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首先，高中地理作业利用颜色来分层。台风根据距离影响本地的时间和风力强度，分为白色、绿色、黄色、红色、黑色5个警报信号等级。我也依葫芦画瓢，首先明确一学期的重难点，在布置作业时选用红色或黑色纸张布置作业，重点或者难点的章节内容用黄色纸张，其余的根据学生掌握状况用白色和绿色纸张。比如必修一的“地球运动”是难点，也是必修一学习的基础，但会考和高考中的地位下降，所占分值减少，所以在学习这一章节时的作业时选用橙色纸张，介于黄色和红色之间；而气候特征、成因、分布在整学期甚至整个高中阶段都是重难点，就用红色纸张；“自然灾害——洪灾”内容相对简单，但在区域地理中仍旧涉及，就用绿色纸张。我虽然对色彩心理学研究不多，但还是了解红、橙、黄等暖色使人血压升高，情绪高涨，紫、蓝、绿等冷色使人脉搏减缓，情绪沉静，我需要学生在重难点面前情绪高昂，充满战斗力，在一般知识点面前沉稳冷静，不能因为易于掌握而骄躁。利用彩纸布置作业，不仅在视觉上丰富学生的感官，尤其是刺激有视觉优势的女生，也有利于学生一目了然的掌握一学期的重难点，尤其便于男生对一学期学习的宏观掌控，更让学生在一学期的学习中有张有弛，张弛有度。
其次，将地理作业分成必修与选修。前苏联著名教育家维克托费德罗维奇•沙塔洛夫曾经提出编两类练习题集：必修作业的难度适合所有学生，选修作业难度适合学优生。踩着前人的足迹，我也将地理作业分成必修和选修，所不同的是，在此基础上，我还将必修和选修分别设计了两种方案，所以总共是“两部四案”。必修作业一般为书面、口头类作业，为短期作业；选修一般为实践、探究类作业，为中长期作业。我认为必修作业为巩固、强化基础知识和技能的，选修作业为提升地理素养、地理思维，培养地理兴趣的，所以我并不认为选修作业就只面对学优生，我要求学生完成必修和选修相结合的作业。在考虑男女生在地理学习中生理、心理的差异，在感知能力、观察力、注意力、记忆力、思维方式等方面的差异的基础上对地理作业进行分层设计。必修作业在设计时，方案A主要表现为知识体系构建、示意图及其变式图和分布图等的绘制设计与运用等，方案B主要表现为基础知识整理、地理规律总结及运用等。选修作业在设计时，方案A主要表现为观察、实验、制作模型、对时事热点进行评价的分析型作业等，方案B主要表现为撰写理论与实际相结合的小论文、通过网络搜集构建主题知识库的网络作业、调查报告等。其中在必修作业中的书面作业中的试题训练选择上，方案A偏向于综合题、一图多题，题型丰富多变；方案B偏向于材料题，以常见题型为主。例如，同样考查我国西北棉花种植区位条件，方案A以区域图呈现，探究西北是否可以扩大棉花种植规模，方案B以材料呈现，依据材料分析西北种植棉花的优势和劣势。不管是必修还是选修，方案A偏向于男生，方案B偏向于女生，但是学生具有自由的选择权，可以必修选择方案A而选修选择方案B，最重要的是让学生自己意识到自己的优缺点，做到有“自知之明”。
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不少地理教师在公开课或比赛活动中，为了体现新课程师生互动、合作探究等新理念，精心设计情境导入，内容呈现生动活泼，小组合作探究风生水起。笔者在参加青年地理教师教学能手大赛中担任评委时，遇到如下情形：上课内容为人教版必修1第四章第一节营造地表形态的力量，各位选手都能创设生动逼真的教学情境，如有些以导游的形式带着学生欣赏各种地貌，有些则用谷歌地球软件展示，有些老师精心制作亲历的旅游电子像册配上动听的音乐等等，课堂气氛活跃，师生互动性强。但课后反思：大部分老师缺失地质作用概念的介绍、内力作用与外力作用的性质对比、板块构造学说的讲解与应用这三大块内容，我们不禁要叩问：这节课究竟培养了学生什么地理素养？学生的什么地理核心能力得到提高？又如，高二“区域地理”教学时，某教师把“中亚”“西亚”合并，按“地形、气候、水文、土壤与植被”四块内容进行分组讨论，尽管气氛活跃，师生互动，学生自主、小组合作探究的模式得以充分地展现，但是它在本质上割裂了自然地理环境各要素，违背了它们之间相互联系、相互制约、相互渗透的整体性原理，因而是一堂不可取的地理课。
2.过于追求生动震撼的直观动画视频情境而忽略了地理问题情境的精心创设
新课改倡导改变知识的呈现方式，充分利用现代多媒体教学手段辅助课堂教学。就其本质而言，现代多媒体只是一种辅助教学的手段，而提升学生的地理思维能力是内容，是目的。形式必须为内容服务，否则徒有其形，不见其神，这样的形式就有作秀之嫌，甚至过多花哨的形式反过来会冲淡主题，影响教学目标的达成。如过于追求景观图艺术照片漫画等媒体呈现而冲淡了地图、统计图表、示意图、逻辑框图的应用与深度解读；穿插过多过久的富有感染力的视频和动画，反而干扰了学生对核心问题的关注与思考。
3.过于追求现代教学媒体的应用而疏忽了传统的地理“三板”基本功的训练与应用
不少地理教师尤其是年轻教师在上课时遇到突然停电或电脑发生故障的情形下，出现无法顺利地继续开展教学工作，或照本宣科，草草行事，勉强拖到下课的现象。还有些老师运用现代媒体如行云流水，得心应手，而在黑板上竟然没有一个粉笔字、一幅板图或板画，听课老师提出中肯建议，上课老师却说既然投影屏幕上已经出现了，何必多此一举。诚然，现代教学媒体为当今课堂教学提供了强有力的手段与技术，加大了课堂教学的密度，加强了师生、生生间的交互性，改变了学生的学习方式，使地理课堂变得更加丰富多彩、赏心悦目；但也带来了视角疲劳、浮光掠影、不易用笔记录、难于铭记在心等负面影响。而在多媒体出现之前，曾经支撑传统地理课堂教学的“三板”（板书、板图、板画）基本功的训练与应用，虽然一度被遗忘和忽略，现又重受关注和宠爱。“三板”的应用和传统媒体与现代媒体各有千秋，优势互补，应用起来相得益彰，不可偏废，必须有机结合，促进地理课堂效益最优化。
4.过于追求预设中教学目标的达成度而压抑了课堂中的动态生成
目前中国基础教育的主要问题之一，偏重学生收敛性思维的训练而疏忽学生发散性思维的培养，长此以往会导致一个民族的创新意识及创造能力不足。不少教师在教学设计中，教学目标、教学内容、教学方法与媒体选择、教学过程中教师活动、学生活动、设计意图等每个环节都精心斟酌，一丝不苟，偏偏忽略了课堂中最能闪现意外的思维火花、最富于创意的动态生成这一重要环节。预设与生成是一对矛盾，它们之间的关系是对立统一的关系。科学、合理的预设不仅不会压抑生成，反而能够充分考虑营造宽松和谐的氛围、精心挑选或设计有利于激活学生发散性思维的开放性问题、创疑激趣、循循善诱，更有利于课堂教学中师生的深度互动和动态生成。
5.过于依赖典型案例的剖析而忽视了选择非典型案例进行分析提升迁移
案例教学法是新课程改革中倡导的一种新型教学方法。不少老师未深刻理解案例教学法的本质内涵，误把案例当成举例；把教材中的典型案例分析方法当成是解决同类地理案例问题的“灵丹妙药”，缺乏举一反三、灵活迁移的能力。
二、原因分析
当然，地理教学设计中的问题是多种多样的，以上五种现象无法完全涵盖问题的全部。它们有一个共同特征：重视新课改理念之形，忽视了新课改理念之神；重视师生互动、生生互动、合作探究、多媒体辅助教学、目标达成、案例教学等教学方式之形式，忽视了所有教学形式都必须服从和服务于学生地理学科素养的培养与核心能力的提升这一内容和目的。重新认识内容和形式的有机统一关系，有利于澄清纷繁芜杂的地理课堂表象，探寻高效地理课堂的本真，防止在内容与形式两者关系处理过程之中有失偏颇，有利于高中地理课堂高效教学模式的建构和实施。
三、改进策略
地理素养分为地理科学素养、地理人文素养和地理信息技术素养三个部分。实际上，这三个部分也是相互包含的。地理学科核心能力是指赋予地理学科特色的、有别于跟其它学科共有的普通能力的特殊能力。如：综合性与地域性是地理科学的两大基本特性。综合性反映在中学地理学科之中就表现为整体性；地域性反映在中学地理学科之中就表现为区域差异性或案例的典型性及非典型性。因而中学地理学科核心能力即整体性及区域差异性的理解与应用能力。课程改革再怎么改，高中地理课程的终极目标和本真依然是学生地理学科核心能力的培养与提升，其主要策略为：倡导地理课堂自始至终都必须贯穿“问题驱动”，实现知识问题化、问题情境化（案例化）、思维图示化（各类地理图像――也包含“概念图、思维导图等等”），通常称之为“三化”。在“问题驱动”的课堂结构中，必须设置一连串的问题构成问题链，要注意各问题之间的梯度与逻辑关联，总体上遵循先易后难、先典型后非典型、先具体后抽象再回归到新的具体问题的设置原则。以下主要探讨如何从整体性与案例的典型性及非典型性两个方面入手改进地理课堂教学设计。
