參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的運(yùn)用探索

摘 要：當(dāng)下 ， 如何培養(yǎng)適應(yīng)未來發(fā)展的設(shè)計(jì)師是藝術(shù)設(shè)計(jì)教育、教學(xué)改革面臨的巨大挑戰(zhàn)。 本文從參數(shù)化設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景和發(fā)展趨勢(shì)入手 ， 結(jié)合其對(duì)環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)的影響 ，分析并總結(jié)了應(yīng)對(duì)這一設(shè)計(jì)平臺(tái)如何在實(shí)踐教學(xué)中培養(yǎng)高等設(shè)計(jì)人才 ， 并為環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)實(shí)踐、改革提供一種新思路。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革;參數(shù)化;室內(nèi)設(shè)計(jì)

一、參數(shù)化設(shè)計(jì)概述

人類在原始社會(huì)的磨制石器、從事農(nóng)牧業(yè)，到兩次工業(yè)革命手工勞動(dòng)走向機(jī)器生產(chǎn)，再到 20 世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)革命， 電子計(jì)算機(jī)、人工智能的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)從無到有， 給人們的生活帶來 了 前所未有的改變。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作為一種設(shè)計(jì)方法， 已經(jīng)滲透到各個(gè)行業(yè) ，成 為設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)不可或缺 的手段 。（ 1 ） 參數(shù)化設(shè)計(jì)的相關(guān)概念。參數(shù)化設(shè)計(jì) （ Par am ier c eD is n ） 是美 國(guó)麻省理工學(xué) 院 oG s sa dr 教授所提出的變量 化設(shè) 計(jì)思想 轉(zhuǎn)化 而來 ， 主要涉及參數(shù)化圖元和參數(shù)化修改引擎這兩個(gè)部分。所謂參數(shù)化設(shè)計(jì)是 指通過改動(dòng) 圖元 的某一部分或 幾部分的尺 寸參數(shù) ， 系統(tǒng) 自動(dòng)完成 計(jì)算并對(duì) 圖形結(jié) 果修改 ， 進(jìn) 而實(shí)現(xiàn)參數(shù)對(duì)圖元系統(tǒng)的可控化。 （ 2 ） 參數(shù)化設(shè)計(jì)的發(fā)展 。正如蒸汽機(jī)對(duì)工業(yè)時(shí)代的影 響 ， 以 計(jì)算機(jī)為代表的數(shù)字、信息及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)著參數(shù)化設(shè)計(jì)的發(fā)展。 目前計(jì)算機(jī) 技術(shù)從體系結(jié)構(gòu)到元器件的變革都已產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍 ， 超高速運(yùn)算、超小型、智能化、云端化為代表的量子計(jì)算機(jī)等已經(jīng)走進(jìn)設(shè)計(jì)行業(yè) ， 參數(shù)化設(shè)計(jì)的平臺(tái)質(zhì)量越來越高。參數(shù)化設(shè)計(jì)的發(fā)展在 國(guó)外 已 經(jīng)經(jīng)歷 了從理 論到實(shí)踐的研究 ，并廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)領(lǐng)域。參數(shù)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件層出不窮 ， 主要集中在兩個(gè)方面 ： 一種是傳統(tǒng)三維建模軟件針對(duì)參數(shù)化設(shè)計(jì)進(jìn)行的軟件升級(jí)或插件輔助 ， 如在 Rhi n。平臺(tái)下的 Gar ss hopper ， Rhin 。Seript ， 基于M即a平臺(tái)下的mel ， 以及3D max 、sk et hc uP系列三 維軟件的擴(kuò)展 ; 另一種 是從二維到三維輸出全面實(shí)現(xiàn)參數(shù)化計(jì)算和處理的軟件，如法國(guó)D as s al lt S ys et m 公司針對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的 C at ia 一體 軟件 ， 基于 Autode sk平臺(tái)的Rve i設(shè)計(jì)參數(shù)化引擎等。

