给水管网优化设计理论与方法的论文[精选合集]

第一篇：给水管网优化设计理论与方法的论文

1、给水管网优化设计理论与方法

给水管网优化设计的研究包括管网优化设计模型和优化算法两个方面，优化设计模型需要相应的优化算法进行求解。随着计算机的出现及其应用软件的开发，两者在理论和工程实际的应用中都逐渐成熟，应用比较广泛。

1.1给水管网优化设计模型研究

给水管网优化设计模型是进行优化设计的基础，其优劣程度决定优化设计是否成功。因此，所建的模型必须真实地反映管网运行特征及管理要求。其模型的发展经历单目标函数和多目标函数两个阶段。20世纪50年代后，国内的研究者开始对管网优化设计模型研究，取得一定成果的有同济大学、哈尔滨工业大学等。国内研究者一般都以管网年费用折算值最小为目标函数建立管网优化设计数学模型。此模型没有考虑管网的可靠性约束。随着研究的深入和实践证明，人们逐渐认识到若仅以经济性作为管网优化设计的目标函数与工程实际相比存在某种欠缺和不足，还需要考虑系统可靠性这一因素。

1.2给水管网优化设计模型求解算法研究

给水管网优化设计模型求解方法主要经历了以下三个阶段。

（1）拉格朗日函数优化法。该方法主要用于求解以管径和水头损失为变量的单目标单工况优化设计模型。应用拉格朗日未定系数法，将目标函数进行转换，然后用计算机进行求解。但是由于管径为离散变量，应用此法求得的管径需要进行圆整，化为市售管径，这在某种程度上破坏了解的最优性。该算法目前应用较少。

（2）数学规划法。

①线性规划。线性规划法是在一组线性约束条件下，求某个线性目标函数的最小值(最大值)。该方法只能解决树状管网的优化设计，因此该算法应用较少。

②动态规划法。动态规划法是一种求解多阶段决策过程最优化方法。该法对模型中的目标函数和约束条件的形式要求不高，以标准管径为变量计算结果不需要调整。该方法对小型树状管网能得到最优解;对于简单的环状管网，需预先假设一组管径并进行初始流量分配，将环状网化为树状网;对于复杂管网应用该法不能得到最优解。

③非线性规划法。非线性规划法是在一组非线性约束条件下，寻求非线性目标函数的最大值或最小值。在管网优化设计中，目前所建的模型基本都是非线性模型，因为此种模型能更好地反映管网系统各因素之间的关系，因此该方法能提高计算精度。非线性规划法能较好的反映管网系统的本质。

(3)随机搜索优化方法。

①神经网络算法。神经网络算法是将优化问题的目标函数和约束条件映射到神经网络动力系统，利用人工神经网络的动力系统演化机制，搜索到局部最优解，将最优解映射为动力系统平衡点。目前将神经网络算法用于环状管网方面的研究较少。

②蚁群算法。蚁群算法(ACOAs)是由意大利学者Dorigo于1996年提出的一种模拟蚂蚁寻食行为的算法。该算法能够智能搜索、全局优化，且易与其它算法结合。但有以下缺点：a:当规模较大时，算法效率下降得很快，需要较长的搜索时间；b:容易出现停滞现象，即搜索到一定程度后，所有个体所发现的解完全一致，不能对解空间进一步进行搜索，不利于发现更好的解，从而容易陷入局部最优。

③遗传算法。遗传算法(GA)近年来被认为是管网优化技术的飞跃，它通过模拟自然界生物种群的遗传和自然选择机制，随机搜索最优解。遗传算法是以标准管径为决策变量的，对其采用一定的编码方式，通过选择、交叉和变异等操作，求得最优解。它的优势主要在于:a:该算法不受可微、可导、连续等数学处理方式的限制；b:以离散的标准管径为决策变量避免了非线性规划法需对连续管径进行“圆整”带来的偏差；c:该算法是一种随机搜索过程，不会形成局部最优解；该算法也存在一些缺陷，如遗传算法的早熟现象、适应度值难以标定、接近最优解时收敛很慢等。

2、结语

目前将模拟退火法与其他方法结合使用是一种新趋势，典型的是与遗传算法结合形成遗传退火算法。它兼顾了遗传算法的启发式搜索和退火算法的接受逆优化解的寻优特点，使得计算过程更加智能化，是未来优化方法的发展方向。

第二篇：景观设计理论与方法

景观设计理论与方法

第一讲：

景观→景观生态，景观形态，景观空间，景观地理 城市景观的概念：（狭义）在城市地域内，由各种环境元素所构成的能够成为人们审美对象的形式信息总和，由于具有物质外观，可被人们直接感知和理解，达到一种情感愉悦的审美目的。

（广义）一个城市或城市某一空间的视觉总体，包括景观各个要素的结构特征、功能特征、文化特征、人的视觉感受以及其中的社会生活等。城市景观在一定程度上反映了一个城市地域的社会经济发达程度和物质文化建设水平。

“城市景观是一些可被看，被记忆，被喜欢的东西。”

——凯文林奇 景观体验：一重视觉感受→空间感受

二重心灵感受→场所感受

城市空间结构不应该只是凭客观物质形象和标准来判定，还要凭人的主观感受来判定。

第二讲：

城市→物质空间→精神归宿

建筑园林视觉艺术创就了城市博物馆就要在里面创造艺术。（吴良镛80年代）

→→创造城市美，强调的是在个体的景观基础上，对城市整体环境艺术的规划与设计，城市景观规划设计是城市设计的重要组成部分之一。→→整合≠集合≠完全融合

→→一池三山→中国园林最早的基本模式 雷姆库哈斯在《普通的城市》一书中写到：“我们精心规划的城市今天看起来似是一片混乱，那我们不如去营造一种随意建设，用旧了就废弃的城市。” →→树立建筑、规划、风景园林“三位一体”的设计思想。城市景观规划设计就是环境设计，是将自然与人工的环境和景物，从功能、美学上进行合理的保护、改造、组织和再创造。

