劃、統一設計，形成統一的感官形象和統一的社會形象，能夠起到提升、塑造和傳播企業形象的作用，使企業在經營信譽、品牌意識、經營謀略、銷售服務、員工素質、企業文化等諸多方面顯示企業的個性，強化企業的整體素質，造就品牌效應，贏利于激烈的市場競爭中。

2產品形象設計的統

產品整體形象(ProductsIdentity簡稱PI)是產品在設計、開發、研制、流通、使用中形成統一的形象特質，是產品內在的品質形象與產品外在的視覺形象形成統一性的結果。

2．1產品的品質形象的統一性

就產品的品質而言，是通過產品的內在質量而反映到外在的企業形象上，如德國的“奔馳”車、西門子的電子產品等，給人更多的是對德國產品的制造技術、產品性能，以及嚴格的質量管理體系的聯想，在感官上形成“車—奔馳—技術—品質—德國”。‘高質量”與“德國”是同義的，“奔馳”車的形象就是“德國”的形象，“可口可樂”一直是美國文化的象征，伊夫·圣·洛朗的服裝代表著華貴和浪漫的法國人的形象。

產品的品質形象涉及到產品的設計管理與設計水平，無論是在產品的功能、性能、材料選用、加工工藝、制作方法、設備條件以及人員素質等方面都要有嚴格的管理。在產品形象設計中，首先要在設計管理水平上提高，如有明確的產品設計目標計劃，組織有效的產品設計開發隊伍進行關鍵的技術攻關，提供完善的設計技術配置服務，包括“軟”的(高素質的設計人員)、“硬”的(符合設計開發要求的設施、設備)配置，滿足產品設計開發的物質條件。并且要在產品設計開發過程中，實施程序過程的管理(如階段評估、信息反饋、多方案選擇等)。為滿足設計開發水平，提高設計的質量，就要提高設計人員的整體素質水平，實施有效的管理模式。

產品設計水平的高低，除了取決于設計人員的自身素質外，更主要的是要按照科學的設計方法程序進行。充分進行產品設計的市場調研，收集資科、信息，提出開發設計本產品的充分依據，如：對產品設計的功能、性能、造型形態分析，以及采用何種原理、技術、生產方式等，滿足何種人群或個體差異的要求(包括心理和生理需求)，對產品的使用方式、使用時間、地點、使用環境進行研究，以及由此產生的社會后果(如安全、環保、法律)等，進行科學系統的分析、研究、歸納，對產品的整體形象設計進行定位，通過方案的選擇、優化，形成產品形象設計的系統性，逐步實現把產品的形象設計統一到企業整體形象上來。(見圖2：產品形象一企業形象)

2．2產品的視覺形鼠統一性

產品的視覺形象的統一性(PI)是企業形象在產品系統的具體表現，在企業形象的視覺統一識別(VI)基礎上，以企業的標志、圖形、標準字體、標準色彩、組合規范、使用規范為基礎要素，應用到產品設計應用要素的各個環節上。產品的特性及企業的精神理念透過產品的整體視覺傳達系統，形成強有力的沖擊力，將具體可視的產品外部形象與其內在的特質融匯成一體，以傳達企業的信息。產品的視覺形象的統一性是以視覺化的設計要素為中心，塑造獨特的形象個性，以供社會大眾識別認同。

產品PI由基本要素與應用要素兩大部分組成。

2．2.l基本要素設計

產品視覺形象的基本要素是企業形象視覺識別系統的基本要素，產品形象的視覺識別系統部是建立在基本要素設計的基礎上，因此它是產品形象設計的基本元素，是PI的核心部分。

基本要素設計包括：企業標志、企業標淮字體、企業名稱、企業標準色、企業象征圖案、企業吉祥物和企業精神宣傳標語等內容。

基本要素的設計是建立在企業經營理念的基礎上，并充分體現企業的經營目標、方向、精神。基本要素設計必須風格統一并能有效地組合、配合應用，明確基本要素設計的組合、使用規范，規范制圖的標準及方式，在實際使用中要嚴格按照標準規范，正確使用。

2．2．2應用要責設計

應用要素設計是以基本要素設計為基礎，根據產品設計中實際的視覺表達事項，規范基本要素的使用，在產品的視覺化設計中，具體應用到以下各項內

(1)產品的外觀造型系統(特定的外觀造型、材標準色彩、表面裝飾工藝等)；

(2)產品的包裝系統(包裝造型、包裝的文字、圖符號、排列、包裝材料、包裝紙、包裝箱、集裝箱

(3)產品的立面裝飾系統(立面造型、企業標志、標準字體、標準色彩、輔助色彩、銘牌、標識等)；

(4)產品的服務系統(產品貨單、使用說明書、技術資科書、質量跟蹤卡、保修卡、隨貨禮品等)；

(5)產品的促銷媒介系統(商品冊頁廣告，報紙、雜志廣告，電視廣播媒體廣告，互聯網廣告，POP廣告，戶外廣告，活動廣告、室內廣告等)；

(6)產品的展示系統(商場貨架、專賣店、商品展覽會、招商訂貨會、洽談室、櫥窗等展示環境)。

2．2．3PI手冊

在確定了基本要素后，按照使用的功能、媒體的選擇方式，制定各種使用、操作的規范，使產品的設計、研發具有實際可操作性，保證產品的形象設計統一性。根據產品形象設計的基本要素、應用要素編輯成冊，形成設計指南。

PI手冊是產品形象設計的最后階段，綜合了PI的全部開發項目，整理成冊，予以視覺化、系統化、規范化，可適合在任何時間、環境、地埔操作使用和查閱。

PI手冊是產品形象設計實施的技術保障。通過PI手冊，重復再現設計目標，在管理上成為行之有效的理論和實踐依據，為眾多設計項目開發中，提供規范化和參照物，指導產品的設計開發，并按系列化進展，最終統一到企業形象的識別上。

3產品形象設計的評價系統

產品的設計、研發、生產、流通及使用，都是以服務于人類的生活與社會發展為前提的，產品功能、形式的提出，是根據人類自身的發展需求而產生，是為了解決自身的某一問題或事物而設定，一切都圍繞著“人”的存在而存在，其生存和發展的價值完全取決于人的情感因素。因此，人為的評價因素就顯得尤為重要。產品形象的評價一直是個難題，如果按完全量化的評價指標體系去評價，很難得到滿意的結果，特別是涉及到人類的多種情感，諸如喜、怒、哀、樂，以及五官的視、聽、觸、嗅等感官因素，就會出現許多不確定評價因素，還要涉及到人自身的個體差異、心理與生理的差異、所處環境、地域、時間及備類社會因素等等，對產品的形象評價必定會出現模糊不清，難以確定，因此必須以定性和定量結合的評價方式建立起評價系統，在涉及到人類情感、美感和時代時尚等因素時，可以以定性的方式評價；而對功能、性能、技術手段等則可量化評價；有的則要由兩者綜合去評價。

3．1產品形象評價系統基本框架

產品形象的評價系統框架是以產品的內、外評價因素為基礎，以人的需求目標為評價結果，評價的好、壞會直接影響到該產品是否能生存發展或慘遭淘汰，并指導產品設計、開發今后的發展方向(見圖3)。

