设计模式的基本要素

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设计模式的基本要素范文第1篇

引言

产品的形象设计是服务于企业的整体形象设计，是以产品设计为核心，围绕着人对产品的需求，更大限度地适合人的个体与社会的需求而获得普遍的认同感，改变人们的生活方式，提高生活质量和水平。因此对产品形象的设计和评价系统的研究具有十分重要的意义，评价系统复杂而变化多样，有许多不确定因素，特别是涉及到人的感官因素等，包括人的生理和心理因素。笔者试图通过对企业形象的统一识别的研究，并以此为基础，结合人与产品与社会的关系展开讨论，对产品形象设计及评价系统作有意义的探索。

1　产品形象设计与企业形象设计的关系

对形象的研究大都基于企业形象统一识别系统(Corporate Identity System简称CIS)，所谓企业形象，就是企业通过传达系统如各种标志、标识、标准字体、标准色彩，运用视觉设计和行为展现，将企业的理念及特性视觉化、规范化和系统化，来塑造具体的公众认可、接受的评价形象，从而创造最佳的生产、经营、销售环境，促进企业的生存发展。

企业通过经营理念、行为方式，以及统一的视觉识别而建立起对企业的总体印象，它是一种复合的指标体系，可以把它区分为内部形象和外部形象。内部形象是企业内部员工对企业自身的评价和印象，外部形象是社会公众对企业的印象和评价；内部形象是外部形象的基础，外部形象是内部形象的目标。

产品的形象设计是为实现企业的总体形象目标的细化。它是以产品设计为核心而展开的系统形象设计，对产品的设计、开发、研究的观念、原理、功能、结构、构造、技术、材料、造型、色彩、加工工艺、生产设备、包装、装璜、运输、展示、营销手段、广告策略等等进行一系列统一的策划、统一设计，形成统一的感官形象和统一的社会形象，能够起到提升、塑造和传播企业形象的作用，使企业在经营信誉、品牌意识、经营谋略、销售服务、员工素质、企业文化等诸多方面显示企业的个性，强化企业的整体素质，造就品牌效应，赢利于激烈的市场竞争中。

2　产品形象设计的统

产品整体形象(Products Identity 简称PI)是产品在设计、开发、研制、流通、使用中形成统一的形象特质，是产品内在的品质形象与产品外在的视觉形象形成统一性的结果。

2．1　产品的品质形象的统一性

就产品的品质而言，是通过产品的内在质量而反映到外在的企业形象上，如德国的“奔驰”车、西门子的电子产品等，给人更多的是对德国产品的制造技术、产品性能，以及严格的质量管理体系的联想，在感官上形成“车—奔驰—技术—品质—德国”。‘高质量”与“德国”是同义的，“奔驰”车的形象就是“德国”的形象，“可口可乐”一直是美国文化的象征，伊夫·圣·洛朗的服装代表着华贵和浪漫的法国人的形象。

产品的品质形象涉及到产品的设计管理与设计水平，无论是在产品的功能、性能、材料选用、加工工艺、制作方法、设备条件以及人员素质等方面都要有严格的管理。在产品形象设计中，首先要在设计管理水平上提高，如有明确的产品设计目标计划，组织有效的产品设计开发队伍进行关键的技术攻关，提供完善的设计技术配置服务，包括“软”的(高素质的设计人员)、“硬”的(符合设计开发要求的设施、设备)配置，满足产品设计开发的物质条件。并且要在产品设计开发过程中，实施程序过程的管理(如阶段评估、信息反馈、多方案选择等)。为满足设计开发水平，提高设计的质量，就要提高设计人员的整体素质水平，实施有效的管理模式。

产品设计水平的高低，除了取决于设计人员的自身素质外，更主要的是要按照科学的设计方法程序进行。充分进行产品设计的市场调研，收集资科、信息，提出开发设计本产品的充分依据，如：对产品设计的功能、性能、造型形态分析，以及采用何种原理、技术、生产方式等，满足何种人群或个体差异的要求(包括心理和生理需求)，对产品的使用方式、使用时间、地点、使用环境进行研究，以及由此产生的社会后果(如安全、环保、法律)等，进行科学系统的分析、研究、归纳，对产品的整体形象设计进行定位，通过方案的选择、优化，形成产品形象设计的系统性，逐步实现把产品的形象设计统一到企业整体形象上来。(见图2：产品形象一企业形象) 转贴于

2．2　产品的视觉形鼠统一性

产品的视觉形象的统一性(PI)是企业形象在产品系统的具体表现，在企业形象的视觉统一识别(VI)基础上，以企业的标志、图形、标准字体、标准色彩、组合规范、使用规范为基础要素，应用到产品设计应用要素的各个环节上。产品的特性及企业的精神理念透过产品的整体视觉传达系统，形成强有力的冲击力，将具体可视的产品外部形象与其内在的特质融汇成一体，以传达企业的信息。产品的视觉形象的统一性是以视觉化的设计要素为中心，塑造独特的形象个性，以供社会大众识别认同。

产品PI由基本要素与应用要素两大部分组成。

2．2.l　基本要素设计

产品视觉形象的基本要素是企业形象视觉识别系统的基本要素，产品形象的视觉识别系统部是建立在基本要素设计的基础上，因此它是产品形象设计的基本元素，是PI的核心部分。

基本要素设计包括：企业标志、企业标淮字体、企业名称、企业标准色、企业象征图案、企业吉祥物和企业精神宣传标语等内容。

基本要素的设计是建立在企业经营理念的基础上，并充分体现企业的经营目标、方向、精神。基本要素设计必须风格统一并能有效地组合、配合应用，明确基本要素设计的组合、使用规范，规范制图的标准及方式，在实际使用中要严格按照标准规范，正确使用。

2．2．2　应用要责设计

应用要素设计是以基本要素设计为基础，根据产品设计中实际的视觉表达事项，规范基本要素的使用，在产品的视觉化设计中，具体应用到以下各项内

(1)产品的外观造型系统(特定的外观造型、材标准色彩、表面装饰工艺等)；

(2)产品的包装系统(包装造型、包装的文字、图符号、排列、包装材料、包装纸、包装箱、集装箱

(3)产品的立面装饰系统(立面造型、企业标志、标准字体、标准色彩、辅助色彩、铭牌、标识等)；

(4)产品的服务系统(产品货单、使用说明书、技术资科书、质量跟踪卡、保修卡、随货礼品等)；

(5)产品的促销媒介系统(商品册页广告，报纸、杂志广告，电视广播媒体广告，互联网广告，POP广告，户外广告，活动广告、室内广告等)；

(6)产品的展示系统(商场货架、专卖店、商品展览会、招商订货会、洽谈室、橱窗等展示环境)。

2．2．3　PI手册

在确定了基本要素后，按照使用的功能、媒体的选择方式，制定各种使用、操作的规范，使产品的设计、研发具有实际可操作性，保证产品的形象设计统一性。根据产品形象设计的基本要素、应用要素编辑成册，形成设计指南。

PI手册是产品形象设计的最后阶段，综合了PI的全部开发项目，整理成册，予以视觉化、系统化、规范化，可适合在任何时间、环境、地埔操作使用和查阅。

PI手册是产品形象设计实施的技术保障。通过PI手册，重复再现设计目标，在管理上成为行之有效的理论和实践依据，为众多设计项目开发中，提供规范化和参照物，指导产品的设计开发，并按系列化进展，最终统一到企业形象的识别上。