景观与城市景观

具有视觉、美学意义（建筑学）

地理学意义：强调地域性（自然地理之父——洪堡

德国）生态意义：强调地圈、生物圈、智能圈

文化意义：强调文化对自然的影响。一般公众=风景

景观是指地表自然景色或自然人文综合景观。景观最基本最实质的内容离不开园林的核心。

——软质、硬质景观

景观与自然、人类→→从本质上讲，景观是人类存在的一种…而存在的视觉事物。

1.景观的有序性：

自然在景观的结构中，起着举足轻重的作用，理想的环境是有序美好的。→→景观序列↗静态→创造空间

↘动态→移动中产生的变化↗四季

↘前后景深的变化→背景基质 基调、配调、转调、主调 2.景观层次性

一是景观感受层：追求所有自然与人工形体对人的视觉感受和心灵感受。

二是文化历史与艺术层：历史文化民俗民情传统艺术，追求特色景观的塑造。三是环境生态层：追求人类与自然协调发展的生态观。

城市景观概念、要素：

城市景观——指在城市范围内，各种视觉事物和视觉事件构成的视觉总体。（强调人的参与）3.城市景观——关系艺术（是一门涉及多元关系的综合艺术）戈登卡尔说：一座建筑是城市，两座建筑是城市景观。

现代与古代建筑的融合，现代建筑采用玻璃幕墙，古代建筑投影其上。大小山的融合：大小为黄金分割

即城市景观是城市中各种视觉事物及事件与周围空间组织的关系艺术。

城市景观是城市给人们的综合印象和感知，也即城市这一客观事物在人们头脑中的反映。城市景观的三要素：

（1）景物：是城市景观形成的本身，也是构成城市景观的基本素材。自然素材——指自然的各种地形、气候、光照、植物、水体 人工素材——主要指建筑物和各种人工设施 事件素材——指那些正在发生的视觉事件

城市景观包括自然、人文和社会景观，它们以物理、生物、文化等形态呈现出来。（2）景感：指人对城市景观（物）的感觉反映。

直接景感——景物通过人的眼、耳、鼻、舌等感觉器官的感受反映

理性景感——在直接景感的基础上，通过知觉、想象、思维的综合过程从而产生对景物的认识及情感。理性景感是人对城市景观可更改的知觉形式，是更高一级的感觉方式。（3）主客观条件：

客观条件——城市中的自然、人文和社会景观

主观条件——人对景观的鉴赏过程中的时间、地方以及鉴赏的人的年龄、兴趣、职业、知识等。

第三讲

城市景观的构成类型

按功能分：居住区景观、商业区景观、工业区景观、文教区景观、风景区景观等 按空间形式：城市整体景观、城市街区景观、城市广场景观等

按组成内容：建筑景观、水体景观、植物景观、地能景观、气象景观等 按环境特性：滨水景观、住区景观、历史景观、绿地景观、娱乐景观等 按一般分类法分：1.自然景观：城市固有的

2.人文景观：包括各种人工景观，可以说是城市的主要景观

3.社会景观：以社会和人为内容的景观，又称为活的景观，往往是动态的。

山水景观

气象景观

自然景观

动植物景观

其他景观

城市

人工设施景观

综合 人文景观

历史景观

景观

加工后的自然景观（物质文化）

文化景观

社会习俗

社会景观

风土人情

街市面貌（非物质文化）

民族气氛 城市景观特性：

1.生长性：视觉感受的放大（景观是在不断的生长，如树木）。城市景观不是一步到位，它有一个生长过程，主要体现在：其一，景观作为一种生物的生长，随着时间的推移会导致生长的树种与建筑之间的比例协调。梧桐树的季节变换，爬山虎——生长性。其二，景观作为一种文化的生长（需要人的参与）。把文明作为文化积淀起来，伴随必要的新陈代谢是城市前进的过程。文化旅游带动经济增长。

我们只是地球上的旅游者，来去匆匆，但城市是要存在下去的。——贝 铭 2.五维性

空间景象

维

物质存在形式

有形景象

视觉维

光波（形式、色彩、质感）无形景象

听觉维

声波（…）无形景象

嗅觉维

气味（各种气）无形景象

味觉维

味道（甜、麻）

无形景象

体觉维

温度、湿度、时间、气流、质感 人的视听觉与人的行为有关

→→直立状态的人、器官感觉基本上是以向前及水平方向为主。

→→人在直立时，可同时瞥见左右90%范围内的事物，而上下观看的范围比较狭小。→→人在行走时，习惯观看前方偏下的事物，向上看的视野会减少。→→人的听觉有7m和35m两个尺寸 7m可以交流，35m大声交流 常言道：景观体验——一重视觉来历，二重心灵感受→人对城市景观的感受应该是人的器官感受加上人的心灵感受、思维活动的一种混合反映。

