方直形态束缚下立方体空间设计创新的教学探究

湖南科技职业学院 彭曲云

以立方体为基本单元的空间形态训练，是环境设计、建筑设计、工业设计、视觉传达设计等专业必不可少的基础教学科目。通过长宽高尺度相同的三维体块组合能使学生获得切实的空间感受，并体会出内外空间变化的种种关系。

一、立方体空间训练的理念

针对空间的测绘与交流，古今中外的设计者往往借助约定俗成的基本度量单位来把握事物空间之间的相互关系。在具体形态实践中，“不以规矩，不能成方圆。”“方与圆”往往成为人们识事造物的基本形态。由于“百工从事，皆有法所度。”这反映古人的空间思维训练中，“方”是必不可少的环节。相比球体而言，立方体作为精确衡量空间大小的有效单位，能使初学者易于构建思维上的空间类比关系。

在方直形态的思维训练教学上，包豪斯设计教育对后世空间基础教学有着深远的影响，其教学方式成了世界许多院校设计艺术教育的基础。为了追求新的、工业时代的表现形式，包豪斯在设计中强调抽象的几何图形，于是有了“立方体就是上帝”的形式主义审美内涵。虽然抽象而冷漠，有时甚至破环了产品的使用功能。但在空间基础教育环节上，还是有着不可低估的训练价值。目前国内外诸多院校的基础教学大都延续了包豪斯的构成理念，形成了许多卓有成效的空间思维训练科目。

二、立方体空间训练的教学实践

继伊顿的感悟训练后，1923年艺术家纳吉将构成主义的要素带进了包豪斯的基础训练，使学生在实践中了解如何客观地分析两度空间的构成，并进而推广到三度空间的构成上；柯林·罗在美国得克萨斯的设计基础课练习中，采用九宫格的空间训练方式，用9-27个立方体（1-3层）的围合、分隔、定位和组合来探究空间关系；中央美院的建筑学基础课程“积木盒子系列”依据限定空间盒子内的积木搭建，培养学生对空间正负形态的理解；香港大学的“空间感知训练”中，在一个16cm×16cm×16cm的三维立方网格中放置数个长度为4cm的立方体单元，通过立方体框架内的插入、抽取、叠加、挖空和元素粘合等方法，不断强化空间的整体感和个性。可以说，立方体训练已成为传统空间课程中的“强势”项目，其内容、目的、方法、操作等也相当规范成熟。如何在传统立方体基础课程中找到新的思路方向，进行有效兼容和超越，成为防止该类空间训练设计教学结果千篇一律的关键。

三、限制与反限制思维下的立方体创新教学

1、立方体教学的再认识

立方体训练课程看似简单，可涉及内容复杂。一般可以从立体单元、组合关系、立意创新、环境制约四个方面来设定。四个方面相互作用，相互激发，相辅相成，才能使设计过程呈现出强烈的创造性。从一个立方体单元观察时，所分析的视觉要素包括：形（内外的空间体积）、色（色彩与光影）、质（纹理与装饰）。而对另三个方面的差异要求正是教学结果能呈现千变万化的条件。

2、立方体空间训练的教学目标

如何使学生的空间体验得到量化表述，是该训练成败的重点内容。方体单元在思维理解上，可以是一个房间、一块砖、甚至是一粒沙。这样就不会受到具象化的方体束缚，思维中它仅是一个空间构成要素。面对众多立方体单元组合，教学须让学生在实践中感受内外；感受高低宽窄；感受角度及偏移；感受色彩质地；感受光影强弱变化；感受通透与阻隔；感受聚合与离散；感受透明与非透明；感受大小对比等。

