Załącznik 2.
wg ROZP. MNiSW z 30 X 2015
i komunik. Nr 1/2015
Maria Helenowska-Peschke
Wydział Architektury Politechniki Gdańskiej
AUTOREFERAT
Spis treści
I. Informace podstawowe ..................................................................... 2
II. Wskazanie osiągnięcia będącego podstawą do nadania stopnia …...3
III. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych
1. Działalność w latach 1984- 1999 (przed doktoratem)………….. 12 2. Działalność w latach 2000 – 2016 (po doktoracie)……………… 14
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 2
I. Informacje podstawowe
1. Imię i nazwisko:
Maria Helenowska-Peschke
2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe/ artystyczne – z podaniem nazwy
miejsca i roku ich uzyskania oraz tytułu rozprawy doktorskiej
• 1984: Uzyskanie stopnia magistra inżyniera architekta na Wydziale
Architektury Politechniki Gdańskiej
• 1999: Uzyskanie stopnia Doktora Nauk Humanistycznych na Wydziale
Nauk Społecznych Uniwersytetu Gdańskiego. Tytuł rozprawy:
„Skuteczność komputerowego wspomagania nauczania geometrii
wykreślnej w uczelni wyższej”
• 1997: Dyplom ukończenia Studium Pomaru Dydaktycznego na
Międzywydziałowym Studium Pedagogicznym Uniwersytetu
Gdańskiego.
3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych/
artystycznych.
• 1984 – 2016
Politechnika Gdańska, Wydział Architektury
Pierwotnie w Katedrze Geometrii Wykreślnej, następnie w Zakładzie
Technik Wizualnych, a od 2006 roku do chwili obecnej w Katedrze Sztuk
Wizualnych. Początkowo na stanowisku asystenta, po obronie pracy
doktorskiej w 1999 na stanowisku adiunkta, a obecnie na stanowisku
starszego wykładowcy.
• 2010 - 2011
Katedra Budownictwa Ogólnego i Fizyki Budowli na Wydziale
Architektury Budownictwa i Inżynierii Środowiska UTP w Bydgoszczy na
stanowisku adiunkta.
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 3
II. Wskazanie osiągnięcia* wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14
marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i
tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.):
1) Tytuł osiągnięcia naukowego/artystycznego,
Jako osiągnięcie naukowe wskazuję monografię mojego autorstwa pod
tytułem „Parametryczno algorytmiczne projektowanie architektury”.
2) autor/autorzy, tytuł/tytuły publikacji, rok wydania, nazwa
wydawnictwa, recenzenci wydawniczy
Autor: Maria Helenowska-Peschke
Tytuł publikacji: „Parametryczno algorytmiczne projektowanie architektury”,
Miejsce i rok wydania: Gdańsk 2014
Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej
Recenzenci wydawniczy:
dr hab. inż. arch. Aleksander Asanowicz
prof. dr hab. inż. arch. Jan Słyk
3. Omówienie celu naukowego/artystycznego ww. pracy/prac i
osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego
wykorzystania.
Celem monografii było wszechstronne scharakteryzowanie
teoretycznych i wdrożeniowych aspektów metodologii parametryczno-
algorytmicznego projektowania architektonicznego. Wybór problematyki
badawczej jest powiązany z prowadzonym przeze mnie od wielu lat na
Wydziale Architektury Politechniki Gdańskiej przedmiotem Techniki
Komputerowe, którego treść obejmuje wykorzystanie cyfrowych narzędzi w
praktyce architektonicznej.
Wybór tematyki badawczej był spowodowany potrzebą dokonania
rozpoznania i oceny procesów zachodzących w metodologii projektowania
architektonicznego na skutek ekspansji technologii komputerowych w
czasie ostatniego dwudziestolecia. Za ich sprawą zmienił się sposób
funkcjonowania branży architektoniczno-budowlanej, zwłaszcza w
rozwiniętych krajach zachodnich. Nowe metody pracy pojawiają się szybko
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 4
i w sposób nieskoordynowany wyprzedzając rozwój teorii projektowania, a
w dyskursie w dziedzinie cyfrowych metod projektowania funkcjonuje
nieostra terminologia i niejednoznaczne interpretacje. W ostatnich latach w
Polsce coraz częściej instytucje naukowo-edukacyjne podejmują
problematykę projektowania cyfrowego, jednak nadal odczuwany jest
niedostatek badań i aktualnych publikacji. Potrzeba wypełnienia tej luki
poznawczej została potwierdzona przez ekspertów NCN, w postaci
przyznanego mi finansowania na projekt badawczy.
