一名优秀的设计师应该具备什么自然科学基础知识

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一名优秀的设计师应该具备以下自然科学基础知识：

根据国际设计协会联合会对设计师的定义“设计师是受过训练，具有技术知识、经验和鉴赏能力的人；他能决定生产过程中产品的材料、结构、机构、形状、色彩和表面修饰等。设计师可能还要具备解决包装、广告、展览和市场等问题的技术知识和经验”，何为一个成功的设计师，一个优秀的设计师应具备一些什么样的素质。
设计从20世纪70年代末引入我国，到现在已有20多年时间了。伴随着中国经济的发展，中国的设计业从传统的工艺美术中脱离出来，逐渐成长并且发展壮大。中国的设计业经过了一个又一个的热点，然而奇怪的是，作为设计基础和核心的设计却始终默默无闻，不为许多企业家和大众所知。面对如此尴尬景况，从事设计行业的设计师们是如何应对的呢，他们需要具备一些什么样的素质才能自如地应对呢，这正是本文所要阐述的问题。
设计师的基本素质
设计被称为“技术与艺术的统一”。作为设计科学技术性的一面，它涉及到自然科学和社会科学的众多的学科领域，包括材料学、数学、仿生学、生理学、光学、色彩学、声学、人体工程学以及工艺学、环境工程学、信息工程学、哲学、技术经济学、市场学、心理学、价值工程学、系统工程学、生态学等等；作为工业设计艺术性的一面，它涉及到美学、技术美学、审美心理学、符号学、技术学特别是技术艺术的理论等等。上述所有学科都在工业设计中起着各自的作用，而工业设计则是综合上述学科来创造功能与审美外观统一的创造性的活动。
理论上讲，设计师的知识结果属于通才型。他们的知识范围往往涉及自然科学、社会科学和人文科学各个领域，将不同的学科知识有机地组织起来，才能具有处理设计中各种复杂因素的综合能力。但人掌握知识的能力总是有限的，不可能在每一个领域都成为专家。工业设计师的知识由于涉及面的广，对许多学科知识的掌握不可能深，只是对许多学科的应用性质有所了解，而以对“问题”的观察能力、综合比较能力、系统处理问题的能力见长，但工业设计师还必须善于与不同学科的专家携手合作、讨论，因为任何问题的判断和解决仅靠设计师一种人是无法胜任的。优秀的设计师应有合理的知识结构和扩延知识的能力以及善于合作的能力，最终要能够适度、适时、适场合地表达对问题的理解、限定、处理、组织、评价的能力。
然而我们要在四年本科的学习中了解以上所有的学科是不可能的，也是不现实的。但如果我们想做一个成功的工业设计师，就需要有良好的技术背景和艺术背景，需要广博的知识，需要良好的理解力和悟性，这样才能适应多变的工作环境，培养良好的判断力。想做一个成功的工业设计师，就需要有敏锐的观察力，善于发现问题，善于创造性地解决问题。
设计师需要的不是死的知识，而是多学科的文化素养、合理的知识结构。国外对设计师知识结构作了这样的测定：
30％的科学家（要了解科学技术的发展）
30％的艺术家（要有好的审美能力）
10％的诗人（要有创造的激情）
10％的商人（要了解商业的需要）
10％的事业家（要把设计当作一生的事业）
10％的推销员（要了解用户的心理和需要）
这是对设计师很高的要求。实际上，设计师的一生都需要不断地学习。设计师必须活到老，学到老，因此要具备很好的自学能力。

设计师的基本技能
在设计过程中，设计师的技能和素养同样重要。没有基本的设计技能，设计师就无法将头脑中的构思转化为实际的产品。包豪斯校长格罗佩斯曾经这样说过：“任何创造性活动的最终摸表是构筑„„建筑师、雕塑师、画家都必须再次成为手工艺工匠„„在艺术家和手工艺工匠之间并没有根本的区别。艺术家是一个具有更高层意识的手工艺工匠„„但一个手工艺工匠的基本技能对于各种艺术家来讲却是不可缺少的，它是各种创造性工作的重要源泉。”