3．2產品形象評價系統內容

對產品形象的評價，不能拘泥于僅僅是對產品的外觀造型設計的評價，因為它只是產品整體形象的極小部分，是最直觀和表層的東西，更深層次的是通過產品的形象展示一個企業形象與文化直至一個國家的形象。因此，對產品形象的評價必須從縱橫的多方位去衡量。

根據產品形象的評價系統框架，由產品形象內部因素與產品形象外部因素兩大部分組成的測評平臺，涉及到從產品的設計研發、生產制造、生產管理到使用者因素、市場因素以及社會因素等評價范圍，以及由此產生的許多定性與量化的測試和測評點，能較詳細具體地、有針對性的評價(見圖4)。

產品從設計研發—生產制造—銷售—使用，是由產品—商品—用品—廢品的演化過程，它涉及到人—機—產品—社會—環境的各個層面與各種關系。因此產品的形象設計必須解決好這種層面與關系，才能達到設計的目標與要求，才能稱之為“好”的產品形象。

結束語

設計模式的基本要素范文第2篇

[關鍵詞]協作學習活動；活動理論；結構模型；基本要素

[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-0008（2014）01-0048-08

協作學習活動設計的核心和關鍵即是對基本要素的分析和配置。目前，關于（協作）學習活動的基本要素的探索與研究。主要有IMS-LD規范、CANDLE項目、DialogPLUS項目、X4L項目、LADLE項目以及李青的博士論文。其中，IMS-LD規范和CAN-DLE項目，主要從技術實現的角度，建構學習活動的元數據模型，通過這些元數據的定義、描述，實現學習活動、學習對象的跨平臺共享。DialogPLUS項目、X4L項目、LARM項目和李青的博士論文則從教育學的視角，闡述學習活動的基本構成要素及各要素之間的相互關系。以上各種對學習活動的描述，涵蓋了學習活動的各個方面，有助于我們從技術實現、教學設計的角度全面認識學習活動，為協作學習活動結構模型的建構提供參考。目前，各種論述主要從應用層面，歸納出學習活動的構成要素，但這些要素本身并不在一個層次，相互之間重疊或交叉，也無法直接遷移到協作學習活動中。本研究擬借助活動理論，對協作學習活動的本質和結構進行深入剖析，建構協作學習活動的結構模型。確立其基本要素。為協作學習活動的設計與分析提供指導框架。

一、活動理論視角下的協作學習活動分析

活動理論源自德國古典哲學（從康德到黑格爾）、馬克思和恩格斯的辯證唯物主義以及前蘇聯維果斯基（L，S，Vygotsky）、列昂捷夫（Leont’ev）和魯利亞（A，R，Luria）的文化歷史心理學。活動理論的代表人物Kuutti認為，活動理論不是方法論，而是一種哲學理論框架，研究作為發展過程的人類實踐形式，即個體和社會綜合。活動理論將人類的實踐活動視作系統，包括個體、組織、環境、歷史、文化、工具、動機等。活動理論關注的是主體對客體朝向目標客體轉化的實踐過程，即人們在發展過程中使用工具的本質、環境的作用、社會關系、目的和意義。

（一）活動理論的發展歷程

活動理論作為一種理論確立是在上世紀20-30年代，前蘇聯發起了一場在哲學基礎上重構心理學的學術辯論。通過辯論。心理學家們一致認可“意識和活動不可分離”原則。認為思維僅存在于人類和自然環境之間有特定目標、意義的社會交互活動中，能為人們所理解，且不斷向高級發展。魯賓斯坦（Rubinshtein）進一步發展該原則。提出將人類行為作為心理學分析的單元。并闡釋其意義。其后。維果斯基關于社會文化情景中兒童發展的理論，進一步深化此原則。列昂捷夫綜合前人研究，提出活動理論框架。隨后多年。俄國心理學界將活動理論作為理論向導，展開大量研究。不斷豐富活動理論的框架。70年代，活動理論從俄國走向世界，吸引來自芬蘭、德國、美國、丹麥等國研究者的關注，引起廣泛的研究，研究范疇也逐漸從心理學擴展到社會學領域。關注工作活動場景。芬蘭學者恩格斯托姆（Engestrom）通過對活動理論的研究進行整理和分析，將活動理論的發展劃分為三代。

1.第一代活動理論

第一代活動理論以維果斯基的中介（mediation）理論為核心。該理論可描述為如圖1所示結構，S表示“刺激物”，R表示“反應”，X表示S與R之間的“中介”。S-R即刺激和反應。來自巴普洛夫條件反射理論，在此基礎上加入的“中介”是第二刺激標記，為S和R建立另一種連接途徑。作為S-R關系的補充。此標記是人工制品。即物質工具或意識表現方式（語言、符號等）。經由此途徑，人類利用外界工具，控制自身行為方式，實現基于文化的心理過程，將思維發展推向高階，從而超越純生物反應S-R。但是，維果斯基的理論只提出了活動的重要元素——中介，并沒有形成系統的活動理論，而且分析的單元依然僅僅關注個體，還沒有關注到群體。

2.第二代活動理論

針對第一代活動理論的局限，第二代活動理論重點關注了個體與社會的關系。列昂捷夫在著名案例“原始集體狩獵”中闡述了個體行為與集體活動的重大差異。進一步擴展了活動理論的框架，并提出活動的層次結構，即活動包含三個模式：活動、行為和操作，活動理論正式被提出來。列昂科夫等人認為，集體活動中的內部矛盾是活動系統變化和發展的驅動力，并對此展開了實證研究。魯利亞遵循維果斯基的文化歷史范式，對活動系統進行了跨文化研究[堋。Michael Cole則指出，第二代活動理論忽略了活動系統的文化多樣性。隨著活動理論的研究與應用在世界范圍擴散，研究取向和視角趨于多元化，對活動理論的認識產生了較大差異。因而，活動理論迫切需要建立一套概念體系以搭起溝通的橋梁。

3.第三代活動理論

針對第二代活動理論的不足，第三代活動理論主要任務是建構一套概念體系。Bakhtin提出在維果斯基的中介理論圖中增加對話邏輯，Russell等人建構了活動網絡圖，Miettinen等人討論了活動理論和角色網絡理論的整合。然而，以上研究均未能建立完整的概念體系。恩格斯托姆是第三代活動理論的主要貢獻人，1987年，他提出了活動系統的結構，如圖2所示。活動系統由六個要素組成：主體、客體、工具和標記、共同體、規則和勞動分工。其中，主體、客體和共同體中任意二者配對形成一對關系。主體和客體以工具和標記為中介建立聯系。工具和標記是指客體轉化為結果的過程中所有用到的事物，包括物質工具和思考工具（類同維果斯基中介理論中的X）。主體和共同體之間以規則連接起來，規則系共同體的道德規范、價值觀、文化慣例以及人與人之間的社會關系。客體和共同體因勞動分工建立聯系，勞動分工則是在客體轉化為結果的進程中，明確或內隱的任務分工、利益分配以及社會等級劃分。

2001年，恩格斯托姆在上述活動系統結構基礎上，引入活動系統之間的交互，使得活動系統更加開放，如圖3所示。某一特定活動情境中的客體（客體1）可以從初始狀態經活動系統建構為集體意義的客體（客體2），甚至轉換為多客體共享的客體（客體3）。因而，客體活動的目標并非短期靜止的，而是動態發展變化的。第三代活動理論至此變得豐富和開放，恩格斯托姆進而提出活動理論是一種發展的理論體系。

