設計科學基礎：用科學思維掌握新時代的不一樣設計

設計是科學和藝術交叉融合而來的，既需要藝術思維和審美法則，也需要科學理性思維和技術基礎。一般的設計教育對設計中的科學基礎安排的課程太少，不能讓設計學各專業的學生準確理解設計學中科學基礎的重要性。設計一旦不能恰當地融合藝術和科學，設計的創新驅動能力就會大大減弱，甚至讓設計師淪落為造型師和繪圖員。
因此，學習設計學應掌握一定的理性思維能力和自然科學基礎，特別是對實際從事設計工作需要的數學、物理、化學、生命科學、地球科學等。如環境設計常常會涉及生態學相關問題，室內設計常常會涉及室內空氣質量，產品設計常常會涉及電子電路等自然科學知識。即使有些自然科學技術不需要我們真正掌握，但作為設計師也需要具備基本的自然科學技術素養，這對設計師在設計時理解具體技術手段以及同工程師等不同領域從業者的溝通等方面均具有重要意義。設計師只有順利溝通和理解技術問題，才能做到真正的創新驅動。
由於自然科學涵蓋的範圍十分廣泛，因此，本書主要討論與設計關係比較密切和直接的科學類別，如數學、物理、生命科學、地球科學等內容。這些內容是所有設計學專業需要理解和掌握的基本知識，也是學習設計學應該具備的基本素質，這樣才能更好地提升設計師的科學基礎能力和想像力，培養設計師探索世界的好奇心和探索精神。
本書在寫作過程中堅持使用案例教學，用實際的設計案例展示自然科學知識在設計中的應用和重要性。

隨著近年來經濟的進一步發展，人們生活水準不斷提高，社會對設計的需求越來越強烈、越來越普遍，設計教育也在各個層次迅速開展。隨著當下世界製造業的進一步升級，“創新驅動”被提高到了前所未有的高度。國家層面的“創新驅動”為設計教育的發展帶來了前所 未有的機遇，也為設計教育提出了更嚴格的要求。
設計是科學和藝術交叉融合而來的，既需要藝術思維和審美法則，也需要科學理性思維和技術基 礎。設計教育大多起步於美術教育，甚至在一段時間有人主張設計是美術的一個分支，應以造型設計為主要目的。這也造成了很多人誤解設計就是對產品、室內、環境等的美化，而不能真正從設計是創造新的生活方式、創新驅動這個高度來看待。設計教育對設計中的科學基礎安排的課程太少，不能讓設計學各專業的學生準確理解設計學中科學基礎的重要性。設計一旦不能恰當地融合藝術和科學，設計的創新驅動能力就會大大減弱，甚至讓設計師淪落為造型師和繪圖員。因此，設計學各專業應掌握一定的理性思維能力和自然科學基礎，特別是對實際從事設計工作需要的數學、物理、化學、生命科學、地球科學等。如環境設計常常會涉及生態學相關問題，室內設計常常會涉及室內空氣品質，產品設計常常會涉及電子電路等自然科學知識。即使有些自然科學技術不需要我們真正掌握，但作為設計師也需要具備基本的自然科學技術素養，這對設計師在設計時理解具體技術手段以及同工程師等不同領域從業者的溝通等方面均具有重要意義。設計師只有順利溝通和理解技術問題，才能做到真正的創新驅動。
由於自然科學涵蓋的範圍十分廣泛，因此，本書主要討論與設計關係比較密切和直接的科學門類，如數學、物理、生命科學、地球科學等內容。這些內容是所有設計學專業需要理解和掌握的基本知識，也是設計學各專業應該具備的基本素質，這樣才能更好地提升設計師的科學基礎能力和想像力，培養設計師探索世界的好奇心和探索精神。
本書在寫作過程中堅持使用案例教學，用實際的設計案例展示自然科學知識在設計中的應用和重要性。本書堅決摒棄枯燥的數理知識灌輸，更符合廣大設計類學生及設計師的學習習慣，易學易懂。在寫作過程中，由於作者的知識和能力有限，不完善、不成熟的地方請大家批評指正。希望本書能引起學科和行業內精英們的注意，抛磚引玉，吸引更多的人搭建屬於設計學科自己的設計科學基礎。

第一章 設計與科學
1.1 什麼是設計
1.2 什麼是科學
1.3 什麼是藝術
1.4 藝術思維與科學思維
第二章 設計中的數學基礎
2.1 數學的基本領域
2.2 數學中的基本概念
2.3 設計中的數學思維
2.4 設計中的數及應用
2.5 設計中的幾何學及應用
2.6 設計中的排列組合及應用
第三章 設計中的物理學基礎
3.1 物理學的基本領域
3.2 設計中的力學及應用
3.3 設計中的光學及應用
3.4 設計中的聲學及應用
3.5 設計中的其他物理學基礎
第四章 設計中的生物學基礎
4.1 生物學的基本領域
4.2 設計中的仿生學及應用
4.3 設計中的形態學及應用
4.4 設計中的生態學及應用
4.5 設計中的心理學及應用
4.6 設計中的其他生物學及應用
第五章 設計中的地球科學基礎
5.1 地球科學基本領域
5.2 設計中的地理學及應用
5.3 設計中的地質學及應用
5.4 設計中的大氣科學及應用
第六章 設計中的化學與材料科學基礎
6.1 化學科學基本領域
6.2 材料科學基本領域
6.3 設計中的金屬材料及應用
6.4 設計中的無機非金屬材料及應用
6.5 設計中的有機高分子材料及應用
6.6 設計中的其他材料及應用
第七章 設計中的資訊科學基礎
7.1 資訊科學基本領域
7.2 設計中的資訊系統及應用
7.3 設計中的計算機科學及應用
7.4 設計中的人工智能科學及應用
7.5 “互聯網+”與設計
7.6 設計中的其他資訊科學基礎
參考文獻