四、整体性原理与地理教学设计
不仅自然地理环境存在整体性规律，在人文地理环境、自然环境与人文环境之间也存在着整体性规律。图1反映了地理环境间普遍存在的整体性规律。为此，在教学设计中，必须体现整体性思想，切忌孤立地、静止地看待和分析地理问题，教学设计各环节必须渗透和贯穿整体性原理。如分析气候的形成因子除考虑自然方面因素外，也要考虑人类活动；高三复习气候专题除分析气候的形成因子外，还要复习气候对其它自然因素的影响、对自然环境的整体影响、对人文地理各要素的影响乃至对地理环境与人类可持续发展的整体影响。自然资源是自然环境与人类活动的纽带和连接点，具有自然与人文的双重属性。又如必修2“交通运输方式和布局”一节的教学设计，无论是新课还是复习课，都必须贯穿整体性原则，人文地理内容核心能力要求是“区位”分析，在前面学习人口迁移、城市化、农业、工业等内容时，都离不开“交通运输”这一共同的重要区位因素（影响因素）的分析。实际上，人文地理环境与自然地理环境一样，都存在整体性特征，突出表现为人类活动受制于各种区位因素，同时它本身又构成其他人类活动的区位因素，交通运输亦然。教学设计中，要充分强调交通运输的布局与地区经济社会发展这种“互动”关系，结合关联案例引导学生加深对“区位”复杂性、动态性的认识，懂得具体问题具体分析。
五、案例的典型性及非典型性选择与地理教学设计
传统的地理教学高度关注典型性案例，通过对典型案例的深入剖析，建立起一般的思维模式（答题框架），然后把它当成放之四海而皆准的工具，机械地套用在所有同类问题的解决之中。实际上，地理环境是复杂多变的，具有鲜明的地域差异性。从典型的案例中提炼出来的一般原理只有与实际情境的特殊性与非典型性相结合，才能丰富、调整和完善原有的认知结构，实现知识迁移，才能促成学生螺旋式递进的认知水平和能力的提升，才能达到举一反三、学以致用的目的。
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“学习环境”是指学生与学习资源之间面对面交流的一种学习状态或学习境况。地理学习环境是在地理学特征基础上运用所有教学资源创设的有利于提高学生地理知识和技能学习，形成空间思维能力的环境。学习环境设计是新时期教育思想和理论变革的产物，是建立在二十世纪以来建构主义和认知主义学习理论发展基础上的新学习理论。它是能较好体现信息社会教育特征的一种现代教学设计，旨在创立一种有效学习、积极学习的环境以促进学生对教学内容的自我理解和掌握、促进学生自我认识能力提高。
1.地理学习环境研究现状
关于学习环境研究，很多学者从不同角度做出了许多努力。Hannafin&Land在1997年提出建构主义学习环境的核心要素即心理学基础、教学论基础、文化基础和实用基础。当今很多关于学习环境的研究都建立在这四个基础之上，钟志贤在2005年也提出任何学习环境设计都离不开五大理论视角，即心理学的、教育学的、技术的、文化的和实用主义的视角。情境化思维与真实境脉在学习环境建构中具有重要作用，Brown等认为知识、思维和学习的境脉相互联系。一些建构主义环境提供了宏情境，将相关信息置于或者镶嵌其中，而不是提供孤立的信息。学习环境也重视多种观点的协商和解释，许多建构主义学者强调学习的社会中介，通过探索、协商和解释，理解得以深化。建构主义学习环境另一个潜在价值观是个人信念和经验为新的理解提供独特的个人框架。地理学习环境设计研究属于学科学习环境设计研究，目前大部分关于学习环境设计的研究都着眼于通识教育的角度，国内关于学科学习环境的研究尚处于起步阶段，地理学习环境设计的研究也较少。
2.地理学习环境研究趋势
学习环境的创建主要有两种关于情境的理论，森杰的实习场理论和莱夫和温格的实践共同体理论。Senge将这种设计看作创设实习场。所谓实习场即一种与真实场地分开的情境脉络，所有努力都是为将真实的活动安置在这个境脉中，学习者遇到的问题将和真实环境下相一致，即一种模拟真实环境的境脉。抛锚式教学、基于问题的学习和认知学徒制就是实习场的典型案例。莱夫和温格（Lave&Wenger，1991）提出实践共同体的概念来体现活动将个体与共同体加以联系的重要性和共同体使个体事件合法化的重要性。罗斯（Rose，1998）认为实践共同体就是具有共同成员介入共同的任务，具有相关的实践和资源，具有没有异议的背景假设，共同人可以写常识和实际理由。笔者认为创建一种符合学生认知方式、符合地理学特征、具有时代特征的学习环境是地理学习环境设计的研究重点，应具有以下趋势：丰富地理学习环境设计的理论基础，体现学科特性；紧随时代潮流，善用信息技术辅助学习环境；切合新课程理念，促进地理课程发展；不断创新方法和技术，拓展地理学习环境的深广度。
三、地理教学设计和学习环境设计差异分析
地理教学设计与学习环境设计作为两种预设型地理教学模式，根据以上论述可以看出，教学系统设计与学习环境设计无论起源还是具体趋势都有一定差异，主要表现在建构的基础、设计的目标、关注的对象、操作的方法等方面。
四、从地理教学设计到学习环境设计变化动因
1.更切合新课程理念
如果说新课程背景下的教学设计是“以学生为主体、以教师为主导”的“双主理念”下的教学设计，充分体现以学生为中心，那么地理学习环境的设计将是一种完全以学生为中心创设的环境。以学生为中心、以学习者为中心的学习环境，提供了互动的、鼓励性的活动，能满足个人独特的学习兴趣和需求，在不同复杂程度下加深理解。近年来以学生为中心的认识论如雨后春笋般大量出现，这些理论就包括诸如基于问题的学习、抛锚式教学、认知学徒制、交互式教学、基于目标的情境、基于项目的学习、建构主义学习环境和开放学习环境等。尽管在应用范围、技术和方法上这些方式都各有不同，但基本上都体现了如何加深学生理解的本质和最适于促进学习的方法的相似假设。另外，地理学习环境是在与实际极其相似的境脉中培养学生独立自主解决问题的探究能力和学生相互之间交流合作的能力，解决的这些问题也都与生活中面临的问题相类似。因此，学习环境设计所创设的是一种与新课标“学习对生活有用的地理，学习对终生发展有用的地理”理念相契合的环境。在这样的环境下，获取知识与技能不再是学习惟一目标，培养个人能力，促进自身全面发展与获取地理知识一起成为地理学习环境所追求的结果。
2.理论基础更合理
教学系统设计建立在客观认识论基础上，受到行为主义和信息加工理论的影响。由于行为主义力求用外显的行为来解释学习，而信息加工理论依赖于符号认知，集中于有意识的推理和思维，忽视文化和物理的情境脉络，因此教学系统设计是从系统的角度关注系统要素，偏重微观知识的呈现、传递和教学策略的设计，注重学习结果和学生外在行为变化的分析。虽然不同学习环境有不同的理论支持，如情境理论、分布式认知、活动理论、建构主义理论等，但它们大多建立在主观认识论或主客观互动的认识论上。学习环境的设计是从宏观角度关注学生的学习活动，注重学习情境的设计、认知工具和资源的设计以及学习共同体的设计。这种设计是动态的，没有固定的步骤和策略，以一种框架的、非线性的形式提供一些设计的思想和原则，从理论上来说也更加合理，地理学习环境更加符合学生认知发展规律。
3.现代技术不断发展
伴随时代的进步和科技的发展，在教育领域中信息技术的应用逐步扩展，地位日渐突出。首先，教学系统设计的发展从技术角度分析基于摄影、幻灯、投影、无线电广播、电影、电视、语言实验室、计算机等多媒体。其次，从信息传播角度来看，这些媒体内容的表征是单一的、播放式的、线性的，人们通常把这些媒体只当作教学系统设计的一个要素，设计者通过比较不同媒体的教学特性、教学作用并结合所讲教学内容选择合适的教学媒体。随着信息技术的不断发展，微电子技术和计算机技术发展为当前教育信息技术的主要基础，这类信息技术以信息处理为核心，以硬件、软件等为手段。从信息传播角度分析，这类信息技术内容的表征是综合的、交互的、非线性的，人们不再把信息技术只看作教学系统的一个要素。在这种环境中，教室的实体界限开始变得模糊，学习活动可以不分时间与地点在一个虚拟的“电子教室”中进行，数据库中存储有许多与课程相关的辅助教材与练习题，学习者可透过网络更快速与便捷地获得参考资料，与同学交流沟通更趋便利。通过各种网络通讯工具，学生之间可以匿名方式讨论交流，这里的学生不再限制于一个班级一个学校，而有可能来自不同省区，甚至不同国家。学习环境设计关注如何利用信息技术营造互动的教学环境和学习环境。学习环境中如何促进学生的学习活动、实现学习目标以及培养学生的高级思维能力等是重要的考虑因素，也是学习环境的优势。