1.1998年9月澳大利亚工业设计顾问委员会就堪培拉大学工业设计系进行的一项调查指出，工业设计专业毕业生应具备10项技能：1.应有优秀的草图和徒手作画的能力。作为设计者，下笔应快而流畅，而不是缓慢迟滞。这里并不要求精细的描画，但迅速地勾出轮廓并稍事渲染是必要的。关键是要快而不拘谨。 2.有很好的制作模型的技术。能用泡沫塑料、石膏、树脂、MDF板等塑型，并了解用SLA、SLS、LOM、硅胶等快速模型的技巧。
3.必须掌握一种矢量绘图软件（比如FREEHAND、ILLUSTRATOR）和一种像素绘图软件（如PHOTOSHOP、PHOTOSTYLER）。
4.至少能够使用一种三维造型软件，高级一些的如PRO/E、ALIAS、CATIA、I-DEAS，或层次较低些的如SOLIDWORKS98、FORM-Z、RHINO3D、3D STUDIO MAX等。
5.二维绘图方面使用AUTOCAD或MICROSTATION和VELLUM。 6.能够独当一面，具有优秀的表达能力及与人交往的技巧（能站在客户的角度看待问题和理解概念），具备写作设计报告的能力（在设计细节进行探讨并记录设计方案的决策过程）。有制造业方面的工作经验则更好。
7.在形态方面具有很好的鉴赏力，对正负空间的架构有敏锐的感受能力。 8.拿出的设计图样从流畅的草图到细致的刻画到三维渲染一应俱全。至少具有细节完备、公差尺寸精细的图稿和制作精良的模型照片。仅仅几张轮廓图是不够的！
9.对产品从设计制造到走向市场的全过程应有足够的了解，如果能在工业制造技术方面懂得更多则更好。
10.在设计流程的时间安排上要十分精确。三维渲染、制模、精细图样的绘制等应规定明确的时段。要知道，雇主聘用专业设计人员是为了尽快地赚到钱！ 当然，一个设计师的素养和技能同样重要，就像你的左膀右臂，很难分清孰轻孰重。但实际上，重技能而轻素养的情况经常存在，设计公司在招聘中也往往过分强调技能而忽视设计师的个人素质，这是一种急功近利的行为。其实，对大多数人而言，只要花费一定的时间，掌握某项技能往往并不难。但是，设计技能并不等同于设计，会用某种造型软件并不意味着会做工业设计。知识面狭窄、个人素质较差的人往往工作一段时间后就会感觉思想枯竭、力不从心。如果你忽视
自己各方面素质的培养，你就会很快成为无源之水，因为良好的个人素质和知识结构是你设计创造力源源不断的，鲜活的源头。 下面着重说一下工业设计师必备的几种能力。 §3 造型能力
美术是培养造型能力的最好方法。工业设计专业用结构素描取代传统美术专业的素描课，就是为了重点突出造型能力的训练。对设计师来讲，美术训练的一大任务就是培养造型能力。在结构素描中，比技巧和调子更为重要的是画面的空间、结构布局的处理能力。三大构成（平面构成、色彩构成、立体构成）等基础课程就是训练造型能力的重要途径。
包豪斯的基础课都由一流的画家（如伊顿、纳吉、康定斯等）担任，他们非常注重在基础课中创造性地培养学生的造型能力。伊顿强调“体验——感受——实验能力”的原则，他让学生用手感触木材、树皮、玻璃、铁丝、煤等，去观察体验它们的材料特性，去探索它们的可塑造性和应用，然后凭记忆去表现。他要求学生在绘画中要掌握物体的表面外观，表达时要反映物体的本质（功能、表面纹理），从有形，到无形，到自由绘画，逐步到抽象。他给学生们分析大师作品的引导光线、组成结构、画面秩序、各区域的分配，以及节奏感和肌理感等，讨论形体、节奏和色彩的规律，把教学从技巧的模仿变为艺术规律的感性——理性的体验和认识，从根本上理顺了基础教学和专业教学的关系，即以视觉艺术的基本现象和基本规律的认识作为基础教学，然后过度到对特定专业的各种艺术技巧、规律的把握。 §4 创造能力
设计是一种创造性的活动。设计课程都把创造能力的培养作为最高目的。在包豪斯，伊顿极为重视培养学生的创造力。伊顿认为，“把一个富有个性的学生塑造成具有全面而完整的创造能力的人，是设计教育的根本性的问题”，“教育是一种大胆的探险，特别是艺术教育更是如此，因为它涉及人的创造精神”。在教学方法上，他主张“学生的想象和创造能力应当首先被解放和加强。一旦成功地做到这一点后，技术实践方面的要求，以及最终经济上的考虑因素才被引入到设计创作过程”。
