参数化设计在环境艺术设计专业实践教学中的应用

夏东亮

摘 要：进入21世纪以来，数字与信息技术突飞猛进，环境艺术专业的设计模式正在悄然改变。当下，如何培养适应未来发展的设计师是艺术设计教育、教学改革面临的巨大挑战。本文从参数化设计产生的背景和发展趋势入手，结合其对环境艺术专业的影响，分析并总结了应对这一设计平台如何在实践教学中培养高等设计人才，并为环境艺术专业教学实践、改革提供一种新思路。

关键词：参数化设计；环境艺术；教学

1 参数化设计概述

人类在原始社会的磨制石器、从事农牧业，到两次工业革命手工劳动走向机器生产，再到20世纪的信息产业革命，电子计算机、人工智能的出现，设计从无到有，给人们的生活带来了前所未有的改变。而计算机辅助设计作为一种设计方法，已经渗透到各个行业，成为设计师进行设计活动不可或缺的手段。

（1）参数化设计的相关概念。参数化设计（Parameric Design）是美国麻省理工学院Gossard教授所提出的变量化设计思想转化而来，主要涉及参数化图元和参数化修改引擎这两个部分。所谓参数化设计是指通过改动图元的某一部分或几部分的尺寸参数，系统自动完成计算并对图形结果修改，进而实现参数对图元系统的可控化。

（2）参数化设计的发展。正如蒸汽机对工业时代的影响，以计算机为代表的数字、信息及互联网技术的进步推动着参数化设计的发展。目前计算机技术从体系结构到元器件的变革都已产生了质的飞跃，超高速运算、超小型、智能化、云端化为代表的量子计算机等已经走进设计行业，参数化设计的平台质量越来越高。参数化设计的发展在国外已经经历了从理论到实践的研究，并广泛应用于设计领域。参数化设计的应用软件层出不穷，主要集中在两个方面：一种是传统三维建模软件针对参数化设计进行的软件升级或插件辅助，如在Rhino平台下的Grasshopper，Rhino Script，基于Maya平台下的mel，以及3Dmax、sketchup系列三维软件的扩展；另一种是从二维到三维输出全面实现参数化计算和处理的软件，如法国Dassault System公司针对工业设计的Catia一体化软件，基于Autodesk平台的Revit建筑设计参数化引擎等。

2 参数化设计对环境艺术专业的影响

（1）设计手法多元化。环境艺术设计面对的设计对象是复杂的空间形态，设计手法目前主要集中在聚集式思维和发散式思维这两个思维搜索方向进行逻辑演变的，设计师思维结构的差异产生不同的思维活动，在环境艺术设计领域主要表现为直觉、灵感的差异化，从而映射出不同的设计手法，个人经验依然占主导地位。随着参数化设计平台的引入，设计手法的随机性和可控性将同时出现在整个设计方案中。

（2）设计过程可视化。借助于参数化设计的计算平台，可将复杂的运算步骤交给计算机来完成，并通过对数据分析、处理，利用图形、图像转化技术，清晰、明确的展示设计的每一个过程。这种人机交互的设计模式，使业主也可以参与到设计过程中，从而提高作品的满意度。

（3）设计产品智能化。当前，产品的智能化，以其更加人性化、便捷化的服务形式，越来越受到人们的喜爱。借助参数化设计的强大计算逻辑，通过对新材料、新技术的运用，满足成本节约化、需求个性化的同时把智能系统融入设计产品中也是环境艺术专业作品的新趋势。参数化设计的运用可借助于互联网与物联网平台、通过云计算和大数据分析手段，进行可持续发展的智能衍生，从而推进“智慧城市”的发展。

（4）设计管理精确化。基于参数化设计平台的设计实践，精确化可在各阶段实现，包括在设计中定量日照、采光、温差、湿度等气象和物理环境的影响，预判后期的发展倾向及规律等。在施工精细化管理方面，参数化设计可以准确快速的计算工程量，提高施工效率，有效了解工程运营状况，减少资源浪费，实现风险的有效管控。