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（一）低碳景观设计
低碳景观设计是近年来才提出的新的概念。低碳，是指较低或者更低的温室气体（二氧化碳为主）排放［7］。而低碳景观设计是以低能耗、低污染为目标宗旨的绿色景观设计［8］。低碳景观作为景观学领域的新概念，其内涵也包括“低碳社会”、“低碳经济”等概念相对应的基本层面的低碳含义，那就是减少景观建设过程中的碳排放［9］。在景观的设计和施工中我们倡导节约其过程中所需的能源和减少碳的排放量，维护大自然的生态平衡、让人与之共存［10］。因此低碳景观设计也是一种可持续发展的设计理念，符合生态语境下当今社会对景观设计的要求。在生态设计理念的指导下，低碳景观设计有了长足的发展。宏观上，景观工作者本着尊重自然、可持续发展等目的，充分理解和尊重场地，让设计符合环境，充分让自然做工。微观上，低碳景观在规划、设计、施工、使用及维护的整个过程中都注重减少碳的排放，促进形成和谐发展的景观体系，这也是生态设计理念的具体体现形式。但是，低碳景观设计并不就是生态设计，它与生态设计有相类似的方面，但也有不同之处。生态设计主要针对于环境而言，主体是环境，生态设计的主要目的是减少人类活动对环境的破坏，而低碳设计可以应用于人类生活的方方面面，主体是人和人类活动。因此低碳景观设计不只是注重设计对环境的作用，也注重人的活动本身。它是研究人类和人类活动在作用于景观时所产生的碳的排放量的问题，更低的碳排放量是低碳景观设计所追求的目标。因此，从对坏境的影响上而言，低碳设计与生态设计有共同之处，但是它们的侧重点不同。生态设计更加注重目的，而低碳设计更加注重过程的低碳。生态设计更宽泛，而低碳设计注重结构的优化和细节的处理，因而更容易见效，也更容易被普通大众所理解和接受。
（二）低碳景观设计的特征
在生态设计理论的影响下，低碳景观设计体现出如下一些特征。第一，更加尊重场地，设计结合自然。在生态设计理论的指导下，低碳景观设计尽量利用场地的有利条件，协调和解决场地的不利条件甚至变不利为有利。利用场地已有条件和物质基础必定会减少景观设计和施工过程中的碳排放量。尊重场地是低碳景观设计的基本特征。结合场地的自然条件进行设计而不是“归零设计”，那种仅凭技术而无视场地现状的肆意妄为的做法是对资源的巨大浪费，我们已经付出了沉重的代价。第二，景观生态系统的动态平衡。景观生态系统包括景观与外部系统、景观内部各元素之间、景观元素内部的结构与功能之间、景观生命体与其环境之间以及人类与景观生态系统之间的生态关系都是动态平衡的关系［11］。生态系统的跨尺度性要求低碳景观设计力求平衡这些关系，并在此过程中减少碳的排放，而景观生态系统达到动态平衡之后也会达到减少碳排放的目的。第三，生态设计指导下设计生态。生态可以被设计，低碳景观设计在生态设计原则的指导下设计生态。众所周知生态系统是个很复杂的系统，它包含很多子系统，每个子系统又包涵了很丰富的内容并自成体系，因此生态系统不能被设计也很难被设计，但是设计可以发挥作用，人工设计的生态应该被纳入自然生态系统，是自然生态系统的一部分。因此在低碳景观设计过程中实际上是设计生态，是模仿自然设计生态的过程。只有如此设计出来的景观设计，在项目完成之后才能形成良好的生态循环。第四，减法设计，节约人力物力。低碳景观设计主张做减法设计，不浪费精力。不但在景观项目的方案设计初期，在项目设计和施工过程中，都秉承能少则少，节约人力物力的原则。要减少碳的排放量，只有更大程度地减少人力物力的损耗。低碳景观设计在整个过程中都注重节约人力物力，以达到更少的碳排放的目的。第五，尽量降低能源消耗，减少碳排放。低碳景观设计以尽量降低能源消耗，减少碳排放为原则。很多低碳设计打着低碳的旗号，事实上并不低碳。说低碳并不低碳的例子很多，如为了打造更好的自然效果，千里迢迢去找材料，或为了一两种植物跑几个省份。以及不珍惜资源，随意浪费能源，这些做法只注重了目的性，而忽视了过程的低碳，也不是低碳景观设计的正确做法。这也是生态设计和低碳设计最大的不同。
三、低碳景观设计的应用模式研究
低碳景观设计的应用模式的理论基础是生态学和景观生态学。基于生态设计理论的低碳景观设计目前的应用模式有以下几种。
（一）自上而下的模式与自下而上的模式
我国景观设计的现状和国外有很大区别，国外的景观设计项目一般而言要通过社区居民讨论，规划师、建筑师也要加入到景观项目的设计和施工中。而在我国则是政府行为，先立项，政府通过了之后到达主管部门，主管部门之后才进入到景观设计师手中。但是很多景观项目实际上负责人都不是景观行业从业人员，这给景观设计的具体开展带来了难度，甚至出现一个设计方案改十几次或几十次的情况。由于低碳景观设计很多时候并不是在第一时间就能够体现经济效益，在讲究效率和效益的现实条件下，低碳景观设计开展起来也困难重重。如果管理者（包括政府和相关主管部门）重视民众的声音，尊重设计师，给设计师更大的权限和空间，景观项目由自上而下的模式转变为自下而上的模式，这样才有可能给低碳景观设计带来新的局面。
（二）千层饼模式
这是一种叠加模式。设计师麦克哈格在景观设计时尊重自然，提出了强调“土地适宜性”的“千层饼模式”。千层饼模式是将影响景观设计的自然因子都列举出来，进行叠加，然后可以从叠加模式中看出垂直自然生态过程，并可据此判断出该设计与环境适不适合。到了设计阶段，将要做的设计分层进行，叠加之后成为一个完整的方案。然而该模式仅注重垂直的自然生态过程，而忽略了水平生态过程，因为设计的各要素之间不是孤立的而是相互联系相互作用的。如此势必割裂部分与整体的关系，使低碳景观设计成为形而上学的一种模式而达不到低能耗、低污染以及降低碳排放的目的。
（三）场地拼嵌模式
随着近些年来研究的深入，形成了分析景观的一个基本模式，即“斑块—廊道—基质”［12］。这是一种场地拼嵌模式，是利用景观生态学原理，将景观场地分为斑块—廊道—基质的形式，斑块－廊道－基质模型是构成景观空间结构的一个基本模式，也是描述景观空间异质性的一个基本模式。这一模式为比较和判别景观结构，分析结构与功能的关系和改变景观提供了一种通俗、简明和可操作的方式。这个模式也有缺点，有可能注重局部而忽视了整体，而且并不是每个景观场地一定包含这三个内容。就这几种模式而言，有景观设计程序上的，有方法上的，但是低碳景观设计并不是单一的或机械的使用这些模式。低碳景观设计应该以生态整体性为基本原则，灵活运用各种模式进行设计，要根据项目的实际情况选择合适的设计模式，也可以以一种模式为主，结合其他的模式进行研究或设计。
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2.1地铁工程设计管理系统功能分析
针对地铁设计管理工作存在的问题，我们应创建完善的应用系统，使其具备人性化的功能。即目录与进度信息管理、自动预警、统计分析、发放图纸、变更查询等功能。首先系统应具备统一填报以及对设计图纸目录与具体进度进行管理的功能，使信息数据能够快速的收集以及传输。同时对于设计进度管控应发挥自动预警功能，也就是在即将达到控制节点时系统应进行自动预警，并警示有关责任单位。对于各个设计院众多的图纸进度信息，系统应实现实时统计，进而便于地铁集团能够实现有效的过程管理以及全面考核。在图纸的发放环节，系统应做到统一管理，针对各个图纸实现有源头、有去向以及有责任人的控制。另外，地铁设计管理系统应对各项设计变更做到统一管理，针对不同变更做到实时可查，使变更责任更加明确清晰。
2.2地铁工程设计管理系统模块设计
地铁工程设计管理系统应包括工点GIS入口、工可设计管理、初步设计管理、招投标设计管理以及施工图设计管理等模块。其中GIS入口功能在于便于用户做好设计统计的研究分析，进行必要的变更管理。工可设计管理模块则是在工可阶段进行设计图纸的控制管理，具体包含工可图纸管理、目录模块、发放台账、工可设计统计分析等子模块。地铁设计管理系统之中的初步设计以及招投标设计模块，其流程同工可设计较为相似，用于初步设计以及招投标设计环节对设计图纸的合理管控。施工图设计管理模块尤为重要，具体涵盖业主代表、建总、目录模块、图纸管理发放台账、设计统计分析、变更管理等子模块。
2.3地铁工程设计管理系统应用