景观规划设计的内容： 1.景观规划与设计概述

一．景观规划与设计概念及现状

严格来讲，景观规划与景观设计在侧重点上有差异。

从规划角度，注重土地的利用形式，通过对土地及其上的物体和空间的安排、协调和完善景观的各种功能，使人、建筑物、社区、城市以及人类的生活同生存的地球和谐相处。

从设计角度，注重对环境方面问题的分析，确立景观目标，并针对目标解决问题，通过具体安排土地及其上的物体和空间，为人们创造安全、高效、健康和舒适的环境。

景观规划设计的核心——人类户外生存环境的建设

景观规划设计、城市规划、建筑学均以创造人类聚居环境为目标，将人与环境的关系处理落实在具有空间分布和时间变化的人居环境之中。

三者相同点：使建筑、城市、景观常表现为你中有我我中有你。三者分工不同：建筑学侧重于聚居空间的塑造，重在认为空间设计。

城市规划侧重于聚居场所的建设，重在以用地，道路交通为主的人为场所规划。

景观规划设计侧重于聚居领域内各种景观资源与环境的综合利用与再创造，重在户外环境的塑造。

景观与建筑规划之区别：

景观规划与设计需要意念和意象 城市规划最关注经济、人口等情况 景观园林规划关注立意

建筑：立意发挥（受功能限制）

景观建筑学

landscape

architecture 从传统风景园林到当代景观建筑学的演进过程 荒野→景物→

圃→囿→

苑→花园→

园林→城市绿地→

公园→风景名胜区→

自然保护区→

当代景观建筑学已是一个集艺术、科学工程技术于一体的应用型专业与学科 景观建筑学在中国还是一门亟待开拓的学科专业。二．现代景观规划设计三元素

1.视觉景观形象

2.环境生态绿化

3.大众行为心理

1.视觉景观形象：主要是从人的视觉形象感受要求出发，根据美学规律….人的视觉生理特点：决定了人对景物形象会产生不同程度的错觉，以至使人的图形感受与实际感受出现差别，而这正是景观设计者应该理解和运用的规律（利用视觉转化）。例：太原五一广场，锡耶纳坎波广场→并非对称

结论：不要追求绝对的对称，不要追求平面上的东西。

罗马市政广场：经过几个年代的修建，增大视觉空间，扩大广场空间 威尼斯圣马可广场：利用错觉（空间扩大，利用…）（梯形广场，进深加深）2.环境生态绿化：主要是从人的生活感受出发，根据自然生物学原理，利用… 景观设计重视环境生态绿化，是为了突出可持续发展的生态观。3.大众行为心理：以人类的户外行为及规律入手，“以人为本” 各类景观行为与场所空间环境质量相关

行为类型

对环境要求

必要活动

★★★

★★ 选择活动

★

★★ 社交性活动

★★

★★

（★多少代表行为与环境质量的相关程度）

现代景观规划设计三元素的关系是相辅相成，密不可分的 强调景观视觉→满足鲜明形象 强调环境生态→足够的绿地和绿化

强调大众的作用→要有足够的场地和为大多数人所用的空间设施

现代景观设计发展趋势：

1.可持续发展：结合自然环境，将对自然环境的影响降到最小 上海外滩（92年），第一层即绿地空间，第二层架空即观光空间，第三层交通空间 2.从静态景观走向动态景观：现代景观设计强调动态变化 3.寻求与自然环境的平衡

城市在产生的一刻起，就受到自然和人文两种驱动力的作用 景观规划设计的本质是一种追求人与自然平衡的环境艺术 4.对景观资源的保护与开发

即风景资源、旅游资源的保护与开发

城市景观规划设计原则（讲求自己的风格，不要人云亦云）一．景观规划设计的层次划分

广义上分三个层次：1.宏观景观规划设计（宏观的景观环境规划→战略层次；设计偏重小的层面）

涉及对象是一个地域综合体，即人类文化圈和生物圈交互作用形成的多层次生态系统。其基本工作是对土地工作环境生态与资源进行评估和规划 核心工作是大地景观化即绿化——蓝化——棕化规划 重要内容：对特殊性大尺度工程构筑的景观处理 2．中观…（中观的场地是景观规划）

基本工程：场地规划是一种对建筑、结构、设施、给排水、绿化等的时空布局，并使之与周围交通、景观、环境在小范围内协调。

重要内容：城市设计，按形态分——面：城市形象策划，总体美化

线：滨河带、商业步行街

点：广场、交叉口等 3.微观…（微观的详细景观设计）

主要包括街头小游园、街头绿地、庭院、古典园林、园林景观小品等设计 ※城市景观规划设计对的是中观和微观两个层面，即狭义的景观规划设计。二．设计要求 1.基本要求

1）让居民在绿化空间上满足需要 2）使土地合理利用

3）保护、提高城市中自然景观的质量 4）风貌特色塑造 5）传统与现代的结合 2.具体要求 1）总体设计

2）局部和地段设计

现代设计原则：经济适用，创造城市的景观艺术美，以达到真善美的最高境界

适用：主要以使用者的需求为考虑，各种设施、设备、配置等均需符合人性化，做到适切、合宜。

城市景观要点：

一． 城市轮廓线控制

城市轮廓线是城市生命的体现，是潜在的艺术形象。凹型（北京）：有传统建筑需保护。（中间历史文物保护）冠型（天津）：现代工业 波浪起伏型（上海）：现代商业

若高层建筑聚集在一起，可形成城市的“冠”，但为了避免相互干扰，形成相互攀比的局面，可以利用一系列不同的高度；或是彼此高度相仿，但间距适宜，组成较松散的构图；若高层建筑随处随地而起，彼此间毫无关系，既无重点，也无法产生令人满意的和谐整体；若高层建筑顶部外观雷同，则会影响轮廓线的优美性。建筑轮廓线与山体轮廓线的关系：（1）前者低于后者为宜

山顶上挺拔的建筑加强山形，山上安排大量的建筑破坏景观；平坦地形上的天际线以山体作为天际线的背景。

（2）建筑轮廓线与山体轮廓线构成互补的关系为良好（3）建筑轮廓线高于山体轮廓线需避免，同高最忌讳。二． 建筑高度分区

1.根据建筑所在位置、性质、地形条件考虑其高度。国外城市设计理论认为，每个城市的市中心都应该有一个处于支配地位的构图中心，称为“冠”，它常有高层建筑组成。

2.城市的“冠”——山顶设高层建筑的，反映山城特色，但应避免过度重复。三．景观视线走廊保护

景观视线走廊：人为规定的，保护视线通过的一个空间范围，即一种特殊的视线区域。

视觉走廊是指由多种多样的景物组成的一条廊道，也即是景观轴线。

但有时二者又可以是一致的，视线走廊必须为有形的，视觉走廊可以为虚为实。视觉走廊强调过程，必须要有中途的过程，视线静态的，视觉走廊是在动态的过程中体会。

造景句法：把各种有形无形的景象元素进行造景，并使之优化。包括功能句法和系统句法

1.功能句法：即传统的造景手法，其特点是通过有形景象元素的地位，作用的突出或抑制来达到景观的优化。

2.系统句法：在调查、认识、研究各景观元素的信息本质的基础上，多角度、多层次，系统的对景观进行艺术加工、创造的一种方法。分静态句法和动态句法。（1）静态句法：采用模糊、简洁、对比等相对优化的办法，通过减少景象的信息来夸大或减少。

