高職數學知識在服裝設計教育中的應用分析

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哈爾濱鐵道職業技術學院，黑龍江 哈爾濱 150060

隨著經濟、文化、科技等方面的發展，我國人民的服裝觀念出現了許多變化，服裝已不再是單一意義上的服飾用品，而發展為物質與精神層面相統一的產物。服裝功能也從單一的蔽體向更多元的內涵延伸，因此服裝設計的藝術和技術也不斷擴展到對文化、時尚、生活方式及人的精神需求等方面的探索。服裝設計研究的問題較以往更加復雜，需要兼具實用、審美、功利、造型及科技等因素，因此需要融入多領域的知識與技術，才能應對多元的設計問題。服裝設計中涉及許多數學知識，且信息技術也越來越多地參與服裝設計，因此現代服裝設計將通過多種方式應用到許多數學知識。就高職服裝設計教育而言，需要積極地探索高職數學在服裝設計教育中的應用途徑，然后采取合適的教學方式，從而有效地引導學生在學習實踐過程將數學知識應用于服裝設計，以探索、創新設計思路、方法，提升設計水平[1]。

1 相關數學知識在服裝設計中的應用

數學具有抽象思辨、邏輯論證、推理嚴密、計算精準等特點，是對數量關系、空間形式等進行研究的科學，按照美學規律進行服裝等方面的創造設計實踐是十分常見的，如服裝結構、圖形都體現了數學因素。藝術創造雖然浮想聯翩、思維跳躍，但因數學本身具有很強的美學特點，使得許多藝術在創作中應用了大量的數學知識，或與數學中蘊藏的美學規律相契合。數學與藝術從不同角度描繪世界之美，但都有一定的美學規律，數學知識、思想廣泛應用于藝術領域，比如對稱就是被廣泛應用于服裝設計中的語言，而數學中的對稱概念有很多種，點對稱、對偶空間、互反定理和一些公式都具有明顯對稱美，而這些數學概念經常在服裝領口、印花等設計中應用。對稱性的表現還要從靜態表現、生成過程等角度著手，考慮其平衡、形狀、間距等關系。黃金分割、楊輝三角等體現了數學的和諧性，許多數學符號、公式、圖形則具有很強的簡潔性，還有視覺錯位、幻影等藝術效果，因此可在服裝設計的多個環節應用，提升服裝的美學水平。以服裝設計中的圖案印花設計為例，以下高職數學知識都被廣泛應用到服裝設計中。

1.1 數學曲線

數學曲線有很多類型，千變萬化，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上各有一點從所在位置出發追逐另一點，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，是以三角函數圖形為基礎形成的參數曲線。幾何圖像具有規則、周期特性變化等特點，在服裝圖案設計中十分常見。

1.2 分形

分形涵蓋破碎、分數、不規則等特點，結構精細，細節比例較小，局部細節和整體圖形都不能用傳統幾何語言描述，利用計算機可將分形幾何巧妙地應用到服裝設計中，展現神奇、燦爛的分形圖形[2]。若要在服裝圖案設計中創作分形圖形，需要用到復動力系統、L系統等知識，應用復動力系統需先建立動力系統函數，然后于復平面進行創作，復動力系統的分形集有Julia集、牛頓變換等。以Julia集為例，需要在復平面上進行迭計算，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隨機性導致自身不具備周期、對稱等特性的有序狀態，所創造的幾何圖形雖然沒有對稱等美學特征，但會帶給人復雜、奇特的美學感受，以均勻隨機網圖形、雙混沌映射和準規則斑圖為例，隨機網圖形可生成具有大周期性的均勻隨機的復雜圖形，當其函數中的變化參數發生變化時，圖形風格也會發生復雜改變。雙混沌映射源于非線性混沌領域，描述一種迭代關系，變換坐標，輸入不同邏輯映射迭代值時，將計算出的值顯示在平面上會形成奇特的、密集的不規則線性圖像，能帶來很強的神秘感等美學感受[3]。準規則斑圖可通過對隨機網平滑操作獲得，圖像為各種形狀與大小不同閉合曲線組成的斑，具有一定準對稱性，在服裝設計中應用能創造出豐富多彩的以平面鋪砌的方式呈現的裝飾圖案，配合高純度色彩，能帶來富麗堂皇的美學感受。