地铁工程设计管理系统实践应用过程中，首先应创建图纸目录，即各个工点有关设计院应创建形成自我负责的施工图目录，并交由总工办进行审核批准。而后应创建交图计划，也就是工点设计部门应依据终极的计划交图时间点，上报施工图目录之中各类图纸过程节点计划时间。例如提交总体图纸时间、设计监理、审图办理时间等，并由建设事业部门进行批准审核。建设事业部门应依据上述计划的时间节点管控各个设计院任务履行状况，由总部填写具体任务的完成时间。另外，系统应依据各个进度节点计划的时间点，在规定要求之前的七天时间做好进度核查检验。倘若没有按照计划时间完成，则系统发出预警，设计部门则可获取到负责各个工点相应的预警信息，并做好设计任务重点事项的安排处理。应用地铁设计管理系统，事业总部可实时查询各个工点图纸进展状况，通过定时统计研究，进行有效科学的过程管理，合理管控设计进度。完成施工图纸之后，设计部门将图纸上交总工办，履行必要的签收手续后在系统之中上报具体的交图期限，并创建发放图纸台账，做好发放管理工作。应用施工图纸的阶段中，总工办应做好各个设计变更的登记汇总，在系统中创建变更台账，便于后续的追溯以及调阅，进而为核算管理提供必要的参考依据。
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1.2土地平整工程
耕地整理的自然潜力要转化为现实潜力，会受到所处地区的经济实力、社会经济区位、技术、待整理耕地本身基础设施状况等多方面影响，确立耕地整理的现实潜力，要综合考虑这些因素的影响。项目区有可用以建设的专项资金，同时区位以及基础设施较好，具备平整工程的一般条件。项目区地形较平坦，水源充足保证灌溉，旱地水土流失严重，排水堵淤沟布置弯曲不合理。工程将零星散布的耕地纳入平整区，考虑土地整治区物种、地块、多尺度生态化要求确定平整方案原则：
（1）水田田型调整，按照“大弯随弯，小弯适当取直”的原则，对田坎进行整理。田块适当归并，沿排灌沟布置，垂直排灌渠筑田埂，有条件的实施小并大，减少田埂占地面积。改变关冬水种植制度，实行1年2熟种植制度水旱轮作，提高土地利用率。
（2）旱地改造坡薄土，变跑土、跑水、跑肥的“三跑土”为保土、保水、保肥的“三保土”，达到“平、厚、壤、固、肥”的标准。坡改梯配套蓄水池，有效减少水土流失的同时又保证了旱地灌溉用水，提高旱地的生产水平。在生态化和景观空间优化配置的统筹下，经济作物合理规划保证耕作区物种多样化，具体土地平整参数及整理后规划作物种植结构，见表1。
1.3农田灌溉排水工程
项目区以地表水为主要灌溉水源。一是整治山平塘、新建蓄水池截蓄地表水，提高径流水利用系数，解决耕地的灌溉水源，表2列出了部分典型山坪塘整治工程量；二是整治灌排渠，渠道引水，利用水库、山平塘进行自流灌溉，表3列出了部分渠道工程量。项目区内分布着103口堰塘，由于运行多年且只利用不维护的恶习，堰塘淤积、渗漏严重，甚至部分堰塘坝体已塌方。经实地踏勘，对项目区内损坏特别严重不能正常蓄水以及水利用系数不足50%的典型病塘，根据其排水设施、防水设施现状，参照其上游集雨面积和下游控灌面积，因地制宜进行坝体整治、防渗、整修防水口、增设溢洪道和适当清淤工作。根据项目区地形、土壤状况和生产水平，该区旱地灌溉主要利用集雨工程，雨水主要通过沿山腰的截流沟排入水池或山脚排水沟；水田多采用灌排结合渠，现有的灌溉渠系淤积较多渗漏严重，部分渠道壁坍塌。通过路、沟、池、凼配套建设的完善，使坡面水系在节约占地合理布局的同时做到能排能灌。排水沟采用《灌溉与排水工程设计规范》设计排涝标准为10年1遇，水田采用1日暴雨2天排除，旱地采用1日暴雨1天排除，据各级渠道的设计排涝流量确定排水沟的断面尺寸。部分排水沟工程量。项目区内规划整治沟渠3118.7m，使项目区内渠道基本形成网状结构，有效提高了项目区内的排涝能力。农田灌排设计在防止对生物圈和景观的持久改变和破坏，尽量减少对动植物生存环境的不利影响的要求下，强调生态和景观理论在工程设计中水源造成的重要景观功能衰退问题的影响，尽量减少了水系建设的生硬突变，尽可能地就地取材，减少了以往全部采取水泥硬化的措施对原有生态的破坏。
1.4田间道路工程
项目区内田间生产道路多为土路和泥结石路，受当地热带湿润季风气候，生产、出行、运输不便。规划新建田间道、生产路2级道路：田间道利用现有机耕路条件较好的村主干路硬化，规划路面3.5m宽砼路面田间道1585.3m和3.0m宽砼路面田间道13584.8m，路面为C30砼现浇20cm厚路面，其布局基本能满足生产和生活需要；耕作路秉承不以水泥硬化破坏土壤结构的原则采用预制板规划1.0m宽生产路9263m，与田间道相连相交。景观生态的土地整理要求田间道路状况。田间道路状况可用田间道路密度或田间道路连通度表示，田间道路密度大，田间道路通达度高，说明田间道路建设状况好，田间道路的连通性好。经整治改造后路面条件得到较大改善，使项目区内道路形成环状交通网，切实解决出行和运输问题。
2生态环境效益分析
项目区改变以增加耕地面积为主要目的传统土地整理规划，应用景观生态学，以生态农业建设为基础，在保护生态环境的前提下，进行景观生态格局的调整，保留集中连片的生态价值高的景观类型，再将导致景观破碎的零星分布于耕地景观内部的其他类型景观调整为耕地景观。在充分利用现有景观廊道的基础上，在耕地景观内部适当增加各类景观廊道。在设计方案中，把农田水利配套设施建设、小流域综合治理、土地平整及田间道路建设紧密结合在一起，通过实施水源建设、灌溉渠系、田间道路以及土地平整和土壤培肥等工程措施，实现机械化作业，进行集约化规模生产，促进物种生存和繁殖，项目区各种用地结构得到了有利的调整（见表5），项目区形成“田成方，水成网、路相连、林成行”的标准农田生态系统，可以给当地居民带来愉悦的心情，提高居民的生活质量，改善其生存环境。整理前的耕地利用等别指数为918，区域整理后耕地利用等别指数为2086，实现了作物最大现实潜力。
3经济效益分析
项目区地理位置优越，土地通过整理后，改良原有耕地面积762.92hm2，新增耕地面积88.50hm2，整理后耕地面积共计851.42hm2。整理后的土地种植结构中粮食作物以水稻为主，经济作物以油菜为主，适当种植蔬菜等，交通、水利等基础设施达到了很大的改善。土地整理项目的经费主要用于购买各种建筑材料、电力设备、水利设施等，其余费用主要用于支付施工者的工资、项目的设计与验收等。这些资金通过开展土地整理活动流入与土地整理相关的各种行业，将带动相关行业的发展，有益于国民经济的发展。同时，土地整理后生产成本将降低产量将增加，从而提高农户的收入。根据工程预算，本项目总投资2062.72万元，根据整理后耕地经营管理的纯收入，预计静态投资回收期为8.44年，静态投资收益率11.85%。采用有、无本项目的对比增量进行直接效益计算项目实施年新增收益306.32万元，扣除维修和管理费用61.88万元，净增效益244.44万元，直接经济效益十分可观。
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2初步设计阶段
2.1初步设计阶段的主要任务初步设计是施工图之前的重要环节，一条线路的工程建设具体标准、规模、功能、投资等，都要在初步设计文件里交代清楚[7]，初步设计文件最终要由政府主管部门组织审查，并正式进行批复，以作为施工图设计的重要依据，同时也是工程建设投资控制的重要依据。所以，初步设计的主要任务就是以图纸的方式，将整个工程做出定性和定量的双重约定。
