计算机辅助设计课程在环境艺术设计教学中的创新模式研究

严正

摘要：计算机是如今各行各业不可缺少的工具，艺术设计行业尤其是环境艺术设计领域对于计算机的使用更是十分频繁。设计的各个环节中均可以借助计算机软件以及创新技术进行方案设计与工程深化，并且可以通过网络与云平台进行全方位的设计管理。纵观计算机辅助设计技术的发展，软件与硬件的适用平台日益广泛，功能日益全面，操作日益简便，已经从对操作技能的需求变为对设计思路的需求。面对计算机辅助设计技术与行业的不断发展与变革，在环境艺术设计人员的培养系统中，对计算机辅助设计相关课程进行完善与创新的重要性也日益凸显，应适应人才需求进行课程创新变革。

关键词：计算机辅助设计 环境艺术设计 课程教学 创新模式

一、计算机辅助设计课程综述

计算机辅助设计在环境艺术设计行业中已经基本实现了全覆盖，环境艺术设计的全过程都可以借助计算机进行完成，从方案的创意设计到深化，再到实施与施工管理，完整的设计管理系统均可通过计算机完成。因此，高等院校针对实际需要，设置计算机辅助设计课程是不可或缺的，其在教学系统中表现出基础性、连接性、工具性、展示性与应用性五大特征。

1.基础性

当前国内的就业市场对计算机辅助设计的要求非常之高，企业需要的是能直接上手的一线人才，最简单的评价标准即软件掌握的熟练程度。对于大学生求职者来说，拿出熟练的软件操作技能是第一块敲门砖。让学生在毕业前就掌握熟练的计算机辅助设计技能，无疑能为企业更快捷地输送人才，也更能适应当今社会以及市场的需求。因此，学生在大学阶段进行计算机辅助设计课程的学习具有不可替代的基础性。

2.连接性

计算机辅助设计课程并不是简单的软件技法课程，不能以会操作软件作为教学目标。计算机辅助设计课程可以有效地连接其他系列课程，并且可以结合多个课程知识。课程中为了表现一套完整的方案，需要将设计的基础、材料、尺寸、工艺细节等一起呈现。一套优秀的方案绝不仅仅是简单的图形，而应是整个设计方案的完整表达。

3.工具性

计算机辅助设计是整个设计环节中不可替代的工具，依靠效果图表现类工具软件可以模拟现实的空间环境、家具尺度、采光照明，能模拟使用的材料与色彩效果等，借助软件进行反复“论证”，最终形成较为完善的方案。同时也需要依靠制图类的软件，来进行尺寸的详细设计，工艺节点的深入设计以及与工程实施的衔接。完善的图纸及尺寸也可以为工程管理、工程经济等后续课程提供保障。因此，对于方案的构思、设计、展示、实施等均离不开计算机辅助设计工具。

4.展示性

在一个项目未被实施前，效果表现成为这个项目展示的必要手段。相较于方案构思或创意的手绘表达，计算机表现具有更精准的特性，可以较为真实地反映项目设计的各个方面，并且可以较为方便地切换各种场景、气候、季节等表现效果。计算机可以直观、准确、优美地展示方案设计的闪光点与优势。

5.应用性

鉴于计算机辅助设计课程的以上特性，其在大学教育尤其是我国的职业教育系统中有着不可替代的重要性。对于一个环境艺术设计师来说，不论从事哪一个具体方向的设计，无论在设计系统中处于哪一个岗位，都离不开必要的计算机技能。要想做好设计工作，则更需要在计算机辅助设计中融入更多的思想与创意。

二、教育诉求与教学现状之间的矛盾

当今高校环境艺术设计专业方向中的计算机辅助设计课程主要由三部分组成，一是以Photoshop为代表的图形设计软件教学，二是以AutoCAD为代表的工程图纸设计软件教学，三是以3DMAX为代表的效果表现软件教学。此外还包括SketchUp等软件的教学。

