參數(shù)化設(shè)計教學(xué)探析

汪俊瓊

一、參數(shù)化設(shè)計概述

參數(shù)化設(shè)計（Parametric Design）也稱參變量化設(shè)計，是把設(shè)計系統(tǒng)中的各相關(guān)要素進行參數(shù)化的一種設(shè)計方法[1]。早期伍德伯里在定義參數(shù)化設(shè)計時，強調(diào)其幾何形態(tài)的關(guān)聯(lián)性探索價值，認(rèn)為參數(shù)化設(shè)計方法能夠以互動的方式挖掘設(shè)計的無限可能。參數(shù)化設(shè)計的本質(zhì)是基于數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和計算思維的邏輯化、交互式、創(chuàng)造性構(gòu)造設(shè)計，通過設(shè)定規(guī)則建立起目標(biāo)對象與選定參數(shù)之間的參變量化模型，從而實現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)在邏輯構(gòu)建中自由流動，突破傳統(tǒng)設(shè)計方法中以感性思維為主的相對成熟而固化的流程，代之以構(gòu)建規(guī)則式的算法來生成幾何形態(tài)，表現(xiàn)為一種新穎的、靈動的、嚴(yán)謹(jǐn)而微妙的計算性設(shè)計思維。

參數(shù)化設(shè)計是一種前衛(wèi)的設(shè)計思潮和技術(shù)方法，廣泛應(yīng)用在城市設(shè)計、建筑設(shè)計、室內(nèi)設(shè)計及產(chǎn)品設(shè)計等領(lǐng)域。自由的實驗性設(shè)計、系統(tǒng)的復(fù)雜性設(shè)計，使參數(shù)化設(shè)計獲得眾多先鋒設(shè)計師的青睞。鑒于參數(shù)化設(shè)計的內(nèi)涵和優(yōu)勢，我國參數(shù)化設(shè)計的教學(xué)實踐大體呈現(xiàn)實驗性和復(fù)雜性兩種基本價值取向，實驗性強調(diào)發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，在參數(shù)化設(shè)計課題實踐中探索未知結(jié)果；復(fù)雜性運用復(fù)雜的系統(tǒng)視角構(gòu)建復(fù)雜的設(shè)計關(guān)系，試圖通過參數(shù)化設(shè)計實踐解決復(fù)雜問題。這兩種取向不可避免地帶來參數(shù)化設(shè)計學(xué)習(xí)中認(rèn)知難度的提升，再加上主觀投入或客觀資源等原因，參數(shù)化設(shè)計教學(xué)實踐陷入多重現(xiàn)實困境。人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為參數(shù)化設(shè)計帶來新面貌和革新契機，其應(yīng)用探索不僅有助于降低認(rèn)知難度，改善教學(xué)效果，同時還能形成學(xué)生的多元視角，提升其解決復(fù)雜問題的能力。由此，人工智能背景下參數(shù)化設(shè)計教學(xué)呈現(xiàn)一系列新的景觀。

二、參數(shù)化設(shè)計的兩種教學(xué)取向

美國哥倫比亞大學(xué)建筑研究院于 1994 年成立了無紙設(shè)計工作室（Paperless Studio），將數(shù)字技術(shù)手段引入專業(yè)課程設(shè)計實踐，并對建筑的數(shù)字化設(shè)計方法進行了廣泛探索。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，參數(shù)化設(shè)計課程在歐美等發(fā)達(dá)國家的設(shè)計院系中得到普及。國內(nèi)的參數(shù)化設(shè)計教學(xué)也在 21 世紀(jì)初嶄露頭角，發(fā)展至今日漸成熟，并形成一定的規(guī)模和影響?？偟膩碚f，參數(shù)化設(shè)計教學(xué)呈現(xiàn)實驗性設(shè)計和復(fù)雜性設(shè)計兩種理論取向，這與設(shè)計的綜合性與實踐性特質(zhì)高度契合。

