高職數(shù)學(xué)知識在服裝設(shè)計(jì)教育中的應(yīng)用分析

司 維

哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150060

隨著經(jīng)濟(jì)、文化、科技等方面的發(fā)展，我國人民的服裝觀念出現(xiàn)了許多變化，服裝已不再是單一意義上的服飾用品，而發(fā)展為物質(zhì)與精神層面相統(tǒng)一的產(chǎn)物。服裝功能也從單一的蔽體向更多元的內(nèi)涵延伸，因此服裝設(shè)計(jì)的藝術(shù)和技術(shù)也不斷擴(kuò)展到對文化、時尚、生活方式及人的精神需求等方面的探索。服裝設(shè)計(jì)研究的問題較以往更加復(fù)雜，需要兼具實(shí)用、審美、功利、造型及科技等因素，因此需要融入多領(lǐng)域的知識與技術(shù)，才能應(yīng)對多元的設(shè)計(jì)問題。服裝設(shè)計(jì)中涉及許多數(shù)學(xué)知識，且信息技術(shù)也越來越多地參與服裝設(shè)計(jì)，因此現(xiàn)代服裝設(shè)計(jì)將通過多種方式應(yīng)用到許多數(shù)學(xué)知識。就高職服裝設(shè)計(jì)教育而言，需要積極地探索高職數(shù)學(xué)在服裝設(shè)計(jì)教育中的應(yīng)用途徑，然后采取合適的教學(xué)方式，從而有效地引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)踐過程將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于服裝設(shè)計(jì)，以探索、創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路、方法，提升設(shè)計(jì)水平[1]。

1 相關(guān)數(shù)學(xué)知識在服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

數(shù)學(xué)具有抽象思辨、邏輯論證、推理嚴(yán)密、計(jì)算精準(zhǔn)等特點(diǎn)，是對數(shù)量關(guān)系、空間形式等進(jìn)行研究的科學(xué)，按照美學(xué)規(guī)律進(jìn)行服裝等方面的創(chuàng)造設(shè)計(jì)實(shí)踐是十分常見的，如服裝結(jié)構(gòu)、圖形都體現(xiàn)了數(shù)學(xué)因素。藝術(shù)創(chuàng)造雖然浮想聯(lián)翩、思維跳躍，但因數(shù)學(xué)本身具有很強(qiáng)的美學(xué)特點(diǎn)，使得許多藝術(shù)在創(chuàng)作中應(yīng)用了大量的數(shù)學(xué)知識，或與數(shù)學(xué)中蘊(yùn)藏的美學(xué)規(guī)律相契合。數(shù)學(xué)與藝術(shù)從不同角度描繪世界之美，但都有一定的美學(xué)規(guī)律，數(shù)學(xué)知識、思想廣泛應(yīng)用于藝術(shù)領(lǐng)域，比如對稱就是被廣泛應(yīng)用于服裝設(shè)計(jì)中的語言，而數(shù)學(xué)中的對稱概念有很多種，點(diǎn)對稱、對偶空間、互反定理和一些公式都具有明顯對稱美，而這些數(shù)學(xué)概念經(jīng)常在服裝領(lǐng)口、印花等設(shè)計(jì)中應(yīng)用。對稱性的表現(xiàn)還要從靜態(tài)表現(xiàn)、生成過程等角度著手，考慮其平衡、形狀、間距等關(guān)系。黃金分割、楊輝三角等體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的和諧性，許多數(shù)學(xué)符號、公式、圖形則具有很強(qiáng)的簡潔性，還有視覺錯位、幻影等藝術(shù)效果，因此可在服裝設(shè)計(jì)的多個環(huán)節(jié)應(yīng)用，提升服裝的美學(xué)水平。以服裝設(shè)計(jì)中的圖案印花設(shè)計(jì)為例，以下高職數(shù)學(xué)知識都被廣泛應(yīng)用到服裝設(shè)計(jì)中。

1.1 數(shù)學(xué)曲線

數(shù)學(xué)曲線有很多類型，千變?nèi)f化，典型的有遞歸螺線、追逐曲線、象形曲線。遞歸螺線為兩個半徑不同的圓，小圓沿大圓內(nèi)緣相接滾動，大小圓半徑變化或小圓洞位置變化，會改變圖案帶來的感受；追逐曲線，一個正方形的四個頂點(diǎn)上各有一點(diǎn)從所在位置出發(fā)追逐另一點(diǎn)，最終形成許多曲線；象形曲線自身的抽象形象和自然界中的一些生物有許多相似特征，如玫瑰、蝴蝶、菊花等樣式的曲線，以玫瑰曲線為例，是以三角函數(shù)圖形為基礎(chǔ)形成的參數(shù)曲線。幾何圖像具有規(guī)則、周期特性變化等特點(diǎn)，在服裝圖案設(shè)計(jì)中十分常見。