南京艺术学院高等职业教育学院（简称“南京艺术学院高职学院”）一直以来分阶段设置 Photoshop、AutoCAD、3DMAX+Vray等课程，每门课程时长为3—4周，54—72课时，以教师讲授操作技能以及进行实践操作为主，辅助以课题练习。此种课程模式的优势在于在3—4周的教学时间内，能通过“讲授—练习—课后巩固—实践练习”的循环，较好地掌握软件，能有较好的结课效果。但此种课程模式无法避免地会出现衔接性以及依赖性的弊端，缺少了学生自我探索与创新运用的过程，进而导致思维的束缚与对软件操作的依赖。

国内大部分同类型院校的环境艺术设计专业基本都采用此种课程模式，虽然被冠以项目化、实践化、工厂化、工作室制等名目，但计算机辅助设计课程的本质依旧是各种软件技法的教学。尤其在一些更为强调实践性的职业技术学院中，软件教学甚至作为院校的特色，虽然能在短期内提升教学效果以及就业成绩，但专业人才的培养不能仅仅停留在某一项技能上，更应进行系统化的全面培养，不能仅关注软件技术的革新，更应重视整个计算机辅助设计技术以及硬件的发展等。因此，此种教学及课程模式无法可持续地适应设计行业的整体发展。

三、国外同类院校计算机辅助设计课程设置与教学情况

国外同类院校对于计算机辅助设计课程的重视度也各不相同。只注重软件课程阶段教学的院校较为少见，多数院校仅将计算机辅助设计作为相关课程或课题设计中的一部分，并且也鼓励学生使用多种表现手法，其更注重表现的创意性以及对整体方案的思考，从而更好地把握借助计算机进行辅助设计的方向。如AA建筑联盟学院（Architectural Association School of Architecture）在學生本科阶段，就通过通识教育来进行各种基础技能的操作训练及设计视野的拓展。软件技术虽然不是其教学中的重点环节，但每个课程都需要计算机的介入进行辅助设计。如位于世界建筑前沿的新技术建筑设计专业，课程中大量使用参数化、VR（虚拟现实）等技术，需借助计算机技术进行多维度、多视角的表现，是传统模型技术所无法达到的创新设计（图1）。在纽约室内设计学院（New York School of Interior Design）中也并不单独开设独立的软件课程，但课程的完成同样必须借助计算机技术的辅助，结合模型等实物模式表现。部分院校甚至在申请时就已经要求申请者掌握基本设计软件的操作才能入学。

国外的职业教育体系也十分注重专业技能的培养，但其更注重实物模型的制作与整体设计环节与方案。这与国内很多职业院校或是培训机构所鼓吹的学会了软件就学会了设计大相径庭。

部分在国内艺术设计教育领域领先的院校率先进行了各种创新探索，如南京艺术学院设计学院一直在环境设计课程中引入参数化计算机辅助设计等理念，借助Rhino、Grasshooper等相关参数化设计软件及技术进行设计。方案设计初期使用计算机对整体造型与空间进行参数化设计与模拟，生成初步形态并拓展多种形态的可能，再由设计者结合主题与形态目标进一步对其结构与材料进行深入设计，并通过手工搭建实物模型进行模拟，最终形成完整的设计方案。这一过程既能体现创意的突破，又能借助计算机及实物进行理性的推敲，实现了较为深入的渗透教学，充分地体现了计算机在设计过程中的辅助性。（图2）

为了使计算机辅助设计课程获得更好的教学效果，必须从产业特点、设计思维、开拓方式以及工作实践需求几个方面进行创新实践，使其能真正作为辅助设计工具融入整个设计过程。

1. 突破表现性，深入进行思维拓展

以软件技能教学为主的传统计算机辅助设计课程授课方式主要是以菜单命令的解释、操作步骤的演练等方式进行教学与操作练习，虽然课程结束后学生们对软件基本都能熟练掌握，但依步骤渐进的学习方式使得学生对于软件操作以外的设计知识的学习和思考有限，长此以往，培养出来的不是设计师而只能是设计操作员，离开了设计软件、离开了设计方案便无法独立进行设计。

也有部分软件平台借助云设计技术，内置很多资料与素材模板，只需简单设置后进行相应的条件选择就能输出较为美观的效果图，因其简单便捷，无须思考即能完成设计任务，在学生及部分企业中也有一定的拥护者。