（2）动态句法：考虑时间因素的景观空间构景方法。

强化法：为了突出地表达某种设计意念，借助于一定的手段提高和放大某景象在整个景观中的控制力，强化景空。→→利用人的视错觉

弯曲法：通过地形或道路，创造水平或竖向曲度，使景空相互流通又相互遮盖，增大期待感。

逆转法：在可能情况下，尽量使正负景空相互转换，以加强人们的期待感，激发求新欲望。

注重动态构景：通过人的动线组织景观，利用诱导手段引导空间序列变化，在有限的空间创造出无限的景观。以隔求深，以曲求变，以隐求显，以暗求明，以高求远，以引求通，寻求景观的和空间的多元化，可以通过道路的转折，建筑的引退，绿化的遮挡等手法加以实现，曲折有致，起伏有变，变化有节。

综上，城市景观规划设计具有较强的综合性、艺术性，更是一门十分深奥的学问。设计者把特定的艺术形象、艺术情趣、艺术气氛表现在景观景观作品中，这就是景象。

寻求与自然、环境的平衡：

按风水观念，构成景观特点：1.围合封闭的景观 2.中轴对称 3.富有层次感的景观 4.富于曲线美、动感美的景观。

抛开迷信的成分，传统的风水术实质上是一种环境设计，它不仅注重与居住生活密切相关的生态环境质量问题，也同样重视与视觉艺术关系密切的景观质量问题。风水：藏风面水

有风有水→生命→氧气好→精神好

第三篇：教学设计理论与方法

专题四：教学设计理论与方法

教学设计是一种理论，它是书写教案的说明和前提，也是上好课的前提。但在实际工作中，有效教学计划效果却不容乐观，有些教师因各种原因属于备课或匆匆忙忙地备课，根本达不到体育教学设计的实际意义和效果。因此，在我们的教育教学活动的实践中，我们的有些教学设计也只是停留在很肤浅的层面上，要么应付学校的检查，要么流于形式，没有实际的效果。体育与健康教学设计是根据教学内涵和体育与健康教学实际操作需要而设计的系统研究规划、教学过程及其方法。它属于围观层次的教学设计，主要包括体育与健康课程设计，教学单元设计，课堂教学设计及媒体材料设计等。教学设计是在教学前对教学过程的预先筹划，从而合理安排教学情境，以期达成教学目标的系统性设计。它主要包括教学目标、材料设计和组织安排等方面的内容。

一、教学计划的制定。当一个教学目标和实现这一教学目标的内容载体——教学计划，被确定以后，自然就要设计一个符合这一计划内容的教学程序，然后再根据各段程序的需要制定出科学合理的教学方案，这一方案也就是我们常说的“课堂教学设计”。它就是实现和连接教学目标、内容、方法、效果的生命线。制定出科学合理、实用的教学计划，是广大教师重视教育与实施教育教学的一个重要组成部分。

教学计划大致可分为学年教学计划，学期教学计划，单元教学计划和课时教学计划。以学期教学计划为例来看看如何制定教学计划。

教学计划，可以资助你有计划实施自己的想法，并能合理完成教学任务，同时也便于以后总结自己的教学情况，提高自己的教学能力、积累经验，发现不足提供可能条件，制定教学计划是有必要的。从学科教学来看，根据本学期的教学内容，结合班级的学生情况，有目的的研究教学思想、教学方法明确教学任务、教学重点难点等方面，以此来制定自己的教学计划，顾名思义，就是明确自己每天、每周、每月都应该做点什么，怎么做，为什么这样做，要做到什么程度等等。一份好的教学计划，要务实、可操作学生习惯、学习方法、思维能力等方面真正受益，从而将每个想法落到实处。下面以学期教学计划来进行讨论。

一、学期教学计划的构成

1、本学期教学的总目标和总要求；

2、对学生情况的简要分析；

3、对本学期的材料内容、对教材的简要分析、学期的教学重点和难点的解析；

4、提高本学期课堂教学质量的主要措施；

5、教学课题的课时分配及进度；

二、制定学期为教学计划的要求

1、教材分析要符合新课标的要求，要做到概括性强、备课清楚、知识全面。

2、在教学方面的要求方面：要要强调教学的结构，强调通过教学使学生达到的标准，目的要切实可行。要做到“突出纲目，启智导学”。教学计划要简明扼要，对应传授哪些知识、技能、培养什么能力，解决哪些问题、主要步骤等，要清楚地列出纲目，不要长篇大论、连篇累牍。

3、教学重点难点方面，重点、难点要分开。可依据新课标和教学参考书制定教学重点和难点。另外，在教学中，教学难点具有一定的相对性，因此要依据对学生的了解确定不同水平学生的学习难点。

4、在教学措施方面：教学措施建立在教师新课标、教科书和学生“三熟”的基础上，教学措施要体现在教师对新课标，教材的准确性把握和对学生情况的深入分析，既要“依标扣本”，又要“有所创新”。应注意巧妙、新颖、精要的“三结合”。教书育人和培养学生的知识能力是教学的出发点和最终归宿。

5、在课时和教学进度方面：一般应根据新课标的规定进行安排。切实可行的教学工作计划，是新课堂的教学设计必须要做好的工作。它是指为完成教学目标，使教学发挥效力的各种条件的计划与准备，任何教学只有具备一定的条件，才能有效的进行，离开了一定的条件，就可能使课堂教学低效，甚至无效。对于教学计划与准备的评价，可以从以下几个方面考虑：课前对教材的钻研是否融合贯通、理解透彻；是否能吃透《课程标准》精神和熟悉教材内容的基础上确定好教学重点，并能联系学生实际确定教学点；教学目标的确定与表述是否适当；是否能根据教学内容和实际条件，灵活

