高职数学知识在服装设计教育中的应用分析

司 维

哈尔滨铁道职业技术学院，黑龙江 哈尔滨 150060

随着经济、文化、科技等方面的发展，我国人民的服装观念出现了许多变化，服装已不再是单一意义上的服饰用品，而发展为物质与精神层面相统一的产物。服装功能也从单一的蔽体向更多元的内涵延伸，因此服装设计的艺术和技术也不断扩展到对文化、时尚、生活方式及人的精神需求等方面的探索。服装设计研究的问题较以往更加复杂，需要兼具实用、审美、功利、造型及科技等因素，因此需要融入多领域的知识与技术，才能应对多元的设计问题。服装设计中涉及许多数学知识，且信息技术也越来越多地参与服装设计，因此现代服装设计将通过多种方式应用到许多数学知识。就高职服装设计教育而言，需要积极地探索高职数学在服装设计教育中的应用途径，然后采取合适的教学方式，从而有效地引导学生在学习实践过程将数学知识应用于服装设计，以探索、创新设计思路、方法，提升设计水平[1]。

1 相关数学知识在服装设计中的应用

数学具有抽象思辨、逻辑论证、推理严密、计算精准等特点，是对数量关系、空间形式等进行研究的科学，按照美学规律进行服装等方面的创造设计实践是十分常见的，如服装结构、图形都体现了数学因素。艺术创造虽然浮想联翩、思维跳跃，但因数学本身具有很强的美学特点，使得许多艺术在创作中应用了大量的数学知识，或与数学中蕴藏的美学规律相契合。数学与艺术从不同角度描绘世界之美，但都有一定的美学规律，数学知识、思想广泛应用于艺术领域，比如对称就是被广泛应用于服装设计中的语言，而数学中的对称概念有很多种，点对称、对偶空间、互反定理和一些公式都具有明显对称美，而这些数学概念经常在服装领口、印花等设计中应用。对称性的表现还要从静态表现、生成过程等角度着手，考虑其平衡、形状、间距等关系。黄金分割、杨辉三角等体现了数学的和谐性，许多数学符号、公式、图形则具有很强的简洁性，还有视觉错位、幻影等艺术效果，因此可在服装设计的多个环节应用，提升服装的美学水平。以服装设计中的图案印花设计为例，以下高职数学知识都被广泛应用到服装设计中。

1.1 数学曲线

数学曲线有很多类型，千变万化，典型的有递归螺线、追逐曲线、象形曲线。递归螺线为两个半径不同的圆，小圆沿大圆内缘相接滚动，大小圆半径变化或小圆洞位置变化，会改变图案带来的感受；追逐曲线，一个正方形的四个顶点上各有一点从所在位置出发追逐另一点，最终形成许多曲线；象形曲线自身的抽象形象和自然界中的一些生物有许多相似特征，如玫瑰、蝴蝶、菊花等样式的曲线，以玫瑰曲线为例，是以三角函数图形为基础形成的参数曲线。几何图像具有规则、周期特性变化等特点，在服装图案设计中十分常见。

1.2 分形

分形涵盖破碎、分数、不规则等特点，结构精细，细节比例较小，局部细节和整体图形都不能用传统几何语言描述，利用计算机可将分形几何巧妙地应用到服装设计中，展现神奇、灿烂的分形图形[2]。若要在服装图案设计中创作分形图形，需要用到复动力系统、L系统等知识，应用复动力系统需先建立动力系统函数，然后于复平面进行创作，复动力系统的分形集有Julia集、牛顿变换等。以Julia集为例，需要在复平面上进行迭计算，Julia集图形造型多彩、形象各异，能塑造出令人炫目、新奇的视觉图案。