以上种种现象均是由于使用了计算机辅助设计后，反而限制了思维的拓展及创造性的设计思维。反观国外设计或建筑学院学生的作业，计算机表现并没有太多的标准或要求，作业的形式较为多样，但均是为了体现其对设计过程的思考与研究。我们需要在设计中更多地去关注借助计算机进行设计思考的方法：在设计初期就应借助计算机的帮助，合理规划空间，分析行为与构成，研究照明与设施以及其他因素。从设计本身去思考，只需要借助计算机将思路表述清楚即已经实现了目标，重点利用思维能力进行拓展与创新，才是计算机辅助设计的重中之重。

2.由独立课程嵌入到整体课程环节中

在计算机辅助设计教学中不仅仅需要利用计算机辅助设计技术进行思维创意的提升，更应让计算机辅助设计技术的使用嵌入教学的各个环节，才能更好地体现其特性。在各个教学环节中嵌入相对应的辅助软件，并灵活安排这些软件的授课方式，也可以让学生自由学习，最大限度提升学生对软件应用的灵活性与创造性。

对教学計划中的教学时间段与教学时长进行系统化的创新调整。在教学时间段上，将原有的连续软件课程调整为断续的课程穿插进不同学期中，根据课程的深度与课题的递进，逐步引入相应的辅助设计软件教学与训练。在整个教学环节中不断反复、不断巩固，从而加深学生对相关软件的学习。

在本科一年级上学期的设计基础课程中，应提前讲授计算机辅助设计软件的入门知识，并通过设计基础、设计原理等课程，借助相关基础设计软件来进行设计创作。一年级下学期教师结合创意设计、形态设计等创新课程讲授AutoCAD、3DMAX、SketchUp等基础设计软件的综合运用以及相关参数化等创新应用，继而在二年级上学期，通过基础专业设计课程、主题设计等课程中使用软件辅助具体设计，并在课程结束后继续通过效果表现专项课程来研究与探索多种计算机辅助设计技术，以及手绘对于效果表现的影响。三年级的专业课程中，可以进一步根据课程主题引入计算机辅助设计的内容，并且鼓励学生探索多种表现技法，进一步研究各类技术之间的共性与特性，并可大量使用云技术、各类虚拟现实等技术，拓展计算机的应用范围。三年级下学期以及四年级上学期，结合工程管理类相关课程，继续引入BIM系列软件，逐步引导学生与工程实施相对接，并应用行业软件来模拟设计实践，为岗位对接与工作打好基础。

针对教学时间段的散点化调整，教学时长也需要进行相应的调整。整体教学时长可以维持不变，但单元教学时长需要进行缩减，将原先连续3—4周的课程拆分成若干个1—2天的专项课程，融入整个学期的教学中，将计算机辅助设计技术教学时间与专业课程时间进行融合，真正做到“学以致用”。

3.教学内容与方式的创新

针对教学计划的调整，原有的教学内容与教学方式也就无法适应全新的教学模式了，需要针对全新的教学模式进行同步创新调整。

由于教学时长的缩短，原有对软件命令、操作步骤的逐步讲解式教学显然已经无法在短时间内讲授完成，因此需要跳出微观而放眼宏观，不是讲授某一个软件的某一项操作，而应该更为宏观地去讲解这一类软件技术的共性与特性，以及软件的操作与逻辑。具体的操作方法与命令仅需简单讲解，留时间让学生去理解其内在联系。如Adobe系列软件，其操作与逻辑大同小异，但其每一个软件的特点以及适用范围各不相同，如果还花一周时间讲解Photoshop中的选择工具则容易局限学生的思维拓展。这时应尝试建立目标后，用Adobe或Corel系列软件甚至其他硬件技术来从不同角度实现目标，以此来拓展学生的眼界与思路。

授课的方式也应进行相应的调整，学校不需要投入大量资金建设严格意义上的计算机房，也不必模拟公司布局设置办公工位，应该让学生以小组讨论研究为主，让他们拥有阅读大量参考书籍的自由组合式课堂空间。每节课由老师设置工作目标，对部分难点问题进行简单讲解后，学生再由被动听讲，转变为主动研究与探索。