选择教具制作课件，对教具、课件如何准确无误地演示，是否做好了充分准备；教学材料的选择是否体现生活化，是否与学生的现实生活紧密联系起来；教案的编号是否注意层次安排、衔接紧密、框架明晰，并密切内在联系；对于板书的设计是否规范，简要等等。因此，教学计划很重要，是进行有效教学的重要环节。教师课前的精心计划与准备是开展教学活动的必要前提。

二、备课

教育家苏霍姆林斯基在著作中曾误过这样一件事：一位历史教师讲公开课，极其成功，课后，有人问他：“您这堂课讲得这样好，请问您备课用了多长时间？”他回答道：“可以说这堂课我准备了一辈子，但是要问直接备课的时间，那我告诉您，只有十分钟，由此看来备课对于每个教师上好每堂课来说是多么的重要。

凡事预则立，不预则废。教师上课，教案的准备非常重要，我们常称这一过程为备课。备课是讲课的起始环节，是教师力求取得最佳课堂效果的先决条件，是教师教学行为和学生学习行为的点子库，也是提高教师自身素质的有效理论。目前许多学校和教师群体都出现这样的问题：教案固定的格式、工整书写、但却缺乏反思与修改。这些“整齐”的备课往往不具备实用性，备课本上写的东西多是为了应付学校教导处等管理机构的检查，按部就班，陈旧老套，缺乏教师的思考。教师“书写”的时间大于“思考”的时间——将大多数备课的时间用于书写、用于文字的堆砌，缺乏思考和原创，实用价值不大，形成了“备课”、“上课”两张皮的问题。很

显然，这样的教案是“死的”，这样的备课是无效的，在课程改革的今天，我们的备课也亟待注入新的活力。

备课的主体是教师，现在的备课方式实用吗？备课管理中出现了哪些问题？教师心目中的理想备课方式是什么？这些问题都还得问问老师们。为此本人做了相应的调查，看看一线教师的有效备课形式。

（一）来自一线教师的备课调查就

就我自己而言，我们采用的是集体备课形式（电脑打印稿），但我们觉得工作量很大，且容易造成浪费（主要是指打印纸张式相应的耗材）。我想我们身边有很多好的教学资源，如课善于利用，一定会达到事半功倍的效果。我们有一些教学经验丰富的教师，他们的教研课教案设计精彩，如能让大家借鉴，一方面节约备课时间，另一方面让我们的教学更富有实效性，另外“翻写”名家的教学设计也是一个很好的办法，让大家在短时间内提升自己。另外在条件允许的情况下，领导能否考虑将老师们辛勤劳动的备课成果集中形成资源库，如将同一课程不同教师的优秀教案整理成册，也给大家提供一个多元化的选择。

（体育教师，17年教龄）

在网络上大量搜索资料，（主要是上课的背景资料和同一教学内容的教案），在这些资料的基础上整理自己的思路，主要是关键环节的提问以及需要学习讨论的问题，将自己的思路写在书上是一种很实用的方式。

（体育教师，7年教龄）

资源共享+结合本班学习实际+自我反思。第一次备课：由于一个年级所教学的知识内容相同，因此，备课资料也可共享，如精品教案年级统一购买，网上教案资源共享。资料相对集中后，用打印的形式呈现出来。第二次备课：在集体备课的前提下，课前教师要二次备课，要祥细批注和修改，增补删改，有些甚至可以结合本班情况合并课时或者另外选择重备，并二次备课：课后应有本课的反思，以及借例分析，还要对课后练习情况进行分析，以便及时调整教案和上课的策略。

（体育教师，15年教龄）

体育课一般按项目来备课，如“立定跳远”，就备这个项目单元的课，而不是分节去备，因为各班情况不一，分课时备课根本就不可能完全实施，而应根据各班的情况进行调整，这样根据实际情况去上课、实用、操作性强。

（体育教师，20年教龄）

在实际备课的过程中，“备课生”还需加强。对于任课教师来说，所教班级多，而且可能每学年遇到教学班的情况都不一样，如果学生情况不了解清楚，就备不出高质量的课，这样就直接影响教学的效果。认为对刚接到的新班可否采用超2—3时的备课，这样有利于教师及时根据学生情况调整教学，以免做无用功。等教师和学生都相应适应、了解后，再超周、超月备课资源，再进行个性修改，提高备课的实效性。

（体育教师，12年教龄）

共同搜集优秀的教案（如名家名师发表的教案），学习、借鉴，再根据自身和学生实际情况做好一些修改、调整、集体备课共同研讨各单元的重难点，再各自针对各班到个人的特点进行修改。

（体育教师，6年老龄）

目前提倡集体备课，它集体每位教师的智慧，精心设计教案，也减轻了其他教师的工作量，但有的学校规模小，教师少，集体备课的条件并不具备。教师应去教学实践中，发现备课的不足，及时修改和补充，形成自己的教学特色，这样随着工作和教龄的增长，自己的教案也逐渐丰满和完善。实际上，最利于学生发展提高能力的教案，才是最佳选择，不应拘于某一固定的备课方式。

（体育教师，15年教龄）

我认为无论什么方式，都必须再现出该学科的特点，强调出课堂的重点，同时注重学生怎样才能最大可能地接受课堂知识，利用课堂知识解题。

（体育教师，16年教龄）

目前的备课是各自为战、教师多在应付检查，缺乏针对学生的备课，多以教师为中心。我主张切实落实集体备课，博采众家之长，充分利用网络资源，发挥教师的群体优势。

（体育教师，20年教龄）

（二）备课方式中存在的问题及分析

以上摘录了一些集体备的看法，每个人的意见不同，如借鉴名家教案（或优秀教案），有的教师赞成，有的却反对，有的赞成集

体备课，有的却认为个人深钻教材才是优秀教师成才之道。无论如何，我们首先要面对现实，解决现实中所遇到的那些困惑。

1、备课不是为了“好看”。

备课是为了明确教师们上课思路，是对课堂的预设。备课是为了教师们上课，而不是为了“好看”！许多学校检查教师备课时，往往提倡教师书写工整，备课详细，甚至用备课的字数、每课时备课的页数来衡量教师备课的质量。这样的检查方式显然是一个错误的导向。