3　产品形象设计的评价系统

产品的设计、研发、生产、流通及使用，都是以服务于人类的生活与社会发展为前提的，产品功能、形式的提出，是根据人类自身的发展需求而产生，是为了解决自身的某一问题或事物而设定，一切都围绕着“人”的存在而存在，其生存和发展的价值完全取决于人的情感因素。因此，人为的评价因素就显得尤为重要。产品形象的评价一直是个难题，如果按完全量化的评价指标体系去评价，很难得到满意的结果，特别是涉及到人类的多种情感，诸如喜、怒、哀、乐，以及五官的视、听、触、嗅等感官因素，就会出现许多不确定评价因素，还要涉及到人自身的个体差异、心理与生理的差异、所处环境、地域、时间及备类社会因素等等，对产品的形象评价必定会出现模糊不清，难以确定，因此必须以定性和定量结合的评价方式建立起评价系统，在涉及到人类情感、美感和时代时尚等因素时，可以以定性的方式评价；而对功能、性能、技术手段等则可量化评价；有的则要由两者综合去评价。

3．1　产品形象评价系统基本框架

产品形象的评价系统框架是以产品的内、外评价因素为基础，以人的需求目标为评价结果，评价的好、坏会直接影响到该产品是否能生存发展或惨遭淘汰，并指导产品设计、开发今后的发展方向(见图3)。

3．2　产品形象评价系统内容

对产品形象的评价，不能拘泥于仅仅是对产品的外观造型设计的评价，因为它只是产品整体形象的极小部分，是最直观和表层的东西，更深层次的是通过产品的形象展示一个企业形象与文化直至一个国家的形象。因此，对产品形象的评价必须从纵横的多方位去衡量。

根据产品形象的评价系统框架，由产品形象内部因素与产品形象外部因素两大部分组成的测评平台，涉及到从产品的设计研发、生产制造、生产管理到使用者因素、市场因素以及社会因素等评价范围，以及由此产生的许多定性与量化的测试和测评点，能较详细具体地、有针对性的评价(见图4)。

产品从设计研发—生产制造—销售—使用，是由产品—商品—用品—废品的演化过程，它涉及到人—机—产品—社会—环境的各个层面与各种关系。因此产品的形象设计必须解决好这种层面与关系，才能达到设计的目标与要求，才能称之为“好”的产品形象。

结束语

设计模式的基本要素范文第2篇

[关键词]协作学习活动；活动理论；结构模型；基本要素

[中图分类号]G40-057 [文献标识码]A [文章编号]1672-0008（2014）01-0048-08

协作学习活动设计的核心和关键即是对基本要素的分析和配置。目前，关于（协作）学习活动的基本要素的探索与研究。主要有IMS-LD规范、CANDLE项目、DialogPLUS项目、X4L项目、LADLE项目以及李青的博士论文。其中，IMS-LD规范和CAN-DLE项目，主要从技术实现的角度，建构学习活动的元数据模型，通过这些元数据的定义、描述，实现学习活动、学习对象的跨平台共享。DialogPLUS项目、X4L项目、LARM项目和李青的博士论文则从教育学的视角，阐述学习活动的基本构成要素及各要素之间的相互关系。以上各种对学习活动的描述，涵盖了学习活动的各个方面，有助于我们从技术实现、教学设计的角度全面认识学习活动，为协作学习活动结构模型的建构提供参考。目前，各种论述主要从应用层面，归纳出学习活动的构成要素，但这些要素本身并不在一个层次，相互之间重叠或交叉，也无法直接迁移到协作学习活动中。本研究拟借助活动理论，对协作学习活动的本质和结构进行深入剖析，建构协作学习活动的结构模型。确立其基本要素。为协作学习活动的设计与分析提供指导框架。

一、活动理论视角下的协作学习活动分析

活动理论源自德国古典哲学（从康德到黑格尔）、马克思和恩格斯的辩证唯物主义以及前苏联维果斯基（L，S，Vygotsky）、列昂捷夫（Leont’ev）和鲁利亚（A，R，Luria）的文化历史心理学。活动理论的代表人物Kuutti认为，活动理论不是方法论，而是一种哲学理论框架，研究作为发展过程的人类实践形式，即个体和社会综合。活动理论将人类的实践活动视作系统，包括个体、组织、环境、历史、文化、工具、动机等。活动理论关注的是主体对客体朝向目标客体转化的实践过程，即人们在发展过程中使用工具的本质、环境的作用、社会关系、目的和意义。

（一）活动理论的发展历程

活动理论作为一种理论确立是在上世纪20-30年代，前苏联发起了一场在哲学基础上重构心理学的学术辩论。通过辩论。心理学家们一致认可“意识和活动不可分离”原则。认为思维仅存在于人类和自然环境之间有特定目标、意义的社会交互活动中，能为人们所理解，且不断向高级发展。鲁宾斯坦（Rubinshtein）进一步发展该原则。提出将人类行为作为心理学分析的单元。并阐释其意义。其后。维果斯基关于社会文化情景中儿童发展的理论，进一步深化此原则。列昂捷夫综合前人研究，提出活动理论框架。随后多年。俄国心理学界将活动理论作为理论向导，展开大量研究。不断丰富活动理论的框架。70年代，活动理论从俄国走向世界，吸引来自芬兰、德国、美国、丹麦等国研究者的关注，引起广泛的研究，研究范畴也逐渐从心理学扩展到社会学领域。关注工作活动场景。芬兰学者恩格斯托姆（Engestrom）通过对活动理论的研究进行整理和分析，将活动理论的发展划分为三代。

1.第一代活动理论

第一代活动理论以维果斯基的中介（mediation）理论为核心。该理论可描述为如图1所示结构，S表示“刺激物”，R表示“反应”，X表示S与R之间的“中介”。S-R即刺激和反应。来自巴普洛夫条件反射理论，在此基础上加入的“中介”是第二刺激标记，为S和R建立另一种连接途径。作为S-R关系的补充。此标记是人工制品。即物质工具或意识表现方式（语言、符号等）。经由此途径，人类利用外界工具，控制自身行为方式，实现基于文化的心理过程，将思维发展推向高阶，从而超越纯生物反应S-R。但是，维果斯基的理论只提出了活动的重要元素——中介，并没有形成系统的活动理论，而且分析的单元依然仅仅关注个体，还没有关注到群体。

2.第二代活动理论

针对第一代活动理论的局限，第二代活动理论重点关注了个体与社会的关系。列昂捷夫在著名案例“原始集体狩猎”中阐述了个体行为与集体活动的重大差异。进一步扩展了活动理论的框架，并提出活动的层次结构，即活动包含三个模式：活动、行为和操作，活动理论正式被提出来。列昂科夫等人认为，集体活动中的内部矛盾是活动系统变化和发展的驱动力，并对此展开了实证研究。鲁利亚遵循维果斯基的文化历史范式，对活动系统进行了跨文化研究[堋。Michael Cole则指出，第二代活动理论忽略了活动系统的文化多样性。随着活动理论的研究与应用在世界范围扩散，研究取向和视角趋于多元化，对活动理论的认识产生了较大差异。因而，活动理论迫切需要建立一套概念体系以搭起沟通的桥梁。