（一）實驗性設(shè)計

參數(shù)化設(shè)計是一種探索無限可能的技術(shù)，從誕生初期，便具有顯著的實驗性質(zhì)。實驗性設(shè)計教學(xué)過程主要關(guān)注參數(shù)化設(shè)計在算法生形方面的應(yīng)用價值。在專業(yè)課程教學(xué)中，參數(shù)化設(shè)計可以適應(yīng)多種場景，如建筑設(shè)計、景觀小品、圖案設(shè)計等，常用于前衛(wèi)設(shè)計、概念設(shè)計、未來設(shè)計。在天馬行空的個性化設(shè)計中凸顯設(shè)計師的批判意識與游戲意味，也讓創(chuàng)意設(shè)計的內(nèi)涵更加深刻[2]。清華大學(xué)在建筑設(shè)計課程中開設(shè)“非線性建筑設(shè)計”專題，經(jīng)過近二十年的參數(shù)化設(shè)計實踐，完成了對建筑設(shè)計實驗性設(shè)計教學(xué)的階段化探索。徐衛(wèi)國團隊將其教學(xué)成果匯集成冊，形成《參數(shù)化非線性建筑設(shè)計》一書，書中針對不同的建筑景觀作品，從技術(shù)路線、算法研究、設(shè)計過程、設(shè)計結(jié)果等方面進行介紹和效果闡釋，完美揭示了參數(shù)化非線性建筑設(shè)計的實驗探索過程。此外，廈門大學(xué)馮立宇團隊在博物館課程設(shè)計中，鼓勵學(xué)生對空間形態(tài)進行不斷試錯與篩選，通過大量的模擬實驗生成了形態(tài)各異的復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)[3]。武漢理工大學(xué)的李慶楠團隊嘗試將自然符號元素和當(dāng)下社會焦點與價值思考引入?yún)?shù)化設(shè)計課程中，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析社會問題，挖掘自然現(xiàn)象表層符號元素及其內(nèi)在機理，鼓勵學(xué)生在實驗性探索中挖掘作品的社會價值和人文意蘊[4]。與此同時，南京藝術(shù)學(xué)院徐炯團隊在長期的教學(xué)改革探索中將“實驗”視為其參數(shù)化設(shè)計教學(xué)的根本態(tài)度，在教學(xué)中不斷開拓創(chuàng)新，以跨界方式拓展學(xué)生視野，用新的技術(shù)、新的媒介、新的材料、新的建構(gòu)方式探索參數(shù)化構(gòu)形與數(shù)字化營造體驗，在這一過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和追尋極致創(chuàng)意的態(tài)度[5]。

