Компьютерное моделирование в процессе формирования основ архитектурной композиции (начальная стадия высшего профессионального архитектурного образования)

МОСКОВСКИЙ АРХИТЕКТУРНЫЙ ИНСТИТУТ

(государственная академия)

На правах рукописи

РОЧЕГОВА НАТАЛИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРОЦЕССЕ

ФОРМИРОВАНИЯ

ОСНОВ АРХИТЕКТУРНОЙ КОМПОЗИЦИИ

(начальная стадия высшего профессионального

архитектурного образования)

Специальность 05.23.20 – Теория и история архитектуры,

реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата архитектуры

Москва – 2010

Диссертация выполнена

в Московском архитектурном институте (государственной академии)

на кафедре «Основы архитектурного проектирования»

Научный руководитель: доктор искусствоведения, профессор

Мелодинский Дмитрий Львович

Официальные оппоненты: доктор архитектуры, профессор

Ефимов Андрей Владимирович

кандидат архитектуры

Гук Алексей Иванович

Ведущая организация: Воронежский государственный

архитектурно-строительный университет

(ВГАСУ)

Защита состоится 7 декабря 2010 года, в 12.00 на заседании

Диссертационного совета Д 212.124.02 при Московском архитектурном институте

(государственной академии) по адресу: 107031, Москва, Рождественка ул., 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского архитектурного

института (государственной академии).

Автореферат разослан 3 ноября 2010 года

Учёный секретарь Диссертационного совета

кандидат архитектуры Клименко С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Особенность современного этапа развития общества заключается в феноменальном прорыве цифровых технологий. На глазах одного поколения радикально изменилось отношение ко многим сторонам жизни. Это коснулось профессиональной сферы архитектуры, в том числе содержания обучения, методов трансляции профессиональных знаний и средств деятельности.

Кроме того, высшему профессиональному образованию уделяется повышенное внимание в связи со вступлением в Болонский процесс, что предусматривает изменения системы деятельности вузов с необходимостью радикальной модернизации дисциплин и программ. Ключевой для становления будущего архитектора предмет «Архитектурное проектирование» подпадает под этот процесс, с неизбежностью затрагивая проблему изучения объёмно-пространственной композиции.

Данная тема, связанная с изучением возможностей компьютерного моделирования, лежит на пересечении этих двух тенденций и оказывается в центре интересов, как архитектурной теории, так и практики проектирования, что определяет актуальность исследования.

Проблема

Информационные технологии (далее ИТ) в соответствии со стратегией развития современного общества Российской Федерации определены как системообразующий элемент складывающейся инфраструктуры, в качестве главного фактора ускорения инновационных процессов и модернизации экономики. Вместе с тем в области высшего архитектурного образования потенциал современных ИТ используется далеко не в полной мере, т.к. внедрение их в учебный процесс носит стихийный характер и зачастую основывается на интуитивных подходах. В результате не используются креативные возможности компьютерных технологий (далее КТ), что смещает акцент профессионального архитектурного образования в сторону технократизации в ущерб творческой, художественной составляющей.

Настоящее диссертационное исследование направлено на изучение и применение КТ для развития гуманитарных ценностей высшего профессионального архитектурного образования – формирования композиционного мышления студента-архитектора, соответствующего современным потребностям архитектурной специальности.

Изученность проблемы и научный контекст исследования

Научный контекст исследования составляют разработки в области теории архитектуры: творческого процесса проектирования1, архитектурного формообразования2, теории композиции3, виртуального моделирования в различных областях искусства4, методологии архитектурного образования, в частности, его начального этапа5.

В работах теоретиков6 и практиков7 архитектуры приводится анализ и оценка явлений, связанных с развивающейся идеей нелинейности, определяющей новую картину мира, которая реализуется в современной архитектуре и градостроительстве и существенно расширяет границы теоретических представлений о профессии. Исследование процесса творчества как результата нелинейного мышления и деятельности архитектора потребовало обращения к работам, рассматривающим феномен сознания с точки зрения синергетики8, феноменологии9, психологии10, эстетики11 и математического моделирования12.