3.第三代活动理论

针对第二代活动理论的不足，第三代活动理论主要任务是建构一套概念体系。Bakhtin提出在维果斯基的中介理论图中增加对话逻辑，Russell等人建构了活动网络图，Miettinen等人讨论了活动理论和角色网络理论的整合。然而，以上研究均未能建立完整的概念体系。恩格斯托姆是第三代活动理论的主要贡献人，1987年，他提出了活动系统的结构，如图2所示。活动系统由六个要素组成：主体、客体、工具和标记、共同体、规则和劳动分工。其中，主体、客体和共同体中任意二者配对形成一对关系。主体和客体以工具和标记为中介建立联系。工具和标记是指客体转化为结果的过程中所有用到的事物，包括物质工具和思考工具（类同维果斯基中介理论中的X）。主体和共同体之间以规则连接起来，规则系共同体的道德规范、价值观、文化惯例以及人与人之间的社会关系。客体和共同体因劳动分工建立联系，劳动分工则是在客体转化为结果的进程中，明确或内隐的任务分工、利益分配以及社会等级划分。

2001年，恩格斯托姆在上述活动系统结构基础上，引入活动系统之间的交互，使得活动系统更加开放，如图3所示。某一特定活动情境中的客体（客体1）可以从初始状态经活动系统建构为集体意义的客体（客体2），甚至转换为多客体共享的客体（客体3）。因而，客体活动的目标并非短期静止的，而是动态发展变化的。第三代活动理论至此变得丰富和开放，恩格斯托姆进而提出活动理论是一种发展的理论体系。

（二）活动理论视角下协作学习活动的要素分析

协作学习是学生以小组形式参与、为达到共同的学习目标、在一定的激励机制下最大化个人和他人习得成果，而合作互助开展的一切相关行为。协作学习活动也是一种活动系统，即协作小组在共同目标指引下，集体参与某种形式的学习活动。其中必然包括主体、客体、共同体、工具和中介等要素。

1.主体

活动的主体一般都是从事活动的个人或集体，在活动中处于中心、主动的角色。分析活动系统，把握对主体的动机、矛盾冲突和行为的理解。有助于活动设计者理解和揭示最基本、潜在的、驱使活动系统正常运转的原动力。教学活动是一种特殊的认识和实践过程。教学活动包含教的活动和学的活动。教与学这两种活动体系各有特点但又相互依存，统一存在于动态的教学过程中，二者的关系是相互依存、相互作用的双向关系，二者关系的本质则是主导与主体的关系。教学活动只存在唯一的主体——学生。教师是教学活动的主导，而非主体，职责是根据教学目标，设计教学活动。选择教学媒体、教学策略，启发学生开展学习活动。进而达成教学目标。教师参与教学活动。其宗旨和目的是为了学生的学，教学目标是否达成。主要依赖于学生的能动作用。因而。学生是教学活动的唯一主体。协作学习活动属于教学活动的一种类型。其主体也是学生。

2.客体

客体是主体追求的物质或精神产品，客体激励着主体，进而驱动活动系统，使得活动系统以客体为导向。客体的产生、创造和转变使主体达到一个特殊的目的。在协作学习活动中。学生是认识和实践的主体，学习内容则是客体。由于学习内容不可能脱离载体而存在，必须承载于教材，通过一定的媒体、设备反映出来。学生通过辅助支持，比如，媒体、设备和教师，开展协作学习活动。教师作为学生在掌握学习内容时的辅助支持地位，这在以信息技术支持的现代教学模式的推广、个别化学习得以普遍实施情况下更为显著。教学的最终目的不是教师对教学内容的传授。而是学生完成了对学习内容的认识和实践。教师同教材、教学设备等应同视为学生在学习活动过程中的辅助支持因素。

3.共同体

共同体即是活动系统参与人员的集合体。从本质上而言。个体无法独立开展活动。即便是独舞的舞蹈家，他/她的生活也离不开父母支持，舞蹈技能也有赖于教师的传授。正如列昂捷夫所言。人类个体活动是一个社会关系系统，没有社会关系的个别活动是不存在的。协作学习活动是以学习小组为基本形式，为达到共同目标而开展的一系列学习活动。在协作学习活动中，学生往往以小组形式学习，与同伴协商、合作完成学习任务。因而。学生所组成的学习小组即是协作学习活动的共同体。学习小组在整个过程中起重要作用，有时为引导。有时为参与。在进行协作学习活动过程中。共同体不断影响主体，为主体提供所需的资源和帮助。

4.工具

工具是指客体转化为结果的过程中所有用到的事物，包括物质工具和思考工具。工具是主体和客体的中介，并在主体和客体之间相互作用的过程中发展。工具的使用逐步形成了人们思考和行动的方式，人的思维方式和解决问题的能力在一定程度上受限于工具。同时。主体也能动地改变和发展工具。工具反映了前人在解决某一问题上的经验积累。主体在面对现实问题时，如果工具无法满足需要，主体则会根据当时情景对工具进行修改和完善。工具实体被改变的同时，人类的经验也传承下来。在协作学习活动中，工具即是学习过程中所用到的所有学习材料（纸质和电子形式）、学习工具（词典、网络、模型）和中介符号（标语、图案等人工制品），是学习者和学习内容的中介。学习内容不能脱离中介而存在。也可以说工具是学习内容的制品。

5.规则

规则是主体和共同体的中介，以调节二者之间的关系，其表现为共同体的行为规范和标准。限制了主体活动的范畴。规则分为显规则（explicit rules）和隐规则（tacit rules）。显规则是明确的、外在的，经由成员表决通过。常常是书面表述的文本：隐规则是共同体在活动过程中凝聚形成集体意识、态度、行为规范和价值观，尽管没有显性表达出来，但为成员所认可。且无意识地遵从。规则会约束主体和共同体。并使其关系朝向和谐的方向发展，同时也会导向那些为共同体所接受的活动，主体在此过程中使用工具，成功实现客体向目标转化。在协作学习活动中，规则也分为显规则和隐规则。显规则是指教师或协作小组为保证协作活动有效进行而制定的活动要求、管理制度以及奖惩标准，而隐规则是学生在协作互动过程中所形成的共同认可的行为方式、交流规则和价值观念等。

6.劳动分工

劳动过程是主体在其所处的共同体中，经过一定的劳动分工而作用于客体的过程。因而。劳动分工是共同体和客体之间的中介调节。不同的共同体在实现客体转化的过程中。有不同的分工。例如，在具有较多临时工的共同体内，其分工就不像固定工占优势的共同体那样具有较强的层次性。劳动分工既包括共同体内成员之间横向的任务分配，也包括纵向的权利和地位的设定，分工可能是根据具体情况相互协商完成，也可能是自上而下进行的。在协作学习活动中。劳动分工即为学习任务的分工，由教师或小组协商组织实施。根据学习目标，结合总任务的特点，将小组任务进行拆分。落实到每一个小组成员，且必须保证小组成员问有互赖关系，责任落实到人。

二、协作学习活动的结构模型与基本要素确立

根据以上分析，活动系统的主体、客体、共同体、规则、工具、劳动分工六个要素。可以分别对应协作学习活动系统中的学生、学习内容、协作小组、角色、资源和任务。活动理论是一种哲学理论框架。具有普适性，可用于指导其它学科、领域对于活动的认识。协作学习本质上是一种教育活动，我们引入活动理论的框架，通过对协作学习活动的各要素分析。尝试建立协作学习活动的结构模型。如图4所示。