Rekonesans w sferze architektonicznej praxis potwierdził moją
roboczą tezę, iż w XXI wieku projektowanie parametryczne stało się
dominującą metodą realizowania programów badawczych,
eksperymentowania i odkrywania nowych możliwości kształtowania
architektonicznej przestrzeni. Konstatacja ta ukierunkowała moje dalsze
badania, których przedmiotem stały się praktyczne i teoretyczne wymiary
projektowania parametryczno-algorytmicznego. We współczesnym
dyskursie architektonicznym funkcjonują dwa nieostre terminy:
projektowanie parametryczne i projektowanie algorytmiczne. Ich wspólny
mianownik stanowi wsparcie procesu projektowania przez wyrafinowane,
zaawansowane obliczeniowo, techniki generowania trójwymiarowej
geometrii. Przyjęta przeze mnie nazwa „projektowanie parametryczno-
algorytmiczne” służy lepszemu odzwierciedleniu równowagi znaczenia
odpowiedniego wyboru parametrów (zmiennych decyzyjnych) jak i
precyzyjnego określenia reguł i strategii generowania wariantów geometrii
(za pomocą algorytmu generatywnego) i procedur ewaluacji.
Za podstawową metodę badań obrałam metodę monograficzną
(kwerendą literaturową). W kolejnych etapach poszukiwań uzupełniłam
warsztat badawczy o metodę analityczno – porównawczą.
Cele szczegółowe badań zmierzających do scharakteryzowania
teoretycznych i wdrożeniowych aspektów metodologii parametryczno-
algorytmicznego projektowania architektonicznego zostały określone
następująco:
• doprecyzowanie podstawowej terminologii funkcjonującej w obszarze
architektonicznego projektowania obliczeniowego;
• opisanie nowego aparatu projektowego oraz charakterystyka specyfiki
procesu projektowania parametryczno-algorytmicznego;
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 5
• określenie wpływu metodologii parametryczno-algorytmicznej na
rzeczywistość architektoniczną (rozwiązania formalne, funkcjonalne,
technologie budowlane itd.).
Ponieważ przedmiot dociekań jest ściśle związany z pojawieniem się
cyfrowych narzędzi do projektowania, przeprowadziłam studium ewolucji
oprogramowania przeznaczonego do zastosowań w branży AEC (z ang.
architecture/engineering/ construction), ukierunkowane na rozwój
funkcjonalności parametrycznej i edytorów skryptów. Autorska eksplikacja
koncentruje się na dwu odrębnych grupach środowisk parametrycznych:
technologii BIM (z ang. building information modeling – modelowanie
informacji o budynku) oraz programach do modelowania na poziomie
języków skryptowych takich jak Generative Components i Grasshopper.
Czasowa perspektywa umożliwiła mi podkreślenie wyjątkowości obecnej
sytuacji, w której projektanci mają możliwość tworzenia za pomocą
graficznych edytorów skryptu, narzędzi spersonalizowanych pod kątem
zadania projektowego. Temat kolejnych dociekań stanowi identyfikacja
rozbieżności między procesem projektowym opartym na bezpośrednim
modelowaniu komputerowym i technikach animacyjnych, a budowaniem
cyfrowego systemu do projektowania, stanowiącego de facto program
komputerowy (algorytm zapisany w języku programistycznym). Istoty
różnicy dopatruję się w sposobie myślenia projektowego – zamiast
opracowywać pojedynczą formę, projektant definiuje logikę generatywną
(określa reguły matematyczne i parametry), zdolną wygenerować „rodzinę
form”, w której elementy posiadają zarówno unikalne, jak i współdzielone
cechy. Rozwój technik obliczeniowych zmierza w kierunku
wykorzystywania algorytmów ewolucyjnych, mechanizmów
samoorganizacji do generowania wariancji formalnej.
