參數化設計在環境藝術設計專業實踐教學中的應用

夏東亮

摘 要：進入21世紀以來，數字與信息技術突飛猛進，環境藝術專業的設計模式正在悄然改變。當下，如何培養適應未來發展的設計師是藝術設計教育、教學改革面臨的巨大挑戰。本文從參數化設計產生的背景和發展趨勢入手，結合其對環境藝術專業的影響，分析并總結了應對這一設計平臺如何在實踐教學中培養高等設計人才，并為環境藝術專業教學實踐、改革提供一種新思路。

關鍵詞：參數化設計；環境藝術；教學

1 參數化設計概述

人類在原始社會的磨制石器、從事農牧業，到兩次工業革命手工勞動走向機器生產，再到20世紀的信息產業革命，電子計算機、人工智能的出現，設計從無到有，給人們的生活帶來了前所未有的改變。而計算機輔助設計作為一種設計方法，已經滲透到各個行業，成為設計師進行設計活動不可或缺的手段。

（1）參數化設計的相關概念。參數化設計（Parameric Design）是美國麻省理工學院Gossard教授所提出的變量化設計思想轉化而來，主要涉及參數化圖元和參數化修改引擎這兩個部分。所謂參數化設計是指通過改動圖元的某一部分或幾部分的尺寸參數，系統自動完成計算并對圖形結果修改，進而實現參數對圖元系統的可控化。

（2）參數化設計的發展。正如蒸汽機對工業時代的影響，以計算機為代表的數字、信息及互聯網技術的進步推動著參數化設計的發展。目前計算機技術從體系結構到元器件的變革都已產生了質的飛躍，超高速運算、超小型、智能化、云端化為代表的量子計算機等已經走進設計行業，參數化設計的平臺質量越來越高。參數化設計的發展在國外已經經歷了從理論到實踐的研究，并廣泛應用于設計領域。參數化設計的應用軟件層出不窮，主要集中在兩個方面：一種是傳統三維建模軟件針對參數化設計進行的軟件升級或插件輔助，如在Rhino平臺下的Grasshopper，Rhino Script，基于Maya平臺下的mel，以及3Dmax、sketchup系列三維軟件的擴展；另一種是從二維到三維輸出全面實現參數化計算和處理的軟件，如法國Dassault System公司針對工業設計的Catia一體化軟件，基于Autodesk平臺的Revit建筑設計參數化引擎等。

2 參數化設計對環境藝術專業的影響

（1）設計手法多元化。環境藝術設計面對的設計對象是復雜的空間形態，設計手法目前主要集中在聚集式思維和發散式思維這兩個思維搜索方向進行邏輯演變的，設計師思維結構的差異產生不同的思維活動，在環境藝術設計領域主要表現為直覺、靈感的差異化，從而映射出不同的設計手法，個人經驗依然占主導地位。隨著參數化設計平臺的引入，設計手法的隨機性和可控性將同時出現在整個設計方案中。

（2）設計過程可視化。借助于參數化設計的計算平臺，可將復雜的運算步驟交給計算機來完成，并通過對數據分析、處理，利用圖形、圖像轉化技術，清晰、明確的展示設計的每一個過程。這種人機交互的設計模式，使業主也可以參與到設計過程中，從而提高作品的滿意度。

（3）設計產品智能化。當前，產品的智能化，以其更加人性化、便捷化的服務形式，越來越受到人們的喜愛。借助參數化設計的強大計算邏輯，通過對新材料、新技術的運用，滿足成本節約化、需求個性化的同時把智能系統融入設計產品中也是環境藝術專業作品的新趨勢。參數化設計的運用可借助于互聯網與物聯網平臺、通過云計算和大數據分析手段，進行可持續發展的智能衍生，從而推進“智慧城市”的發展。

（4）設計管理精確化。基于參數化設計平臺的設計實踐，精確化可在各階段實現，包括在設計中定量日照、采光、溫差、濕度等氣象和物理環境的影響，預判后期的發展傾向及規律等。在施工精細化管理方面，參數化設計可以準確快速的計算工程量，提高施工效率，有效了解工程運營狀況，減少資源浪費，實現風險的有效管控。

