參數化設計在室內設計課程教學中的運用探索

摘 要：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 ， 結合其對環境設計專業的影響 ，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 ， 并為環境設計專業教學實踐、改革提供一種新思路。

關鍵詞：教學改革;參數化;室內設計

一、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 （ Par am ier c eD is n ） 是美 國麻省理工學 院 oG s sa dr 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 Rhi n。平臺下的 Gar ss hopper ， Rhin 。Seript ， 基于M即a平臺下的mel ， 以及3D max 、sk et hc uP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D as s al lt S ys et m 公司針對工業設計的 C at ia 一體 軟件 ， 基于 Autode sk平臺的Rve i設計參數化引擎等。

二、參數化教學改革意義

設計手法多元化。環境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人，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人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 。

三、參數化教學改革途徑

（一）融入室內設計的教學內容。

學生除了要掌握參數化設計的方法和熟練操作軟件外，還需額外掌握參數化設計和室內設計的結合方法，并完成從理論到實踐的轉變，把所學知識運用到之后的、專業設計課中。具體融入室內設計的教學內容細分為以下三個方面：規劃設計：其作為設計開始的第一步，即研究尺寸、排布方式、容積率等參數變量對基地的風環境、光照、日照的影響。通過 GH 對不同模型的模擬與對比，得出最優體塊。

單體設計：研究不同體塊對室內能耗的影響，優化求解最節能的平面。

細節設計：研究不同窗墻比、遮陽、構造等參數變量對室內能耗、光照、日照的影響，得到最終的設計，并與能耗目標值比較。

（二）課堂內外相結合的軟件教學策略

改革后的課堂采用課前預習、課堂記筆記、課下練習的教學策略，同時輔以四人小組合作的學習模式，在達到熟練操作軟件的基礎上，提高學生的自主學習能力、協同能力、邏輯思維能力和知識轉化能力。課前預習：由于 Grasshopper 軟件沒有漢字版本，所以要求學生提前熟悉相關英文詞匯，以免影響課堂進度。此外建立共享文檔，把課前需要閱讀的資料和課堂上的講義提前上傳，供學生課前自行下載學習，提高課堂學習效率。課堂記筆記：參數化設計課程中Grasshopper 軟件涉及的運算處理器有數百個，而軟件教學往往存在著“課上講課下忘”的特點。好記性不如爛筆頭，要求學生們記錄軟件教學過程中的重點和難點，做到溫故而知新。

課下練習：每節課布置一個高質量的小練習，練習內容包含本節課的拔高和下節課的預習，課下練習計入考核并占總分的 30%。通過這些練習，學生完成增量學習的轉化，加強對知識點的領悟，加深記憶力。利用課下碎片時間，建立參數化設計微信群和 QQ 群，用來和學生共同探討問題和解惑答疑。

（三）引入工作坊形式的教學特色

參數化的課程設置為 8 課時（理論）+16 課時（實驗），課程改革后，提取出 16個實驗課時中的 10個課時，采用兩天工作坊的形式來授課。通過講座、頭腦風暴、小組討論等一系列方式，學生和老師之間充分交流，最后以小組的形式匯報課程成果。

作者簡介：

冉姌（1987-），女，碩士，講師。研究方向，室內設計。單位：保定理工學院。

課題號：ZDCYK2009參數化設計在室內設計實訓中的應用研究