Studia literatury dotyczącej projektowania cyfrowego, a także
znajomość specyfiki programów nowej generacji pozwoliły na stwierdzenie,
iż potencjał modelowania parametryczno - algorytmicznego jest ceniony
przez nowatorskich projektantów głównie za:
• możliwość definiowania długich łańcuchów hierarchicznych zależności
geometrycznych, które cechuje zdolność do automatycznej propagacji
zmian przez kolejne poziomy struktury;
• możliwości ponownego wykorzystania fragmentów skryptu i jego
rozbudowy;
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 6
• możliwość działania na zbiorze cyfrowo zdefiniowanych komponentów
(np. elementów strukturalnych), reagujących na wariancje kontekstu (np.
zmiana krzywizny geometrii);
• możliwości parametryzowania abstrakcyjnych wartości i wiązania ich z
kształtem i wymiarem;
• możliwości pracy na różnych, uzupełniających się i powiązanych
reprezentacjach modelu geometrii co zapewnia poznawczą
strukturyzację problemu (model 3D, diagram powiązań);
• możliwości wbudowania w algorytm reguł i warunków wykonywania
alternatywnych następstw na drodze do geometrii wynikowej
(poszukiwanie formy).
W wyniku kwerendy przemian, przejawiające się we współczesnych
nowatorskich działaniach o charakterze architektoniczno-inżynieryjnym
wyróżniłam dwie odrębne strategie implementacji technik parametryczno-
algorytmicznych. „Strategia dopracowywania projektu” odpowiada sytuacji,
w której przyjęta przez zespół projektowy koncepcja geometrii jest
odtwarzana jako model parametryczno-algorytmiczny (możliwie jak
najwierniej) w celu dalszego doskonalenia i racjonalizacji oraz
pozyskiwania precyzyjnych informacji geometrycznych dla potrzeb
produkcyjnych i wykonawczych. Alternatywną „strategię eksploracji i
rozwoju projektu” charakteryzuje dążenie do wykorzystania „kreatywnej
energii obliczeniowej” w celu poszukiwania innowacyjnych, efektywnych
rozwiązań za pomocą programowego (algorytmów komputerowych)
badania przestrzeni projektowej. Analiza porównawcza obu podejść
posłużyły do przestawienia autorskiej koncepcji modelowego ujęcia
metodologii parametryczno-algorytmicznej odpowiadającej „strategii
eksploracji i rozwoju projektu.” W schemacie modelu wyróżniłam
następujące etapy: opis problemu projektowego, budowa systemu
parametryczno-algorytmicznego (tworzenie skryptu), procedura
generowania wariantów za pomocą manipulacji wartościami zmiennych,
ewaluacja, optymalizacja, uszczegółowienie wybranej iteracji i
pozyskiwanie informacji projektowej dla celów realizacji. W monografii
schemat uzupełniają szczegółowe wyjaśnienie znaczenia poszczególnych
etapów i ich powiązań (sprzężeń zwrotnych). W założeniu do coraz
bardziej adekwatnego i stabilnego modelu podstawowej geometrii są
dołączane i testowane kolejne moduły obejmujące wyższe poziomy
szczegółowości. Przejście za pomocą cyfrowego zapisu bezpośrednio od
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 7
cyfrowego modelu geometrii do danych potrzebnych do produkcji
komponentów budynku domyka pełen cykl projektowania parametryczno-
algorytmicznego. Taki przepływ pracy, od pomysłu przez opracowanie
kształtu, dobór materiału, produkcję, logistykę, montaż, jest bardzo
powszechny w projektowaniu przemysłowym, natomiast zatracany w
dziedzinie projektowania architektonicznego.
Kolejną część monografii stanowi studium przypadku – opis procesu
projektowania konstrukcji powłoki i systemu fasadowego Aviva Stadium w
Dublinie. Wybór został podyktowany tym, że proces projektowania
stadionu jest dobrze udokumentowany w literaturze, a ponadto
nawiązałam bezpośredni kontakt z R. Hudsonem - twórcą systemu
parametryczno - algorytmicznego, który stał się podstawą pracy dla
wszystkich branż zaangażowanych w tą realizację. Dzięki
przeprowadzeniu studium przypadku udało się pozytywnie zweryfikować
założenia modelowego ujęcia procesu projektowania parametryczno-
algorytmicznego. Ponadto opis rozwoju skryptu pozwolił unaocznić
ewoluowanie narzędzia (skryptu) pod wpływem pojawiającej się w toku
nowej wiedzy, wymogów i ograniczeń projektowych.