（二）復(fù)雜性設(shè)計

系統(tǒng)論認(rèn)識視野下的參數(shù)化設(shè)計通過有序組織各項子系統(tǒng)，將復(fù)雜性體現(xiàn)在子系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)邏輯上，形成一種復(fù)雜的內(nèi)在邏輯關(guān)系。對這種關(guān)聯(lián)關(guān)系的正確認(rèn)知使設(shè)計師具備面對復(fù)雜需求變化的思辨思維以及解決復(fù)雜問題的基本能力。帕特里克·舒馬赫（Patrik Schumacher）認(rèn)為，參數(shù)化設(shè)計的精彩之處在于通過設(shè)計復(fù)雜的聯(lián)系加強全局的有機整合，通過設(shè)置不同的規(guī)則在大量的子系統(tǒng)間建立起獨特而清晰的連續(xù)性秩序，而閾值和奇點的設(shè)定將加強和放大初始差異性，形成更豐富和更多導(dǎo)向性的視覺信息[6]。看似不受約束的復(fù)雜形態(tài)背后包含著對邏輯與秩序的嚴(yán)格遵守與執(zhí)行，敏感而不確定性的復(fù)雜性設(shè)計結(jié)果在一定程度上滿足了人們對和諧美與奇異美的追求。以面向綠色建筑設(shè)計的參數(shù)化設(shè)計應(yīng)用為例，其復(fù)雜性表現(xiàn)在信息量的劇增以及設(shè)計目標(biāo)的系統(tǒng)性，在設(shè)計過程中需要同時考慮綠色性能、建筑功能和空間形態(tài)以及相互之間的關(guān)聯(lián)，屬于復(fù)雜性的設(shè)計場景，對設(shè)計師的系統(tǒng)性思維能力要求也更高，不僅要關(guān)注系統(tǒng)與系統(tǒng)間，以及系統(tǒng)與環(huán)境間的關(guān)系，還需要建立自洽的性能優(yōu)化邏輯，通過信息的反饋和設(shè)計的迭代實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計。西安建筑科技大學(xué)建筑學(xué)專業(yè)搭建起綠色建筑技術(shù)和數(shù)字化設(shè)計的課程體系，在參數(shù)化設(shè)計教學(xué)中強化設(shè)計主題與自然、社會的關(guān)聯(lián)性，并以綠色性能為目標(biāo)，鼓勵學(xué)生以建筑性能優(yōu)化為目標(biāo)進行建筑形態(tài)的生成與演化。復(fù)雜性設(shè)計取向下，這種跨學(xué)科的研究方法展現(xiàn)出富有邏輯理性的科學(xué)特征，建筑的“綠色設(shè)計”也呈現(xiàn)新的內(nèi)涵。一方面，基于計算思維導(dǎo)向的建筑參數(shù)化設(shè)計更多指涉抽象與分解、算法與自動化、數(shù)據(jù)的收集、分析與表征等，并在此過程中致力于探索自然環(huán)境與建筑的關(guān)系；另一方面，通過尋求與用戶的行為模式以及與居住體驗相匹配的創(chuàng)意空間設(shè)計，建立起建筑形式與建筑功能、主體性能與設(shè)計成本之間的價值工程對應(yīng)關(guān)系，極大地豐富了建筑空間的可能性。

三、參數(shù)化設(shè)計教學(xué)現(xiàn)存問題

參數(shù)化設(shè)計教學(xué)的實驗性和復(fù)雜性設(shè)計取向不可避免地帶來參數(shù)化設(shè)計學(xué)習(xí)中認(rèn)知難度的提升。此外，參數(shù)化設(shè)計教學(xué)會涉及軟件學(xué)習(xí)、數(shù)字模型構(gòu)建、參數(shù)化邏輯構(gòu)建、實體建造等內(nèi)容，學(xué)習(xí)過程仍需投入巨大精力，甚至物力。所以，無論是主觀導(dǎo)向還是客觀資源的原因，參數(shù)化設(shè)計教學(xué)實踐都陷入多重現(xiàn)實困境。

（一）計算性設(shè)計思維培養(yǎng)不足

參數(shù)化邏輯構(gòu)建是參數(shù)化設(shè)計中非常重要的部分，它基于特定的計算性邏輯思維，涵蓋算法設(shè)計、數(shù)字編程，常用的是基于Rhino 腳本編程語言或基于Grasshopper 插件的可視化編程方法，它們配合Rhino 交互式命令模型構(gòu)建，讓整個參數(shù)化設(shè)計構(gòu)成更加直觀流暢。此外，還可以選擇基于Processing 的Java 編程語言、基于Max 軟件的腳本編程語言，或基于Maya 軟件的MEL編程語言。在實際教學(xué)中，設(shè)計專業(yè)的學(xué)生以美術(shù)背景居多，他們有著相對優(yōu)秀的感性設(shè)計思維和藝術(shù)審美鑒賞水平，這使得傳統(tǒng)的設(shè)計教學(xué)體系對學(xué)生的計算性設(shè)計思維培養(yǎng)缺乏足夠重視，這種局面無疑對參數(shù)化設(shè)計的高階學(xué)習(xí)造成困擾，認(rèn)知有一定的難度，導(dǎo)致學(xué)習(xí)成本高。