2、教师要有充足的时间来备课。

体育教师由于所带的班级较多，一般情况下都是超工作量，除了上课以外，还有训练队的训练时工作，学校群体活动工作等等，能够在上班时间挤出时间备课的教师不多，而下班以后，教师们身心俱疲，大多数教师没有精力再奖大量时间用于备课，一些教师往往对备课应付了事，甚至抄袭别人的备课教案，或者干脆从网上下载打印后应付学校的检查。

3、教师的备课无用

有一些教师备课非常认真，但由于实际情况的变化，精心准备的教案却不能直接用于教学，上课前还得“二次备课”，精心写出的教案成了“摆设”，形成了“备课”，“上课”两张皮的问题。

4、集体备课的误区

有些教师非常依赖于集体备课，甚至认为集体备课应形成打印稿供大家共用。有些学校形成了“教师一人备一个内容，大家合起一共用”的格局，并把这种现象冠之以“集体备课”的称谓。这样的备课方式是不利于教师的专业发展的，把“备课”这样一个重要的环节简单化了。

5、对备课重要性认识不够

一些教师非常重视课后对学生的辅导，即所谓的“补差”。却没有深究学生为什么会出现这么多知识或能力的缺失。精心的备课能够提高教学效益，使“辅差”的工作量减少。

从教师们的备课记录来看，我们可以发现，教师们对备课的看法是不尽相同的，存在的一些矛盾。因此，为了实现教师的有效备课，提高备课、上课的质量，结合新课程改革，教师备课必须完成以下要求：

一是掌握好备课的指导思想，即面向全体学生，注重每一个学生充分发展，因材施教、注重差异、体现教师的科学精神和智慧。

二是把握如何备课中的各个环节。三是控制好备课的具体要求。

因此，我们应该加深对有效备课的认识，争取做到首先是“备而能用”。即备课应该备而能用。减少无效备课，“备课”、“上课”不能两张皮，高效地完成教学任务。有利于教师的专业成长，使教师的教学水平迅速提高。最后是“有利于学”。即让学生觉得快、学得扎实，所有的知识过手，培养能力到位，力争较好地完成教学目标，向课堂要效益。

第四篇：给水管网设计心得

设计心得

随着2014年新年钟声的临近，我们为期四个周的管网课程设计也即将接近了尾声，每一位同学都在为了本学期画上一个圆满的句号而辛苦地奋斗着，当然，跟着我们一起辛苦的还有指导我们设计的几位老师们。

课程设计对于我们来说毫无疑问是一学期中最辛苦的，但也毫无疑问，我们从中得到的收获也是巨大的。在这为期四周的设计中，我感觉自己对于一个学期的课堂教学有了更深一次的收获，以前在课堂上感觉不到的问题，在设计中慢慢地摸索出来，从而在老师和同学的帮助下得到解答，这之中的欣喜，是值得回味的。设计开始的那几天，我们大部分同学都是对这次的设计满头雾水，不知道怎么去入手，拿着一张老师发下来的图纸和任务书，却不知道该怎么去入手。只能仔细地去研读任务书，慢慢摸索出一条设计的思路来。首先了解了这次设计所给定的城镇的基本资料，从而对该城镇地形地貌以及用水区、工业企业分布等几方面入手，对该地区进行一开始的管网定线，然后就是对各种原始资料进行整合。计算出各种数据。在这些过程中，感觉把之前在课本上学到的东西好好的利用了一番。

其实在设计中让我们每一个人感到最烦的无非就是管网平差了，从之前上课老师给的考试题目开始，我们就知道这次的设计中，最重要、最耗时、最烦人的就是管网平差了。在平差过程中，我们每一个人都是神经绷直的在初分流量上下工夫，因为如果一开始流量分得不合理，那平差的时候可能要平差十几甚至二十几次，这一项任务可是难以想象的艰巨啊。

看着时间一点一点的在流逝，仔细想想自己还剩下不少任务还没有完成，那种紧张的心情，一直在心头徘徊，可是却只能继续埋头继续算数据，对数据进行核对，时时担心着数据有没有出错，要不要重新开始做。这种感觉，相信每一位同学都有吧。每天早早起来，背着电脑冒着严寒，顶着凌厉的北风，看着冷清的校园，走过大半个校园来到设计室，晚上吃了饭又继续，等快到了休息时间才带着疲惫的身躯回到宿舍连洗澡都忘记洗直接就倒床就睡，有些同学甚至通宵熬夜来进行设计。这种苦，很多人是无法感受到的。看着人家一个个拖着行李箱往校门口走，我们的路线却只能是宿舍，食堂，设计室。

虽然设计的过程是艰辛的，但我却庆幸我能从中学到那么多的东西，也特别感谢老师在整个设计过程中冒着严寒每天从屏风赶过来给我们指导，相信在这些天兢兢业业的工作下，我们每一位付出辛苦汗水的同学都可以取得一个好成绩，为这一学期画下一个圆满的句号，同时也为2013年画下一个满意的句号。

第五篇：《现代设计理论与方法》复习提纲

《现代设计理论与方法》复习提纲

第一章

设计方法学

1.现代设计目标：缩短产品设计周期；提高产品质量；降低生产成本。

T--缩短产品设计周期

Q--提高产品质量

C--降低其成本

2.传统设计法特点：静态的、经验的、手工式的、（近似计算）

现代设计法特点：动态的、科学的、计算机化的、（精确计算）

3.现代设计理论与方法的发展分为：（1)直觉设计阶段

（2)经验设计阶段

（3)半理论半经验设计阶段

（4)现代设计阶段 4.系统－执行特定功能而达到特定目的，相互联系，相互作用的元素。

具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体，即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。5.系统化设计的特征：由上而下、由总到细。