（二）活動理論視角下協作學習活動的要素分析

協作學習是學生以小組形式參與、為達到共同的學習目標、在一定的激勵機制下最大化個人和他人習得成果，而合作互助開展的一切相關行為。協作學習活動也是一種活動系統，即協作小組在共同目標指引下，集體參與某種形式的學習活動。其中必然包括主體、客體、共同體、工具和中介等要素。

1.主體

活動的主體一般都是從事活動的個人或集體，在活動中處于中心、主動的角色。分析活動系統，把握對主體的動機、矛盾沖突和行為的理解。有助于活動設計者理解和揭示最基本、潛在的、驅使活動系統正常運轉的原動力。教學活動是一種特殊的認識和實踐過程。教學活動包含教的活動和學的活動。教與學這兩種活動體系各有特點但又相互依存，統一存在于動態的教學過程中，二者的關系是相互依存、相互作用的雙向關系，二者關系的本質則是主導與主體的關系。教學活動只存在唯一的主體——學生。教師是教學活動的主導，而非主體，職責是根據教學目標，設計教學活動。選擇教學媒體、教學策略，啟發學生開展學習活動。進而達成教學目標。教師參與教學活動。其宗旨和目的是為了學生的學，教學目標是否達成。主要依賴于學生的能動作用。因而。學生是教學活動的唯一主體。協作學習活動屬于教學活動的一種類型。其主體也是學生。

2.客體

客體是主體追求的物質或精神產品，客體激勵著主體，進而驅動活動系統，使得活動系統以客體為導向。客體的產生、創造和轉變使主體達到一個特殊的目的。在協作學習活動中。學生是認識和實踐的主體，學習內容則是客體。由于學習內容不可能脫離載體而存在，必須承載于教材，通過一定的媒體、設備反映出來。學生通過輔助支持，比如，媒體、設備和教師，開展協作學習活動。教師作為學生在掌握學習內容時的輔助支持地位，這在以信息技術支持的現代教學模式的推廣、個別化學習得以普遍實施情況下更為顯著。教學的最終目的不是教師對教學內容的傳授。而是學生完成了對學習內容的認識和實踐。教師同教材、教學設備等應同視為學生在學習活動過程中的輔助支持因素。

3.共同體

共同體即是活動系統參與人員的集合體。從本質上而言。個體無法獨立開展活動。即便是獨舞的舞蹈家，他/她的生活也離不開父母支持，舞蹈技能也有賴于教師的傳授。正如列昂捷夫所言。人類個體活動是一個社會關系系統，沒有社會關系的個別活動是不存在的。協作學習活動是以學習小組為基本形式，為達到共同目標而開展的一系列學習活動。在協作學習活動中，學生往往以小組形式學習，與同伴協商、合作完成學習任務。因而。學生所組成的學習小組即是協作學習活動的共同體。學習小組在整個過程中起重要作用，有時為引導。有時為參與。在進行協作學習活動過程中。共同體不斷影響主體，為主體提供所需的資源和幫助。

4.工具

工具是指客體轉化為結果的過程中所有用到的事物，包括物質工具和思考工具。工具是主體和客體的中介，并在主體和客體之間相互作用的過程中發展。工具的使用逐步形成了人們思考和行動的方式，人的思維方式和解決問題的能力在一定程度上受限于工具。同時。主體也能動地改變和發展工具。工具反映了前人在解決某一問題上的經驗積累。主體在面對現實問題時，如果工具無法滿足需要，主體則會根據當時情景對工具進行修改和完善。工具實體被改變的同時，人類的經驗也傳承下來。在協作學習活動中，工具即是學習過程中所用到的所有學習材料（紙質和電子形式）、學習工具（詞典、網絡、模型）和中介符號（標語、圖案等人工制品），是學習者和學習內容的中介。學習內容不能脫離中介而存在。也可以說工具是學習內容的制品。

5.規則

規則是主體和共同體的中介，以調節二者之間的關系，其表現為共同體的行為規范和標準。限制了主體活動的范疇。規則分為顯規則（explicit rules）和隱規則（tacit rules）。顯規則是明確的、外在的，經由成員表決通過。常常是書面表述的文本：隱規則是共同體在活動過程中凝聚形成集體意識、態度、行為規范和價值觀，盡管沒有顯性表達出來，但為成員所認可。且無意識地遵從。規則會約束主體和共同體。并使其關系朝向和諧的方向發展，同時也會導向那些為共同體所接受的活動，主體在此過程中使用工具，成功實現客體向目標轉化。在協作學習活動中，規則也分為顯規則和隱規則。顯規則是指教師或協作小組為保證協作活動有效進行而制定的活動要求、管理制度以及獎懲標準，而隱規則是學生在協作互動過程中所形成的共同認可的行為方式、交流規則和價值觀念等。

6.勞動分工

勞動過程是主體在其所處的共同體中，經過一定的勞動分工而作用于客體的過程。因而。勞動分工是共同體和客體之間的中介調節。不同的共同體在實現客體轉化的過程中。有不同的分工。例如，在具有較多臨時工的共同體內，其分工就不像固定工占優勢的共同體那樣具有較強的層次性。勞動分工既包括共同體內成員之間橫向的任務分配，也包括縱向的權利和地位的設定，分工可能是根據具體情況相互協商完成，也可能是自上而下進行的。在協作學習活動中。勞動分工即為學習任務的分工，由教師或小組協商組織實施。根據學習目標，結合總任務的特點，將小組任務進行拆分。落實到每一個小組成員，且必須保證小組成員問有互賴關系，責任落實到人。

二、協作學習活動的結構模型與基本要素確立

根據以上分析，活動系統的主體、客體、共同體、規則、工具、勞動分工六個要素。可以分別對應協作學習活動系統中的學生、學習內容、協作小組、角色、資源和任務。活動理論是一種哲學理論框架。具有普適性，可用于指導其它學科、領域對于活動的認識。協作學習本質上是一種教育活動，我們引入活動理論的框架，通過對協作學習活動的各要素分析。嘗試建立協作學習活動的結構模型。如圖4所示。

協作學習活動屬于教學活動的一種類型，探討協作學習活動的基本要素，需考查教學系統的基本要素相關界定與解釋。關于教學系統的基本要素構成，最早有三要素說，即教師、學生和教材。在教學系統的諸多要素中，教師、學生、學習內容和學習媒體是最基本的構成要素。還有由教師、學生、教材、工具、方法組成的五要素說。一種六要素說則是指教師、學生、教學內容、教學工具、時間和空間。李秉德先生提出了七要素說。包括學生、教學目的、教學內容、教學方法、教學環境、教學反饋和教師。

以上各種觀點，均從不同角度論述教學系統的基本要素。盡管有所差別。但有三個基本要素則基本一致。教師、學生、學習內容。此三者為教學系統的核心。其它有所差異的部分，都是從各自的角度，圍繞這三個基本要素進行了擴展。從活動系統結構來看，主體、客體和共同體是核心部分。在協作學習活動中，主體是學生，客體為學習內容。共同體則是協作小組，此與教學系統的三要素一一對應，即構成如圖4中的內倒三角形。同時，客體向結果轉化的過程，即是主體對客體的作用，朝向目標客體的實踐過程。在協作學習活動中，則對應于學生通過協作學習實踐。掌握學習內容。達成學習成果的過程。