Następne analizy objęły identyfikację konsekwencji dla praktyki
wynikające z pojawienia się w obrębie profesji nowego rodzaju
specjalistów – „projektantów parametrycznych”. Zagadnienia te nie są
dostrzegane w krajowym dyskursie architektonicznym, co odpowiada za
ich nieobecność w kształceniu architektonicznym w Polsce. Umiejętności
związane z posługiwaniem się językami skryptowymi oraz matematycznym
zapisem geometrii nie są składnikami tradycyjnego warsztatu
architektonicznego. W praktyce oznacza to konieczność współpracy
architektów ze specjalistami, przy czym zakres eksploracji przestrzeni
rozwiązań projektowych (głębokość badań vs szerokość) zależy od
sposobu rozwoju narzędzi parametryczno - algorytmicznych i miejsca,
jakie projektant parametryczny zajmuje w zespole projektowym. Za
uzasadnione uznałam zbadanie stosowanych w praktyce zachodnich
nowatorskich biur sposobów organizacji współpracy projektantów
cyfrowych z zespołami architektów. Pozwoliło to na wykazanie, że w
nowatorsko zorientowanej praktyce architektonicznej przyjmowane są
różne modele współpracy architektów z ekspertami od projektowania
obliczeniowego, w zależności od charakteru biura projektowego i typu
projektu. Sprowadzają się one zasadniczo do trzech kategorii: modelu
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 8
wewnętrznego, zewnętrznego i zintegrowanego. Przykłady organizacji
zostały podparte konkretnymi przykładami. Rozdział ról (ekspert od
budowy systemu parametryczno - algorytmicznego a architekt) powoduje
zmianę w zakresie jurysdykcji zawodowej - przesunięcie kontroli procesu
projektowania na technicznego eksperta, wirtuoza programowania. Wyniki
analiz pozwalają stwierdzić, iż generalnie do zadań projektantów
cyfrowych należy: translacja reprezentacji nieparametrycznej na
parametryczną, co wiąże się z racjonalizacją projektu, sprawowanie
kontroli nad geometrią, generowanie i testowanie rozwiązań oraz
zapewnienie obustronnej wymiany informacji między zespołem
architektonicznym, a specjalistami uczestniczącymi w procesie
projektowania.
Kolejna część monografii została poświęcona identyfikacji wpływu
implementacji projektowania parametryczno-algorytmicznego na wybrane
współczesne realizacje. Badaniom poddałam udokumentowane w
literaturze awangardowe projekty studyjne i zrealizowane z Europy
zachodniej, cechujące się innowacyjnym rozwiązaniem funkcjonalno -
formalnym, strukturalnym. Wpływ przedmiotowej metodologii
rozpatrywałam w następujących obszarach problemowych:
• Kontrola złożoności projektu.
• Optymalizacja i kosztochłonność zmian.
• Masowa indywidualizacja komponentów.
W kontekście komputerowego modelowania, współczesne rozumienie
złożoności projektu nie odnosi się jedynie do kwestii skomplikowania
geometrycznego formy, ale zasadza się na wielości rodzajów i ilości
informacji projektowych osadzonych w systemie. Środowiska BIM i
narzędzia do modelowania parametryczno-algorytmicznego (coraz bardziej
kompatybilne ze sobą) usprawniają zarządzanie specjalistycznymi danymi
i informacjami technicznymi. Możliwość uchwycenia stabilnych
hierarchicznych relacji konstytuujących geometryczne struktury skutkuje
wzrostem popularności systemów konstrukcyjnych i elewacyjnych,
składających się z wysoko zindywidualizowanych części. Mechanizm
adaptacji podzespołów (pręty, szprosy systemów elewacji, uchwyty, ramy,
panele okładziny itd.) do lokalnych warunków ich wystąpienia jest
niezastąpiony zawsze tam, gdzie podlegają one tym samym regułom
geometrycznym, ale wynikowa geometria jest różna (np. ze względu na
zmianę krzywizny formy). Charakterystyczne dla technik skryptowych jest
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 9
również uzyskiwanie bogatych kompozycji przestrzennych, złożonych
wzorów i pozornie nieregularnej struktury na skutek uruchomienia niekiedy
nawet prostych geometrycznych lub matematycznych reguł. Algorytmy
generatywne otworzyły drogę do uzyskania wariancji form za pomocą
mutacji (zmiany wartości parametrów), łączenia i przekształcania formy
podstawowej.