伊顿甚至在教学中引入东方式的冥思玄想、禅的训练方法，他说：“训练身体，使之成为供大脑驱使的工具，对一个具有创造力的人来讲是极其重要的。如果人的手和臂不能自由地伸展，它的手怎么能表现出一条线的不同性格呢？” 设计永远在变，创造性却是工业设计永远不变的法则。创造性也是设计与艺术的相通之处。关于工业设计有许许多多的争论，但是创造性的重要几乎得到所有争论各方的公认。如德国和美国的设计思想仍然认为设计需要的是创造性，如果有创造性，设计可以不用艺术。他们认为设计思想的主要来源是文化、劳动学、心理学和社会学。 §5 动手能力
动手能力是设计师非常重要的能力，也是国内设计教育欠缺的地方。在台湾的一些设计学校，学生入学后完全抛开了传统的素描与色彩训练，而造型训练通
过其他方式得以培养，比如直接的动手能力，效果相当不错。这种训练最大的优势在于学生可以增强对三维空间的感觉，增强对三维形体真实的体验，学生在制作过程中更能够直接感受到三维产品的空间和结果，而产品更多的是三维空间、材料、工艺、使用状况、存在环境等等，这些因素决定了使用者对产品的感受和评价。动手能力的培养可以避免这样的情况——有时可能绘出一幅很好的效果图，但产品实际生产出来以后效果却往往大相径庭。
在包豪斯学校里，除了基础课程外，还设立了一个学期。在学校的工作室里学习各种手工制作技能，如刨、挫、锯、胶合和焊接等，同时为今后和工业有关的职业作准备，使学生更有把握地选择自己的工作。在这方面，材质和肌理的作业练习，可以很有意义地帮助学生。每个学生可以很快地发现他感到最有亲近感的材料，它们也许是木材、金属、玻璃、石块、泥土或纺织品，其中某一种材料会激发他最大的创造力。 §6 市场营销与研究
尽管市场不是工业设计的最终目的，但是以优良的产品设计增加销售，是绝大部分企业投资于设计的重要原因。产品从工厂走向市场，就变为一种商品。因此，了解市场，了解消费者心理对于设计师来说是一件极为重要的事。一个有经验的设计师就像一只嗅觉敏锐的猎犬，能够准确地预测市场的走向，了解市场流行趋势，准确地揣摩消费者的心理状态，从而在产品设计中通过造型语言巧妙地表达出来，增加产品的销售。这是一个设计师在工作中长期锻炼出来的难于被模仿和抄袭的直觉。
Apple公司的imac彩色透明系列个人电脑的成功就是依靠设计师个人的天才直觉和对消费者心理的准确揣摩。设计师敏锐地预测和感受到消费者对传统灰色、冷漠的电脑形象的厌倦，以及对时尚、可爱、亲近人的高科技产品的渴望，通过imac的造型、材料、色彩、广告、营销等把产品的概念传达给消费者。虽然一台彩色imac比普通的PC贵了近500美金（一台普通的PC利润还不足100美金），但对于喜欢时尚的消费者来说，仍然会毫不犹豫地选择imac。
了解市场就是了解消费者的需要，所以心理学方面的知识是必不可少的。美国心理学家马斯洛把人的需求分为7个层次：生理的需求、安全的需求、归属的需求、尊严的需求、认知需求、审美需求和自我实现的需求。对于产品设计而言，如果能够提升产品对于用户的需求层次，就能够增加产品的附加值。 §7 了解相关历史
了解设计史
了解一个学科的发展史是了解这门学科的最直接的办法。对于工业设计更是这样。从工业设计的发展史中，你可以了解到为什么会产生对工业设计的需要。只有进入到具体的历史背景中，你才可以理解为什么会产生那么对形形色色、相互矛盾的设计观念，了解工业设计思想如何从幼稚走想成熟，如何从单纯依附于艺术或技术到走想独立。
你可以认识许多设计大师，了解他们的设计作品和设计思想。你也许会发现自己崇拜的设计英雄人物，作为你设计历程里的精神指引，他将一直伴随着你。你也可以了解到不同的国家有着不同的设计发展之路，有不同的设计哲学，这与各个国家的政治、历史、经济、文化等紧密相连。你可以看到保守的英国人如何从首先进入工业革命，第一个建立设计学校，到实际衰落，再向德国人学习，重