1.2 分形

分形涵蓋破碎、分?jǐn)?shù)、不規(guī)則等特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)精細(xì)，細(xì)節(jié)比例較小，局部細(xì)節(jié)和整體圖形都不能用傳統(tǒng)幾何語言描述，利用計(jì)算機(jī)可將分形幾何巧妙地應(yīng)用到服裝設(shè)計(jì)中，展現(xiàn)神奇、燦爛的分形圖形[2]。若要在服裝圖案設(shè)計(jì)中創(chuàng)作分形圖形，需要用到復(fù)動力系統(tǒng)、L系統(tǒng)等知識，應(yīng)用復(fù)動力系統(tǒng)需先建立動力系統(tǒng)函數(shù)，然后于復(fù)平面進(jìn)行創(chuàng)作，復(fù)動力系統(tǒng)的分形集有Julia集、牛頓變換等。以Julia集為例，需要在復(fù)平面上進(jìn)行迭計(jì)算，Julia集圖形造型多彩、形象各異，能塑造出令人炫目、新奇的視覺圖案。

1.3 混沌

混沌指由非線性動力系統(tǒng)隨機(jī)性導(dǎo)致自身不具備周期、對稱等特性的有序狀態(tài)，所創(chuàng)造的幾何圖形雖然沒有對稱等美學(xué)特征，但會帶給人復(fù)雜、奇特的美學(xué)感受，以均勻隨機(jī)網(wǎng)圖形、雙混沌映射和準(zhǔn)規(guī)則斑圖為例，隨機(jī)網(wǎng)圖形可生成具有大周期性的均勻隨機(jī)的復(fù)雜圖形，當(dāng)其函數(shù)中的變化參數(shù)發(fā)生變化時，圖形風(fēng)格也會發(fā)生復(fù)雜改變。雙混沌映射源于非線性混沌領(lǐng)域，描述一種迭代關(guān)系，變換坐標(biāo)，輸入不同邏輯映射迭代值時，將計(jì)算出的值顯示在平面上會形成奇特的、密集的不規(guī)則線性圖像，能帶來很強(qiáng)的神秘感等美學(xué)感受[3]。準(zhǔn)規(guī)則斑圖可通過對隨機(jī)網(wǎng)平滑操作獲得，圖像為各種形狀與大小不同閉合曲線組成的斑，具有一定準(zhǔn)對稱性，在服裝設(shè)計(jì)中應(yīng)用能創(chuàng)造出豐富多彩的以平面鋪砌的方式呈現(xiàn)的裝飾圖案，配合高純度色彩，能帶來富麗堂皇的美學(xué)感受。

1.4 基于數(shù)學(xué)方法的服裝圖形特征

在服裝設(shè)計(jì)中應(yīng)用不同數(shù)學(xué)知識進(jìn)行圖案設(shè)計(jì)，能得到有別于傳統(tǒng)圖形的形式美感。應(yīng)用時一般需要借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行，根據(jù)相關(guān)計(jì)算公式，調(diào)整其中的變量，可獲得全新、獨(dú)一無二的圖形。遵循特定規(guī)則，依據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)學(xué)公式將科學(xué)信息轉(zhuǎn)換為視覺信息，向人類描繪無法看到的、更深層的科學(xué)美。這些圖案的結(jié)構(gòu)往往極其精細(xì)，是手工等形式難以繪制的，能帶來更精美的視覺感受，圖像中點(diǎn)線面被巧妙但不規(guī)則的組合，因此造成的視覺沖擊也相當(dāng)強(qiáng)烈。

2 高職服裝設(shè)計(jì)專業(yè)融入數(shù)學(xué)知識面臨的問題

2.1 高職學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差、參差不齊，對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣較低

由于近年來高職院校廣泛招生，且新建了許多專業(yè)，所招收的服裝設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)存在十分大的差別，且整體呈現(xiàn)出數(shù)學(xué)基礎(chǔ)弱的情況。服裝設(shè)計(jì)中專業(yè)課程涉及許多數(shù)學(xué)知識，由于學(xué)生數(shù)學(xué)能力弱，在教學(xué)中遇到數(shù)學(xué)知識時需要減慢教學(xué)速度才能保證學(xué)生能較好理解，而學(xué)生文理科知識參差不齊，理解文字、抽象概念的難易程度有很大區(qū)別，這無疑增加了教學(xué)內(nèi)容設(shè)置的難度。同時，許多高職學(xué)生在高中階段就對數(shù)學(xué)不感興趣，在高職數(shù)學(xué)及專業(yè)學(xué)習(xí)中遇到含有數(shù)學(xué)知識的內(nèi)容時，較難跟上進(jìn)度，很可能導(dǎo)致其進(jìn)一步喪失學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識和在服裝設(shè)計(jì)中應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的興趣。另外，由于如今倡導(dǎo)寬口徑培養(yǎng)，許多學(xué)生自身職業(yè)發(fā)展的愿望與服裝設(shè)計(jì)的相關(guān)度不高，導(dǎo)致此類學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)并不重要，對自身數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)要求較低，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與應(yīng)用興趣自然也較小。