1.4 基于數學方法的服裝圖形特征

在服裝設計中應用不同數學知識進行圖案設計，能得到有別于傳統圖形的形式美感。應用時一般需要借助計算機進行，根據相關計算公式，調整其中的變量，可獲得全新、獨一無二的圖形。遵循特定規則，依據嚴謹數學公式將科學信息轉換為視覺信息，向人類描繪無法看到的、更深層的科學美。這些圖案的結構往往極其精細，是手工等形式難以繪制的，能帶來更精美的視覺感受，圖像中點線面被巧妙但不規則的組合，因此造成的視覺沖擊也相當強烈。

2 高職服裝設計專業融入數學知識面臨的問題

2.1 高職學生的數學基礎差、參差不齊，對數學的學習興趣較低

由于近年來高職院校廣泛招生，且新建了許多專業，所招收的服裝設計相關專業的學生的數學基礎存在十分大的差別，且整體呈現出數學基礎弱的情況。服裝設計中專業課程涉及許多數學知識，由于學生數學能力弱，在教學中遇到數學知識時需要減慢教學速度才能保證學生能較好理解，而學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別，這無疑增加了教學內容設置的難度。同時，許多高職學生在高中階段就對數學不感興趣，在高職數學及專業學習中遇到含有數學知識的內容時，較難跟上進度，很可能導致其進一步喪失學習數學知識和在服裝設計中應用數學知識的興趣。另外，由于如今倡導寬口徑培養，許多學生自身職業發展的愿望與服裝設計的相關度不高，導致此類學生認為學習和應用數學并不重要，對自身數學知識的學習要求較低，數學學習與應用興趣自然也較小。

2.2 相關教材不完善

開設服裝設計的高職院校常選用的數學教材，常以理科數學、數學科普、數學文化等內容為主，專業課教材中應用高職數學知識的案例并不多，因此若要在教學中融入并促使學生應用數學知識，需要教師挖掘大量的應用實例，并進行詳細的分析，這極大地增大了教師的教學負擔。就目前的數學教材而言，則普遍存在實用性差、趣味性差等缺點，對一些數學模型、實驗技術等介紹則涉入不深，不利于學生提升學習、應用數學知識的興趣與能力。另外，許多高職在建設服裝設計專業時，設置的數學教學目標較低，沒有充分認識數學知識之于服裝設計的重要性和特殊性，且在多種教改之下迷失了方向，摸不清教學改革的重點，盲目地建設寬口徑教育，而忽視了對服裝設計專業學生基本數學應用能力的培育，最終呈現出師生都不重視學習和應用數學知識的糟糕局面。

3 高職服裝設計教育中更好應用數學知識的教學對策探究

3.1 滲透教學，激發學生興趣

想要在服裝設計專業教學中有效的應用數學知識，首先需要高校和教師正確認識數學對于提升學生服裝設計水平的重要性，然后深入地研究和優化服裝設計的專業目標、專業特征和教學內容，并以學生為主導，以激發學生學習和應用數學知識的熱情為基點開展專業改革。高職服裝設計在專業學習中會提升自身的感性思維能力，專業教師則需要合理地結合教學內容來融入數學知識，并創設良好的應用情境，以幫助學生更好地理解枯燥、難懂的數學知識，并結合服裝設計案例具體形象地向學生展示應用數學知識的方法、技巧，幫助、引導學生將數學知識與設計知識緊密聯系，鼓勵學生結合生活實例、發揮自由想象，在實踐中積極將數學、服裝設計知識巧妙地融合在一起，最終提升其服裝設計的能力。另外，教師團隊需要充分的挖掘數學與設計融合的切入點，挖掘更多的應用案例，為學生創造多樣的實踐機會，若能力允許可編出更優質的專業教材。