可見，學生、學習內容和協作小組是協作學習活動的三個基本構成要素，缺一不可。在設計協作學習活動結構時。一般主要針對的資源、角色、任務和時序四個要素進行調控，以達到期望的協作學習結果。以下將對這四個要素進行詳細論述。

（一）資源要素

協作學習活動的結構模型外三角頂點分別為資源、角色和任務，分別對應活動系統結構圖的工具、規則、勞動分工。工具，是指主體在將客體轉化為目標結果的過程中所有用到的事物，包括物質工具和思考工具。根據前文所述，在協作學習活動領域，工具即是學習過程中所用到的所有學習材料。工具建立學生與學習內容之間互動的橋梁，支持學生獲取、加工學習信息。學習資料，即是承載了學習內容的教材或者教輔資料：學習工具是輔助支持學生獲取和加工信息的軟件、工具書和實物模型等；中介符號則是學習過程中學生之間溝通交流創造的外顯化出來的公式、圖標、圖案等人工制品。按照此描述，如果繼續沿用“工具”一詞。顯然無法涵蓋上述學習材料、學習工具和中介符號三部分內容。

在教育技術領域。學習資源（也可簡稱為資源）一直是研究核心和焦點。美國教育技術與傳播協會（AECT）94定義中對學習資源作如下描述：即能幫助個人有效學習和操作的任何東西，具體包括支持系統、教學材料與環境。華東師大章偉民教授認為，學習資源就是學生能夠與之發生有意義聯系的人、材料、工具、設施和活動。以上兩定義，都強調從教學系統的整體角度提供對學習資源的認識，描述較為宏觀、全面，但其可操作性和對實踐的指導意義并不明顯。事實上。對絕大多數學生而言。在學習過程中并不關心周圍的環境設施、資金和信息傳輸設備等，更為關注與學習內容相關聯的學習材料、認知工具和人工制品等。只有獲取了具體的知識或信息內容。才具有實際學習意義。由此。我們認為。資源是學習者為達成學習目標，在學習活動過程中所利用到與學習內容相關的要素之和，包括學習資料、學習工具和中介符號等。“資源”的這一界定則完全能和活動系統結構中的“工具”對應起來，既不存在“工具”一詞直接引用帶來的過窄問題。也不存在引入教育技術領域的“學習資源”，界定過寬的問題。因此。“工具”一詞為“資源”替代，資源作為學生和學習內容之間的中介。

（二）角色要素

規則是主體和共同體建立起來的規范和標準，用來協調主體和共同體的關系。規則是引導人們在社會中從事有關行為、維持社會秩序的基本性規定和要求的準則。然而。規則的建立和發展根源于社會群體中各種角色的沖突和調解，是為維持穩定的社會結構而形成的各種角色關系的契約。美國社會心理學家米德最早使用角色（role）的概念。旨在說明在人們的交往中可以預見的互動行為模式以及個人與社會的關系。在米德看來。角色首先是指處于一定地位并按其相應的行為規范行為的人，不是行為規范和行為模式。也不是行為本身。角色就是在社會或某一群體中處于一定地位并按相應的行為模式行動的一類人。英國社會學家鄧肯，米切爾主編的《新社會學詞典》一書中，則把角色定義為“是與社會職位、身份相聯的被期望行為。”美國社會學家蒂博特和凱利認為，角色這一概念可以從三個方面加以理解：首先。角色是社會中存在的對個體行為的期望系統，該個體在與其他個體互動中占有一定的地位；其次。角色是占有一定地位的個體對自身的期望系統：最后，角色都有一組由社會為之規定的、由角色行為規范模式決定的、并與其所處地位、身份、職位相符合的外顯的、可觀察特殊行為，這些特殊的行為共同構成行為規范模式。

根據上述關于角色的定義和內涵分析，可以看出。角色是規則的基本單位。任何一種角色都有相應的規則與之對應，代表了某一類社會群體、各種角色及其規范的總和，即構成社會的總體規則。角色是規則的基本單位，分析社會規則，可從這一基本單位著手。在協作學習活動中，規則分為顯規則和隱規則，活動系統結構中的“規則”一詞是從哲學視角提出來，具有普遍抽象意義。但對于協作學習活動結構模型。如果繼續保留作為要素之一，難以對協作學習活動的分析和設計具有啟示意義。原因在于規則是人為建立和自然形成的統一體，有一個長期發展的過程。在實際教學設計中，協作學習設計者難以調控此要素，而取“規則”的子概念“角色”，則相對易于操作、可行，且遵從了活動系統既有的概念框架，只是結合教學設計領域的要求和特點進行了具體化。因而，在協作學習活動結構模型中。可由“角色”一詞對應“規則”。角色也是學生和協作小組的中介。學生組成協作小組，是以某種角色參與，在活動過程中履行相應的權責。

（三）任務要素

勞動分工是共同體和客體之間的中介調節。共同體通過勞動分工。落實主體對客體作用的內容。履行相應權責，完成一定的工作任務。勞動分工的過程，也是任務分配的過程，勞動分工結果。即體現在主體承擔某種具體的工作任務。勞動分工，實質上是任務分配。在協作學習活動中，任務分配是由教師或小組協商組織實施，根據學習目標，結合總任務的特點，將總任務進行拆分。分配到小組成員身上，且必須保證小組成員間有互賴關系。責任落實到人。同時，任務也是協作小組和學習內容的中介。學習內容是目標知識體系的抽象描述，協作小組要達成學習成果，需通過具體的學習活動，在活動過程中與學習內容交互。這種交互無法直接發生。只有將學習內容轉換成具體而明確的學習任務，通過任務驅動學生，參與協作學習活動。完成某種特定的任務。任務完成，學生與學習內容的交互也即發生。

協作學習活動中的任務，需至少具備如下特征之一，才能保證學習過程有效發生：（1）協同性。學習任務要經過小組成員責任分工、角色輪換，發揮成員的各自優勢又吸取別人的長處。集思廣益，協同共事。（2）創新性，突出學生的獨特感受與體驗，要求有別出心裁、與眾不同的理解。（3）集體性，以群體業績表現，以任務整合或項目調研的方式衡量考評學習成果。（4）共享性。強調師生之間、生生之間的交流溝通、彼此關愛理解以及共同分享。（5）辨析性。要求學生經過爭辯、探討、質疑、在獨立思考的基礎上交換意見，相互磨合中堅持自己合理的想法，同時吸收他人好的創意。任務，必然指向其執行。執行過程又包含任務的分配，所以“任務”一詞即能涵蓋“任務分配”的涵義。在協作學習活動結構模型中。我們選用“任務”一詞對應活動系統結構中的“勞動分工”。

（四）時序要素

協作學習活動結構模型相對于圖2而言，增加了時序這一要素。圖2主要從橫向維度上描述活動系統的構成要素，以及要素之間的相互關系，是對人類所有活動系統進行的一般、抽象的解釋。根據活動理論的歷史文化觀點，活動是一種歷史文化發展的現象，在某種社會文化里面隨歷史發展而進化。歷史提供了時間維度上的縱向認識，而文化則提供了同一時間點上多文化橫向比較中反映出來的對比關系。要理解某一活動情境，則需從歷史文化發展的角度，充分挖掘其歷史背景資料。并與文化場景相結合進行綜合分析。因而。時間應該成為活動系統的縱向標度。