2.2初步设计阶段的工作重点作为建设管理方的设计管理人员，在初步设计阶段应抓好几项关键工作，包括督促总体设计单位制定初步设计技术要求及相关统一规定、规划及现状资料的全面落实，涉及交通、园林、管线、用地等的全力协调，全线初步设计概算编制和组织方案审查等（见图2）。（1）督促总体设计单位制定初步设计的技术要求及规定。此项工作应该放在初步设计工作的最前端。由总体设计单位组织各专业，发挥全院优势，或者利用外部专家的力量，重点设计院也积极参与，研究形成本线初步设计的纲领性文件。技术要求直接决定后续工作应遵循的原则与要求，必要时应组织专家进行论证，并征求运营单位等部门的意见。特别是要对已运营线路设计和施工过程中发现的问题，在新线的技术要求中尽量规避或者提出有效的解决方案。（2）规划及现状资料的全面落实。建设单位要总牵头，负责委托有关单位或部门，形成规划及现状资料的书面文件，移交给设计单位作为设计依据。对于规划资料，在总体方案阶段的基础上，对于沿线的规划用地、规划立交、道路、河湖、铁路等，尽可能全面、清楚地反映，使设计单位做到有的放矢。现状资料包括沿线管线资料、建（构）筑物资料、初勘报告等，这些资料直接关系到车站、区间的设计方案。最后方案的成败，往往取决于对现场的掌握情况，对边界条件分析不清、调查不透，很可能到施工阶段会“翻车”。因此在初步设计阶段收集各种设计输入的资料工作十分重要。（3）涉及交通、园林、管线、用地等的全力协调，仅仅把规划、现状资料掌握清楚仍不够，还需花大量的精力去协调。比如交通导改，在初步设计阶段，明挖方案是否成立，除了设计单位的直观判断，建设单位应该组织就交通导改方案与交管部门提前沟通，若方案本身对交通影响很大，交管部门明确提出此交通导改方案实施的可能性很小，这种情况就应该着手研究盖挖、暗挖等方案进行比选，避免基坑开挖时再变更，不利于工程的实施。还有园林、管线改移等存在同样的问题。在方案确定之前应该花时间多方沟通，以取得支持，才能得出最稳定、最具实施性的设计方案。（4）初步设计概算。初步设计概算是政府批复的基础性文件，同时也是建设项目投资控制的重要依据，作为建设单位，尤其要重视此项工作。初步设计阶段投资控制分为概算编制、报批和投资目标分解两项主要工作，概算编制主要包括工程费用、工程建设其他费、预备费和专项费用4部分，工程费用根据工程量计算计列，其数额也相对容易把控，但工程建设其他费方面，目前有些设计单位对设计概算的编制工作重视程度不足。特别是对于前期专项费用，如拆迁、管线改移、其他前期专项工作等。设计管理人员应要求概算编制单位仔细核对有无遗漏项目，对于专项费用，要根据实际情况，进行充分的考虑后结合实际方案列入概算。此外，对于工程直接发生的费用，一定要充分考虑。为了做好投资控制，在概算批复以后，需要按照概算各科目批复情况，将各子项投资进行分解，明确各项工程的投资目标限额，便于过程控制和有效对比。（5）组织文件的专家审查。按照程序，初步设计完成后应组织专家审查，建设单位应全力配合好政府的审查。首先要保证设计图纸的质量，要求设计单位严格按时间规定完成文件备审。另外，对于各单位的汇报文件，要提前组织进行预审，理好思路，抓住专家关心的重点问题。在评审过程中，要组织设计单位及时与专家沟通，积极回答专家的问题，力争让评审顺利通过。
3施工阶段
初步设计完成之后，即有条件进入施工、监理单位的招标工作。设计管理人员要提供招标图纸，配合招标机构工作，重点按照招标内容，要求设计单位形成准确的招标图纸及相关技术文件。对于风险工程项目，要根据初步设计文件专家评审情况，形成专项设计文件，便于工程量和费用测算。施工、监理单位产生后，设计单位也同时陆续进行施工图设计，包括分批完成施工图设计、进行设计交底、现场施工配合、配合工程验收等。
（1）规划手续办理是做好设计管理工作的前提。由于地铁工程建设的特殊性，部分区段的许可手续办理（见表3）可能与工程同步进行。在施工进场之前所有手续中，规划部门行政审批的临时建设用地规划许可证是最前置的，有了此用地手续，方能启动相关拆迁、占地工作，路政部门接续办理占掘路手续，交通管理部门审批交通导改手续，园林审批部门审批园林伐移手续。另外，在此阶段，市政管线设计综合同样非常重要，有了规划部门审批的管线综合成果文件，各管线产权单位才能据此启动管线改移的相关工作。所以，抓紧办理施工进场前的规划用地手续和管线综合成果的规划确认，是设计管理非常重要的两项前期工作，要安排专人负责，相关领导也要作为重要工作来抓。
（2）功能完善是设计管理追求的目标。地铁工程也是一件产品，最终的用户是广大乘客，在控制投资规模的前提下，如何利用有限的费用，建造出一个结构安全、质量优良、换乘便捷、乘坐舒适的精品工程是最终目标。同时地铁建设又是一项不可逆转的百年工程，一旦建成无法修改。在设计文件最终形成前，作为一名设计管理者，应该站在功能的角度去判断方案的优劣，重点关注换乘功能、服务水平、空间效果、人性化设计，从乘客的视角去感受方案。在面临决策时，尽可能把功能实现放在首位。
（3）施工图质量是设计目标实现的有效保证。在确保施工图进度的同时，如何提高和保证施工图质量，是实现工程目标的有效保证。目前，由于设计周期比较短，有些施工图中的错、漏现象时有发生，给现场施工带来一定影响。对此，设计管理人员要把提高和保证设计图纸质量作为日常性工作来抓，通过会议、通知、要求等形式不断强化，还应当经常性地抽查设计图纸，听取施工、监理单位对图纸使用情况的反馈意见，组织图纸问题交流会。在对设计单位的履约考评中，把图纸质量作为非常重要的一项考核内容，坚决杜绝出现施工图质量事故。
（4）不断提高设计人员主动服务、配合施工现场的意识。施工图完成后，施工现场配合是一项重要工作，但往往设计人员在这方面的表现不甚积极，因此，就需要多引导。要求设计人员多去现场，察看现场是否在按自己的设计文件、设计意图在施工，现场是否存在需要解决的设计问题。从管理角度，可以给设计人员设定一些“规定动作”，比如要求其每周去现场至少2次，填写相应的表格，包括现场施工进展、有什么问题、解决了什么问题、对下步施工有什么要求等，必要时要求施工现场负责人员及设计双方签字，从而规定设计人员勤跑现场，不要养成被动开会的习惯，要有主动服务、积极配合的意识。
（5）时刻提醒设计人员注意工程投资控制。当前，地铁工程的投资“水涨船高”，地下线路每公里造价已接近10亿元，在此情况下，要时刻提醒设计人员，严格按照标准设计、限额设计有关要求，注意投资控制。在设计单位管理方面，应要求总体设计单位做好全线标准的统一，在施工图总体审查过程中，认真检查设计单位的保守做法，杜绝设计浪费等行为，各工点设计单位对投资控制负主要责任。各工点设计单位应严格按照批准的初步设计文件进行施工图设计，在提交施工图时，应同时提交一份详细的施工图与初步设计的工程量对比表，清楚反映工程量变化情况。总体设计单位在施工图审查时，应对施工图与初步设计的工程量变化情况进行重点审核，发现有问题时，要求工点设计单位修改，同时报建设单位。设计单位应严格控制设计变更，特别是投资增加的变更，当单位工程（车站或区间、停车场站、设备系统）的投资规模达到批复设计概算95%时，应书面报告建设单位，分析原因和提出解决措施。特别像基坑工程的支护结构、永久结构的钢筋含量、暗挖工程的初支参数、各类注浆加固工程的范围等，建设单位可以采取施工图预审的方式，听取设计单位关键部位的设计参数汇报，尽量统一全线标准，节省投资，也可以选用专家评审的方式进行设计文件的经济性审查。与此同时，地铁工程建设的安全形势十分严峻，确保安全施工十分重要，对于各类风险工程，要求设计单位进行专项设计，这类费用占工程投资的比例越来越大，因此，在专项设计方案审查时，要把工程投资审查放在首要位置，在确保安全的前提下，通过方案比选、论证、优化的环节，尽可能节省投资。对于设计图纸投资超过概算批复情况的，建设单位应组织召开专题会进行研究，如发现设计单位原因导致超概的，应对设计单位进行处理。设计管理部门要求设计单位不断优化土建和设备的设计方案，降低工程造价，定期检查施工图质量。合同部门在工程量核算过程中，如发现设计图纸存在设计标准过高、过于保守、浪费、原因不明的投资增加等情况时，应即时将有关情况反映给设计管理部门，由其根据合同及相关履约考评管理办法对设计单位进行处理。工程现场实施时，由工程部门负责收集施工、监理单位对施工图问题的反馈，以及在设计交底、施工图审查过程中，当发现图纸存在设计保守、投资浪费等情况时，可及时向设计管理部门反映具体情况，由其根据合同及相关履约考评管理办法对设计单位进行处理。当然，以上只是施工阶段设计管理工作的几个主要方面，日常工作远不止这些。总之，施工阶段的规划设计管理工作是建设单位的主责，也是工程好坏的关键所在，各级领导要予以重视，具体从事规划设计管理的人员要分清主次，全力以赴。
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二、设计材料分析
一个包装样本，能够体现低碳元素的是其材料部分，低碳包装可选择的材料是非常丰富的，包括可降解材料、可食用材料、可重复利用材料和原生材料等等。采用可降解材料的包装在其丧失使用效能之后，被丢弃后可在短时间内被微生物降解为有机物质，为土质增添营养或者用于再生产，不会使环境产生负担。原生材料是使用自然界现有的材料雕琢美化后作为包装，比如贝壳雕刻美化后可以当作项链、戒指的包装盒，木料经加工雕刻成为木盒，木屑可用于造纸、建筑吸水等，岩石磨薄镶嵌是很好的古董包装盒，可食用材料常作为快餐食品的包装材料，同时具备可降解材料的优秀品质，在无限的创意中，为食品提供优良的包装。参考3D+1R原则，常用的设计材料具体有：