3、立方体四个环节训练上的“限制与反限制”创新实践

在教学中可围绕“限制与反限制”这一训练主题展开。其中限制方面为：立方体单元尺度设定3cm×3cm×3cm，色彩限定“三色以内”；组合关系上要求移动距离为单元体边长的1/2、1/3、1/4、1/5，单元方体间相交面积为 9cm2的 1/2、1/3、1/4、1/5，或以方形面分出的4个等面积方形作为组合时的粘接面积。而偏转角度也设定为10度的倍数展开旋转；环境制约中场地面积为8×8个单元体的大小，即24cm×24cm。高度在6-10个单元体间变化，即18cm-30cm之间；立意创新方面规定学生从底层开始，上升到最低六层，最高十层的高度。每层最大立方体数量为8×8个，十层最多共使用640个。而且每层必须空缺一个立方体单元以上的体积作为上升通道。这一规定使得整个框架结构不再是方方正正地呈现，而是被逼出不规则样式。可以说上述数量庞大的立方体在色彩材质变化上、组合偏转展开上、升腾扩张构思上、流动穿插表达上是极其复杂的，也是目前所有立方体教学训练中最具挑战性的。限制的目的是为了学生能更好地理解立方体自身及相互间的关系，以实体形态与联想意向构建起的“形意场”来辐射空间。比例与尺度的规定也方便学生有案可寻地精确建立实体及电脑模型。在反限制方面，须让学生明了“形可调、色可换、意可变”的多种创新视觉途径。教师在教学方法上可帮助学生采用自评法、团体互评法、多元化表现法来扩展思维。借助五合一的综合表现技巧，即手绘空间草图、效果图；实体材料模型制作；电脑建模呈现；三维电脑漫游视频；展板展示说明。这最终能够在草图概念、实物制模、电脑建模、动画漫游、平面展示等空间表达中培养出学生的立方体空间创新意识。

4、方直空间思维下的创新能力培养

（1）空间的堆积。引导学生从单个立方体转变成数个不同样式的构成件，（一般由1-5个方体单元组成简单或复杂样式）再由此组成更复杂的空间样式（图1）。

图1

（2）空间的内外。空间体可以从上下、左右、前后等不同角度来观察，电脑中常用前视图、左视图、顶视图来把握立体效果。借助电脑建模，学生还可深入空间体内部空间来感受尺度距离及内外的转换（图2）。

图2

（3）空间的透明。空间可用透明材质、线性材料及组合留空方式获得空间的通透感，使学生明了光影的变化关系（图3）。

图3

（4）空间的旋转。以中心为原点，进行多方位的盘旋上升，获得对称与非对称的视觉平衡力，并在空间体内景中找出旋转表现的特点（图4）。

图4

（5）空间的色变。将色彩或不同材质赋予空间体时，会带来视觉上的刺激，色彩可以由下往上，逐级分层解析（图5），也可以间隔穿插、旋转攀附来区别自身与整体的视觉关系，如同建筑表皮一样光彩夺目（图6-9）。

图6

图7

图8

图9

（6）空间的曲化。曲线总是比直线来的优美，螺旋式的立方体组合既有曲线的美感，又有硬直而紧密的空间顿挫感。曲化设计上可以是一分为二的逐层线性展开，也可以将外表柔化成为曲面的造型（图10-11）。

（7）空间的扩张。本命题中每层有64个立方体可以横向扩展，通过粘接来突破原有方框束缚。当空间方体模型设定四条螺旋上升的线条为初始元素，由下而上的扭曲结构形成相应的四条路径，中间以四方形态架空，且每条路径在六层的架空方形处能彼此相通，传递出建筑般的空间通透感；四线最顶端都以垂直的方式递进上升，并用白、绿、透明等色穿插布置，表现出对称中的不对称关系，使结构更具个性趣味及美观多样的特点（图12）。

图11

图12

（8）空间的聚散。多个立方体的疏密设置必然会产生空间的聚合关系，由此又会有形态大小、多少的关系比较。因而在空间组合中，须以协调、动感、通畅作为引导学生形态创新的衡量器（图13-14）。

图13

图14

当然，在空间体的立意上学生可以有多样的阐释，如模仿生物形象、抽象符号概念的隐喻、或者心情喜怒哀乐的表达等，让学生在束缚的自由中获得思维的创新感悟。

四、小结

立方体教学的设计程序依据“空间限定一空间分割一空间整合一空间延展”的方式来创新。由于具有六个自由面的立方体中任意两个相邻面的夹角都是直角。它代表纯粹和理性，是一种中性的静态体，没有主导方向。立方体空间构思是对空间的推敲、拆构，形成一个形式和空间达到理想状态的构成。整个作业过程中，按照构思-总结-再构思-再总结的尝试，并通过软件来辅助设计制作的过程，最终以展板和pp t介绍了教学作业的整个流程。这全面调动起学生的积极性，挖掘学生的思维深度，使学生有效地体会立方体设计中的“束缚与反束缚”的趣味关系，并在其中找到常态思维被突破的快乐感受。