协作学习活动属于教学活动的一种类型，探讨协作学习活动的基本要素，需考查教学系统的基本要素相关界定与解释。关于教学系统的基本要素构成，最早有三要素说，即教师、学生和教材。在教学系统的诸多要素中，教师、学生、学习内容和学习媒体是最基本的构成要素。还有由教师、学生、教材、工具、方法组成的五要素说。一种六要素说则是指教师、学生、教学内容、教学工具、时间和空间。李秉德先生提出了七要素说。包括学生、教学目的、教学内容、教学方法、教学环境、教学反馈和教师。

以上各种观点，均从不同角度论述教学系统的基本要素。尽管有所差别。但有三个基本要素则基本一致。教师、学生、学习内容。此三者为教学系统的核心。其它有所差异的部分，都是从各自的角度，围绕这三个基本要素进行了扩展。从活动系统结构来看，主体、客体和共同体是核心部分。在协作学习活动中，主体是学生，客体为学习内容。共同体则是协作小组，此与教学系统的三要素一一对应，即构成如图4中的内倒三角形。同时，客体向结果转化的过程，即是主体对客体的作用，朝向目标客体的实践过程。在协作学习活动中，则对应于学生通过协作学习实践。掌握学习内容。达成学习成果的过程。

可见，学生、学习内容和协作小组是协作学习活动的三个基本构成要素，缺一不可。在设计协作学习活动结构时。一般主要针对的资源、角色、任务和时序四个要素进行调控，以达到期望的协作学习结果。以下将对这四个要素进行详细论述。

（一）资源要素

协作学习活动的结构模型外三角顶点分别为资源、角色和任务，分别对应活动系统结构图的工具、规则、劳动分工。工具，是指主体在将客体转化为目标结果的过程中所有用到的事物，包括物质工具和思考工具。根据前文所述，在协作学习活动领域，工具即是学习过程中所用到的所有学习材料。工具建立学生与学习内容之间互动的桥梁，支持学生获取、加工学习信息。学习资料，即是承载了学习内容的教材或者教辅资料：学习工具是辅助支持学生获取和加工信息的软件、工具书和实物模型等；中介符号则是学习过程中学生之间沟通交流创造的外显化出来的公式、图标、图案等人工制品。按照此描述，如果继续沿用“工具”一词。显然无法涵盖上述学习材料、学习工具和中介符号三部分内容。

在教育技术领域。学习资源（也可简称为资源）一直是研究核心和焦点。美国教育技术与传播协会（AECT）94定义中对学习资源作如下描述：即能帮助个人有效学习和操作的任何东西，具体包括支持系统、教学材料与环境。华东师大章伟民教授认为，学习资源就是学生能够与之发生有意义联系的人、材料、工具、设施和活动。以上两定义，都强调从教学系统的整体角度提供对学习资源的认识，描述较为宏观、全面，但其可操作性和对实践的指导意义并不明显。事实上。对绝大多数学生而言。在学习过程中并不关心周围的环境设施、资金和信息传输设备等，更为关注与学习内容相关联的学习材料、认知工具和人工制品等。只有获取了具体的知识或信息内容。才具有实际学习意义。由此。我们认为。资源是学习者为达成学习目标，在学习活动过程中所利用到与学习内容相关的要素之和，包括学习资料、学习工具和中介符号等。“资源”的这一界定则完全能和活动系统结构中的“工具”对应起来，既不存在“工具”一词直接引用带来的过窄问题。也不存在引入教育技术领域的“学习资源”，界定过宽的问题。因此。“工具”一词为“资源”替代，资源作为学生和学习内容之间的中介。

（二）角色要素

规则是主体和共同体建立起来的规范和标准，用来协调主体和共同体的关系。规则是引导人们在社会中从事有关行为、维持社会秩序的基本性规定和要求的准则。然而。规则的建立和发展根源于社会群体中各种角色的冲突和调解，是为维持稳定的社会结构而形成的各种角色关系的契约。美国社会心理学家米德最早使用角色（role）的概念。旨在说明在人们的交往中可以预见的互动行为模式以及个人与社会的关系。在米德看来。角色首先是指处于一定地位并按其相应的行为规范行为的人，不是行为规范和行为模式。也不是行为本身。角色就是在社会或某一群体中处于一定地位并按相应的行为模式行动的一类人。英国社会学家邓肯，米切尔主编的《新社会学词典》一书中，则把角色定义为“是与社会职位、身份相联的被期望行为。”美国社会学家蒂博特和凯利认为，角色这一概念可以从三个方面加以理解：首先。角色是社会中存在的对个体行为的期望系统，该个体在与其他个体互动中占有一定的地位；其次。角色是占有一定地位的个体对自身的期望系统：最后，角色都有一组由社会为之规定的、由角色行为规范模式决定的、并与其所处地位、身份、职位相符合的外显的、可观察特殊行为，这些特殊的行为共同构成行为规范模式。

根据上述关于角色的定义和内涵分析，可以看出。角色是规则的基本单位。任何一种角色都有相应的规则与之对应，代表了某一类社会群体、各种角色及其规范的总和，即构成社会的总体规则。角色是规则的基本单位，分析社会规则，可从这一基本单位着手。在协作学习活动中，规则分为显规则和隐规则，活动系统结构中的“规则”一词是从哲学视角提出来，具有普遍抽象意义。但对于协作学习活动结构模型。如果继续保留作为要素之一，难以对协作学习活动的分析和设计具有启示意义。原因在于规则是人为建立和自然形成的统一体，有一个长期发展的过程。在实际教学设计中，协作学习设计者难以调控此要素，而取“规则”的子概念“角色”，则相对易于操作、可行，且遵从了活动系统既有的概念框架，只是结合教学设计领域的要求和特点进行了具体化。因而，在协作学习活动结构模型中。可由“角色”一词对应“规则”。角色也是学生和协作小组的中介。学生组成协作小组，是以某种角色参与，在活动过程中履行相应的权责。

（三）任务要素

劳动分工是共同体和客体之间的中介调节。共同体通过劳动分工。落实主体对客体作用的内容。履行相应权责，完成一定的工作任务。劳动分工的过程，也是任务分配的过程，劳动分工结果。即体现在主体承担某种具体的工作任务。劳动分工，实质上是任务分配。在协作学习活动中，任务分配是由教师或小组协商组织实施，根据学习目标，结合总任务的特点，将总任务进行拆分。分配到小组成员身上，且必须保证小组成员间有互赖关系。责任落实到人。同时，任务也是协作小组和学习内容的中介。学习内容是目标知识体系的抽象描述，协作小组要达成学习成果，需通过具体的学习活动，在活动过程中与学习内容交互。这种交互无法直接发生。只有将学习内容转换成具体而明确的学习任务，通过任务驱动学生，参与协作学习活动。完成某种特定的任务。任务完成，学生与学习内容的交互也即发生。