（二）空間體驗缺失

參數(shù)化設(shè)計的設(shè)計核心是空間形態(tài)，設(shè)計目標(biāo)是圍繞該空間構(gòu)建參數(shù)模型、優(yōu)化性能指標(biāo)、探索行為模式。也就是說，雖然參數(shù)化設(shè)計具有先鋒實驗性質(zhì)，但最終需要將其落地，所以空間的體驗反饋非常重要，否則參數(shù)化設(shè)計只能是鏡中花、水中月，且對后續(xù)項目建造存在一定的設(shè)計風(fēng)險。傳統(tǒng)設(shè)計主要通過圖紙、數(shù)字模型等展示建造過程和建造效果，偏平面式概念設(shè)計，理性多、直觀少。而參數(shù)化設(shè)計中建造環(huán)節(jié)的引入是為帶給學(xué)生真切的感受，形成對材料、結(jié)構(gòu)邏輯、細(xì)部構(gòu)造等的具體認(rèn)知[7]。傳統(tǒng)的基于實物的空間建造會來帶經(jīng)濟上的負(fù)擔(dān)，甚至影響設(shè)計方案的自由度和完成度。因此，許多參數(shù)化設(shè)計教學(xué)不得不對后續(xù)的空間建造及其體驗環(huán)節(jié)進行選擇性忽視。

（三）場景創(chuàng)新意識薄弱

對場景化應(yīng)用創(chuàng)新重視不夠，參數(shù)化設(shè)計的課題實踐普遍存在場景相關(guān)理論知識鋪墊薄弱的問題，造成設(shè)計作品的內(nèi)涵缺失、創(chuàng)新不足。以建筑設(shè)計為例，參數(shù)化設(shè)計的算法生形應(yīng)用是學(xué)生最關(guān)心的，常常只關(guān)注建筑的空間形態(tài)變異，這明顯偏離了建筑設(shè)計初衷的實用功能。再則，應(yīng)用場景知識的缺失造成對建筑空間形態(tài)及其表皮優(yōu)化的指向性不明確，使得通常的參數(shù)化設(shè)計無法實現(xiàn)建筑性能的最優(yōu)化，尤其是面對可持續(xù)目標(biāo)、綠色設(shè)計、城市空間更新設(shè)計等特定場景時，由于缺失前期的有效信息整理和評價指標(biāo)設(shè)定，信息過載、系統(tǒng)性強等特點會讓傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計的優(yōu)勢失靈，最終只能眉毛胡子一把抓，無法真正有效地達(dá)到預(yù)期效果。

四、人工智能背景下參數(shù)化設(shè)計教學(xué)新圖景

人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為參數(shù)化設(shè)計帶來新面貌，在教學(xué)實踐中，教師需要積極優(yōu)化參數(shù)化設(shè)計創(chuàng)新人才的培養(yǎng)體系，迎合產(chǎn)業(yè)場景化細(xì)分需求的同時，探索教學(xué)手段、教學(xué)模式的智能化融合創(chuàng)新，不斷拓寬跨學(xué)科創(chuàng)新人才的培養(yǎng)路徑。基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的體驗式教學(xué)與面向跨學(xué)科貫通創(chuàng)新的教學(xué)理念的引入，有助于降低認(rèn)知難度，改善教學(xué)效果，同時能形成學(xué)生的多元視角，提升其解決復(fù)雜問題的能力。這些融合實踐共同創(chuàng)設(shè)了人工智能語境下參數(shù)化設(shè)計教學(xué)的新圖景。