在協作學習領域，任何一次協作學習活動，都有一個生命周期，從活動的初始設計。到具體實施。直至最后的總結評價。因而，對協作學習活動系統的分析，除了從橫向的角度分析要素及要素間相互關系外，還需從縱向角度，認識協作學習過程中的要素狀態的動態變化以及要素間關系的調整。基于此，我們在活動系統結構模型中引入時序（時間序列）這一要素。描述資源、角色、任務三要素的發展變化。也便于從橫向和縱向相結合的角度分析協作學習活動。因此，協作學習活動結構模型中應增加“時序”這一要素。

三、協作學習活動基本要素的應用

協作腳本是為結構化協作學習過程而設計的一種活動模型。通常包括學習者所要完成的任務、總任務所包括的子任務、子任務的序列、學習者角色、任務的相關限制條件以及各種支持工具。協作腳本是對協作學習活動的一種概要描述，其設計必須綜合考慮協作學習活動的基本要素。

（一）互助教學腳本

主要用于閱讀教學，旨在幫助閱讀有障礙的學生掌握提問、分類、概括和預測等閱讀技能。互助教學腳本的操作步驟如下：首先。教師以一段文本為例。示范如何應用這些閱讀技能。然后，學生組成學習小組（人數3到5）。應用這4種策略閱讀新的文章，其中一名學生扮演“教師”角色，對文章的主題內容提出問題，供其他成員討論并分類。接下來，小組成員詳細闡述這些問題并進行歸類。“教師”概括文章的主體內容，如果小組成員對此概括并不認同，則集體再次閱讀文章，并討論修改，直至達成一致。最后，大家一起預測文章后面的主題內容。教師并不介入學生的學習活動，只是監控過程，必要時給予提示。為使每一名學生都能體驗到“教師”角色，需進行角色輪換，小組有幾人，就進行幾次輪換活動。每一次活動只有一名成員扮演“教師”角色，且每一次活動只針對長篇文章的一個片段。

（二）MURDER腳本

用于兩人組的同伴閱讀學習。其中涉及理解、識記、闡述和反思等認知活動。MURDER腳本的實施步驟如下：首先，兩人討論將閱讀文本分成兩部分，閱讀量大致相同。然后，兩人各自閱讀第一部分，結束后關閉文本資料。接下來。兩人分配角色，其中一名學習者作為回憶者（recaller），盡可能回憶文本資料的內容，并講述給另一學習者：另一學習者作為聽眾（listener）。仔細查找回憶者的錯誤和遺漏。并加以糾正和補充。最后，兩名學習者討論。改進完善回憶者講述的內容。完成第一部分文本后。繼續進行余下第二部分文本的閱讀活動，并輪換兩名學習者的角色。原來的回憶者作為聽眾。聽眾作為回憶者。

（三）結構化學術辯論腳本

由約翰遜兄弟設計出來，目的在于培養學生的辯論技能。該腳本的實施步驟如下：首先，學習者四人組成一個小組，其中兩人又結成對子，每一小組共計兩個對子，根據辯論主題。確定相對的立場，每個對子一個立場。然后，依據主題立場，分發學習材料，每一對子研習材料。接下來。進入雙方辯論環節，各對子論證自身立場觀點，反駁對方觀點，在辯論的過程中，學習者認真思考對方立場和論證的邏輯性，盡可能獲取更多信息：一輪辯論完畢，兩個對子互換立場，交換學習材料，再次展開辯論活動。最后，兩個對子放下各自的立場，四人共同商討，綜合兩輪辯論的要點，寫一份立場中立的陳述報告，展示給全班同學。

（四）ASK to THINK-TEL WHY腳本

也是用于兩人組的同伴學習活動，旨在促進學習者的相互引導和知識建構。該腳本指定了兩種角色——提問者和解釋者，并在兩種角色上定義了一系列的活動任務。教師在課前定義好這些活動任務，時間跨度大概在160分鐘。4節課左右。活動任務分為三種類型：（1）確定提問者在協作學習活動過程中所提出的問題類型，包括回憶式問題、深思型問題、試探式問題、暗示式問題和自我監控式問題。（2）明確解釋者在回應提問者時所需的詳盡解釋，包括回答“為什么”和“怎么樣”的問題，以及如何建立與提問者和解釋者已有知識的關聯，而不是僅僅羅列概念。（3）交流技能。比如認真聽取。提供足夠的思考時間。以及評價式的反饋等。

ASK to THINK-TEL WHY腳本的實施步驟如下：首先，兩名學習者共同聽一場演講或閱讀一段材料，學習者各自設計并寫下兩個回憶式問題和兩個深思式問題。然后，兩人協商確定誰先扮演提問者角色，誰先扮演解釋者角色。設定兩輪活動。每輪4個問題（兩個回憶式提問和兩個深思式提問）。接下來，提問者開始問一個回憶式問題激活解釋者與該主題相關的已有知識，如果解釋者回答不出該問題，提問者則給出試探式問題或者隱含式問題，以啟發解釋者。回答成功則繼續給一個深思式問題。在合適的時機，提問者可以提出自我監控式問題，激發解釋者明確并有效監控學習過程。在整個活動的過程中，學習者配備提示卡，列出問題順序、該問題答案的詳盡解釋以及交流規則。此輪問題回答結束后。兩人輪換角色，繼續下一輪活動。

以資源、角色、任務和時序四個要素作為分析框架。可對以上四個典型腳本的要素加以剖析，如表1所示。

從資源來看，各腳本都以文本資料為主，僅ASKto THINK-TEL WHY可能會用到演講片，且內容較少，比較適合課堂教學環境實施，在資源分配上，互助教學腳本、MURDER和Ask to THINK-TEL WHY腳本要求學習者材料一致。而結構化學術辯論。辯論雙方的資料有所差異，資源上具有互賴關系。從角色來看。各腳本都只有兩種角色，方便學習者在較短時間熟悉角色。有效地參與活動。適合課堂情景。而且。MURDER和Ask to THINK-TEL WHY腳本針對二人組。在課堂上實施起來簡單可行：同時角色的互補性很強，依賴關系明顯，有利于促成學習者深度交互。從任務上看，每種腳本的任務設計均與具體角色關聯起來，通過任務的描述，明確了角色的責任和權利：此外。通過任務也可以溶解角色之間的對立和差異關系。如互助教學、MURDER和結構化學術辯論。最后都要求共同完成一個任務，促使學習者建立積極的正向關系。從時序上看。除了MURDER只規定了三個步驟以外，其它三個腳本都規定了四個步驟：對于同一腳本而言，時序中規定步驟的數量，反映了腳本設計者結構化協作學習活動的程度，數量越多，結構化程度越高，學習者自由發揮的空間也越小，但對于不同腳本，無法直接從步數上直接比較結構化程度。

[作者簡介]

設計模式的基本要素范文第3篇

即針對線條、明暗、質感、色調、形體、空間等因素分別來學習，協調觀察與表現的一致性，并了解以往繪畫大師如何理解上述問題，使學習者能夠把上述因素靈活地運用到視覺藝術設計之中。在教學中，針對成人教學知識結構差異的特點，學習者基礎普遍比較差，有的甚至是零起點的。因此，在進行基本要素的練習過程中，要制定個性化的教學方法，因人而異。比如，對于繪畫基礎比較差的學習者著重先培養興趣，然后再進行素描基本技法的訓練，從一開始對這類學習者多鼓勵，引導正確的學習方法，通過循序漸進，讓他們逐步認識線條、明暗、質感等基本要素訓練對素描學習的重要性。因此，這一階段的學習，著重放在提高素描的表現技法和對造型的理解，注意把握造型思維一定量的練習，正確引導學習者，并且把素描技法的訓練和設計應用結合起來，為今后設計專業的學習打下良好的基礎。

