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一、参数化设计概念解读
随着计算机技术的不断发展，参数化设计在国外建筑和环境设计领域已经被探索多年，但对于国内相关的艺术与设计院校而言相对陌生，对其概念的解读似乎也存在误区。环境设计中的参数化设计主要运用了计算机技术，参数定义了事物之间的关系，通过在变量与输出之间建立关系，形成衍生关系。参数化设计从制定事物间的相互关系出发，这种关系既可以是简单的线性关系，也可以是复杂的非线性的逻辑关系。参数化设计的本质就是对系统中各事物之间相互关系的设计，也就是制定系统运行的规则，即参数化模型的规则。通过量化事物间的参数化设计逻辑，建立起复杂且可控的参数化模型，形态的形成、发展、变化都可以通过参数的变化实现，从而获得自由、动态、复杂、多解的形态，为设计带来无限的可能性。
二、参数化课程教育的发展与需要
自20世纪90年代开始，参数化设计作为一种前卫的设计思潮和技术出现，在非线性的建筑与环境设计之中得到应用。进入21世纪后，参数化设计明显影响了城市设计、建筑设计、景观和室内设计等领域，在一些先锋建筑事务所的作品中得到体现，如扎哈•哈迪德事务所，其建筑风格也被称为“参数化主义”。这一概念也在高等院校的建筑与环境设计教学研究中得到运用。最早开设参数化设计课程的是美国的哥伦比亚大学，在1994年该校的建筑研究院就成立了“无纸设计工作室”（PaperlessStudio），该工作室将各种计算机图形技术纳入工作室的设计课程，对数字建筑设计方法进行了广泛探索。之后，英国的建筑联盟学院（AA建筑学院）成立了设计研究实验室，美国的麻省理工学院成立了计算小组（ComputationGroup），哈佛设计研究院、墨尔本理工学院等都开设了相关科技课程和研究机构，由于对参数化设计课程的重视，经过这些年的发展，参数化设计在欧美等发达国家的院校中得到了普及。在国内的设计院校中，南京艺术学院设计学院近年来与荷兰代尔夫特理工大学建筑学院采取联合教学的方式，在双方教师和学生的共同努力下，完成了一系列参数化设计作品，使国内艺术设计院校的师生对参数化设计有了较为全面的认识，积累了经验，为进一步开展相关设计教学奠定了基础。非线性建筑思想和参数化设计技术的结合，产生了非线性参数化建筑设计思潮。这一思潮强调对影响因素的综合分析，强调自下而上地生成设计过程，无论是对室内设计还是对风景园林设计专业，都有积极的借鉴意义。随着建筑与环境设计风格的不断演化，室内风格也不断与之协调统一。参数化设计的特殊之处就在于设计师将自身的设计意图通过这种关联系统直观地呈现在建筑表面，甚至是一种由外而内的设计，逐步演变到室内空间设计风格。环境设计的另一个方向，风景园林学是处理人与自然关系的学科，其范围比建筑学和城市规划学更大，所面对的系统更复杂，影响因素更多，非线性参数化设计方法的引入，将为风景园林学提供一种分析、思考、处理问题的新方式。由此可见，参数化设计成为环境设计的一种趋势或流派，在其为环境设计造型提供方法的同时，必须对其本质进行学习和研究。在设计学院的本科设计课程中设置参数化设计教学，可以打破传统设计教学的壁垒，通过参数化设计课程的学习，学生可以了解当代设计前沿的发展动态，理解参数化设计的概念及含义，把握参数化设计的理论、技术和方法，具备设计和建造非线性建筑的能力，将环境艺术设计教学与国际设计教育接轨。
三、参数化设计课程的内容设置
为了让参数化设计教学覆盖环境设计专业中的各个研究方向，可以分别从参数化建筑设计、参数化景观设计、参数化空间设计三个方面进行课程内容的设置。
1.课程的理论讲授阶段
首先进行第一阶段的理论讲授型教学，这一阶段为课程的基础阶段，分为以下几个方面：第一，讲授参数化设计概念，让学生了解数字化与参数化、线性与非线性、算法与脚本、参数化设计的其他理论等。第二，将参数化设计兴起的主要动因，归纳为建筑自我驱动，数字引擎推动，新材料、新结构激发几个方面，包括参数化设计方法、涌现理论、数字生成、数字图解、数字建造。第三，参数化设计的具体技术讲解，数字软件和数控设备的掌握，主要有计算机辅助工业设计（CAID）软件、计算机辅助建筑设计（CAAD）软件、视觉影像（CG）软件、数字计算软件、程序语言软件，数控设备包括数控机床、3D打印机、工业机器人技术的分析掌握。参数化设计的基础内容让环境设计专业学生能够了解和把握参数化设计的理论、方法和技术，并将这些新的知识和技能应用到自己所研究和探索的设计方向中，达到学以致用，开拓设计思路，为之后设计课题的制作提供保障的目的。
2.课程的设计研究阶段
通过基础课程的讲授，达到思想上的共识和明确。接下来，根据环境设计方向，学生自由组合，成立参数化建筑设计、参数化空间设计、参数化景观设计三个工作室，进入设计阶段即课程的中期阶段。该阶段的内容包含：第一，场地分析。三个方向的学生分别从建筑、景观、室内的角度根据自己的场地或空间进行分析，包括从场地的地形、地貌、构筑物、植被、人流、路线或室内空间中的交通流线、光线、管线、通风等因素着手，将每个因素图示化，利用计算机软件转化为可识别的逻辑图形。第二，设计观念的建立。分别从场地或空间分析、设计课题的性质、设计主题三个方面提取概念。第三，形态生成。各组的学生通过场地空间分析、概念确立和图形转化，将结果导入选定和学会的计算机软件里，通过不同指令、算法以及图形，从单体到群体的衍生，进行形态的生成。
3.课程的模型制作阶段
前面通过计算机软件完成的形态生成只是第一步，搭建和制作实体模型对于整个参数化设计课程来说是一个关键问题。这个阶段需要各组成员对模型材料、结构配置和细部构造进行全面考虑，通过对计算机所生成的立体形态进行分解，转换成所要切割加工的图形，利用数控设备（CNC）将选定的材料按尺寸制成各个部位的构件，并进行编号，最后进行构件的实体组装，得到一个按实际尺度比例和真实材料建构的设计实体。
四、结语
通过设置参数化设计课程，可以让环境设计专业学生体会到当代数字设计与传统设计的差异。参数化设计对学生设计观念的转变也是一种促进，因为它打破了以往规则的、线性的形态设计和审美观念，在设计教育课程改革和科技更新的浪潮中受到了学生的欢迎。参数化设计课程还让学生亲身体会到真实材料和实际尺度的建造过程，加深了学生对材料性能、结构逻辑、细部结构、数控设备使用等多方面的认识和理解。总之，通过对环境设计教学的实验性探索，让笔者认识到参数化设计课程的设立对环境设计专业富有多方面的现实意义。
作者：冯亚星 祝嘉 单位：湖南工程学院设计艺术学院 苏州大学博物馆