如传统的计算机效果图表现课程需要花大量时间讲解3DMAX的建模以及灯光材质的渲染等，现在仅用小部分时间讲解建模基本策略、材质物理属性等基础知识，更多的时间则与课题相结合，针对主题性空间，使用计算机辅助设计技术（不局限于某种软件）来研究空间中模型的尺度、材质的搭配、色彩的设计以及灯光照明的布局等问题，最终借助云渲染输出合适的表现图。最终的表现图也不是为了展示美轮美奂的效果，而更应紧扣主题，凸显设计理念与创意高度，尤其是在借助云平台进行全景VR展示上，借助新技术与新硬件除了能更好地提升展示效果外，还能更好地让设计者对空间、尺度、采光照明等进行反复检验。

在课程中弱化软件知识，加强系统专业知识的学习。如在施工管理课程中，需要使用AutoCAD等软件进行工程图纸的绘制，AutoCAD的使用自然应该作为基本技能，所以课程应该在解决了施工工艺、材料尺寸、工程规范等前提下，进一步加强通过计算机辅助设计技术来研究如何更为快捷、准确地完成工作任务，以及如何借助REVIT系列软件来协调下一步工程实施中的相关问题，即带着BIM的思维进行课程学习。

4. 借助新技术提升辅助设计能力

计算机辅助设计课程也需要借助新兴网络媒介、新兴硬件技术的力量来提升现实应用性。教学系统中也应引入云设计的教学来提升学生的市场竞争能力以及提高课程的衔接性与设计效率。本文试将云设计分为低、中、高三个层次，分别可以在不同的学习阶段进行融合使用，层层深入规划计算机辅助设计教学。

最低层次的云设计即租用网络云计算机进行云计算。其使学生摆脱计算机配置的束缚，也使学校摆脱机房教学空间的束缚。学生可以随时随地地使用云计算进行渲染，大大节约了图形输出时间，在任何课程中均可以使用。在课程中应鼓励学生多尝试使用云计算提升图形表现能力，如通过云平台进行全景VR输出与传播，更高效地进行辅助设计。

中层次的云设计可以借助互联网中的云资源进行辅助设计，这在专业基础设计课程中可以较为有效地帮助学生组织整体设计方案。与参数化设计类似。中层的云设计能够借助计算机以及互联网进一步拓展设计方案的各种可能性，拓宽设计面，并且能使学生更为全面地认识整个设计环节，为后面的深入学习打好基础。但如前文所述，此层次的云设计如果过于依赖云资源，则会导致思维局限，一旦离开了云资源就会失去设计能力，因此在课程中需要对学生进行正确引导，合理借助云资源进行学习和设计。

高层次的云设计则是以设计院校或国外设计事务所的模式来搭建云设计平台，通过建立设计小组、统一规范、设置目标、协同工作，借助REVIT、BIM等系列软件辅助完成设计任务。并且可以在云设计平台中完成初步方案构思、设计草图制作、深化设计方案制作、方案施工管理等全套设计流程。小组成员在云平台中分工协作，共同完成项目，这样才能真正实现项目化的实践教学，可以在课程中结合不同的设计课题，组建设计小组来共同完成复杂项目的设计。

除了云技术以外，还应在课程中借助计算机软件、硬件的新技术来提升学生的综合设计能力。如使用VR技术进行空间建构的模拟，通过设计技术快速处理图像来模拟最佳效果，借助三维打印输出设计模型，以及运用施工模拟软件进行结构深化设计与材料设计，甚至进行虚拟搭建。利用新技术将设计效率最大化，因而在设计周期中能留给思维探索、创新更多的时间，创造更多的可能。

5.结合课程提升学生岗位技能

云设计融合的设计课程中，已经将岗位实践与计算机辅助设计融合到了一起，根据不同的岗位以及不同的设计阶段使用不同的计算机辅助设计技术。在确保思维拓展、思路创新的前提下，遵照行业中的要求与规范，使用软件进行辅助设计。这能使学生在校内学习阶段即能掌握工作所需的实用软件技能，并且可以根据不同项目、不同情况使用不同的软件进行操作，不应局限于软件的种类及版本等。