3 參數化設計在實踐教學中的應用

環境藝術設計專業是一門以培養未來空間設計師為主要目的的綜合性學科，它的前瞻性與實踐性要求高校在培養人才的實踐活動中，應積極適應行業發展趨勢，應對不斷發展的新材料、新技術，提高高等教育培養水平。

（1）培養學生參數化思維能力。思維意識的培養是現代設計教育思想的主題。培養學生的洞察力、理解力、想象力、分析總結能力是參數化思維的核心。區別以往教育傾向于如何實現結果，而是把學生思維的重心引向如何制定邏輯規則方面。此外參數化技術的成熟對于設計師來說，意味著將用更少的精力去做瑣碎無意義的勞動上。但這并不代表設計師可以被機器取代，設計核心永遠是設計師在把控。在教學活動中，應傾向學生在思維方面的訓練，如增加頭腦風暴等啟發式教育的訓練強度，適量計算機編程能力的培養，而不是將大量精力過度投入到較為落后的理論和軟件學習上，培養學生思辨力和創造力，不因工具束縛創作思維。

（2）堅持實踐融入教學，研究引導市場。環境藝術設計是一門實踐性與應用性非常強的綜合性學科，如果依舊按照傳統學科的教學模式，通過理論指導實踐的單一培養模式，已無法完成實用型人才的培養目標。堅持把第一課堂與第二課堂聯系起來，將虛擬化的學生作業與實戰化的市場項目切實相結合，全面培養學生的心理素質、動手能力是以參數化設計為平臺的教學實踐必須進行的改革措施。設計教育的培養應是超前的，是思想與技術的發動機，只有將產、學、研真正聯系起來，所培養的學生才能適應市場的擇才標準。

（3）突破專業限制，豐富課堂形式。環境藝術設計專業是一門跨多學科、領域的專業，涉及的知識面較廣泛，在實踐教學中，應加強創新學科、交叉學科的知識傳授，以及對社會、經濟、文化等多方面的關注，轉變教學思路，豐富課堂形式，充分調動學生學習積極性，創造良好的學習條件。通過“走出去，引進來”等靈活、開放的課堂形式，深入設計一線就地開展教學，帶領學生多實踐、深摸索、勤總結，全面提升教學質量與教學水平。

（4）改進辦學條件，提高教師自身素質。參數化設計師的培養條件是苛刻的，需要軟、硬件教學設施的共同投入。由于參數化設計對計算機數字化處理平臺的依賴性，在教學基礎設施建設方面需要投入大量的新設備，確保教學研究與實驗的先進性。而更為重要的是教師隊伍建設。教學的核心力量是教師，教師是參數化設計師培養活動的關鍵，這種精英模式的教育需要有大量實踐經驗的師資隊伍?？赏ㄟ^積極主動的師資調配來優化教學結構：一方面推動教師自身成為雙師型人才，即教師也是設計師，且設計項目的數量和周期保持一定的時效性；另一方面引進一批專業設計師，實現培養師資結構的多元化、教學分工精細化，為學生提供適合實踐發展的學習環境，為社會培養優秀的復合型人才。

4 結語

從20世紀80年代末至今，經歷30多年的發展，有近1500所高校在培養環境藝術設計專業人才，每年有數萬畢業生融入就業市場。由于部分高校依然沿用落后的專業課程結構，觀念陳舊、創新不足、與市場脫節，環境藝術設計教育改革迫在眉睫。環境藝術設計專業的教學實踐應遵循藝術教育規律，適應參數化設計等新型設計的發展趨勢，及時調整培養思路，優化課程體系，釋放學術潛力，全面提高專業綜合競爭力，為我國環境藝術設計專業培養更多優秀人才。

參考文獻：

[1] 孫亞男，翟艷.關于環境藝術設計教育教學方式的思考[J].藝術教育，2010.

[2] 高巖.參數化設計——更高效的設計技術和技法[J].世界建筑，2008（05）.