Мировой и отечественный опыт современной архитектуры свидетельствует о том, что единый процесс информатизации в архитектуре развивается по двум параллельным руслам: первое - технологическое сопровождение проектирования, существенно интенсифицирующее и изменяющее его процессуальное содержание. Второе – исследования, проводимые в виртуальной среде (или виртуальные исследования), активизирующие творческий потенциал проектировщика и формирующие профессиональный язык современного архитектора.

Отечественная практика высшего архитектурного образования развивается в основном в первом русле – спонтанного внедрения цифровых технологий путём изучения пакетов компьютерных программ. Это удовлетворяет, прежде всего, спрос архитектурно-строительного рынка на специалиста, владеющего ремеслом, необходимым для оформления проектной документации в электронном виде. Однако такая специализация не служит развитию художественной составляющей архитектурной профессии.

Возможности компьютерных технологий, позволяющие решать проектно-композиционные задачи, инициировать творческий потенциал студента-архитектора и способствовать формированию профессионального мышления, адекватного современному информационному обществу, ещё мало изучены и недостаточно применяются в области высшего архитектурного образования. Привлечение средств компьютерного моделирования (далее КМ) для осуществления исследовательской, творческой работы нуждается в осмыслении. Особого внимания требует изучение взаимосвязи технического и художественного в процессе проектного моделирования. Необходимо теоретическое обоснование методологии обучения будущего архитектура работе в виртуальной среде, а также разработка соответствующих методик освоения проектного искусства, стержнем которого остаётся архитектурная композиция.

Наиболее близкими предшественниками научного подхода, разрабатываемого в настоящем исследовании, являются работы: О.В. Загребина13 и Е.С. Пронина14. В исследовании О.В. Загребина компьютерная графика представлена как эффективное средство пространственного моделирования и визуализации процессов и объектов, способное обеспечить динамичное формообразование в интерактивном режиме. Выводы О.В. Загребина о целесообразности применения компьютерной графики в процессе изучения основ архитектурной композиции были сделаны на основании доказательства следующих её преимуществ: условия восприятия, приближенные к реальным; особые, отличные от традиционных, способы осуществления компоновки; а также свойство интерактивной компьютерной графики формировать гибкость мышления и познавательность, необходимые для творческой деятельности.15

Исследование Е.С. Пронина посвящено процессуальному содержанию композиции. Архитектурная комбинаторика рассматривается как структурирующая основа проектирования, которая проявляется на двух уровнях: концептуальном и формальном, в виде множества комбинаторных процедур, не всегда осознанных, и растворённых в композиционной деятельности. Двухуровневая структура композиционной деятельности и выявленные Е.С. Прониным закономерности комбинаторных процедур, стали теоретическими предпосылками для настоящего исследования.

Результаты двух приведённых выше исследований позволяют сделать новый шаг в исследуемом направлении и предложить новую методологию использования КМ в процессе изучения основ архитектурной композиции, с привлечением приёмов архитектурной комбинаторики.

Рабочая гипотеза

На начальной стадии высшего архитектурного образования приоритетными являются методы КМ, которые содействуют развитию и формированию творческих способностей будущих архитекторов, в отличие от ремесленных навыков, необходимых для технологического компьютерного сопровождения проектирования.

Компьютерное моделирование, направленное на изучение процесса формообразования в интерактивном режиме, способствует стимуляции креативного мышления и служит средством освоения и формирования современного профессионального архитектурного языка.

Объект исследования – композиционные модели (графические, макеты, компьютерные, вербальные), служащие средством выражения объёмно-пространственной композиции, основы которой закладываются в процессе обучения студента-архитектора и оказывают влияние на формирование художественно-образного языка архитектуры.

Предмет исследования - принципы и методы компьютерного моделирования в процессе формирования основ архитектурной композиции, используемые в современной практике высшего архитектурного образования и проектирования.