协作学习活动中的任务，需至少具备如下特征之一，才能保证学习过程有效发生：（1）协同性。学习任务要经过小组成员责任分工、角色轮换，发挥成员的各自优势又吸取别人的长处。集思广益，协同共事。（2）创新性，突出学生的独特感受与体验，要求有别出心裁、与众不同的理解。（3）集体性，以群体业绩表现，以任务整合或项目调研的方式衡量考评学习成果。（4）共享性。强调师生之间、生生之间的交流沟通、彼此关爱理解以及共同分享。（5）辨析性。要求学生经过争辩、探讨、质疑、在独立思考的基础上交换意见，相互磨合中坚持自己合理的想法，同时吸收他人好的创意。任务，必然指向其执行。执行过程又包含任务的分配，所以“任务”一词即能涵盖“任务分配”的涵义。在协作学习活动结构模型中。我们选用“任务”一词对应活动系统结构中的“劳动分工”。

（四）时序要素

协作学习活动结构模型相对于图2而言，增加了时序这一要素。图2主要从横向维度上描述活动系统的构成要素，以及要素之间的相互关系，是对人类所有活动系统进行的一般、抽象的解释。根据活动理论的历史文化观点，活动是一种历史文化发展的现象，在某种社会文化里面随历史发展而进化。历史提供了时间维度上的纵向认识，而文化则提供了同一时间点上多文化横向比较中反映出来的对比关系。要理解某一活动情境，则需从历史文化发展的角度，充分挖掘其历史背景资料。并与文化场景相结合进行综合分析。因而。时间应该成为活动系统的纵向标度。

在协作学习领域，任何一次协作学习活动，都有一个生命周期，从活动的初始设计。到具体实施。直至最后的总结评价。因而，对协作学习活动系统的分析，除了从横向的角度分析要素及要素间相互关系外，还需从纵向角度，认识协作学习过程中的要素状态的动态变化以及要素间关系的调整。基于此，我们在活动系统结构模型中引入时序（时间序列）这一要素。描述资源、角色、任务三要素的发展变化。也便于从横向和纵向相结合的角度分析协作学习活动。因此，协作学习活动结构模型中应增加“时序”这一要素。

三、协作学习活动基本要素的应用

协作脚本是为结构化协作学习过程而设计的一种活动模型。通常包括学习者所要完成的任务、总任务所包括的子任务、子任务的序列、学习者角色、任务的相关限制条件以及各种支持工具。协作脚本是对协作学习活动的一种概要描述，其设计必须综合考虑协作学习活动的基本要素。

（一）互助教学脚本

主要用于阅读教学，旨在帮助阅读有障碍的学生掌握提问、分类、概括和预测等阅读技能。互助教学脚本的操作步骤如下：首先。教师以一段文本为例。示范如何应用这些阅读技能。然后，学生组成学习小组（人数3到5）。应用这4种策略阅读新的文章，其中一名学生扮演“教师”角色，对文章的主题内容提出问题，供其他成员讨论并分类。接下来，小组成员详细阐述这些问题并进行归类。“教师”概括文章的主体内容，如果小组成员对此概括并不认同，则集体再次阅读文章，并讨论修改，直至达成一致。最后，大家一起预测文章后面的主题内容。教师并不介入学生的学习活动，只是监控过程，必要时给予提示。为使每一名学生都能体验到“教师”角色，需进行角色轮换，小组有几人，就进行几次轮换活动。每一次活动只有一名成员扮演“教师”角色，且每一次活动只针对长篇文章的一个片段。

（二）MURDER脚本

用于两人组的同伴阅读学习。其中涉及理解、识记、阐述和反思等认知活动。MURDER脚本的实施步骤如下：首先，两人讨论将阅读文本分成两部分，阅读量大致相同。然后，两人各自阅读第一部分，结束后关闭文本资料。接下来。两人分配角色，其中一名学习者作为回忆者（recaller），尽可能回忆文本资料的内容，并讲述给另一学习者：另一学习者作为听众（listener）。仔细查找回忆者的错误和遗漏。并加以纠正和补充。最后，两名学习者讨论。改进完善回忆者讲述的内容。完成第一部分文本后。继续进行余下第二部分文本的阅读活动，并轮换两名学习者的角色。原来的回忆者作为听众。听众作为回忆者。

（三）结构化学术辩论脚本

由约翰逊兄弟设计出来，目的在于培养学生的辩论技能。该脚本的实施步骤如下：首先，学习者四人组成一个小组，其中两人又结成对子，每一小组共计两个对子，根据辩论主题。确定相对的立场，每个对子一个立场。然后，依据主题立场，分发学习材料，每一对子研习材料。接下来。进入双方辩论环节，各对子论证自身立场观点，反驳对方观点，在辩论的过程中，学习者认真思考对方立场和论证的逻辑性，尽可能获取更多信息：一轮辩论完毕，两个对子互换立场，交换学习材料，再次展开辩论活动。最后，两个对子放下各自的立场，四人共同商讨，综合两轮辩论的要点，写一份立场中立的陈述报告，展示给全班同学。

（四）ASK to THINK-TEL WHY脚本

也是用于两人组的同伴学习活动，旨在促进学习者的相互引导和知识建构。该脚本指定了两种角色——提问者和解释者，并在两种角色上定义了一系列的活动任务。教师在课前定义好这些活动任务，时间跨度大概在160分钟。4节课左右。活动任务分为三种类型：（1）确定提问者在协作学习活动过程中所提出的问题类型，包括回忆式问题、深思型问题、试探式问题、暗示式问题和自我监控式问题。（2）明确解释者在回应提问者时所需的详尽解释，包括回答“为什么”和“怎么样”的问题，以及如何建立与提问者和解释者已有知识的关联，而不是仅仅罗列概念。（3）交流技能。比如认真听取。提供足够的思考时间。以及评价式的反馈等。

ASK to THINK-TEL WHY脚本的实施步骤如下：首先，两名学习者共同听一场演讲或阅读一段材料，学习者各自设计并写下两个回忆式问题和两个深思式问题。然后，两人协商确定谁先扮演提问者角色，谁先扮演解释者角色。设定两轮活动。每轮4个问题（两个回忆式提问和两个深思式提问）。接下来，提问者开始问一个回忆式问题激活解释者与该主题相关的已有知识，如果解释者回答不出该问题，提问者则给出试探式问题或者隐含式问题，以启发解释者。回答成功则继续给一个深思式问题。在合适的时机，提问者可以提出自我监控式问题，激发解释者明确并有效监控学习过程。在整个活动的过程中，学习者配备提示卡，列出问题顺序、该问题答案的详尽解释以及交流规则。此轮问题回答结束后。两人轮换角色，继续下一轮活动。

以资源、角色、任务和时序四个要素作为分析框架。可对以上四个典型脚本的要素加以剖析，如表1所示。

从资源来看，各脚本都以文本资料为主，仅ASKto THINK-TEL WHY可能会用到演讲片，且内容较少，比较适合课堂教学环境实施，在资源分配上，互助教学脚本、MURDER和Ask to THINK-TEL WHY脚本要求学习者材料一致。而结构化学术辩论。辩论双方的资料有所差异，资源上具有互赖关系。从角色来看。各脚本都只有两种角色，方便学习者在较短时间熟悉角色。有效地参与活动。适合课堂情景。而且。MURDER和Ask to THINK-TEL WHY脚本针对二人组。在课堂上实施起来简单可行：同时角色的互补性很强，依赖关系明显，有利于促成学习者深度交互。从任务上看，每种脚本的任务设计均与具体角色关联起来，通过任务的描述，明确了角色的责任和权利：此外。通过任务也可以溶解角色之间的对立和差异关系。如互助教学、MURDER和结构化学术辩论。最后都要求共同完成一个任务，促使学习者建立积极的正向关系。从时序上看。除了MURDER只规定了三个步骤以外，其它三个脚本都规定了四个步骤：对于同一脚本而言，时序中规定步骤的数量，反映了脚本设计者结构化协作学习活动的程度，数量越多，结构化程度越高，学习者自由发挥的空间也越小，但对于不同脚本，无法直接从步数上直接比较结构化程度。