1.3 混沌

混沌指由非线性动力系统随机性导致自身不具备周期、对称等特性的有序状态，所创造的几何图形虽然没有对称等美学特征，但会带给人复杂、奇特的美学感受，以均匀随机网图形、双混沌映射和准规则斑图为例，随机网图形可生成具有大周期性的均匀随机的复杂图形，当其函数中的变化参数发生变化时，图形风格也会发生复杂改变。双混沌映射源于非线性混沌领域，描述一种迭代关系，变换坐标，输入不同逻辑映射迭代值时，将计算出的值显示在平面上会形成奇特的、密集的不规则线性图像，能带来很强的神秘感等美学感受[3]。准规则斑图可通过对随机网平滑操作获得，图像为各种形状与大小不同闭合曲线组成的斑，具有一定准对称性，在服装设计中应用能创造出丰富多彩的以平面铺砌的方式呈现的装饰图案，配合高纯度色彩，能带来富丽堂皇的美学感受。

1.4 基于数学方法的服装图形特征

在服装设计中应用不同数学知识进行图案设计，能得到有别于传统图形的形式美感。应用时一般需要借助计算机进行，根据相关计算公式，调整其中的变量，可获得全新、独一无二的图形。遵循特定规则，依据严谨数学公式将科学信息转换为视觉信息，向人类描绘无法看到的、更深层的科学美。这些图案的结构往往极其精细，是手工等形式难以绘制的，能带来更精美的视觉感受，图像中点线面被巧妙但不规则的组合，因此造成的视觉冲击也相当强烈。

2 高职服装设计专业融入数学知识面临的问题

2.1 高职学生的数学基础差、参差不齐，对数学的学习兴趣较低

由于近年来高职院校广泛招生，且新建了许多专业，所招收的服装设计相关专业的学生的数学基础存在十分大的差别，且整体呈现出数学基础弱的情况。服装设计中专业课程涉及许多数学知识，由于学生数学能力弱，在教学中遇到数学知识时需要减慢教学速度才能保证学生能较好理解，而学生文理科知识参差不齐，理解文字、抽象概念的难易程度有很大区别，这无疑增加了教学内容设置的难度。同时，许多高职学生在高中阶段就对数学不感兴趣，在高职数学及专业学习中遇到含有数学知识的内容时，较难跟上进度，很可能导致其进一步丧失学习数学知识和在服装设计中应用数学知识的兴趣。另外，由于如今倡导宽口径培养，许多学生自身职业发展的愿望与服装设计的相关度不高，导致此类学生认为学习和应用数学并不重要，对自身数学知识的学习要求较低，数学学习与应用兴趣自然也较小。

2.2 相关教材不完善

开设服装设计的高职院校常选用的数学教材，常以理科数学、数学科普、数学文化等内容为主，专业课教材中应用高职数学知识的案例并不多，因此若要在教学中融入并促使学生应用数学知识，需要教师挖掘大量的应用实例，并进行详细的分析，这极大地增大了教师的教学负担。就目前的数学教材而言，则普遍存在实用性差、趣味性差等缺点，对一些数学模型、实验技术等介绍则涉入不深，不利于学生提升学习、应用数学知识的兴趣与能力。另外，许多高职在建设服装设计专业时，设置的数学教学目标较低，没有充分认识数学知识之于服装设计的重要性和特殊性，且在多种教改之下迷失了方向，摸不清教学改革的重点，盲目地建设宽口径教育，而忽视了对服装设计专业学生基本数学应用能力的培育，最终呈现出师生都不重视学习和应用数学知识的糟糕局面。

3 高职服装设计教育中更好应用数学知识的教学对策探究

3.1 渗透教学，激发学生兴趣

想要在服装设计专业教学中有效的应用数学知识，首先需要高校和教师正确认识数学对于提升学生服装设计水平的重要性，然后深入地研究和优化服装设计的专业目标、专业特征和教学内容，并以学生为主导，以激发学生学习和应用数学知识的热情为基点开展专业改革。高职服装设计在专业学习中会提升自身的感性思维能力，专业教师则需要合理地结合教学内容来融入数学知识，并创设良好的应用情境，以帮助学生更好地理解枯燥、难懂的数学知识，并结合服装设计案例具体形象地向学生展示应用数学知识的方法、技巧，帮助、引导学生将数学知识与设计知识紧密联系，鼓励学生结合生活实例、发挥自由想象，在实践中积极将数学、服装设计知识巧妙地融合在一起，最终提升其服装设计的能力。另外，教师团队需要充分的挖掘数学与设计融合的切入点，挖掘更多的应用案例，为学生创造多样的实践机会，若能力允许可编出更优质的专业教材。