二、參數(shù)化教學(xué)改革意義

設(shè)計(jì)手法多元化。環(huán)境設(shè)計(jì)面對(duì)的設(shè)計(jì)對(duì)象是復(fù)雜的空間形態(tài) ， 設(shè)計(jì)手法目前主要集中在聚集式思維和發(fā)散式思維這兩個(gè)思維搜索方向進(jìn)行邏輯演變的， 設(shè)計(jì)師思維結(jié)構(gòu)的差異產(chǎn)生不同的思維活動(dòng)，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域主要表現(xiàn)為直覺、靈感的差異化，從而映射出不同的設(shè)計(jì)手法，個(gè)人經(jīng)驗(yàn)依然占主導(dǎo)地位。 隨著參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的引人，設(shè)計(jì)手法的隨機(jī)性和可控性將同時(shí)出現(xiàn)在整個(gè)設(shè)計(jì)方案中。 （ 2 ） 設(shè)計(jì)過程可視化 。借助于參數(shù)化設(shè)計(jì)的計(jì)算平臺(tái)，可將復(fù)雜的運(yùn)算步驟交給計(jì)算機(jī)來完成，并通過對(duì)數(shù)據(jù)分析、、處理，利用圖形、圖像轉(zhuǎn)化技術(shù)，清晰、明確的展示設(shè)計(jì)的一個(gè)過程。 這種人機(jī)交互的設(shè)計(jì)模式 ， 使業(yè)主也可以 參與到設(shè)計(jì)過程中 ，從而提高作品的滿意度 。（ 3 ） 設(shè)計(jì)產(chǎn)品智能化。當(dāng)前 ，產(chǎn)品的智能化 ， 以其更加人性化、便捷化的服務(wù)形式，越來越受到人們的喜愛。借助參數(shù)化設(shè)計(jì)的強(qiáng)大計(jì)算邏輯 ， 通過對(duì)新材料、 新技術(shù)的運(yùn)用，滿足成本節(jié)約化、需求個(gè)性化的同時(shí)把智能系統(tǒng)融人設(shè)計(jì)產(chǎn)品中也是環(huán)境藝術(shù)專業(yè)作品的新趨勢(shì)。參數(shù)化設(shè)計(jì)的運(yùn)用可借助于互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、通過云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析手段 ， 進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的智能衍生，從而推進(jìn) “智慧城市 ”的發(fā)展。（ 4 ） 設(shè)計(jì)管理精確化。 基于參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)實(shí)踐 ， 精確化 可在各階段實(shí)現(xiàn) ， 包括在設(shè)計(jì)中定量 日照 、采 光、溫差 、濕度等氣象和物理環(huán)境的影 響 ， 預(yù)判后期的發(fā)展傾向及規(guī)律等 。在施工精細(xì)化管理方面 ， 參數(shù)化設(shè)計(jì)可以準(zhǔn)確快速的計(jì)算工程量 ， 提高施工效率 ，有效了解工程運(yùn)營(yíng)狀況 ， 減少資源浪費(fèi) ， 實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的有效管控 。

三、參數(shù)化教學(xué)改革途徑

（一）融入室內(nèi)設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容。

學(xué)生除了要掌握參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法和熟練操作軟件外，還需額外掌握參數(shù)化設(shè)計(jì)和室內(nèi)設(shè)計(jì)的結(jié)合方法，并完成從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)變，把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到之后的、專業(yè)設(shè)計(jì)課中。具體融入室內(nèi)設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容細(xì)分為以下三個(gè)方面：規(guī)劃設(shè)計(jì)：其作為設(shè)計(jì)開始的第一步，即研究尺寸、排布方式、容積率等參數(shù)變量對(duì)基地的風(fēng)環(huán)境、光照、日照的影響。通過 GH 對(duì)不同模型的模擬與對(duì)比，得出最優(yōu)體塊。

單體設(shè)計(jì)：研究不同體塊對(duì)室內(nèi)能耗的影響，優(yōu)化求解最節(jié)能的平面。

細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)：研究不同窗墻比、遮陽、構(gòu)造等參數(shù)變量對(duì)室內(nèi)能耗、光照、日照的影響，得到最終的設(shè)計(jì)，并與能耗目標(biāo)值比較。

（二）課堂內(nèi)外相結(jié)合的軟件教學(xué)策略

改革后的課堂采用課前預(yù)習(xí)、課堂記筆記、課下練習(xí)的教學(xué)策略，同時(shí)輔以四人小組合作的學(xué)習(xí)模式，在達(dá)到熟練操作軟件的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)同能力、邏輯思維能力和知識(shí)轉(zhuǎn)化能力。課前預(yù)習(xí)：由于 Grasshopper 軟件沒有漢字版本，所以要求學(xué)生提前熟悉相關(guān)英文詞匯，以免影響課堂進(jìn)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(xué)生課前自行下載學(xué)習(xí)，提高課堂學(xué)習(xí)效率。課堂記筆記：參數(shù)化設(shè)計(jì)課程中Grasshopper 軟件涉及的運(yùn)算處理器有數(shù)百個(gè)，而軟件教學(xué)往往存在著“課上講課下忘”的特點(diǎn)。好記性不如爛筆頭，要求學(xué)生們記錄軟件教學(xué)過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，做到溫故而知新。

課下練習(xí)：每節(jié)課布置一個(gè)高質(zhì)量的小練習(xí)，練習(xí)內(nèi)容包含本節(jié)課的拔高和下節(jié)課的預(yù)習(xí)，課下練習(xí)計(jì)入考核并占總分的 30%。通過這些練習(xí)，學(xué)生完成增量學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)化，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的領(lǐng)悟，加深記憶力。利用課下碎片時(shí)間，建立參數(shù)化設(shè)計(jì)微信群和 QQ 群，用來和學(xué)生共同探討問題和解惑答疑。

（三）引入工作坊形式的教學(xué)特色

參數(shù)化的課程設(shè)置為 8 課時(shí)（理論）+16 課時(shí)（實(shí)驗(yàn)），課程改革后，提取出 16個(gè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)中的 10個(gè)課時(shí)，采用兩天工作坊的形式來授課。通過講座、頭腦風(fēng)暴、小組討論等一系列方式，學(xué)生和老師之間充分交流，最后以小組的形式匯報(bào)課程成果。

作者簡(jiǎn)介：

冉姌（1987-），女，碩士，講師。研究方向，室內(nèi)設(shè)計(jì)。單位：保定理工學(xué)院。

課題號(hào)：ZDCYK2009參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究