（一）人工智能驅(qū)動場景化創(chuàng)新

知識創(chuàng)新帶動了科技發(fā)展，也極大地拓展了設(shè)計創(chuàng)新空間。人工智能時代，智能化技術(shù)的深度融合發(fā)展引發(fā)了設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計思維、設(shè)計流程的變革，不僅有設(shè)計思維的碰撞交融，還有設(shè)計內(nèi)容的整合創(chuàng)新，設(shè)計流程的協(xié)同提效等，為跨學(xué)科創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了全新場域。人工智能語境下的建筑產(chǎn)業(yè)“智能+”的發(fā)展需求，讓參數(shù)化設(shè)計迎來新的發(fā)展契機。新興人工智能技術(shù)的介入在加速這場建筑信息化轉(zhuǎn)型升級的同時，驅(qū)動了參數(shù)化設(shè)計的場景創(chuàng)新應(yīng)用。比如，通過機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、云端計算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等手段，將建筑元素及其組織規(guī)則系統(tǒng)化映射至算法模型，實現(xiàn)信息集成；在設(shè)計決策中運用新興技術(shù)手段實施智能預(yù)測和決策支持，進而加速優(yōu)化設(shè)計進程，實現(xiàn)建筑的綠色性能優(yōu)化、空間形態(tài)優(yōu)化及城市空間系統(tǒng)整合[8-9]；發(fā)展建筑參與式設(shè)計，基于擴展現(xiàn)實技術(shù)以及用戶生成內(nèi)容模式，實現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實世界的產(chǎn)業(yè)融合，如將參數(shù)化設(shè)計帶入元宇宙世界，結(jié)合人工智能推薦技術(shù)，營造基于個性化調(diào)適的千人千面的虛擬空間體驗。

（二）培養(yǎng)計算性設(shè)計思維

2006 年，周以真教授提出計算思維，之后計算思維便被引入眾多課堂實踐中。計算思維的興起引發(fā)設(shè)計方式的變革，催生計算性設(shè)計思維。人工智能技術(shù)的發(fā)展加快了計算性設(shè)計思維在參數(shù)化設(shè)計中的應(yīng)用，使其重新煥發(fā)活力。2020 年 12 月舉辦的 2020 計算性設(shè)計學(xué)術(shù)論壇以“設(shè)計的溯源和未來”為主題，年會提出將計算性設(shè)計思維有機融入建筑科學(xué)，推動建筑設(shè)計的邏輯思維演變，勢必帶來設(shè)計方法、設(shè)計流程甚至設(shè)計策略的重構(gòu)，將極大推動建筑設(shè)計的科學(xué)技術(shù)工具革新與設(shè)計創(chuàng)新?；谟嬎阈运季S的參數(shù)化設(shè)計教學(xué)，不只讓學(xué)生掌握一門軟件設(shè)計或編程工具，而是著重培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和設(shè)計創(chuàng)新能力，引導(dǎo)他們利用新興人工智能技術(shù)解決更具系統(tǒng)性的復(fù)雜問題。從提高學(xué)生計算性設(shè)計思維能力的角度出發(fā)，設(shè)計有效的教學(xué)模式，開展教學(xué)實踐，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)參數(shù)化設(shè)計工具的過程中自主創(chuàng)作和交流，從而達(dá)到關(guān)注并發(fā)展每個學(xué)生設(shè)計創(chuàng)新能力的效果。這種全新的設(shè)計思維正是信息智能化時代學(xué)生所需的技能。