二、審美分析的提升

在素描基本要素理解的基礎上，分別對結構、比例、透視、運動、平衡、節奏、對比等因素進行研究，使學習者能夠對構成基礎素描的視覺因素有較深的了解。通過這部分訓練，使手和眼都能專注于形體結構的透視比例和空間秩序的準確表達，在理解的基礎上表達物象諸因素的明確性和完整性，從而增強敏銳的視覺觀察力。借助各種素描的寫生訓練，能在自然中發現美的法則和美的規律，并能有效地運用這些規律進行設計實踐。為提高學習者的審美表現能力，具體的可以講解分析一些大師和一部分高校優秀的作品，分析他們如何運用這些審美的規律進行創作。另外，在這部分的教學中，同樣要有針對性，要由淺入深，教師注意引導和設計相關學科的交叉學習，進行一些帶有視覺演化裝飾性的、創意性的素描嘗試訓練，多方位、多角度地處理視覺信息，從而培養學習者多向的視覺審美思維。

三、材料技法的掌握

以往的傳統繪畫對材料的使用非常單一，而今天科學技術的發展不斷地擴展了素描及各種繪畫形式的表現語言和與之相關的材料工具，體現形式多樣化的表現技法，豐富了繪畫語言的表達能力，并為素描的創作提供了更廣闊的空間。素描的材質語言形式不再局限于再現客觀物象，而是在繪畫視覺領域里體現更多的人文思想和個性化表現。如傳統繪畫中的鉛筆、鋼筆、墨、木炭筆、炭精條等，現代技術的噴繪、拼貼、電腦等，這些不同的素描材質為視覺的表現提供了豐富的繪畫語言。只有充分認識材質媒介的物理特性和審美價值，通過不同材質在觸覺、視覺上的感受探尋，才能有創造性地發現、選擇、運用不同的材質媒介去表現視覺信息。因此，學習者對素描繪畫的創作不再拘泥于一種表現形式，要讓學習者廣泛地掌握多種材料，從而提高他們素描的綜合表現能力。

四、設計素描的創新

設計模式的基本要素范文第4篇

4C/IDmodel(FourcomponentInstructionalDesignModel)，簡稱四要素教學設計模型，是OpenUniversityoftheNetherlands麥里恩博爾(J.J.G.)教授和UniversityofTwente的戴杰克斯特拉(AsnneDijkstra)教授等主持研究和開發的一種ID模型，它以訓練復雜認知技能為目標，是一種面向復雜學習的整體性教學設計。該設計模型的四個要素分別是“學習任務”“支持性信息”“及時信息”和“分任務練習”。其核心要素是“學習任務”，以“支持性信息”“及時信息”和“分任務練習”為輔助要素。4C／ID模式的設計原則就是始終將學習任務作為一個復雜的整體來對待，使學習者在進行“真實的”學習任務中，以一種協調綜合的方式運用所有的組成技能。該設計模型能夠根據學習過程、學習對象、學習目標的差異性，基于復雜的認知訓練目標，對認知的理論和過程中的信息加工理論進行面向工作實踐要求的整體安排和設計，通過一個整體化的學習任務，促進學習者在基于真實的學習任務的學習和實踐時，能夠以一名“工作者”的整體視角，將在過程中所學到的知識、技能和學習態度整合并改進，最終遷移到今后的工作和生活中。

二、應用4C/ID教學設計模型在“外貿英文制單”中的教學設計分析

當前，在外貿英語專業課程教學中，我們常規采用的教學模式是“基于外貿崗位的具體工作流程”，根據具體的業務環節，在網絡教學平臺的輔助下，采用仿真式的情景創設教學方式。在課程改革與建設之初，我們雖然對于外貿崗位的具體工作流程進行了認真的剖析，將工作流程脈絡化，并依托省級精品課程網頁和POCIB外貿實訓綜合教學平臺，為學生在學習過程中提供了較為完善、內容豐富、擁有練習題庫，并能夠做到教師與學生雙向溝通和互動的教學平臺。但是在實際的教學環節中，如何能做到將具體的工作流程與崗位對應的職業資格要求和相關的知識真正融為一體，讓學生能夠在常規的教學模式和情境下，對于專業知識的學習和職業技能的培養有一個循序漸進的過程式地吸收和累進，進而能夠轉化為主動吸收的自我學習知識能力，并在過程中強化自己的學習能力和技能提升，一直是一個很難解決的棘手問題。在2011年，筆者初次接觸到了4C/ID教學設計模型，在學習和了解之后，覺得該種教學設計能夠運用到外貿英語專業課程的教學設計中，并基于對復雜的認知技能的培訓，能夠很好地和專業職業技能的培養相融合，因而筆者以外貿英語專業11級的學生為實踐，在外貿英文制單這門專業課程的教學中，運用4C/ID教學設計模型構建該門課程的整體教學設計框架，并就其中一個具體的學習型工作任務為例。在“基于工作過程的”課程設計框架下，應用針對復雜技能訓練4C/ID教學設計模型，我們將該門課程的知識點總結、歸納、整合形成了該門課程的12個學習型的工作任務，這12個學習型工作任務構成了外貿單證繕制整個的復雜技能訓練的、彼此間既獨立又相互關聯且有技能層級區別的技能群。具體到每一個學習型工作任務，按照4C/ID教學設計模型中的四個核心要素進行分解，以“task2：審核并修改L/C”為例：在具體設計時，將一些彼此之間有關聯的知識點、技能點綜合為一個整體，通過真實的學習任務，將所學的知識和技能協調與綜合，從而提高他們在整體復雜認知技能操作——即外貿業務流程中整體單據繕制、審核與修改上的整體能力。基本要素1.learningtask（學習任務）：審核并修改L/C，根據合同，閱讀L/C，審核并找出L/C中的錯誤；基本要素2.supportiveinformation（支持性信息）：L/C的基本流程、標準SWIFTL/C解析、L/C審核的基本原則；基本要素3.proceduralinformation（及時信息）：L/C審核的常見不符點、softclauses、L/C的修改流程、L/C修改中應注意的事項、L/C改證函的繕制技巧；基本要素4.part-taskpractice（分任務練習）：審核L/C，找出其中的錯誤并加以改正；以賣方（beneficiary）的名義向買方（applicant）發出改證申請，擬寫改證函。在實際的教學環節中，我們通過課時的分配，網絡課程的學習、pocib實訓平臺的演練以及教師模擬情境布置的作業等多種形式為學生提供足夠的練習，強化某項任務所需的技能的重復性演練，強化學生對職業技能的熟悉與專業程度。筆者在外貿英語專業2011級學生的外貿英文制單課程上采用了4C/ID模型所設計出的學習型工作任務，并按照設計模型中的四要素來組織教學，在該門課程中收到了很好的效果。學生對該門課程的學習自評，86.2%的學生都給予了“優秀”的評價，同時在該門課程的后續課程如“外貿跟單”、“外貿項目設計”上，授課教師普遍反映課程的教學，比起以往屆學生無論是在技能操作能力、專業知識的反饋以及自我學習意識上都有著明顯的提高，給后續課程的學習打下了很好的基礎。2011屆學生共計137名學生，其中有98人參加了該門課程相關的商務單證員職業資格考試，37人參加了外貿跟單員，兩者的通過率分別達到了92.86%和91.89%。同時，我們也對11級學生在2013年12月至2014年6月（截止到目前）的實習和就業情況做了跟蹤回訪，用工單位對該屆學生的表現，特別是能夠“立馬上手”的職業能力和扎實的專業知識積累都給予了極高的評價。