Границы исследования

Исследование ограничено начальной стадией высшего архитектурного образования, где осуществляется процесс становления профессионала, включая адаптацию студента к условиям высшего учебного заведения и формирование основ композиционного мышления. Из множества возможных путей применения КТ в архитектурном образовании, в исследовании рассматриваются те, которые направлены на решение проектно-композиционных задач на начальной стадии профессиональной подготовки.

Цель исследования

Способствовать развитию художественного потенциала современного высшего архитектурного образования и профессионального проектирования посредством освоения и применения новых методов виртуально-композиционного моделирования архитектурной формы и пространства.

Задачи исследования

1. На основе анализа мировой и отечественной архитектурной теории, практики и образования выявить способность компьютерного моделирования активизировать творческий потенциал архитектора и обосновать возможность использования КМ на начальном этапе архитектурно-художественного образования.

2. Раскрыть возможности виртуально-комбинаторного моделирования, связанные с визуализацией процесса поиска и создания архитектурной композиции.

3. Сформулировать принципы компьютерного моделирования в процессе обучения основам архитектурной композиции в развитие традиций исторически сложившейся методологии архитектурной школы пропедевтики, являющейся признанным достоянием мировой художественной культуры.

4. Разработать метод виртуально-компьютерного моделирования, следующий сформулированным теоретическим принципам, для организации на его основе Курса компьютерного моделирования, сопровождающего изучение основ архитектурной композиции (дисциплины ОПК).

Методы исследования

В основу исследования положены: - экспериментальная практика (1996 – 2010 гг.) Учебно-методической лаборатории компьютерного проектирования УЦ ВИКОМП МАрхИ по сопровождению классического курса Основ архитектурной композиции компьютерным композиционно-комбинаторным моделированием; - конкретные социологические исследования (анкетирование, опрос, интервью – диагностические сопоставления); - теоретико-аналитические изыскания в области архитектурной композиции как содержания обучения. Качественный анализ свойств различных видов моделирования, освоенных в архитектурной практике. Обобщение результатов проведённого исследования, кроме названных методов, опиралось на комплексный подход в формулировании итоговых выводов.

Научная новизна

Предложена новая методология формирования основ архитектурной композиции на начальной стадии высшего профессионального образования, в которой КМ использовано как средство активизации творческого потенциала и формирования пространственного воображения и восприятия студента-архитектора.

Сформулированы принципы компьютерного моделирования в формировании основ архитектурной композиции на начальной стадии высшего профессионального архитектурного образования и разработан виртуально-комбинаторный метод композиционного моделирования.

Практическая значимость

На основании проведённого исследования подготовлен курс Компьютерного композиционного моделирования (КМ курс), который получил апробацию в Учебно-методической лаборатории УЦ ВИКОМП МАРХИ в 2000/01 – 2009/10 гг. Полученные результаты имеют значение для совершенствования учебного процесса, для научного изучения проблем композиционной подготовки и дальнейшего развития методики обучения основам архитектурной композиции. КМ курс может быть использован в целях повышения квалификации, а так же преподаваться на начальной стадии обучения по архитектурным и дизайнерским специальностям в вузах и колледжах.

На защиту выносится

- новая методология формирования основ архитектурной композиции (на начальной стадии высшего архитектурного профессионального образования), использующая визуальный потенциал КМ, поддержанный цифровыми технологиями, трёхмерным моделированием, одновременным транслированием образа и интерактивным взаимодействием с ним.

- принципы компьютерного моделирования в формировании основ архитектурной композиции:

• принцип двухстадийности, отражающий двухуровневую структуру композиционного моделирования: на первой стадии осуществляется формально-аналитический поиск моделей (на условных цифровых моделях), преобразуемых на второй стадии в тематическую (типологическую) архитектурную композицию;

• принцип комбинаторного моделирования, использующий приёмы создания комбинаторных множеств для формирования гибкости, вариативности и ассоциативности мышления студента-архитектора;
• принцип синхронности различных видов моделирования обосновывает правомерность использования компьютерного моделирования наравне и в комплексе с макетно-графическим моделированием.