面對人工智能技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)與契機，蘭州大學(xué)參數(shù)化設(shè)計創(chuàng)新人才的培養(yǎng)也與時俱進。首先，強化教學(xué)體系的頂層設(shè)計，保證學(xué)科知識體系的完整性以及專業(yè)課程教學(xué)的可延續(xù)性。其次，通過明確培養(yǎng)目標(biāo)，梳理并強化前期建筑理念與知識內(nèi)涵，在教學(xué)實踐中引導(dǎo)從設(shè)計軟件工具到設(shè)計創(chuàng)新思維的重心轉(zhuǎn)移。在相關(guān)理論教學(xué)方面，通過建筑設(shè)計相關(guān)基礎(chǔ)課程讓學(xué)生了解建筑設(shè)計的要求和目標(biāo)。參數(shù)化設(shè)計課程以Rhino+Grasshopper 參數(shù)化設(shè)計工具為主要平臺，穿插參數(shù)化設(shè)計理論、技術(shù)和方法，培養(yǎng)學(xué)生的計算性設(shè)計思維，同時嘗試非線性建筑景觀的實驗性設(shè)計。具體來說，課程以創(chuàng)新設(shè)計思維培養(yǎng)為目標(biāo)，在系統(tǒng)介紹參數(shù)化設(shè)計基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計實踐培養(yǎng)學(xué)生參數(shù)化建模的基本能力，以及通過邏輯構(gòu)建進行數(shù)字空間幾何造型自由探索的能力，同時思考模型與模型關(guān)聯(lián)、模型與參數(shù)關(guān)聯(lián)對形態(tài)控制與優(yōu)化的作用。培養(yǎng)學(xué)生通過計算思維分析問題、創(chuàng)建規(guī)則和控制設(shè)計過程的能力，并持續(xù)豐富學(xué)生對前沿建筑設(shè)計形態(tài)的理解。同時，通過與人工智能設(shè)計創(chuàng)新跨學(xué)科課程的嫁接，提高人工智能背景下學(xué)生解決復(fù)雜設(shè)計問題的能力。接下來的教學(xué)實踐，可以嘗試運用美國師生創(chuàng)新技術(shù)體驗機構(gòu)（ITEST）提出的“使用—修正—創(chuàng)造”培養(yǎng)框架重新設(shè)計適合大學(xué)生課題創(chuàng)作階段的教學(xué)，觀察實際的課題實踐效果，并根據(jù)現(xiàn)有的學(xué)習(xí)差異以及學(xué)生主觀訴求，從模仿實現(xiàn)到提升創(chuàng)作體驗、從迭代反饋到再創(chuàng)作等環(huán)節(jié)對ITEST 提出的框架進行豐富。通過明確培養(yǎng)目標(biāo)，引入基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的體驗式教學(xué)以及跨學(xué)科貫通創(chuàng)新應(yīng)用與實踐，重新構(gòu)建參數(shù)化設(shè)計教育的課程體系，使其能夠適應(yīng)與人工智能技術(shù)相匹配的從感知到認(rèn)知再到創(chuàng)新的不同層次要求。

（三）面向跨學(xué)科貫通創(chuàng)新的教學(xué)理念

以設(shè)計創(chuàng)新為核心，從知識創(chuàng)新出發(fā)，對跨學(xué)科知識進行整合與重組，在課題應(yīng)用中實現(xiàn)融合式創(chuàng)新。蘭州大學(xué)參數(shù)化設(shè)計教學(xué)通過與人工智能設(shè)計創(chuàng)新跨學(xué)科課程的嫁接，顯著提高了人工智能背景下學(xué)生解決復(fù)雜設(shè)計問題的能力。該融合課程引導(dǎo)學(xué)生從設(shè)計思維、設(shè)計方法、設(shè)計內(nèi)容等方面理解設(shè)計創(chuàng)新，并嘗試基于數(shù)據(jù)、知識、算法、場景四元素構(gòu)建人機深度協(xié)同模式下的AI 創(chuàng)新應(yīng)用，培養(yǎng)人工智能背景下的創(chuàng)新設(shè)計思維。根里奇·阿奇舒勒指出：“創(chuàng)造力是正確表述問題的技能?！蓖ㄟ^清晰描述、量化、簡化和優(yōu)化目標(biāo)的迭代設(shè)計過程，進一步鞏固學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、定義問題、分析問題、解決問題的設(shè)計思維，并發(fā)掘其創(chuàng)新應(yīng)用場景的能力。在創(chuàng)新設(shè)計實踐中，學(xué)生吸收來自不同學(xué)科的最新研究成果，使設(shè)計作品在視覺形態(tài)、設(shè)計流程和用戶體驗方面與眾不同、獨樹一幟。