三、4C/ID教學設計模型對專業課程設計的啟示

設計模式的基本要素范文第5篇

關鍵詞：城市基礎地理信息數據庫 系統組成 存儲管理

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（c）-0017-02

數據是數字城市構建的“血液”。同時，數字城市需要的數據主要是包含大量的圖形的空間數據，它包括柵格圖形數據、矢量數據以及關聯的屬性數據。面向數字城市的城市基礎地理信息系統更是涉及到多種空間數據庫的管理和互操作問題，顧及空間數據本身海量數據和復雜結構的特點，基礎地理信息系統中數據組織的好壞直接關系到系統的效率。我們把城市不同部門數字化建設都要用到的基礎數據稱為城市基礎地理信息數據。

1 城市基礎地理信息數據類型

基礎地理信息數據分類有很多方法，例如按數據結構來分，有矢量數據、柵格數據、矢量柵格一體化數據；按產品形式分，有數字高程模型數據（DEM）、數字正射影像數據（DOM）、數字柵格地圖數據（DRG），數字線劃地圖數據（DLG）。狹義上，城市基礎地理信息數據庫的核心任務是4D數據庫的建立，這里簡單地介紹一下4D產品的概念。

1.1 數字高程模型

DEM是區域地形的數字表示，它由規則水平間隔處地面點的抽樣高程矩陣組成。DEM的水平間隔應隨地貌類型不同而改變。為控制地表形態，可配套提供離散高程點數據。由于格網的規則性，其X，Y或B，L的交點坐標被省略，通過對應的2值在矩陣中的行列號隱含表示。DEM數據通過一定的算法，能轉換為等高線圖、透視圖、坡度圖、斷面圖、暈渲圖，以及與其他數字產品復合形成各種專題圖產品；還可計算體積、空間距離、表面積等工程數據。

1.2 數字正射影像（DOM）

DOM是由航空攝影或其他遙感數據經糾正和消除地形影響后形成的數字圖像，是地表信息的真實反映，信息量極其豐富。數字正射影像圖疊加專題信息之后，擺脫了傳統專業線劃圖過于抽象，非專業人員不易理解的局限，使城市信息更加直觀、內容更加豐富多彩，便于政府對城市的管理。數字正射影像數據庫可以作為基礎地理信息系統建設的重要的背景，可供規劃、設計和廣大用戶直接查詢、量算使用。

1.3 數字柵格地圖（DRG）

DRG是現有模擬地形圖的數字形式。它是由模擬地圖經掃描、幾何糾正及色彩歸化后，形成在內容、幾何精度和色彩等方面與地形圖基本保持一致的柵格數據文件。可以較為方便的進行放大、漫游、查詢等。本產品可作為背景，用于數據參照或修測其他與地理相關的信息，適用于DLG的數據采集、評價和更新；也可與D伽，DEM等數據集成使用，派生新的可視信息，從而提取、更新地圖要素；還可以繪制紙質地圖，改變地圖存儲和印制的傳統方式。

1.4 數字線劃地圖（DLG）

DLG是地形圖或專題圖經過掃描后，對一種或多種地圖要素進行跟蹤矢量化，再進行矢量糾正形成的一種矢量數據文件。其數據量小、便于分層，能快速生成專題地圖。這種數據滿足GIS進行各種空間分析要求，被視為帶有智能的數據，可隨機地進行數據選取和顯示，與其它幾種產品疊加，便于分析、決策。各種以矢量為基礎的地圖均可視為DLG。

2 城市基礎地理信息數據庫的內容

城市基礎地理信息數據庫主要應包括以下7個數據庫：控制測量成果庫（CSP）；數字線劃地形數據庫（DLG）；數字正射影像數據庫（DOM）；數字高程模型數據庫（DEM）；數字柵格圖數據庫（DRG）；地名數據庫（PN）；元數據庫（MD）。基礎地理信息數據庫還可包括管線、規劃、地質等相關數據。基礎地理信息數據庫的組成結構圖如圖1所示。

3 城市基礎地理信息數據庫的邏輯設計

城市基礎地理信息數據庫必須面對不同的用戶或應用群體，系統的主要需求表現在各類數據的快速檢索查詢、數據的更新與維護以及數據的安全等等多個方面，所以我們必須對數據庫中的數據進行合理的組織和分類來滿足上述需求。

數據庫的邏輯設計主要是根據數據的不同應用對數據進行分類組織。下面以矢量地形圖為例闡述數據庫的邏輯設計。

矢量地形圖數據作為數字線劃圖的主要組成部分，用以表示城市的基本面貌并作為各種專題數據統一的空間定位載體，包括測量控制點和城市地形、交通、水系、境界、居民地、植被等核心地理要素。在基礎地理信息數據庫的邏輯設計中，可以設計如下。

（1）矢量地形圖數據子庫。

矢量地形圖數據子庫的劃分可以依據城市在建立城市基礎地理信息系統時使用的矢量地形圖數據的比例尺來進行，如有的城市有1∶500、1∶2000和1∶10000的矢量地形數據，就可劃分為3個子庫，分別為1∶500地形圖子庫、1∶2000地形圖子庫、1∶10000地形圖子庫；而有的城市可能只有1∶500和1∶10000的矢量地形數據，那其地形圖子庫就有1∶500地形圖子庫和1∶10000地形圖子庫兩種了。

（2）矢量地形圖數據大類。

根據通常應用的需要，將基礎數據庫中的矢量地形數據按地形實體的大類進行邏輯分組，每一個邏輯組就是一個矢量地形圖數據大類。矢量地形數據按照國標可以分為控制點、居民地、交通、水系等幾個大類。一個大類中的空間實體數據在邏輯上被看作屬于同一范圍，其代碼的第一位都相同，往往被同時應用。

（3）矢量地形數據圖層。

一個矢量地形圖數據大類通常包含多個空間實體類型，可以再根據實體的類型（點、線、面）和實體在數據中的意義（輔助信息、主要信息）劃分出具體的邏輯層，一個邏輯層還可以含有一個注記層。

（4）矢量地形數據實體。

矢量地形數據實體作為單個圖層中的獨立單元，包含圖形數據（幾何屬性）和非圖形數據（非幾何屬性）。圖形數據一般指實體的地理位置和形狀，非圖形數據包括標量屬性（如：高程、面積、長度的數據及實體的編碼數據等）和名稱屬性（如：道路名稱、河流名稱等）。地理實體按幾何形狀分為點、線、面三種基本類型，這種分類法對于地理實體的特征描述和編碼表示很合適。例如點類有控制點、獨立地物點等，線類有道路、地類分界線、管線等，而面類有行政區域、建筑物、綠化帶等。