3.2 将具备和谐美的数学知识融入服装设计教学

数学知识的和谐美具备很强的中国式的美学价值，合理确定服装结构的比例、形状，使各细节更为协调，能加强服装整体的协调美感。教学中可从以下途径入手：

（1）运用对称知识，传统建筑、服装等具有很明显的对称性，这与中国人的传统审美相切合。对称可分为轴对称、周期对称、中心对称等形式，服装设计教学中可融入此类的对称知识，如人体本质具有轴对称图特性，常规的服装结构也具有很强对称性，会使人感觉到均衡、和谐的视觉效果，特别是在进行与传统服装或对称的服装图案设计中，可抛弃标新立异，利用三角函数等知识设计出对称合理的服装结构、图案，塑造出符合传统审美的服装美感。

（2）运用相似图形。许多几何图形和函数图形都具有对称性或相似性，将这些图案按不同比例缩小、放大，或进行平移、旋转，能得到具有一定协调美感的图案。教学中，教师可以引导学生体会这些操作对图像整体感觉所产生的变化，让学生学习运用这些图形的方法，然后在实践教学中引导学生在服装图案设计、布料裁剪等过程中运用这些图形和应用方法。在服装剪裁等基础知识的教学中，即使学生不会裁剪的方法，也可以鼓励学生应用相似变换等数学知识进行剪裁尝试，尝试复制一些服装款式，然后利用相似图形知识尝试进行款式的创新和变化。

（3）运用比例知识。黄金分割等比例知识在服装设计中得到了广泛、有效的应用，服装设计中也需要十分关注整体与细节的比例。教师应引导学生进行大胆的切割尝试，运用黄金分割等知识组合布料，然后进行细微的比例调整，最终使服装为人们的体型服务，提升人体构造的美感，如西装设计中可运用到沉淀等材料，来增强人整体的精神气场，再如女性连衣裙设计时，对上衣和下部裙装的设计，应符合黄金分割和现代审美，适当增加视觉上女性的腿部比例，为人们提供更美好的穿着体验。

3.3 将具备简洁美的数学知识融入服装设计教学

过于繁杂的服装设计容易使人出现视觉疲惫，简洁美在服装设计中更受欢迎，也是许多大牌设计师秉承的设计理念，要想设计出具备简洁、合体的服饰却是不易的。越简明的数学知识越容易使人产生相关的感受，因此服装设计中可以应用简明的数学理论、公式来创造具有简洁美的服饰，特别是在服装裁剪方面，由于某个年龄时期人体尺寸具有一定的稳定性，正常体型的人在体长、维度等方面具有特定的函数关系，服装长度、维度也就具有相关恒定的函数关系。可以借助相应的数学公式，通过严谨的计算最终设计出图纸，剪裁出各结构的衣料，如制图教学中，教师可引导学生结合一些函数关系，来解决服装的长度、围度等尺寸分配的问题，如制图实践中首先提供具体的实践条件，明确衣着者的身高、胸围等尺寸，然后要求学生建立相应的函数关系，最终确定衣长、袖长等尺寸。

4 结束语

综上所述，对于高职院校而言，服装设计相关专业的教学尚存在许多问题，对数学教育的重视度不足就是其中重要的一点。对于现代化的服装设计工作而言，需要此类专业人才具有较强的数学知识和应用水平，才能满足现代社会对服装设计师的高要求。因此，高职需要在深入反省自身存在的专业教育问题的基础上，将各类数学知识合理地融入专业教育，并采取灵活多样的教学方法，来激发学生学习数学及在专业学习与实践中应用数学知识的能动性和兴趣，最终提升高职服装设计专业的教育水平。