在參數(shù)化設(shè)計創(chuàng)作中，設(shè)計師不僅吸收生物、數(shù)學(xué)、物理、藝術(shù)、自動化、計算機、機械等學(xué)科的知識，還能融合展現(xiàn)程序、結(jié)構(gòu)、材料、藝術(shù)的最新研究成果。這種跨學(xué)科研究成果是基于各學(xué)科發(fā)展成果基礎(chǔ)之上的，是團隊合作的結(jié)果、集體智慧的結(jié)晶。如果說早期的參數(shù)化設(shè)計作品可視為基于規(guī)則的生成藝術(shù)，那么當(dāng)下融入了智能技術(shù)的參數(shù)化設(shè)計則獲得了以“涌現(xiàn)”為中心的自組織集群智能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等新興智能技術(shù)將隱性的“生成”特征轉(zhuǎn)變?yōu)轱@性的生成設(shè)計方法和流程，這讓參數(shù)化設(shè)計作品呈現(xiàn)強烈的面向未來的個性化色彩。

以基于人工智能的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計課題為例，“生成”概念設(shè)計以及人機協(xié)同是智能設(shè)計的核心，但越來越多的參數(shù)化模型在人工智能技術(shù)的加持下走向情感化設(shè)計、人性化設(shè)計。比如，浙江大學(xué)孫守遷團隊融合了美學(xué)經(jīng)驗、交互行為、文化時尚以及消費符號等元素，藝術(shù)與技術(shù)并重，打造了面向產(chǎn)品外觀設(shè)計的分解創(chuàng)新性知識模型。再如，蘭州理工大學(xué)蘇建寧團隊不僅建立起感性意象與形態(tài)設(shè)計要素之間的映射關(guān)系模型，還融入多學(xué)科研究方法及前沿成果，涉及可用性評估研究、耦合特性研究、智能算法研究等[10]。換句話說，感性計算、用戶研究、數(shù)據(jù)化設(shè)計、認(rèn)知研究、模式識別、邏輯分析、材料感知、基因理論等多學(xué)科知識極大豐富了基于計算性設(shè)計思維的參數(shù)化產(chǎn)品設(shè)計實踐的可能。在參數(shù)化設(shè)計教學(xué)中，通過引入需求多樣、形式多元的實際課題，鼓勵來自不同學(xué)科的學(xué)生團隊相互合作，實驗性設(shè)計和復(fù)雜性設(shè)計將呈現(xiàn)豐富的內(nèi)涵。

（四）基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的體驗式教學(xué)

南京藝術(shù)學(xué)院徐炯老師提出將軟件教學(xué)、研究實驗性教育以及建造實踐性教學(xué)相結(jié)合，形成全程體驗式教學(xué)模式，針對性地培養(yǎng)空間設(shè)計類學(xué)生的綜合能力[11]。人工智能時代，虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過計算機建構(gòu)仿真虛擬環(huán)境，依賴三維數(shù)字模型的高清視覺圖像和人性化的交互方式為用戶營造深度沉浸式體驗，它是賦予設(shè)計空間認(rèn)知的新手段。在參數(shù)化構(gòu)造過程中使用虛擬現(xiàn)實空間的方式來建構(gòu)信息量豐富的環(huán)境，可供學(xué)生在其中進行探索、選擇，甚至在三維、立體空間中進行感知。將建造環(huán)節(jié)通過虛擬現(xiàn)實手段對設(shè)計構(gòu)想進行模擬還原，有助于方案的立體呈現(xiàn)，不僅能帶來真實的空間感知，而且能在一定程度上驗證設(shè)計中的用戶行為預(yù)期，還能用于檢驗設(shè)計成果的合理性。這種漫游式三維空間能帶給學(xué)生更好的設(shè)計空間沉浸感知，學(xué)生得以實時體驗構(gòu)造性空間的設(shè)計效果并適時反饋迭代設(shè)計方案，增強對新型設(shè)計空間的體驗、加快探索實驗?zāi)繕?biāo)的實現(xiàn)。更重要的是，這種基于數(shù)字設(shè)計資源的建造方式不會影響方案設(shè)計的自由度和完成度。此外，借助智能化技術(shù)可以便捷地生成元宇宙世界的城市與建筑空間，實現(xiàn)個性化、差異化定制。而增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實的新形態(tài)帶給參數(shù)化設(shè)計多元的表現(xiàn)可能，將虛擬與現(xiàn)實高度融合，呈現(xiàn)靈動的設(shè)計體驗，極大地豐富了體驗式教學(xué)手段。