基本方法：系统的分析和综合。

6.黑箱法定义：把系统看成是一个不透明的，不知其内部结构的“黑箱”，在不打开黑箱的前提下，利用外部观测，通过分析黑箱与周围环境的信息联系,了解其功能的一种方法。

根据系统的某种输入及要求获得某种输出的功能要求，从中寻找出某种物理效应或原理来实现输入-输出之间的转换，得到相应的解决方法，从而推求出“黑箱”的功能结构，使“黑箱”逐渐变成“灰箱”、“白箱”的一种方法。7.系统化设计的步骤：

8、评价的目标内容：

（1)技术评价目标——可行性，创造性，可靠性

（2)经济评价目标——成本，利润，市场潜力

（3）社会评价目标——社会效益和影响

9.技术-经济评价法

（a)技术价 Wt :

Wt=(Piqi)/Pmax

（Pi-各技术评分值；qi-加权系数；Pmax-最高分值5分或10分）《现代设计理论与方法》复习提纲

（b)经济价Ww：

Ww=Hi/H=0.7Hz/H

（Hi-理想成本；H-实际成本）

（c)技术-经济综合评价 ：

均值法：W=（Wt+Ww)/2

双曲线法：

W=(Wt.Ww)

10.产品价值

V=F/C

(F-功能

C-成本)

11.寿命周期成本（要会画出它的曲线图，并做分析）

C=C1+C2

C1-生产成本

C2-使用成本

12、提高V途径（分5种情况讨论）

F ↑

/C →

=V ↑ 功能 F →

/C ↓

=V

↑ 成本

F ↑

/C ↓

=V ↑ 功能、成本 F ↑↑

/C ↑

=V ↑ 功能

F ↓

/C ↓↓

=V ↑ 成本

第二章

机械优化设计

1.优化设计的数学模型

统一形式描述：

min f(x)x=[x1,x2,„„„xn]

T s.t.gi(x)<=0 i=1,2,3„m hj(x)=o j=1,2,„„n(p

X（k+1）=x（k）+α（k）s（k）

x（k）——第K步迭代点

α（k）——第K步迭步长

s（k）——第K步迭代方向

3.终止准则：

X(k1)Xkksk1（1）点距准则： 《现代设计理论与方法》复习提纲

(2)下降准则：

f(X(k1))f(Xk)2

k1(3）梯度准则：

34.一维搜索方法 : 对一维（也称一元或单变量）函数f(x)寻求其极值点x*就是一维优化方法中限制最优解问题。

5.无约束极小化问题（无约束优化问题）：对于一个n维目标函数，在没有任何限制条件下寻求它的极小点的问题。

数学上表达为

minf(X)

X

R n

6、无约束优化方法分为哪两类方法，它们分别是什么？

（1）非梯度算法（不使用导数信息）：随机搜索法、坐标轮换法、Powell法、模式搜索法、单纯形法；

（2）梯度算法（使用导数信息）：梯度法、共轭梯度法、牛顿法、变尺度法。

7、变尺度法集合了梯度法和牛顿法的哪些优点？

前期属于梯度法，收敛速度快；后期属于牛顿法，在迭代极值点速度最快。8.单纯形法——对整个区间的点进行搜索，典型的直接法。

复合形法基本思路：在可行域中选取K个设计点（n+1≤K≤2n）作为初始复合形的顶点。比较各顶点目标函数值的大小，去掉目标函数值最大的顶点(称最坏点)，以坏点以外其余各点的中心为映射中心，用坏点的映射点替换该点，构成新的复合形顶点。反复迭代计算，使复合形不断向最优点移动和收缩，直至收缩到复合形的顶点与形心非常接近，且满足迭代精度要求为止。初始复合形产生的全部K个顶点必须都在可行域内。

9.有约束优化问题的分类：

直接法包括：网格法、复合形法、随机试验法、随机方向法、可行方向法。

间接法包括：惩罚函数法（内点法、外点法、混合法）、广义乘子法

10、要学会用公式构造惩罚函数（内点法和外点法）。内点法

f(X)1 或 (X,r(k))f(X)r(k)(X,r)f(X)ri1gi(X)(k)(k)m[ln(g(X)]ii1m

r(k)0 r(k1)Cr(k)0C1limk外点法

(X,r(K))f(X)r(K)pm22max(0,g(X))h(X)iji1j1

r(k1)Cr(k)1C

混合法

K((X,r(K))f(X)r11(K)ri1gi(X)3

m)h(X)jj1p2 《现代设计理论与方法》复习提纲

11.要学会用黄金分割法、牛顿法，梯度法进行具体的计算 12.多目标优化方法常用方法:（1）线性加权组合法；（2）功效系数法；（3）主要目标法。

第三章 有限元法及其应用

1.你所知道的有限元分析软件有哪些？

ANSYS、SAP、ASKA、MARC、ADINA、NASTRAN、FEPG、COSMOS等 2.ANSYS包括三个部分：

前处理模块、分析计算模块、后处理模块。3.有限元的基本思想是什么？(网上答案：自己删节)是把连续的几何机构离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节点，从而将连续体看作仅在节点处相连接的一组单元的集合体，同时选定场函数的节点值作为基本未知量并在每一单元中假设一个近似插值函数以表示单元中场函数的分布规律，再建立用于求解节点未知量的有限元方程组，从而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中的有限自由度问题。求解得到节点值后就可以通过设定的插值函数确定单元上以至个集合体上的场函数。对每个单元，选取适当的插值函数，使得该函数在子域内部、在子域分界面上以及子域与外界面上都满足一定的条件。单元组合体在已知外载荷作用下处于平衡状态时，列出一系列以节点、位移为未知量的线性方程组，利用计算机解出节点位移后，再用弹性力学的有关公式，计算出各单元的应力、应变，当各单元小到一定程度，那么它就代表连续体各处的真实情况。