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设计模式的基本要素范文第3篇

即针对线条、明暗、质感、色调、形体、空间等因素分别来学习，协调观察与表现的一致性，并了解以往绘画大师如何理解上述问题，使学习者能够把上述因素灵活地运用到视觉艺术设计之中。在教学中，针对成人教学知识结构差异的特点，学习者基础普遍比较差，有的甚至是零起点的。因此，在进行基本要素的练习过程中，要制定个性化的教学方法，因人而异。比如，对于绘画基础比较差的学习者着重先培养兴趣，然后再进行素描基本技法的训练，从一开始对这类学习者多鼓励，引导正确的学习方法，通过循序渐进，让他们逐步认识线条、明暗、质感等基本要素训练对素描学习的重要性。因此，这一阶段的学习，着重放在提高素描的表现技法和对造型的理解，注意把握造型思维一定量的练习，正确引导学习者，并且把素描技法的训练和设计应用结合起来，为今后设计专业的学习打下良好的基础。

二、审美分析的提升

在素描基本要素理解的基础上，分别对结构、比例、透视、运动、平衡、节奏、对比等因素进行研究，使学习者能够对构成基础素描的视觉因素有较深的了解。通过这部分训练，使手和眼都能专注于形体结构的透视比例和空间秩序的准确表达，在理解的基础上表达物象诸因素的明确性和完整性，从而增强敏锐的视觉观察力。借助各种素描的写生训练，能在自然中发现美的法则和美的规律，并能有效地运用这些规律进行设计实践。为提高学习者的审美表现能力，具体的可以讲解分析一些大师和一部分高校优秀的作品，分析他们如何运用这些审美的规律进行创作。另外，在这部分的教学中，同样要有针对性，要由浅入深，教师注意引导和设计相关学科的交叉学习，进行一些带有视觉演化装饰性的、创意性的素描尝试训练，多方位、多角度地处理视觉信息，从而培养学习者多向的视觉审美思维。

三、材料技法的掌握

以往的传统绘画对材料的使用非常单一，而今天科学技术的发展不断地扩展了素描及各种绘画形式的表现语言和与之相关的材料工具，体现形式多样化的表现技法，丰富了绘画语言的表达能力，并为素描的创作提供了更广阔的空间。素描的材质语言形式不再局限于再现客观物象，而是在绘画视觉领域里体现更多的人文思想和个性化表现。如传统绘画中的铅笔、钢笔、墨、木炭笔、炭精条等，现代技术的喷绘、拼贴、电脑等，这些不同的素描材质为视觉的表现提供了丰富的绘画语言。只有充分认识材质媒介的物理特性和审美价值，通过不同材质在触觉、视觉上的感受探寻，才能有创造性地发现、选择、运用不同的材质媒介去表现视觉信息。因此，学习者对素描绘画的创作不再拘泥于一种表现形式，要让学习者广泛地掌握多种材料，从而提高他们素描的综合表现能力。

四、设计素描的创新

设计模式的基本要素范文第4篇

4C/IDmodel(FourcomponentInstructionalDesignModel)，简称四要素教学设计模型，是OpenUniversityoftheNetherlands麦里恩博尔(J.J.G.)教授和UniversityofTwente的戴杰克斯特拉(AsnneDijkstra)教授等主持研究和开发的一种ID模型，它以训练复杂认知技能为目标，是一种面向复杂学习的整体性教学设计。该设计模型的四个要素分别是“学习任务”“支持性信息”“及时信息”和“分任务练习”。其核心要素是“学习任务”，以“支持性信息”“及时信息”和“分任务练习”为辅助要素。4C／ID模式的设计原则就是始终将学习任务作为一个复杂的整体来对待，使学习者在进行“真实的”学习任务中，以一种协调综合的方式运用所有的组成技能。该设计模型能够根据学习过程、学习对象、学习目标的差异性，基于复杂的认知训练目标，对认知的理论和过程中的信息加工理论进行面向工作实践要求的整体安排和设计，通过一个整体化的学习任务，促进学习者在基于真实的学习任务的学习和实践时，能够以一名“工作者”的整体视角，将在过程中所学到的知识、技能和学习态度整合并改进，最终迁移到今后的工作和生活中。

二、应用4C/ID教学设计模型在“外贸英文制单”中的教学设计分析

当前，在外贸英语专业课程教学中，我们常规采用的教学模式是“基于外贸岗位的具体工作流程”，根据具体的业务环节，在网络教学平台的辅助下，采用仿真式的情景创设教学方式。在课程改革与建设之初，我们虽然对于外贸岗位的具体工作流程进行了认真的剖析，将工作流程脉络化，并依托省级精品课程网页和POCIB外贸实训综合教学平台，为学生在学习过程中提供了较为完善、内容丰富、拥有练习题库，并能够做到教师与学生双向沟通和互动的教学平台。但是在实际的教学环节中，如何能做到将具体的工作流程与岗位对应的职业资格要求和相关的知识真正融为一体，让学生能够在常规的教学模式和情境下，对于专业知识的学习和职业技能的培养有一个循序渐进的过程式地吸收和累进，进而能够转化为主动吸收的自我学习知识能力，并在过程中强化自己的学习能力和技能提升，一直是一个很难解决的棘手问题。在2011年，笔者初次接触到了4C/ID教学设计模型，在学习和了解之后，觉得该种教学设计能够运用到外贸英语专业课程的教学设计中，并基于对复杂的认知技能的培训，能够很好地和专业职业技能的培养相融合，因而笔者以外贸英语专业11级的学生为实践，在外贸英文制单这门专业课程的教学中，运用4C/ID教学设计模型构建该门课程的整体教学设计框架，并就其中一个具体的学习型工作任务为例。在“基于工作过程的”课程设计框架下，应用针对复杂技能训练4C/ID教学设计模型，我们将该门课程的知识点总结、归纳、整合形成了该门课程的12个学习型的工作任务，这12个学习型工作任务构成了外贸单证缮制整个的复杂技能训练的、彼此间既独立又相互关联且有技能层级区别的技能群。具体到每一个学习型工作任务，按照4C/ID教学设计模型中的四个核心要素进行分解，以“task2：审核并修改L/C”为例：在具体设计时，将一些彼此之间有关联的知识点、技能点综合为一个整体，通过真实的学习任务，将所学的知识和技能协调与综合，从而提高他们在整体复杂认知技能操作——即外贸业务流程中整体单据缮制、审核与修改上的整体能力。基本要素1.learningtask（学习任务）：审核并修改L/C，根据合同，阅读L/C，审核并找出L/C中的错误；基本要素2.supportiveinformation（支持性信息）：L/C的基本流程、标准SWIFTL/C解析、L/C审核的基本原则；基本要素3.proceduralinformation（及时信息）：L/C审核的常见不符点、softclauses、L/C的修改流程、L/C修改中应注意的事项、L/C改证函的缮制技巧；基本要素4.part-taskpractice（分任务练习）：审核L/C，找出其中的错误并加以改正；以卖方（beneficiary）的名义向买方（applicant）发出改证申请，拟写改证函。在实际的教学环节中，我们通过课时的分配，网络课程的学习、pocib实训平台的演练以及教师模拟情境布置的作业等多种形式为学生提供足够的练习，强化某项任务所需的技能的重复性演练，强化学生对职业技能的熟悉与专业程度。笔者在外贸英语专业2011级学生的外贸英文制单课程上采用了4C/ID模型所设计出的学习型工作任务，并按照设计模型中的四要素来组织教学，在该门课程中收到了很好的效果。学生对该门课程的学习自评，86.2%的学生都给予了“优秀”的评价，同时在该门课程的后续课程如“外贸跟单”、“外贸项目设计”上，授课教师普遍反映课程的教学，比起以往届学生无论是在技能操作能力、专业知识的反馈以及自我学习意识上都有着明显的提高，给后续课程的学习打下了很好的基础。2011届学生共计137名学生，其中有98人参加了该门课程相关的商务单证员职业资格考试，37人参加了外贸跟单员，两者的通过率分别达到了92.86%和91.89%。同时，我们也对11级学生在2013年12月至2014年6月（截止到目前）的实习和就业情况做了跟踪回访，用工单位对该届学生的表现，特别是能够“立马上手”的职业能力和扎实的专业知识积累都给予了极高的评价。