（一）纸。纸在包装设计中的运用非常广泛。包装用纸分为再生纸和原浆纸，原浆纸价格比再生纸略高且环保程度不如再生纸，但原浆纸可以制作高品质的材料，显图效果也比再生纸强。包装设计要根据客户需求和产品效果综合考虑选用纸的类别，当然，从实用和环保角度，还是建议用再生纸作为包装设计材料。
（二）竹木。竹子和树木因其硬度、韧性、轻便、容易加工、取材便捷等优点，在包装设计中常备作为原材料，另外，竹木包装因其古朴、民族的特色也常常被一些设计师、客户青睐而选用。
（三）玻璃。目前玻璃制作技术非常成熟，钢化玻璃等玻璃类别已经让自身脱离了易碎这个标签，玻璃包装往往显得华贵优雅，加以染色技术，又有琉璃的古朴之感，常常为高档商品所选用。同时玻璃作为一次成型的包装材料，也可以重复利用，例如可口可乐公司的汽水瓶，就是重复利用的一个典范。
（四）金属。金属因其高延展性、高韧性、可回收、丰富的类别和合金的多种复合可能被包装设计师所青睐，设计师往往可以通过金属材料制作出精美绝伦的包装艺术品。另外，金属包装产品的实用性能也很高，例如口香糖常用镀膜纸作为包装，以保证产品的干燥，贵重物品也常用金属进行包装，能起到防水防火防盗的作用。
（五）蔬菜。蔬菜中淀粉含量高以及纤维含量高的作物根据其特殊性往往可以当作包装材料。例如面粉和鸡蛋可以做成油炸食品的盒子，加工过后的蔬菜叶子可以用来包裹饼子等有馅料的食品，马铃薯粉制作马铃薯制品的包装盒也常有新奇的生活艺术效果。
三、印刷油墨
印刷所使用的油墨也关乎产品包装是否低碳，如果油墨材料不够环保，那材料即便可降解，也会使环境产生负担。目前常用的三种油墨有：
（一）水性油墨。水性油墨是采用水作为溶剂而得名，不会对人体产生伤害。同时水性油墨成本低廉，且印刷成品的颜色靓丽美观，且干燥效率比有机溶液的油墨效率高，常被食品、药品生产厂商运用，有着世界级的安全水准。
（二）植物种子油墨。采用较为广泛的是大豆油墨，由豆油、树脂、蜡质、颜料等材料，按照一定比例调配加工而成，对环境0负担，也无挥发性有机物质污染空气，不会对呼吸系统造成负担。新型的植物种子油墨还有亚麻种子油墨，这种油墨在性能上均优于大豆油墨，成为美、日、韩等国的印刷新宠儿。
（三）蔬菜油墨。蔬菜油墨的优势在于颜料源自纯天然，不含任何添加剂，甚至可以达到可食用的标准，一般也常与可食用的包装材料配合使用，同时这种油墨像蛋糕着色一样采用喷枪，更富创造力和想象力。
四、从设计结构方面提升礼品包装的低碳品质
（一）为包装“瘦身”。与中国传统的华贵繁复的包装结构不同，低碳理念下的包装结构设计遵循的准则是简约、小巧、实用，甚至达到“零包装”的程度。零包装不是指没有包装，而是包装简约到与产品浑然一体，不会像传统包装一样喧宾夺主，为产品增加过多的不必要的附加成本。但在瘦身模式下的包装设计，其创意和艺术性的体现就更加困难，这对于包装设计师有着更高的要求。
（二）摒弃粘合剂。对于包装材料的连接设计，丝绸、布艺制品可以采用缝纫的手法将材料连接在一起；硬质的材料现也多参考古代的“楔”手法，将材料拼接起来，例如木盒的仿古设计，既有历史韵味，又有现代的低碳理念；对于可降解塑料等不适宜以上两种方法的材料，则应当一次成型或者采用热熔手法将不同部分连接在一期，减少粘合剂的运用；对于纸板等材料，可以使用金属条装订，一方面保证了连接的稳固性，另一方面金属条和纸板都能回收再利用，符合低碳的理念。
（三）礼品包装结构要在遵循礼品本身及礼品品牌的基础上创新。过度包装往往会造成浪费，甚至会喧宾夺主掩盖礼品本身的立意。例如送一只古意盎然的毛笔，用一个高级檀木雕花盒子做外壳，内衬绣着精工苏绣的上好的雪缎和羽绒，这样的一个礼品，乍一看非常有档次，但毛笔的高雅风骨就被包装冲淡了许多。
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本航天GPS接收机是L1C/A码导航型接收机，只接收L1C/A信号。对地面应用的接收机，L1C/A信号的最低接收功率为-160.0dBw[2]，有用信号淹没在热噪声信号中。在LEO轨道，考虑自由空间传播损耗和大气损耗都小于地面应用，所以GPS信号功率比地面大1～7dBw。接收机接收到的信号经下变频后，在较低的中频频率进行基带处理。通常无源天线接收的信号强度不满足变频器芯片的输入要求，所以要用低噪声放大器对天线接收信号进行放大。低噪声放大器要满足增益要求且噪声系数尽量小。
1LAN设计
天线和LAN部分设计的框图如图1所示。各部门集成在一起，以降低馈线损耗，减小噪声系数。根据所设计航天GPS接收机的航天应用特点，选用Micropulse1621LW无源天线，它简单、坚固、体积小，适合安装在微小卫星上。在接收机天线处，GPS信号非常微弱，带外射频信号影响LAN和射频前端工作，造成信号失真。尤其当GPS天线与射频发频天线安装距离较近，射频天线的辐射可能导致器件饱和而使GPS接收机不能正常工作。所以需要射频滤波器抑制带外信号，本设计选MuRata公司的滤波器DFC21R57P002HA，特性同线如图2所示。
航天GPS接收机的低噪声前置放大器采用AM50-0002低噪声放大器进行设计。AM50-0002的噪声系数为1.15B，标称增益27dB，一片芯片即可满足要求[3]。AM50-0002的管脚连接图与输入匹配参数如图3所示。考虑到使用微带实现输入匹配的复杂性，以及1.575GHz频率下微波电感的适用性，设计中用微波电感实现输入匹配。输入匹配的电感网络和电感参数用ADS优化优化得到。
2匹配网络和参数优化
(1)计算微带T1、T2的参数
用微波EDA工具软件ADS2002计算微带T1、T2的参数。执行命令ADS2002ToolsLineCalc，选定微定类型、衬底参数（substrateparameters）和工作频率，在电参数（Elactrical）下填写图3中的阻抗和电长度，执行合成（Synthesize），从物理参数（Physical）下得到微带的宽度W和长度L。对图3中的T1、T2的计算结果如下：
T1W=2.08512mm,L=12.7706mm;
T2W=1.04589mm,L=5.85184mm。
（2）计算单端口S参数
根据图4所示原理图，将微带设置为（1）中得到的参数，微带类型、衬底参数和工作频率与（1）保持一致，计算得到单端口S参数为S（1，1）=0.756/62.140。
（3）确定电感匹配网络
尝试不同的电感匹配网络，根据匹配结果确定匹配网络如图5所示。
（4）优化匹配参数
原理电路如图5所示，将S（1，1）=0.756/62.140作为优化目标，优化理想电感L1、L2的参数。优化计算36步后得到结果。此时S参数为S（1，1）=0.758/62.042，得到的理想电感参数为：L1=4.986nH,L2=5.302nH。
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低温压力容器是指设计温度低于-20℃，且工作时壁温在-20℃以下的一种压力容器。由于低温压力容器是在较低温度下进行工作，如容器中存在因缺陷、残余应力、应力集中等因素引起的较高局部应力时，容器就可能在没有出现明显塑性变形的情况下发生脆性破裂而酿成灾难性事故。为此，对低温压力容器在设计时应注意的若干问题，如设计温度的确定、材料的选择、结构设计、焊接的要求以及检验标准等进行详细的分析，显得尤为重要。
1.低温压力容器设计时应注意的若干问题
1.1设计温度的确定
由于设计温度高于或者低于-20℃，压力容器的结构设计、选材、焊接、制造等方面的要求是截然不同的，因此在设计低温压力容器时首先要确定其设计温度。一般，设计温度的确定须考虑介质温度和环境温度等。
在工程上，一般采用以下方法来确定低温压力容器的设计温度
（1）当元件金属两侧的流体温度不同时，设计温度的确定应综合考虑流体与壁面间的给热、 污垢热阻以及元件金属的热量传导等，然后通过计算求得元件两侧金属表面的温度。
（2）若容器内流体温度接近环境温度，或是外部环境有保冷、保温设施时，或是有传热条件使壳体壁温接近物料温度时，此时壳体温度可取为物料温度。
（3）如已有生产运行的同类容器，可通过实际测定确定受压元件的金属温度。
（4）若容器是放置在露天下或是无采暖的厂房内，其壳体的金属温度应考虑在低温环境中受到的气温条件的影响。
1.2低温下的选材
压力容器的材料应包括钢材、钢管、锻件、螺栓、螺母、法兰密封垫片及焊条等。由于是在低温（设计温度
（1）钢材的选择。