2.2 相關(guān)教材不完善

開設(shè)服裝設(shè)計(jì)的高職院校常選用的數(shù)學(xué)教材，常以理科數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)科普、數(shù)學(xué)文化等內(nèi)容為主，專業(yè)課教材中應(yīng)用高職數(shù)學(xué)知識的案例并不多，因此若要在教學(xué)中融入并促使學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識，需要教師挖掘大量的應(yīng)用實(shí)例，并進(jìn)行詳細(xì)的分析，這極大地增大了教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。就目前的數(shù)學(xué)教材而言，則普遍存在實(shí)用性差、趣味性差等缺點(diǎn)，對一些數(shù)學(xué)模型、實(shí)驗(yàn)技術(shù)等介紹則涉入不深，不利于學(xué)生提升學(xué)習(xí)、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的興趣與能力。另外，許多高職在建設(shè)服裝設(shè)計(jì)專業(yè)時，設(shè)置的數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)較低，沒有充分認(rèn)識數(shù)學(xué)知識之于服裝設(shè)計(jì)的重要性和特殊性，且在多種教改之下迷失了方向，摸不清教學(xué)改革的重點(diǎn)，盲目地建設(shè)寬口徑教育，而忽視了對服裝設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生基本數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培育，最終呈現(xiàn)出師生都不重視學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的糟糕局面。

3 高職服裝設(shè)計(jì)教育中更好應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的教學(xué)對策探究

3.1 滲透教學(xué)，激發(fā)學(xué)生興趣

想要在服裝設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中有效的應(yīng)用數(shù)學(xué)知識，首先需要高校和教師正確認(rèn)識數(shù)學(xué)對于提升學(xué)生服裝設(shè)計(jì)水平的重要性，然后深入地研究和優(yōu)化服裝設(shè)計(jì)的專業(yè)目標(biāo)、專業(yè)特征和教學(xué)內(nèi)容，并以學(xué)生為主導(dǎo)，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的熱情為基點(diǎn)開展專業(yè)改革。高職服裝設(shè)計(jì)在專業(yè)學(xué)習(xí)中會提升自身的感性思維能力，專業(yè)教師則需要合理地結(jié)合教學(xué)內(nèi)容來融入數(shù)學(xué)知識，并創(chuàng)設(shè)良好的應(yīng)用情境，以幫助學(xué)生更好地理解枯燥、難懂的數(shù)學(xué)知識，并結(jié)合服裝設(shè)計(jì)案例具體形象地向?qū)W生展示應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的方法、技巧，幫助、引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)知識與設(shè)計(jì)知識緊密聯(lián)系，鼓勵學(xué)生結(jié)合生活實(shí)例、發(fā)揮自由想象，在實(shí)踐中積極將數(shù)學(xué)、服裝設(shè)計(jì)知識巧妙地融合在一起，最終提升其服裝設(shè)計(jì)的能力。另外，教師團(tuán)隊(duì)需要充分的挖掘數(shù)學(xué)與設(shè)計(jì)融合的切入點(diǎn)，挖掘更多的應(yīng)用案例，為學(xué)生創(chuàng)造多樣的實(shí)踐機(jī)會，若能力允許可編出更優(yōu)質(zhì)的專業(yè)教材。

3.2 將具備和諧美的數(shù)學(xué)知識融入服裝設(shè)計(jì)教學(xué)

數(shù)學(xué)知識的和諧美具備很強(qiáng)的中國式的美學(xué)價(jià)值，合理確定服裝結(jié)構(gòu)的比例、形狀，使各細(xì)節(jié)更為協(xié)調(diào)，能加強(qiáng)服裝整體的協(xié)調(diào)美感。教學(xué)中可從以下途徑入手：