4、有限元法的分析过程？

1)连续体离散化

2）单元分析

3)整体分析

4）确定约束条件

5)有限元方程求解

6)结果分析与讨论

5、有限元求解应力问题的三种方法 ：位移法、力法、混合法。

6、有限元法的力学基础是什么？

弹性力学，结构力学、材料力学等

7、三种常见杆状单元：杆单元、平面梁单元、空间梁单元。

8、形函数N：反映单元内位移的分布形态，是x y坐标的连续函数。

形函数N仅与坐标值x y有关，与位移大小无关《现代设计理论与方法》复习提纲

第四章 机械可靠性设计

1.可靠性的由来和发展

研究对象：寿命特征

基础：概率论、数理统计理论

知识：系统工程学、人机工程学、价值工程学、安全工程学等 2.机械可靠性设计的难点

1）应力因素对机械产品的失效率的影响难以准确预计

2）机械产品的寿命试验都很昂贵。

3）机械产品的可靠性数据资源非常缺乏。

3.可靠性：是指产品在规定条件和规定时间内，完成规定功能的能力。

四要素：１）研究对象

２）规定的条件

３）规定的时间

４）规定的功能 4.可靠度R（t）：产品在规定的条件下和在规定的时间内，完成规定功能的概率。

5、失效概率F（t）：产品在规定的条件下和在规定的时间内，丧失规定功能的概率。

R（t）+(t)=1

R(t)=1-F(t)

0≤R(t)≤1，0≤F(t)≤1

6、失效率 λ(t)

失效率即故障率，是判断产品失效规律的基本参数。

简化定义：产品工作到时刻t,在此时刻以后的单位时间内发生失效的概率。

近似计算公式为：

λ*(t)=(n(t+Δt)-n(t))/([N-n(t)]Δt)

7、失效率曲线的三个特征区（要求能画出浴盆曲线）

早期失效区——试车、跑合阶段

正常工作区——使用寿命区λ(t)≤ λ0

功能失效区——疲劳和磨损阶段

8、会计算以下可靠性寿命指标

平均寿命——MTTF，MTBF

MTTF：

MTBF：

维修度：在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法完成维修的概率。(M(t))

有效度：可以维修的产品在某时刻具有或维持规定功能的概率。

可靠寿命——tr

中位寿命及特征寿命——t0.5

9、应力-强度干涉理论。（书p109）《现代设计理论与方法》复习提纲

10、可靠性系数的计算公式，并学会通过查表得出其可靠度。

若令ZRcs2c2s则RΦ(ZR)

ZR-----称为可靠性系数（或可靠性指数）

两类可靠性问题：

①已知ZR，求R=Φ(ZR)

可靠性估计

②已知R，求ZR=Φ-1(R)

可靠性设计 10.典型机械系统分为哪几种？

串联、并联、混联、表决系统

11.机械系统可靠度分配一般遵循哪些原则？

（1）技术水平。对技术成熟的单元，能够保证实现较高的可靠性，或预期投入使用时可靠性可有把握地增长到较高水平，则可分配给较高的可靠度。

（2）复杂程度。对较简单的单元，组成该单元零部件数量少，组装容易保证质量或故障后易于修复，则可分配给较高的可靠度。

（3）重要程度。对重要的单元，该单元失效将产生严重的后果，或该单元失效常会导致全系统失效，则应分配给较高的可靠度。

（4）任务情况。对整个任务时间内均需连续工作以及工作条件严酷，难以保证很高可靠性的单元，则应分配给较低的可靠度。

其它章节（以概念题为主，此部分占分较少）

1.列出你所知道的现代设计方法有哪些？

如并行设计、相似设计、稳健设计、绿色设计、智能设计、模糊设计、虚拟设计、动态设计和疲劳设计等

2.CAE——计算机辅助工程

CAM——计算机辅助制造

CAPP——计算机辅助工艺设计（前两者的联系桥梁）

PDM——产品数据管理

MPR-II——制造资源规划

ERP——企业资源规划

CIM/CIMS——现代集成制造系统 《现代设计理论与方法》复习提纲

3.相关性设计

相关性设计是为设计工作提供了极大的方便，系统会自动地更新与用户所修改的部分有关系的内容。4.动态分析法

实际产品往往是由一定数量的零件通过各种方式联接而成的机械系统，这时需要对整个系统进行静态和动态分析。

用黑箱法对此进行分析：首些要建立对象的数学模型，通常用复域中的传递函数、频域中的频率特性及时域中的微分特性来描述其数学模型。5.变型设计

它是实现快速响应的一种方法，这种方法特别强调对企业产品信息的标准化、规范化重组，通过对企业现有成熟产品的变型再设计，使企业的宝贵信息资源得到尽可能多的重用，从而实现快速响应，以赢得市场。

基本方法：相似设计和模块化设计 6.快速成型

它是近年来形成的一种全新技术，它完全摆脱传统“去除材料”加工方法，而是采用全新的“增加材料”加工法，将复杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合。7.绿色设计的概念

通常也称为生态设计、环境设计、生命周期设计或环境意识设计等

设计过程划分：1）产品提高

2）产品再设计

3）产品功能创新

4）产品系统创新 8.虚拟设计：

虚拟设计是随着科学技术的发展，特别是计算机辅助技术的发展而发展起来的新设计方法。它是以虚拟现实技术为基础，以机械产品为对象的设计手段。9.虚拟现实：

在这工具帮助下，设计人员可预先以连续的、更加直观的方式观察和探索新概念、新工程或新产品。目前，没有任何技术可以代替它。10.虚拟设计的特点：

它能使产品设计实现更自然的人机交换，能系统考虑各种因素，把握新产品开发周期的全过程，提高产品设计的一次性成功率，缩短产品开发周期，降低生产成本，提高产品质量 11.虚拟技术有以下显著的特性：

1）自主性

2）交互性

3）沉浸感

4）实时性 12.虚拟环境交互技术主要集中在三个方面：

听觉、触觉反馈系统、视觉

13.虚拟设计的近期目标：把设计人员从键盘和鼠标上解脱下来。

远期目标：创新设计

责任编辑：金祖近、朱苏凯