3 参数化设计在实践教学中的应用

环境艺术设计专业是一门以培养未来空间设计师为主要目的的综合性学科，它的前瞻性与实践性要求高校在培养人才的实践活动中，应积极适应行业发展趋势，应对不断发展的新材料、新技术，提高高等教育培养水平。

（1）培养学生参数化思维能力。思维意识的培养是现代设计教育思想的主题。培养学生的洞察力、理解力、想象力、分析总结能力是参数化思维的核心。区别以往教育倾向于如何实现结果，而是把学生思维的重心引向如何制定逻辑规则方面。此外参数化技术的成熟对于设计师来说，意味着将用更少的精力去做琐碎无意义的劳动上。但这并不代表设计师可以被机器取代，设计核心永远是设计师在把控。在教学活动中，应倾向学生在思维方面的训练，如增加头脑风暴等启发式教育的训练强度，适量计算机编程能力的培养，而不是将大量精力过度投入到较为落后的理论和软件学习上，培养学生思辨力和创造力，不因工具束缚创作思维。

（2）坚持实践融入教学，研究引导市场。环境艺术设计是一门实践性与应用性非常强的综合性学科，如果依旧按照传统学科的教学模式，通过理论指导实践的单一培养模式，已无法完成实用型人才的培养目标。坚持把第一课堂与第二课堂联系起来，将虚拟化的学生作业与实战化的市场项目切实相结合，全面培养学生的心理素质、动手能力是以参数化设计为平台的教学实践必须进行的改革措施。设计教育的培养应是超前的，是思想与技术的发动机，只有将产、学、研真正联系起来，所培养的学生才能适应市场的择才标准。

（3）突破专业限制，丰富课堂形式。环境艺术设计专业是一门跨多学科、领域的专业，涉及的知识面较广泛，在实践教学中，应加强创新学科、交叉学科的知识传授，以及对社会、经济、文化等多方面的关注，转变教学思路，丰富课堂形式，充分调动学生学习积极性，创造良好的学习条件。通过“走出去，引进来”等灵活、开放的课堂形式，深入设计一线就地开展教学，带领学生多实践、深摸索、勤总结，全面提升教学质量与教学水平。

（4）改进办学条件，提高教师自身素质。参数化设计师的培养条件是苛刻的，需要软、硬件教学设施的共同投入。由于参数化设计对计算机数字化处理平台的依赖性，在教学基础设施建设方面需要投入大量的新设备，确保教学研究与实验的先进性。而更为重要的是教师队伍建设。教学的核心力量是教师，教师是参数化设计师培养活动的关键，这种精英模式的教育需要有大量实践经验的师资队伍。可通过积极主动的师资调配来优化教学结构：一方面推动教师自身成为双师型人才，即教师也是设计师，且设计项目的数量和周期保持一定的时效性；另一方面引进一批专业设计师，实现培养师资结构的多元化、教学分工精细化，为学生提供适合实践发展的学习环境，为社会培养优秀的复合型人才。

4 结语

从20世纪80年代末至今，经历30多年的发展，有近1500所高校在培养环境艺术设计专业人才，每年有数万毕业生融入就业市场。由于部分高校依然沿用落后的专业课程结构，观念陈旧、创新不足、与市场脱节，环境艺术设计教育改革迫在眉睫。环境艺术设计专业的教学实践应遵循艺术教育规律，适应参数化设计等新型设计的发展趋势，及时调整培养思路，优化课程体系，释放学术潜力，全面提高专业综合竞争力，为我国环境艺术设计专业培养更多优秀人才。

参考文献：

[1] 孙亚男，翟艳.关于环境艺术设计教育教学方式的思考[J].艺术教育，2010.

[2] 高岩.参数化设计——更高效的设计技术和技法[J].世界建筑，2008（05）.