（1）運(yùn)用對稱知識，傳統(tǒng)建筑、服裝等具有很明顯的對稱性，這與中國人的傳統(tǒng)審美相切合。對稱可分為軸對稱、周期對稱、中心對稱等形式，服裝設(shè)計(jì)教學(xué)中可融入此類的對稱知識，如人體本質(zhì)具有軸對稱圖特性，常規(guī)的服裝結(jié)構(gòu)也具有很強(qiáng)對稱性，會使人感覺到均衡、和諧的視覺效果，特別是在進(jìn)行與傳統(tǒng)服裝或?qū)ΨQ的服裝圖案設(shè)計(jì)中，可拋棄標(biāo)新立異，利用三角函數(shù)等知識設(shè)計(jì)出對稱合理的服裝結(jié)構(gòu)、圖案，塑造出符合傳統(tǒng)審美的服裝美感。

（2）運(yùn)用相似圖形。許多幾何圖形和函數(shù)圖形都具有對稱性或相似性，將這些圖案按不同比例縮小、放大，或進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)，能得到具有一定協(xié)調(diào)美感的圖案。教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生體會這些操作對圖像整體感覺所產(chǎn)生的變化，讓學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用這些圖形的方法，然后在實(shí)踐教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生在服裝圖案設(shè)計(jì)、布料裁剪等過程中運(yùn)用這些圖形和應(yīng)用方法。在服裝剪裁等基礎(chǔ)知識的教學(xué)中，即使學(xué)生不會裁剪的方法，也可以鼓勵學(xué)生應(yīng)用相似變換等數(shù)學(xué)知識進(jìn)行剪裁嘗試，嘗試復(fù)制一些服裝款式，然后利用相似圖形知識嘗試進(jìn)行款式的創(chuàng)新和變化。

（3）運(yùn)用比例知識。黃金分割等比例知識在服裝設(shè)計(jì)中得到了廣泛、有效的應(yīng)用，服裝設(shè)計(jì)中也需要十分關(guān)注整體與細(xì)節(jié)的比例。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行大膽的切割嘗試，運(yùn)用黃金分割等知識組合布料，然后進(jìn)行細(xì)微的比例調(diào)整，最終使服裝為人們的體型服務(wù)，提升人體構(gòu)造的美感，如西裝設(shè)計(jì)中可運(yùn)用到沉淀等材料，來增強(qiáng)人整體的精神氣場，再如女性連衣裙設(shè)計(jì)時，對上衣和下部裙裝的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合黃金分割和現(xiàn)代審美，適當(dāng)增加視覺上女性的腿部比例，為人們提供更美好的穿著體驗(yàn)。

3.3 將具備簡潔美的數(shù)學(xué)知識融入服裝設(shè)計(jì)教學(xué)

過于繁雜的服裝設(shè)計(jì)容易使人出現(xiàn)視覺疲憊，簡潔美在服裝設(shè)計(jì)中更受歡迎，也是許多大牌設(shè)計(jì)師秉承的設(shè)計(jì)理念，要想設(shè)計(jì)出具備簡潔、合體的服飾卻是不易的。越簡明的數(shù)學(xué)知識越容易使人產(chǎn)生相關(guān)的感受，因此服裝設(shè)計(jì)中可以應(yīng)用簡明的數(shù)學(xué)理論、公式來創(chuàng)造具有簡潔美的服飾，特別是在服裝裁剪方面，由于某個年齡時期人體尺寸具有一定的穩(wěn)定性，正常體型的人在體長、維度等方面具有特定的函數(shù)關(guān)系，服裝長度、維度也就具有相關(guān)恒定的函數(shù)關(guān)系?？梢越柚鄳?yīng)的數(shù)學(xué)公式，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算最終設(shè)計(jì)出圖紙，剪裁出各結(jié)構(gòu)的衣料，如制圖教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合一些函數(shù)關(guān)系，來解決服裝的長度、圍度等尺寸分配的問題，如制圖實(shí)踐中首先提供具體的實(shí)踐條件，明確衣著者的身高、胸圍等尺寸，然后要求學(xué)生建立相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，最終確定衣長、袖長等尺寸。

4 結(jié)束語

綜上所述，對于高職院校而言，服裝設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)尚存在許多問題，對數(shù)學(xué)教育的重視度不足就是其中重要的一點(diǎn)。對于現(xiàn)代化的服裝設(shè)計(jì)工作而言，需要此類專業(yè)人才具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)知識和應(yīng)用水平，才能滿足現(xiàn)代社會對服裝設(shè)計(jì)師的高要求。因此，高職需要在深入反省自身存在的專業(yè)教育問題的基礎(chǔ)上，將各類數(shù)學(xué)知識合理地融入專業(yè)教育，并采取靈活多樣的教學(xué)方法，來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)及在專業(yè)學(xué)習(xí)與實(shí)踐中應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的能動性和興趣，最終提升高職服裝設(shè)計(jì)專業(yè)的教育水平。