- виртуально-комбинаторный метод, использующий приёмы архитектурной комбинаторики в системе формально-аналитических процедур при создании композиционных моделей средствами компьютерного моделирования.

Внедрение и апробация исследования

Основные положения исследования опубликованы в учебном пособии «Основы архитектурной композиции (курс виртуального моделирования)», в сборниках и журналах, изложены на конференциях и методических семинарах в России и за рубежом, в частности, на международных конференциях из серии «Нелинейный мир»: Информатика, образование, экология и здоровье человека, на «Connecting the Real and the Virtual: eCAADe20» [Designe-ducation], EAEA, Триенале в Милане, ASAE07 «Creative Reseach» в Швеции, на научно-практических конференциях МАрхИ и УралГАХА, и внедрены в программу целевых научных исследований НИИТИАГ РААСН по теме 1.4.5.: «Виртуальное моделирование в процессе архитектурного формообразования» (г.р. № 01200903135).

Результаты исследования составили теоретическую базу экспериментальных методик по сопровождению в отдельных группах третьего и четвёртого курсов МАрхИ учебного проектирования на темы: «Клуб», «Жилой дом средней этажности», «Многоэтажный жилой дом» и на пятом курсе вечернего отделения по сопровождению темы «Театр» на стадии эскизного композиционного поиска объёмно-пространственного решения.

По результатам экспериментов 1996 – 2000 гг. в 2000 году Учёным советом МАрхИ была утверждена авторская программа изучения основ архитектурной композиции методом виртуально-комбинаторного моделирования, разработанная автором данного исследования совместно с доцентом кафедры «Архитектура жилых зданий» канд. арх. Барчуговой Е.В. С 2000/01 года авторская программа положена в основу дисциплины «Компьютерный композиционно-комбинаторный курс» и включена в учебный план. В 2010 году дисциплина переименована в «Курс компьютерного композиционного моделирования» - КМ курс.

В 2002 году «Компьютерный композиционно-комбинаторный курс» был впервые представлен и получил признание как не имеющий аналогов на международной научной конференции: Design-Education: Connecting the Real and the Virtual: eCAADe20 - The 20-th Conference on Education in Aided Architectural Design in Europe. Warsaw.

В 2005 году на международной научно-методической конференции «Композиционные чтения имени А. Коротковского» в Екатеринбурге виртуально-комбинаторный метод (авторы: Рочегова Н.А., Барчугова Е.В.) был отмечен дипломом за разработку инновационных методик обучения основам архитектурной композиции.

В 2010 году на XIX Международном смотре-конкурсе дипломных проектов в г. Воронеже учебному пособию «Основы архитектурной композиции (курс виртуального моделирования)» (авторы: Рочегова Н.А., Барчугова Е.В.) присуждено первое место и это отмечено Дипломом первой степени в смотре-конкурсе учебных пособий.

Методический материал, разработанный в КМ курсе, используется в педагогической практике Дальневосточного государственного технического университета (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) и Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва (ГОУВПО «МГУ им. Н.П. Огарёва») (акты о внедрении в приложении № 5).

Навыки компьютерного композиционного моделирования, полученные студентами в КМ курсе, используются ими в учебной практике, о чём свидетельствует устный опрос студентов и результаты анкетирования (в приложении № 4). Кроме того, студенты реализуют полученный опыт, участвуя в профессиональных конкурсах16. Студенты и магистранты принимали участие в выполнении 3d-моделей и анимационных фрагментов для двух мультимедийных исследований: «Динамический метод формообразования И.И. Леонидова» (2007 г.) и «Пространство в архитектуре Фёдора Шехтеля» (2009 г.).

Структура работы

Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, библиографии, документального и графического приложений.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлена область исследования, которая находится на стыке разработок теории архитектуры (архитектурное формообразование, теория композиции, творческий процесс моделирования, виртуальное моделирование в искусстве, методология архитектурного образования, пропедевтика) и их педагогического приложения - применения компьютерного моделирования в процессе обучения студента-архитектора основам архитектурной композиции на начальном этапе профессионального обучения.