三、4C/ID教学设计模型对专业课程设计的启示

设计模式的基本要素范文第5篇

关键词：城市基础地理信息数据库 系统组成 存储管理

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0017-02

数据是数字城市构建的“血液”。同时，数字城市需要的数据主要是包含大量的图形的空间数据，它包括栅格图形数据、矢量数据以及关联的属性数据。面向数字城市的城市基础地理信息系统更是涉及到多种空间数据库的管理和互操作问题，顾及空间数据本身海量数据和复杂结构的特点，基础地理信息系统中数据组织的好坏直接关系到系统的效率。我们把城市不同部门数字化建设都要用到的基础数据称为城市基础地理信息数据。

1 城市基础地理信息数据类型

基础地理信息数据分类有很多方法，例如按数据结构来分，有矢量数据、栅格数据、矢量栅格一体化数据；按产品形式分，有数字高程模型数据（DEM）、数字正射影像数据（DOM）、数字栅格地图数据（DRG），数字线划地图数据（DLG）。狭义上，城市基础地理信息数据库的核心任务是4D数据库的建立，这里简单地介绍一下4D产品的概念。

1.1 数字高程模型

DEM是区域地形的数字表示，它由规则水平间隔处地面点的抽样高程矩阵组成。DEM的水平间隔应随地貌类型不同而改变。为控制地表形态，可配套提供离散高程点数据。由于格网的规则性，其X，Y或B，L的交点坐标被省略，通过对应的2值在矩阵中的行列号隐含表示。DEM数据通过一定的算法，能转换为等高线图、透视图、坡度图、断面图、晕渲图，以及与其他数字产品复合形成各种专题图产品；还可计算体积、空间距离、表面积等工程数据。

1.2 数字正射影像（DOM）

DOM是由航空摄影或其他遥感数据经纠正和消除地形影响后形成的数字图像，是地表信息的真实反映，信息量极其丰富。数字正射影像图叠加专题信息之后，摆脱了传统专业线划图过于抽象，非专业人员不易理解的局限，使城市信息更加直观、内容更加丰富多彩，便于政府对城市的管理。数字正射影像数据库可以作为基础地理信息系统建设的重要的背景，可供规划、设计和广大用户直接查询、量算使用。

1.3 数字栅格地图（DRG）

DRG是现有模拟地形图的数字形式。它是由模拟地图经扫描、几何纠正及色彩归化后，形成在内容、几何精度和色彩等方面与地形图基本保持一致的栅格数据文件。可以较为方便的进行放大、漫游、查询等。本产品可作为背景，用于数据参照或修测其他与地理相关的信息，适用于DLG的数据采集、评价和更新；也可与D伽，DEM等数据集成使用，派生新的可视信息，从而提取、更新地图要素；还可以绘制纸质地图，改变地图存储和印制的传统方式。

1.4 数字线划地图（DLG）

DLG是地形图或专题图经过扫描后，对一种或多种地图要素进行跟踪矢量化，再进行矢量纠正形成的一种矢量数据文件。其数据量小、便于分层，能快速生成专题地图。这种数据满足GIS进行各种空间分析要求，被视为带有智能的数据，可随机地进行数据选取和显示，与其它几种产品叠加，便于分析、决策。各种以矢量为基础的地图均可视为DLG。

2 城市基础地理信息数据库的内容

城市基础地理信息数据库主要应包括以下7个数据库：控制测量成果库（CSP）；数字线划地形数据库（DLG）；数字正射影像数据库（DOM）；数字高程模型数据库（DEM）；数字栅格图数据库（DRG）；地名数据库（PN）；元数据库（MD）。基础地理信息数据库还可包括管线、规划、地质等相关数据。基础地理信息数据库的组成结构图如图1所示。

3 城市基础地理信息数据库的逻辑设计

城市基础地理信息数据库必须面对不同的用户或应用群体，系统的主要需求表现在各类数据的快速检索查询、数据的更新与维护以及数据的安全等等多个方面，所以我们必须对数据库中的数据进行合理的组织和分类来满足上述需求。

数据库的逻辑设计主要是根据数据的不同应用对数据进行分类组织。下面以矢量地形图为例阐述数据库的逻辑设计。

矢量地形图数据作为数字线划图的主要组成部分，用以表示城市的基本面貌并作为各种专题数据统一的空间定位载体，包括测量控制点和城市地形、交通、水系、境界、居民地、植被等核心地理要素。在基础地理信息数据库的逻辑设计中，可以设计如下。

（1）矢量地形图数据子库。

矢量地形图数据子库的划分可以依据城市在建立城市基础地理信息系统时使用的矢量地形图数据的比例尺来进行，如有的城市有1∶500、1∶2000和1∶10000的矢量地形数据，就可划分为3个子库，分别为1∶500地形图子库、1∶2000地形图子库、1∶10000地形图子库；而有的城市可能只有1∶500和1∶10000的矢量地形数据，那其地形图子库就有1∶500地形图子库和1∶10000地形图子库两种了。

（2）矢量地形图数据大类。

根据通常应用的需要，将基础数据库中的矢量地形数据按地形实体的大类进行逻辑分组，每一个逻辑组就是一个矢量地形图数据大类。矢量地形数据按照国标可以分为控制点、居民地、交通、水系等几个大类。一个大类中的空间实体数据在逻辑上被看作属于同一范围，其代码的第一位都相同，往往被同时应用。

（3）矢量地形数据图层。

一个矢量地形图数据大类通常包含多个空间实体类型，可以再根据实体的类型（点、线、面）和实体在数据中的意义（辅助信息、主要信息）划分出具体的逻辑层，一个逻辑层还可以含有一个注记层。

