環境設計專業數字化設計教學體系研究

羅斌

關鍵詞：環境設計專業 數字化設計 參數化設計 設計方法 教學方法

引言

隨著信息時代的到來，各種數字化技術由于其自由、高效、精確等優點被廣泛地應用于設計行業中。由此，設計專業也迎來了一場空前的技術革命。但由于國內環境設計教育大多借鑒“布扎”和包豪斯教育體系，并不完全“包容”以數字技術作為設計工具和教學載體的數字化設計教學。加之很多高校對數字技術的理解存在誤區，導致目前國內環境設計專業數字化設計教學體系相對單一化且缺乏系統性。在這樣的背景下，探討環境設計專業數字化設計教學體系便具有了現實意義。

一、國內環境設計專業數字化設計教學的現狀

環境設計是一門新興的學科專業，經過近70年的發展，已經成為涵括建筑設計、景觀設計、室內設計等許多方面;設計對象涉及自然生態環境與人文社會環境各個領域的綜合學科。但其教學體系大多依托于建筑學基礎而展開，同時將藝術學、風景園林學等學科理論“拿來主義”式的應用，一直沒有形成系統的專業教學理論。面對當前新的數字化浪潮，環境設計學科的發展面臨前所未有的機遇與挑戰，國內設計院校紛紛行動起來，相繼開展了數字化設計教學的實踐。

如：清華大學美術學院是國內最早開展數字化設計教學的高校。2006年左右由徐衛國教授開始嘗試在建筑學專業開設參數化非線性建筑設計課程，隨后環境設計專業也開設了數字設計思維等課程，經過多年的教學實踐，已經取得了豐碩的理論和教學成果。于此同時，同濟大學在數字設計和建造方面開始了教學嘗試，開設有開源硬件與編程、數字化環境等課程，并且每年舉辦一屆Digital FUTURES工作營，十分注重與國際專業前沿的交流;南京藝術學院開展數字化設計教學始于2010年，采用中荷聯合教學的方式開設了實驗性設計、畢業設計——參數化設計，注重從設計到建造的全過程教學，在國內外各類設計競賽中成果斐然;江南大學將算機輔助設計作為專業選修課，并設有虛擬現實實驗室、交互設計實驗室、先進制造實驗室等數字實驗平臺，把虛擬現實技術與設計教學進行了深度融合。這些院校的共同特點是在數字化設計教學活動中都以參數化建模、生成設計、算法、數控建造、虛擬現實等“數據編譯”內容為教學核心。還有一部分如：蘇州大學、浙江大學、湖南大學、北京服裝學院等代表了國內絕大部分環境設計專業的數字化設計教學內容，即以常規的CAD、Sketchup、photoshop等“圖形表達”內容為教學核心。最后還有個別院校如中國美術學院等，在本科教學期間不開設數字化設計的課程，相關的知識主要靠學生在課下自行學習。

二、存在的不足

（一）數字化設計教學方式單一化

從以上國內環境設計專業數字化設計教學的內容可以看出，在數字技術的使用上有單一化的現象。例如，清華大學、同濟大學等以參數化建模、算法設計等數字技術為核心的設計教學過程中，幾乎都排除了對常規計算機輔助繪圖軟件的教學。而國內大多數院校的數字化設計教學還是圍繞對CAD、Sketchup等軟件的操作方法的討論，甚少將“算法設計”類技術作為設計手段。這使得與參數化設計等數字技術有關的教學具有明顯的精英化教育的傾向。雖然某一時期內，參數化建模、算法、數控建造等數字技術不是多數高校環境設計專業學生必須掌握的基本技能，但是長遠來看，缺失以上幾個部分的數字化設計教學，將使得數字技術之于環境設計教學的作用容易停留在表達層面，不僅無法讓數字技術在設計教學中真正發揮出自身的潛力，也無法拓展本專業在教學內容方面的深度。

（二）對數字技術的理解存在誤區

從上世紀80年代開始，計算機輔助設計技術（CA AD）開始廣泛地應用于國內的設計行業和高校的教學之中。現今，對C AD、sketchup等軟件的使用和掌握已經成為環境設計專業學生的必備技能。這也導致絕大多數院校的師生對數字化設計的認識也停留在采用各種圖形技術，以傳統的平、立、剖面圖或效果圖來表達設計造型的階段。但隨著人工智能、大數據等新技術的蓬勃發展，以及數字化設計的理論體系的逐漸成熟，其智能化、高精度、自組織、以及設計過程與生產過程相關聯等特性，使數字技術開始在各個設計領域中嶄露頭角。在這種情況下，如果仍將數字技術單純地視為是輔助繪圖的工具，那么這樣的認識不僅不能使數字技術真正融入以建造為目的的環境設計核心，也難以發揮數字技術作為設計工具和思維方式的強大作用。

（三）缺少與學科內部及外部的聯系

數字化設計課程的教學不能完全脫離環境設計專業其他課程而獨立純在，且與相關學科有著密不可分的聯系。國內大多數院校都會在大二至大三學年開設獨立的計算機輔助設計類課程，固然有助于推動高校數字化設計教學的開展。但在課程性質上，大多屬于設計基礎課類中的專業選修課，內容上與其他主干設計課程也缺少教學內容上的連貫性。尤其是部分院校禁止或者不提倡學生在學習設計之初便接觸電腦，擔心學生因為電腦繪圖的便捷而忽略手工制圖的表達，這無疑會對數字技術在學科內的推廣和應用造成了較大阻力。

此外，當代數字化設計是一種自下而上式的思維模式，強調設計結果與環境變量之間的響應與互動，其設計過程往往涉及到數學算法和計算機編程語言的相關知識。這對于當前的環境設計教學體系無疑提出了很大的挑戰，一方面優秀的數字化設計教學師資緊缺，無法對以上課程提供有針對性的前導教學;另一方面，環境藝術專業的學生長期受到藝術、哲學、歷史等人文學科的熏陶，對于這類偏理工思維的跨學科知識往往抱有敬而遠之的態度。以上種種無疑增加了學生掌握數字化設計方法的難度。

三、環境設計專業數字化設計的發展方向

雖然在國內環境設計專業的數字化設計教學推進中遇到了各樣的阻力，但在“實踐先行、理論跟上”的學科指導思想下，近年來，數字化建筑設計教學已經呈現出了多種層面的教學轉向。

（一）從表達工具到設計方法