低温压力容器常用的钢材有I6MnR，I6MnDR，15MnNiDR，09MnNiDR，CF-62等，以及镍系低温钢材1.5Ni，2.5Ni，3.5Ni，5Ni，9Ni钢等。
在选择钢材时，应考虑几点：1）要求钢材具有足够的低温韧性且焊接性能良好；2）钢材必须按规范要求进行无损检测，不允许有任何的夹层、夹杂和裂纹等内部及表面缺陷；3）钢材的使用状态：低温钢材为正火（N） 状态，镍系低温钢及部分高强度低温钢为正火+回火（N+T） 或调质（Q+T） 状态。4）对低温用碳素钢和低合金钢各类钢材，应按要求进行低温夏比V型缺口冲击试验，且当钢板厚度δ>20mm时，应逐张进行超声波检测，合格级别按标准或图样规定。5）为保证钢材的塑性储备，钢材的屈强比（σslσb）宜小不宜大。
（2）锻件的选材具体见表1。
（3）螺栓、螺母应采用35CrMoA、30CrMoA，使用状态为调质，并应进行低温冲击试验。
（4）法兰密封垫片的选择：1）若选用金属材料的密封垫片，要求垫片的缠绕金属带、外壳或是孔隙、实心的金属垫片，其材料的选择应选用低温低于-40℃奥氏体不锈钢、铜、铝等在低温下无明显转变特性的金属材料。2）若选用非金属材料的密封垫片，要求其在低温下具备良好的弹性，如石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯等。
（5）焊条的选择：应选用化学成分和力学性能与母材相近的具有较好低温韧性的低氢碱性焊条，且应按复验药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量。
1.3结构设计
（1）结构应尽量简单，减少约束；避免形状突变减小局部高应力。
（2）容器元件的各个部分所形成的T形接头、角接接头焊缝和各类角焊缝，以及接管、凸缘端部都应修磨成圆角，使其内、外拐角圆滑过渡。
（3）结构各部分截面应避免产生过大的温度梯度。
（4）容器的鞍座、支座、支腿应设置垫板或连接板，不能直接焊在容器壳体上。
（5）接管DN
（6）设计压力≥2.45MPa或≥1.57MPa，介质易燃、有毒时，应采用对焊法兰。
（7）对于易燃、有毒介质，设计压力≥0.59MPa，或一般介质，设计压力≥1.57MPa，均需采用方头螺栓。
（8）对于易燃、有毒介质，若设计压力≥1.57MPa，厚度>30mm，或设计压力>0.59MPa的平盖和管板，均应采用锻件。
1.4焊接要求
在焊接时，应根据低温钢的特点来控制焊接工艺。一般，低温压力容器的焊接要求如下：
（1）不应使用不连续的焊缝或点焊连接焊缝。
（2）在焊接时应严格控制焊接线能量，以避免焊缝金属及热影响区形成粗晶组织而导致低温韧性降低。一般，在焊接工艺所确定的范围内，宜尽量选用较小的焊接线能量。
（3）焊缝表面不得有裂纹、气孔和咬边等缺陷，应尽量打磨光滑。
（4）不得在母材的非焊接部位引弧，焊接接头应严格避免焊接缺陷，不得有未焊透、未熔合、裂纹、气孔、咬边等缺陷，同时要尽量减小对接焊缝的余高，其应不大于3mm。
（5）为避免压力容器在低温条件下发生脆断的几率，在焊后应进行消除应力热处理，以消除接头区域内的焊接残余应力。对于厚度大于16mm的焊接接头，在进行热处理后，要求其温度不应超过钢材的回火温度。
1.5检验标准
（1）用于制造低温压力容器简体、封头的钢板，当其钢板厚度超过标准时，应进行超声波探伤，合格级别为Ⅲ级。
（2）对接焊缝凡符合下列情况之一者，应经100%的射线探伤或超声波探伤：1）设计压力>0.59MPa，介质为易燃、有毒；2）设计压力>1.57MPa；3）低碳钢及碳锰钢板设计温度≥-40℃，但接头厚度>25mm；4）铁素体钢设计温度355MPa，或合金元素含量>3%；6）厚度>38mm的碳素钢，厚度>30mm的16MnR，厚度>25mm的15MnVR及奥氏体不锈钢，厚度>16mm的12CrMo、15CrMo。
（3）若对接接头采用局部射线探伤，要求其检测长度不得小于各条焊缝长度的50%且不小于250mm。
（4）采用100%的磁粉探伤或渗透探伤的部位有：1）进行过100%射线探伤或超声波探伤的容器的T型接头、对接焊缝和角焊缝；2）σs>390MPa的高强钢壳体上全部焊缝及热影响区表面；3）壳体上拆除临时附件后的焊痕及补焊的表面；4）温度1.57MPa的法兰用螺栓。
2.结束语
总之，低温压力容器是一种工作在-20℃环境下的压力容器，这就决定了其设计方法与普通压力容器有很大的区别。因此，在进行低温压力容器设计、制造及检验时，必须遵照《压力容器（ GB150.1～150.4-2011）》的标准及要求，通过实际情况处理低温压力容器中常见的问题，以不断提高低温压力容器的质量，防止压力容器在低温操作过程中发生脆性断裂事故。
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2．1资源浪费非常严重
当前室内装修资源浪费非常严重，装修过程中的砸、扔、换现象已经成为一种常态，一般原始建筑配备的暖气片、马桶、洗漱盆、开关和电线等设施基本都在装修过程中拆除换掉。据统计每100平方米的毛坯房平均产生600公斤的装修垃圾，装修过程中折合每平方米至少70元的材料设备变成了垃圾，全国仅“敲敲打打”方面的浪费，每年的损失在300亿元以上。据调查每浪费1平方米的建筑陶瓷，多消耗约6千克标准煤、增加排放二氧化碳15．4千克，装修造成资源浪费与低碳经济发展是相违背的。
2．2室内装修环境污染比较严重
目前，室内有机污染、无机污染和放射性污染是我国装修污染的三个主要方面，主要超标的污染物是甲醛、苯、氨、氡等化学物质。室内装修使用的人造板材、胶黏剂、墙纸等材料是室内装修污染的主要来源，如果这些材料质量不合格，材料所含的有害和有毒的化学物质就会超标，这些有害物质混合在空气中，对人体造成非常不利的影响，严重的可以致癌。此外，装修过程中产生各种粉尘、废弃物和噪声污染也严重影响人们的生活。
2．3室内装修使用生命周期较短
我们国家室内装修的使用寿命比较短，娱乐场所装修更新周期一般在三年左右，公共场所在四年左右，家庭室内装修更新周期多数不会超过七年。频繁的装修更新缩短了室内环境使用时间，装修是一种利用有限资源消耗的过程，如果延长它的使用期限，就会减少消耗、节约能源，同时也会降低二氧化碳的排放。
3低碳理念下的居住环境设计方法
3．1空间设计的低碳原则
低碳设计就是以设计为起点，通过设计原理、理念、方法、手段、技术等一系列的整合，创造出低能耗、低污染、低排放的物质或精神产品。室内环境空间低碳化设计要注重空间的充分利用，考虑空间的可变性和灵活性，对室内空间进行合理的布局，组织好内部空间的关系，尽量节省交通空间，让室内交通集中有序，增加居室空间的利用率，达到节省空间的目的，并且要尽量减少对原室内主体结构的更改。室内空间设计中还要考虑阴阳面相结合，使其起到冬暖夏凉，节约能耗，对于光照、通风、房门的朝向需要进行统筹安排，通过合理的设计，充分利用自然条件，室内自然通风要顺畅，自然釆光要合理。减少空间设计中对材料的使用量，减少环境污染源，这是比较直接的低碳化设计手法。
3．2材料选用的低碳原则
低碳材料有低污染、低耗能、使用寿命长等特点，低碳材料使用过程中不会产生有害物质，并且可以回收再利用。室内装修材料在生产、运输和施工阶段都会消耗能源，排放大量的二氧化碳，在低碳环境设计中要选用一些低消耗、低排放、低污染的新型材料，减少碳量的排放，降低废弃物对环境的污染，实现节能、节材和节水的低碳居住环境设计。装修材料可以优先选用本地材料，缩减运输距离，减少运输过程中碳的排放。在材料种类上可以用一些低碳替代材料，如选用竹材、藤材、棉麻和植物秸秆等天然材料，通过艺术设计和技术处理应用到室内装修上，也可以用硅藻泥代替墙壁涂料和壁纸;用竹地板替代实木地板;用水性木器漆替代装饰油漆;用复合石材替代天然石材等。在保证结构和安全的前提下尽量使用轻质隔墙材料，少用混凝土、水泥等材料。装修过程中也可以选用可回收再次利用的材料，把装修过程中废弃的一些材料进行筛选重新利用，比如利用多层板侧面木质纹理作为墙面的饰面材料，将数张多层板拼合压制在一起，从侧面裁切粘贴在装饰墙面上来减少材料浪费。
3．3施工方式的低碳原则
首先，低碳、环保的施工工艺需要在保证施工质量的前提下进行，在施工过程中采取科学的施工工艺，合理组织施工工序，制定标准化的施工流程，这样不仅能够减少工程质量隐患，提升装修效果，还能避免重复施工、反复施工造成的能源浪费。其次，在施工环节可以采用工厂生产半成品或者标准配件，在现场安装的施工模式，减轻现场施工压力，减少施工现场产生的装修垃圾，提高效率，缩减施工周期。再次，对装饰垃圾进行妥善分类处理，使垃圾污染和有害物质排放最小化，将装修剩余材料采取保存或者提供给其它家庭使用的方式来减少资源浪费。