3.2 將具備和諧美的數學知識融入服裝設計教學

數學知識的和諧美具備很強的中國式的美學價值，合理確定服裝結構的比例、形狀，使各細節更為協調，能加強服裝整體的協調美感。教學中可從以下途徑入手：

（1）運用對稱知識，傳統建筑、服裝等具有很明顯的對稱性，這與中國人的傳統審美相切合。對稱可分為軸對稱、周期對稱、中心對稱等形式，服裝設計教學中可融入此類的對稱知識，如人體本質具有軸對稱圖特性，常規的服裝結構也具有很強對稱性，會使人感覺到均衡、和諧的視覺效果，特別是在進行與傳統服裝或對稱的服裝圖案設計中，可拋棄標新立異，利用三角函數等知識設計出對稱合理的服裝結構、圖案，塑造出符合傳統審美的服裝美感。

（2）運用相似圖形。許多幾何圖形和函數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，或進行平移、旋轉，能得到具有一定協調美感的圖案。教學中，教師可以引導學生體會這些操作對圖像整體感覺所產生的變化，讓學生學習運用這些圖形的方法，然后在實踐教學中引導學生在服裝圖案設計、布料裁剪等過程中運用這些圖形和應用方法。在服裝剪裁等基礎知識的教學中，即使學生不會裁剪的方法，也可以鼓勵學生應用相似變換等數學知識進行剪裁嘗試，嘗試復制一些服裝款式，然后利用相似圖形知識嘗試進行款式的創新和變化。

（3）運用比例知識。黃金分割等比例知識在服裝設計中得到了廣泛、有效的應用，服裝設計中也需要十分關注整體與細節的比例。教師應引導學生進行大膽的切割嘗試，運用黃金分割等知識組合布料，然后進行細微的比例調整，最終使服裝為人們的體型服務，提升人體構造的美感，如西裝設計中可運用到沉淀等材料，來增強人整體的精神氣場，再如女性連衣裙設計時，對上衣和下部裙裝的設計，應符合黃金分割和現代審美，適當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。

3.3 將具備簡潔美的數學知識融入服裝設計教學

過于繁雜的服裝設計容易使人出現視覺疲憊，簡潔美在服裝設計中更受歡迎，也是許多大牌設計師秉承的設計理念，要想設計出具備簡潔、合體的服飾卻是不易的。越簡明的數學知識越容易使人產生相關的感受，因此服裝設計中可以應用簡明的數學理論、公式來創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定性，正常體型的人在體長、維度等方面具有特定的函數關系，服裝長度、維度也就具有相關恒定的函數關系。可以借助相應的數學公式，通過嚴謹的計算最終設計出圖紙，剪裁出各結構的衣料，如制圖教學中，教師可引導學生結合一些函數關系，來解決服裝的長度、圍度等尺寸分配的問題，如制圖實踐中首先提供具體的實踐條件，明確衣著者的身高、胸圍等尺寸，然后要求學生建立相應的函數關系，最終確定衣長、袖長等尺寸。

4 結束語

綜上所述，對于高職院校而言，服裝設計相關專業的教學尚存在許多問題，對數學教育的重視度不足就是其中重要的一點。對于現代化的服裝設計工作而言，需要此類專業人才具有較強的數學知識和應用水平，才能滿足現代社會對服裝設計師的高要求。因此，高職需要在深入反省自身存在的專業教育問題的基礎上，將各類數學知識合理地融入專業教育，并采取靈活多樣的教學方法，來激發學生學習數學及在專業學習與實踐中應用數學知識的能動性和興趣，最終提升高職服裝設計專業的教育水平。