（4）矢量地形数据实体。

矢量地形数据实体作为单个图层中的独立单元，包含图形数据（几何属性）和非图形数据（非几何属性）。图形数据一般指实体的地理位置和形状，非图形数据包括标量属性（如：高程、面积、长度的数据及实体的编码数据等）和名称属性（如：道路名称、河流名称等）。地理实体按几何形状分为点、线、面三种基本类型，这种分类法对于地理实体的特征描述和编码表示很合适。例如点类有控制点、独立地物点等，线类有道路、地类分界线、管线等，而面类有行政区域、建筑物、绿化带等。

4 城市基础地理信息数据库的详细设计

4.1 控制成果数据库

4.1.1 控制成果库系统设计

建立控制成果库主要是对测区基础控制点、像片控制点、空三加密成果、控制概况资料、空三加密概况资料等进行有效组织与管理。控制成果库系统由控制点成果录入、查询两个主要模块组成。

（1）控制点成果录入：控制点成果数据录入模块是对测区的概况资料、基础控制点成果、像片控制点成果、空三加密成果组织入库。（2）控制点成果检索查询：对于基础控制成果、像片控制成果，通过点号进行查询；根据摄区代号对像片控制概况资料、加密成果等资料进行查询。

4.1.2 控制成果数据内容

控制成果库由基础控制成果（内容为城市基础控制点成果）、像片控制概况（内容为像片控制测量的基本情况）、像片控制成果（内容为像片控制点成果）、空三加密概况（内容为航测内业空三加密的基本情况）、空三加密成果组成。

4.2 正射影像库

4.2.1 正射影像库系统设计

正射影像数据库系统由数据入库、数据查询两个主要模块组成。

（1）数据入库模块：正射影像数据入库模块是要把TIFF格式的正射影像导入数据库；二是要把正射影像对应的元数据录入数据库。（2）正射影像数据检索查询：正射影像数据检索查询模块主要是根据图幅号对正射影像元数据进行检索查询。

4.2.2 正射影像库数据内容

正射影像库包括正射影像库成果（内容为正射影像成果）和正射影像元数据。

4.3 数字高程模型库

4.3.1 数字高程模型库系统设计

DEM数据库系统由数据入库、数据查询两个模块组成。

（1）DEM数据入库：数字高程模型的入库包括BLI格式的数据入库及元数据入库两部分。（2）数据查询：数据查询模块指对DEM元数据信息进行查询。

4.3.2 数字高程模型数据内容

数字高程模型数据为拼成一体的济南市DEM数据。

4.4 基本要素数据库

4.4.1 基本要素数据库系统设计

基本要素数据库包括境界、道路、水系、地名及土地利用等五大类基础的空间数据。系统由数据入库、数据查询两个模块组成。

（1）基本要素数据入库模块：由数据库软件提供的矢量数据入库工具把Acr/Info的E00数据导入到数据库中，并用开发的元数据录入模块完成元数据录入。

（2）基本要素数据的检索查询：建立以图号为索引的数据查询机制，根据图号对元数据进行查询。

4.4.2 基本要素数据内容

基本要素数据库主要包括境界、道路、水系、地名及土地利用五大类基础数据及元数据信息。

根据具体的入库需求，在境界、道路、水系、地名及土地利用五类数据中，按照不同的内容进一步细化，共分为12层数据（如表1）。

5 城市基础地理信息数据库的存储管理

随着数据库技术的发展，通常采用数据库（包括关系数据库、对象关系数据库）管理空间数据，使空间数据与非空间数据真正实现一体化的无缝集成，这是当今Gls发展的趋势。采用数据库管理空间数据能够支持海量空间数据存储、数据查询检索灵活、易于数据动态分析、采用开放的Client/Server技术，真正解决数据共享和多用户操作问题，而且它具有强大灵活的开发环境。

目前，在空间数据存储和管理方面应用最为广泛的是支持空间数据存储的数据库技术和能够实现在关系数据库中存储和管理空间数据的中间件技术。能够支持空间几何对象存储和操作的对象关系型数据库管理系统主要有oracle，Microsoft SQL Server，Informix，IBMDBZ等，其中oracle是国际上许多地理信息系统用来管理海量空间对象数据的首选数据库管理系统。在大型地理信息系统的应用中，通常是通过ESRI公司（Environmental systems Research Institute，ESRI）的空间数据引擎ArcSDE结合大型关系数据库（例如oracle，SQL Server）或者Oracle公司针对oracle数据库开发的OracleSpatial来存放和处理空间数据。

5.1 空间数据引擎

空间数据引擎是一种处于应用程序和数据库管理系统之间的开放且基于标准的中间件技术。使用不同GIS厂商数据的客户可以通过空间数据引擎将自身的数据提交给大型关系型DBMS，由DBMS统一管理；同样，客户也可以通过空间数据引擎提供的用户和异种空间数据库之间的数据接口，从关系型DBMS中获取其它类型的GIS数据，并转化成客户可以使用的方式。

于是，空间数据引擎就成为各种格式的空间数据出入大型关系型DBMS的转换通道。空间数据引擎ArcSDE是GIS软件生产商ESRI公司生产的中间件，它是利用关系数据库管理系统（RDB略）的先进特性和真正的客户/服务器（Client/Server）计算模式来管理大型企业海量地理数据的。ArcSDE将空间数据及其相关的属性数据统一地放到商业化程度较高的标准关系数据库中进行管理，同时采用开放策略，提供了开放、灵活、健全的API，开发人员可将空间数据检索和分析功能集成到他们的应用工程中去。这就使得海量空间数据的管理获得了一种比较理想的模式，并且使得在广域网上以真正的Client/Server计算模式提供空间数据访问服务、面向多用户环境成为可能。

ArcSDE的优点：数据库连接配置选择多样性、空间数据表述、数据库可移植性、应用程序可移植性、数据完整性、提供应用编程接口、应用软件和开发工具；ArcSDE是允许通过ESRI公司的GIS软件——ArcInfo，ArcEditor，ArcView，和ArcIMS直接连接空间数据库的标准接口。这些应用软件和它们的综合开发工具提供了一个创建、管理和使用空间信息的完整框架。ArcSDE也支持直接从AutoCAD和Microstation到空间数据库的接口。

5.2 城市基础地理信息数据库的存储方案

城市基础地理信息数据库是空间型的数据库，数据量大，数据类型复杂，必须采用大型商用的关系数据库管理系统。根据国内现状和类似工程的实例，推荐使用Oracle关系数据库管理系统；一方面使用oracle关系数据库管理空间数据库成功的案例较多；另一方面国内在使用。Oracle关系数据库管理空间数据库方面积累了许多经验，这有助于城市基础地理信息数据库的建库和管理。

ArcSDE能够与RDBMS协同工作，提供了空间数据的存储、查询和管理的解决方案。其中，RDBMS负责在关系表中物理地存储数据，ArcSDE则负责为前端的GIS解释数据表中的这些数据。因此，采用ArcSDE与oracle相结合的方式，是城市基础地理信息数据库存储与管理的合适方案。用ArcSDE管理空间数据，数据库实体存放于关系型数据库Oracle中，由Oracle实现对数据库的管理。在此基础上，通过空间数据引擎ArcSDE访问数据库，并提供相应的客户端应用。

参考文献

[1] 丁建勋，程效军，石如文，等.浅谈珠海市基础空间数据检查与建库预处理[J].地理空间信息，2005，4（2）：3-5.