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中国是一个幅员辽阔的国家,拥有从延边到北海曲折而漫长的海岸线,正如成文于周秦之际的《禹贡》中所描述的我国古代的地理环境:“东渐于海,西被于流沙,朔南暨声教,讫于四海。”这些天然屏障为我国文化独立发生发展提供了可能,并且减缓了域外文化的影响与冲击,使其保有很强的连续性,从而形成了一脉相承、多元一体的设计文化。但同时,这种隔绝也滋长了“足乎几无待于外”的封闭自足意识。
正是设计文化的多元一体,才更折射出地理环境的丰富与复杂。在中国这片广袤的国土上,56族人民“居楚而楚,居越而越,居夏而夏”,在不同的地形、气候等自然地理环境中生活,食物来源于不同的动植物,有着不同的社会需求,从而又形成了不同的思维方式、社会生活习俗及社会制度等,这些思维方式、社会生活习俗、社会制度又共同构成了独具特色的民族文化,正所谓“百里不同风,千里不同俗”。所有这些反过来又决定着对设计产品的不同需求。为了适应不同地区不同民族的生产生活需要,带有地域特色的设计产品应运而生。因此,不同自然地理化境下的设计与设计文化是各异的。
例如在我国南方地区,由于河汊较多,为了出行方便,人们的房屋也通常采用房前街巷而屋后为水道的样式,舟船为该地区主要的交通工具之一。相反在北方地区,则是平原为多,四通八达的马路使得车辆成为人们首选的出行工具。《史记•河渠书》中“陆行载车,水行载舟,泥行蹈毳,山行即桥”,正是交通工具(设计产品)因地而异的最好写照。
中国西高东低的自然地势走向,决定了河流由西向东的基本流向,与之相反,山脉则多为南北向,在一定程度上阻断了东西向文化上的交流。由于我们众所周知的地大物博之由,先祖对于海洋的重视程度自古以来就远远弱于对河流的重视程度,换言之,中国是一个注重大河文化的国家。在重多的河流区域,如黄河、长江等几乎都有人类文化的遗迹发现。但由于地域不同,各文化遗迹所属的文化类型也不尽相同。
黄河流域出土有大量彩陶,半坡、庙底沟、石岭下、马家窑文化类型的彩陶上多饰有鱼类纹,而同处黄河流域的半山、马厂文化类型的彩陶则以几何纹为代表,其中神人纹尤引人注目。长江流域则以玉器为多。以玉琮、玉璧等为代表的良渚文化,器物上则以夔纹、饕餮纹等为多(图1)。由此可见,不同地理环境下形成并被发掘的文化遗址各有典型器物,不同器物上或绘或铸或刻有各不相同的典型纹饰,这些器物及纹饰在向世人展现先民们生产生活用具的同时,也在一定程度上反映出当时该地区的文化及习俗。
图1
由于地理位置、交通条件等的差异,导致了各地区与外界的交往程度各不相同,有的地区与外界交往频繁,相对开放,在此我将这一类型的自然地理环境归类为开放型的。而边远地区及山区,由于交通不便,与外界的接触甚少,自然地理环境相对封闭,我将其归类为封闭型,两种类型的自然地理环境对设计的影响各有利弊。
地处交通要道、自然地理环境优越的地区,人们与外界的接触频繁,经此地南来北往的人们带来了先进的技术,从而带动该地经济的发展。除了新技术的注入之外,人们的思想也更为开放,思维方式不再固守旧式,相对于偏远地区的人,他们更容易接受新的、对该地区发展有利的一切事物,更有可能做到“海纳百川”、“包罗万象”。这类地区的设计总是在不断变化发展,无疑,这样的变化对设计的发展是非常有利的。
当然,任何事情都存在两面性。这种开放型的自然地理环境中的设计,由于受外来种种因素的影响较多,因此在发展过程中所保留的具有地域特色的元素就相应的在减少,所呈现的是一种多元文化交流后相互融合的特征,如唐代的长安,长安可谓是当时的国际性大都市,商业的空前繁荣使之成为世人皆向往之地,长安城内胡汉杂居,这使得本就处于丝路重地的长安城多元文化杂糅共存。我们从胡、汉共乘一头骆驼的三彩骆驼俑就可见其一斑。(图2)
图2
与外界接触少的封闭型自然地理环境中的设计又呈现出另一番特征。由于与外界的几近隔绝,必然与外界的接触机会甚少,更谈不上相互交流。这就导致新的技术不能引进,从而造成了这些地区经济的落后,并且很难出现新的设计产品,那么设计也只能或维持原样或在原来的基础上缓慢发展。当然,由于当地经济的落后,人们对于新产品的要求并不高,更多的只是世代相传的手工艺。
自然地理环境的长期封闭,最直接的结果便是人们思想的相对保守,思维并不是很活跃,并且人们习惯性的将眼光聚集在本地区内,他们更擅长继承和发扬本地区、本民族的手工艺,同时也对新事物具有一定的排斥性。由于受外来文化的影响甚少,该类地区更好地保留了自己最原始、最本真的习俗与文化,套用现在我们常用的一种说法就是“更好地保留了原生态的东西”。这些灿烂的、具有鲜明民族特色的民俗文化与传统手工艺,无疑是设计取之不尽、用之不竭的重要源泉。我们现在大力提倡保护的非物质文化遗产就主要存在于这些地区。正是丰富多样的地理环境,养育了千姿百态的地域文化。
总之,自然地理环境与设计的关系密切,有时甚至对设计起决定作用,自然地理环境不同,要求有与之相适应的不同功能的设计产品为人类所用,但这种决定作用并不是绝对的。在生产力高度发展的情况下,自然地理化境对设计的影响则相对减弱,同时,人类在不断将自然之物改造成为我之物的过程中,自然地理环境也在不断变化,但自然地理环境的变化与设计的发展并不是同步的,因此我们只能说二者关系密切,无论谁决定谁,都是相对的。
参考文献
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2.1做好高层建筑围护结构设计
首先,应该做好高层建筑围护结构的布局控制,一般在严寒区域选择高层建筑的外部保温维护结构,在南方可以根据高层建筑的风格和功能选择内外结合的保温维护结构。还应该做好高层建筑维护结构的材料控制,应该选择质地较轻的外侧保温复合材料构成高层建筑围护结构。当前的围护结构材料存在着以下几方面的缺点:整体性能较差、易松散、抗震能力比较差、不能承受装修时或凿或刘时的震动(刹斧石面层预留洞槽易出现冷桥)、不能承受外部装修贴挂荷载(贴石材、安装装饰构件)、墙体的表面很容易出现裂纹。根据浏定结果,高层建筑中出现的冷桥大约要占总体热损失的5%～13%,正因为如此,这点非常受到设计者的重视,要采用有效的构造措施尽量使产生冷桥的可能性降到最低。除此之外,高层建筑外的围护琦体消耗能源会比较多,大概占总体建筑能耗的25%。建筑外霉面积很主要的一个因素就形体变化。形体系数越大耗能也会越多,所以国外的很多高层建筑在设计时会设计成圆塔形。像是法国戴高乐机场的候机楼、美国洛衫矶的好运饭店,都是设计成了圆形或者椭圆形。众所周知,圆的周长在相同面积的所有图形当中是最短的,这样能够使建筑的外寡面积尽可能的小。所以说,为了减少能源损耗,高层建筑的形体变化不能太多,也不要过于复杂。
2.2综合考虑高层建筑的风环境
风环境对于高层建筑的能耗有着直接而重要的影响,在春夏季节里空气流动会带来高层建筑室内外空气的交换,进而实现对室内空气、湿度的调节,这有利于降低高层建筑的能耗。在冬季高强度的风力会带来高层建筑室内热量的损失,进而导致高层建筑能耗的增加。在高层建筑的特殊部位由于低温,在风环境湿度过高的情况下会出现高层建筑结构冷凝水和渗水问题,不但影响高层建筑的寿命,而且也会增加高层建筑的能耗。高层建筑设计中要考虑到风环境正反两个方面的影响,利用风环境中的积极因素做到对高层建筑能耗的控制,降低高层建筑的碳排放;移植和规避风环境中的不利因素,做到对高层建筑节能和减排目标的保证。在具体的高层建筑设计中应该结合风环境,建立起相互遮挡、相互掩映的新结构,使风力按照有利于高层建筑节能减排目标实现的方式流动,做到低碳理念在高层建筑设计中的深层次应用与体现。
2.3改善高层建筑的选址
建筑选址是高层建筑设计的重要问题,要充分认识到地理环境对高层建筑的影响。应该在高层建筑设计中根据日常光照原理,以低碳理念为中心,准确选址高层建筑的方位,确定高层建筑的朝向,避免高层建筑之间出现遮蔽,使高层建筑最大数量和最大范围接受更多的日光照射。在具体的设计里应该以夏季和冬季太阳的入射高度和角度为基础,控制高层建筑选址,做到夏季高温条件下日照量的最小化,做到冬季低温条件下日照量的最大化,以此来控制高层建筑对温度调节时能源的消耗,在充分保障室内的舒适性和宜居性,做到对低碳目标的保证。