4 城市基礎地理信息數據庫的詳細設計

4.1 控制成果數據庫

4.1.1 控制成果庫系統設計

建立控制成果庫主要是對測區基礎控制點、像片控制點、空三加密成果、控制概況資料、空三加密概況資料等進行有效組織與管理。控制成果庫系統由控制點成果錄入、查詢兩個主要模塊組成。

（1）控制點成果錄入：控制點成果數據錄入模塊是對測區的概況資料、基礎控制點成果、像片控制點成果、空三加密成果組織入庫。（2）控制點成果檢索查詢：對于基礎控制成果、像片控制成果，通過點號進行查詢；根據攝區代號對像片控制概況資料、加密成果等資料進行查詢。

4.1.2 控制成果數據內容

控制成果庫由基礎控制成果（內容為城市基礎控制點成果）、像片控制概況（內容為像片控制測量的基本情況）、像片控制成果（內容為像片控制點成果）、空三加密概況（內容為航測內業空三加密的基本情況）、空三加密成果組成。

4.2 正射影像庫

4.2.1 正射影像庫系統設計

正射影像數據庫系統由數據入庫、數據查詢兩個主要模塊組成。

（1）數據入庫模塊：正射影像數據入庫模塊是要把TIFF格式的正射影像導入數據庫；二是要把正射影像對應的元數據錄入數據庫。（2）正射影像數據檢索查詢：正射影像數據檢索查詢模塊主要是根據圖幅號對正射影像元數據進行檢索查詢。

4.2.2 正射影像庫數據內容

正射影像庫包括正射影像庫成果（內容為正射影像成果）和正射影像元數據。

4.3 數字高程模型庫

4.3.1 數字高程模型庫系統設計

DEM數據庫系統由數據入庫、數據查詢兩個模塊組成。

（1）DEM數據入庫：數字高程模型的入庫包括BLI格式的數據入庫及元數據入庫兩部分。（2）數據查詢：數據查詢模塊指對DEM元數據信息進行查詢。

4.3.2 數字高程模型數據內容

數字高程模型數據為拼成一體的濟南市DEM數據。

4.4 基本要素數據庫

4.4.1 基本要素數據庫系統設計

基本要素數據庫包括境界、道路、水系、地名及土地利用等五大類基礎的空間數據。系統由數據入庫、數據查詢兩個模塊組成。

（1）基本要素數據入庫模塊：由數據庫軟件提供的矢量數據入庫工具把Acr/Info的E00數據導入到數據庫中，并用開發的元數據錄入模塊完成元數據錄入。

（2）基本要素數據的檢索查詢：建立以圖號為索引的數據查詢機制，根據圖號對元數據進行查詢。

4.4.2 基本要素數據內容

基本要素數據庫主要包括境界、道路、水系、地名及土地利用五大類基礎數據及元數據信息。

根據具體的入庫需求，在境界、道路、水系、地名及土地利用五類數據中，按照不同的內容進一步細化，共分為12層數據（如表1）。

5 城市基礎地理信息數據庫的存儲管理

隨著數據庫技術的發展，通常采用數據庫（包括關系數據庫、對象關系數據庫）管理空間數據，使空間數據與非空間數據真正實現一體化的無縫集成，這是當今Gls發展的趨勢。采用數據庫管理空間數據能夠支持海量空間數據存儲、數據查詢檢索靈活、易于數據動態分析、采用開放的Client/Server技術，真正解決數據共享和多用戶操作問題，而且它具有強大靈活的開發環境。

目前，在空間數據存儲和管理方面應用最為廣泛的是支持空間數據存儲的數據庫技術和能夠實現在關系數據庫中存儲和管理空間數據的中間件技術。能夠支持空間幾何對象存儲和操作的對象關系型數據庫管理系統主要有oracle，Microsoft SQL Server，Informix，IBMDBZ等，其中oracle是國際上許多地理信息系統用來管理海量空間對象數據的首選數據庫管理系統。在大型地理信息系統的應用中，通常是通過ESRI公司（Environmental systems Research Institute，ESRI）的空間數據引擎ArcSDE結合大型關系數據庫（例如oracle，SQL Server）或者Oracle公司針對oracle數據庫開發的OracleSpatial來存放和處理空間數據。

5.1 空間數據引擎

空間數據引擎是一種處于應用程序和數據庫管理系統之間的開放且基于標準的中間件技術。使用不同GIS廠商數據的客戶可以通過空間數據引擎將自身的數據提交給大型關系型DBMS，由DBMS統一管理；同樣，客戶也可以通過空間數據引擎提供的用戶和異種空間數據庫之間的數據接口，從關系型DBMS中獲取其它類型的GIS數據，并轉化成客戶可以使用的方式。

于是，空間數據引擎就成為各種格式的空間數據出入大型關系型DBMS的轉換通道。空間數據引擎ArcSDE是GIS軟件生產商ESRI公司生產的中間件，它是利用關系數據庫管理系統（RDB略）的先進特性和真正的客戶/服務器（Client/Server）計算模式來管理大型企業海量地理數據的。ArcSDE將空間數據及其相關的屬性數據統一地放到商業化程度較高的標準關系數據庫中進行管理，同時采用開放策略，提供了開放、靈活、健全的API，開發人員可將空間數據檢索和分析功能集成到他們的應用工程中去。這就使得海量空間數據的管理獲得了一種比較理想的模式，并且使得在廣域網上以真正的Client/Server計算模式提供空間數據訪問服務、面向多用戶環境成為可能。

ArcSDE的優點：數據庫連接配置選擇多樣性、空間數據表述、數據庫可移植性、應用程序可移植性、數據完整性、提供應用編程接口、應用軟件和開發工具；ArcSDE是允許通過ESRI公司的GIS軟件——ArcInfo，ArcEditor，ArcView，和ArcIMS直接連接空間數據庫的標準接口。這些應用軟件和它們的綜合開發工具提供了一個創建、管理和使用空間信息的完整框架。ArcSDE也支持直接從AutoCAD和Microstation到空間數據庫的接口。

5.2 城市基礎地理信息數據庫的存儲方案

城市基礎地理信息數據庫是空間型的數據庫，數據量大，數據類型復雜，必須采用大型商用的關系數據庫管理系統。根據國內現狀和類似工程的實例，推薦使用Oracle關系數據庫管理系統；一方面使用oracle關系數據庫管理空間數據庫成功的案例較多；另一方面國內在使用。Oracle關系數據庫管理空間數據庫方面積累了許多經驗，這有助于城市基礎地理信息數據庫的建庫和管理。

ArcSDE能夠與RDBMS協同工作，提供了空間數據的存儲、查詢和管理的解決方案。其中，RDBMS負責在關系表中物理地存儲數據，ArcSDE則負責為前端的GIS解釋數據表中的這些數據。因此，采用ArcSDE與oracle相結合的方式，是城市基礎地理信息數據庫存儲與管理的合適方案。用ArcSDE管理空間數據，數據庫實體存放于關系型數據庫Oracle中，由Oracle實現對數據庫的管理。在此基礎上，通過空間數據引擎ArcSDE訪問數據庫，并提供相應的客戶端應用。

參考文獻

[1] 丁建勛，程效軍，石如文，等.淺談珠海市基礎空間數據檢查與建庫預處理[J].地理空間信息，2005，4（2）：3-5.