新振兴设计；你可以看到严肃谨慎的德国人如何顽固地坚持自己的功能主义设计思想；你可以看到精明的美国人如何吸纳了世界各地大批优秀的设计大师和设计教育家来发展自己的设计；你还可以看到机智的日本人如何从模仿、抄袭美国的设计到确立自己的设计大国地位。当然，更多的时候你会扼腕叹息，追问自己：中国的设计在哪里？
读史的目的是对了鉴今。读设计史可以把自己放在历史的长河中思考，发现原发现纠缠自己很久的问题早已经在历史中发生过。你可以从设计中获得对自己有益的启发和帮助，发现个人只不过是历史的延续而已。你在不同的阶段重读设计史，会有完全不同的感受，也会悟到不同的东西。

了解艺术发展史
许多国家的设计专业（特别是研究生）都开设了艺术发展史或现代艺术史的课程。设计与艺术尤其是现代艺术的关系非常紧密。现代艺术与工业现代化紧密相关，现代艺术的思想观念和设计有许多相通之处。狭义上的现代艺术和建筑主要指20世纪以来跳出模仿古典而新出现的重要运动潮流，像立体派、野兽派、未来派、表现主义、超现实主义、功能主义、无调派、连续派、意识派、纯抽象派、大众艺术等等，每种思想流派都有其带边人物，例如毕加索（立体派）、康定斯基（抽象派）、格罗佩斯（功能主义）等。在这一潮流中，人们追求现代化时代精神和想带创新。 对于工业设计师，了解艺术发展史最重要的是培养自己的艺术素养、艺术感觉和艺术鉴赏力，这比艺术技巧重要得多。

了解技术发展史
设计是与技术发展紧密相连的。作为设计师，你就必须具备技术常识，关注各种科学技术在人类生活领域中的应用。因为技术是目前人类解决大多数问题的重要手段。而且技术的发展日新月异，你站在技术发展的前沿，就可以拓展你的视野，找到创造性地解决问题的手段。了解科技发展史，你还可以学到人类怎样创造性地解决各种问题的思路和方法。 许多艺术院校的学生往往缺乏技术方面的常识，这会对自己的实际设计工作造成许多障碍。如果你不懂材料，不懂工艺，不懂模具，你很难跟企业打交道。如果你要设计汽车，你完全不懂车体结构，不懂车身制造工艺，很难想象你会作出合理的设计。一个优秀的设计可能就是对某中材料、技术的创造性的使用。 你要在日常生活中积累对技术的认识和了解。如果你对汽车感兴趣，就要去了解汽车的发展史；如果你对相机感兴趣，就要去了解相机的发展史；如果你对武器感兴趣，就去了解武器的发展史。你会发现，在一种产品的发展历史中，技术（包括材料和工艺等）的发展是起决定作用的。
技术的发展对设计有着决定性的影响。钱学森认为，“科学技术的发展，人们生活方式的改变，必然影响着艺术表现的物质手段，从内容和形式上影响美学上的风格。至于像建筑和工业设计这种影响就更显著”。1934年克莱斯勒的“气派”汽车由于超出技术水平的可能而失败。飞机的实际如果不冲空气动力学出发，解决风洞的试验，就不可能有合理的美的造型。集成电路的诞生，用一块集成电路板代替电子管，省去上百乃至数百万个零件，才使得设计小巧玲珑、实用美观的微型电器成为可能。没有现代材料技术、模具技术、锻压技术、喷漆工艺以及计算机造型技术，高品质的起初设计也无法实现。对于设计师来说，技术即是实现产品功能的基础，又是完成设计目标的方式。设计师应该创造性地选择和利用技术满足设计的需要。20世纪30年代铜管椅子的出现就是德国工业设计家马赛尔·布鲁尔受自行车制作技术的启示而设计的。如柳冠中先生所说：“应将设计目标系统建立在人的行为在不同环境、条件、时间的互补共生基础上，从而去选择和组合技术、工艺形态、生产方式。” 技术的发展应该不是最终目的，人类应该合理地运用技术满足自身的合理需要，而不是滥用技术。对于现代的“生态设计”，这一思想尤为重要。设计的目标系统不仅仅是人自身的需要，而是整个自然生态系统。这样才能真正实现人类长久的可持续性发展。