以綠色建筑設(shè)計課題為例，傳統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計過程很容易忽視光線、微風(fēng)等自然環(huán)境變化對空間體驗的影響，而基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的空間與環(huán)境再塑體驗可以從人、物與環(huán)境相互作用的系統(tǒng)視角探索設(shè)計元素的豐富性和空間表達(dá)的多樣性，有利于創(chuàng)作適應(yīng)于自然環(huán)境變化和使用者行為模式的豐富空間，對極限條件的數(shù)值模擬適應(yīng)性也會更強。比如，表皮形態(tài)優(yōu)化可能帶來空間自然采光和景觀視線的差異化，這種細(xì)微的變化有時會啟發(fā)設(shè)計的靈感。通過一種相對直觀的方式凸顯建筑性能驅(qū)動設(shè)計的理念，以及在人居環(huán)境空間創(chuàng)作中對用戶體驗的關(guān)注，具有科學(xué)性和人文性。

五、結(jié)語

參數(shù)化設(shè)計是一種設(shè)計思維和設(shè)計方法，廣泛應(yīng)用于城市設(shè)計、建筑設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計等領(lǐng)域，因而很多設(shè)計學(xué)科均開設(shè)了參數(shù)化設(shè)計課程。從理論上看，參數(shù)化設(shè)計主要呈現(xiàn)實驗性設(shè)計和復(fù)雜性設(shè)計兩種教學(xué)取向。這種現(xiàn)實凸顯了對參數(shù)化設(shè)計本質(zhì)的認(rèn)知和對參數(shù)化設(shè)計實踐的偏重，同時彰顯了學(xué)界對參數(shù)化設(shè)計不滿足現(xiàn)狀、積極探索的態(tài)度，是參數(shù)化設(shè)計教學(xué)變革的內(nèi)驅(qū)力。從實踐來看，參數(shù)化設(shè)計教學(xué)依然有亟待解決的現(xiàn)實問題，它們是參數(shù)化設(shè)計教學(xué)變革的外驅(qū)力。人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為參數(shù)化設(shè)計帶來新面貌，引發(fā)了設(shè)計需求、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計思維、設(shè)計流程的全面變革，不僅有設(shè)計思維的碰撞交融，還有設(shè)計內(nèi)容的整合創(chuàng)新，設(shè)計流程的協(xié)同提效等，為跨學(xué)科創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了全新場域。在此情境下，參數(shù)化設(shè)計發(fā)展迎來了新的契機，參數(shù)化設(shè)計教學(xué)創(chuàng)新也有了更多可能。首先，需要積極優(yōu)化參數(shù)化設(shè)計創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，迎合產(chǎn)業(yè)的場景化細(xì)分需求，確立創(chuàng)新人才培養(yǎng)方向的同時，培養(yǎng)計算性設(shè)計思維，拓寬創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑。其次，在參數(shù)化設(shè)計教學(xué)實踐中積極探索教學(xué)理念、教學(xué)手段的智能化融合創(chuàng)新，如引入跨學(xué)科貫通創(chuàng)新的教學(xué)理念、探索基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的體驗式教學(xué)。最后，人工智能技術(shù)的應(yīng)用將為實驗性設(shè)計和復(fù)雜性設(shè)計帶來更多可能，從復(fù)雜課題的復(fù)雜問題到創(chuàng)新設(shè)計的設(shè)計方法，這些無疑擴大了參數(shù)化設(shè)計教學(xué)的創(chuàng)新局面，也為參數(shù)化設(shè)計教學(xué)帶來新的挑戰(zhàn)。