行業内使用的软件每年都会更新，不断会有新功能、新界面，同一行业中的不同企业也会有不同的软件使用习惯，甚至有很多企业会独立开发适合自己的设计软件。因此，学会建立整体的软件认识比学会某一款软件的操作技能更为重要，更能适应变化莫测的市场，即“授之以渔”而非“授之以鱼”才更符合大学教学一贯的思想。

在课程实施的过程中，为了紧扣就业需求，凸显职业教育的特色，往往会更加重视岗位的模拟与实训。传统的引入企业或企业导师、引入企业工作室等方法，短期内能提高学生的岗位实践能力，对其进入企业工作有一定帮助。但在长期的工作跟踪中，却发现过度针对实际目标进行教学，往往会有局限性，不利于学生树立长远的职业目标与拓展职业远见。因此，在此类与职业紧扣的计算机辅助设计课程中，更应注重对于学生思维及思路的拓展，不能局限于某一企业，应放眼全球的行业发展趋势，对标国际优秀企业进行有前瞻性的培养。

如一般的效果图公司往往都是根据客户提供的设计方案，包括所有的造型、尺寸、材质等细节制作效果图，其制作周期较短，收费一般偏低，对于设计理念、创意等无须了解，就是套用模板，千篇一律。但在一些顶级效果图制作公司，在制作效果图的周期里其实一直伴随着设计，效果图的制作同步参与设计的结果。所以，即使具有再好的计算机技能，没有足够的设计能力与思维也无法做出优秀的效果图，而且效果图不仅仅是对预期的效果进行表现，更多的则是真实地还原设计中所包含的环境及现状，体现出设计过程中的严谨思考及理解。虽然很多主案设计师也是从基层的绘图员做起的，但计算机技能对他们来说并不是唯一，更多的还是通过计算机辅助设计进行设计创新与思考。因此，通过计算机辅助设计课程进一步引导学生对职业、对整个设计行业进行思考与创新，才是课程创新的根本所在。

五、结语

一门课程的改革简单，一系列课程的改革与创新则需要长时间的实践与论证才能见到成效。南京艺术学院高等职业教育学院正是在这样的课程创新体系下，以计算机辅助设计课程为导入，带动全体教师进行本科职业教育中的环境艺术设计专业的课程创新。立足于现有十余年的课程教学经验与逐步进行的改革探索，从课程结构、课程教学计划、课程时长、课程内容、授课方式、实训方式等多方面入手，逐步转变原有思维，进一步通过计算机辅助设计来提升学生的设计思维能力与创新能力，结合实践操作，才有望培养出有想法、能创新、能落地的新一线设计师，更好地切合职业教育的人才培养模式。

参考文献：

[1]夏燕靖.对我国高校艺术设计本科专业课程结构的探讨[D].南京艺术学院，2007.

[2]唐华.国外高校艺术设计学科的教学特点分析[J].艺术与设计（理论），2012，2（08）：171-173.

[3]李海海.计算机辅助设计的发展状况及趋势[J].艺海，2009（12）：98-99.

[4]梁峰.计算机辅助设计在环境设计专业教学中的改革探索[J].计算机产品与流通，2017（10）：241.

[5]袁熙旸.中国艺术设计教育发展历程研究[M].北京理工大学出版社，2003.

[6]徐炯，詹和平.从设计到建造——南京艺术学院参数化设计教学笔记与思考[J].城市建筑，2012（10）：74-76.

[7]王启瑞.包豪斯基础教育解析[D].天津大学，2007.[8]王歌阳.“教室车间化”在高校艺术设计教学中的应用[D].温州大学，2016.

[9]孙守迁，孙凌云.计算机辅助草图设计技术研究现状与展望[J].中国机械工程，2006（20）：2187-2192.

[10]欧阳燕嫦.试论高职艺术设计专业计算机辅助设计课程教学改革[J].美术教育研究，2016（06）：149.