Systemy parametryczno - algorytmiczne stworzyły warunki do
ścisłej kolaboracji architektów z inżynierami w procesie optymalizacji
rozwiązań przez cały proces projektowy. W systemach BIM komponenty
modelu są „tektonicznie świadome”, co pozwala na przeprowadzanie
symulacji funkcjonowania obiektu, analiz potencjalnych problemów
wykonawczych i eksploatacyjnych, zanim budynek zostanie fizycznie
wybudowany. Dzięki temu zmniejsza się czasochłonność i
kosztochłonność procesu inwestycyjnego, a także zmieniają się proporcje
czasowe – twórcze poszukiwania a dokumentacja wykonawczo-
budowlana. Pośród kryteriów poddawanych procedurom cyfrowej
optymalizacji najistotniejszą rolę odgrywa optymalizacja struktury, która
może dotyczyć optymalizacji kształtu, topologii lub wielkości elementów
strukturalnych. Aby zrealizować innowacyjne elementy strukturalne lub
wielokrzywiznowe formy, informacja cyfrowa musi być w sposób
bezpośredni przekazana w dół łańcucha produkcyjnego przez
pozyskiwanie z modelu parametryczno-algorytmicznego rysunków
wykonawczych i/lub G-kodów.
Możliwość masowej personalizacji komponentów budynku zmieniła
również podejście do zagadnień złożoności i jednostkowości w
architekturze. Przejście na masową indywidualizację elementów
manifestuje się powrotem do ornamentu i dekoracyjności. Paradygmat
parametryczno-algorytmiczny umożliwia projektantom wychodzenie poza
powierzchowne zniekształcanie formy i „naklejanie” dekoracji, ku
integralności kompozycyjnej, strukturalnej i funkcjonalnej całości oraz
elementu.
Ostatnia część monografii zawiera rozpoznanie ograniczeń i
dysfunkcji metodologii na obecnym poziomie rozwoju implementacji i
integracji technik skryptowych i platform BIM. Na tym etapie bardzo cenne
okazały się kontakty bezpośrednie z praktykami - projektantami
parametrycznymi i literatura dotycząca praktyki. Pojawiające się w
wypowiedziach krytyków główne zastrzeżenia sprowadzają się do:
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 10
• podważania kreatywnego potencjału metody z powodu zawężenia
zakresu eksploracji do geometrycznej i topologicznej zmienności;
• potępienia „nadkreatywizmu formalnego” przejawiającego się w
projektowaniu niezwykłych form dlatego że jest taka możliwość, a nie
dlatego że wskazują na to ograniczenia i wymogi projektowe;
• wskazywania zagrożenia determinizmem przetwarzania informacji i
analitycznej optymalizacji, który upośledza trudno mierzalne i
niemierzalne rodzaje informacji tak bardzo istotne w myśleniu
architektonicznym;
• usztywnienia modelu na etapie projektowania wstępnego wynikającego
z trudności przewidzenia na początku projektu wszystkich zmiennych
decyzyjnych i przyszłych kierunków rozwoju idei;
• podważana jest słuszność oparcia sekwencji rozwoju definicji
generatywnej na założeniu, że proces projektowania sam w sobie jest
sekwencyjny.
Do innej kategorii należą wyzwania programistyczne takie, jak trudność
zapewnienia czytelności skryptu zapisanego w edytorze graficznym,
zarejestrowania wszystkich konsekwencji wszystkich zmian
wprowadzonych w jakimś jednym miejscu modelu czy zachowanie
ciągłości cyfrowego przepływu informacji.
W ramach polemiki z krytyką projektowania parametryczno-
algorytmicznego przedstawiam dwa przykłady eksperymentalnych
projektów badawczych, wychodzących poza wcześniej prezentowany
repertuar realizacji. Pracę zamykają konstatacje dotyczące dalszych
perspektyw rozwoju i jego uwarunkowań w edukacji i modelu
funkcjonowania branży AEC.
Za jeden z najważniejszych efektów praktycznych badań uważam
pogłębienie rozumienia procesów zachodzących w metodologii
projektowania architektonicznego i wykazanie nieuchronności transformacji
praktyki projektowej, która w bliskiej perspektywie obejmie wykonawstwo i
zarządzanie eksploatacją. Swoimi badaniami podważam dość powszechne
postrzeganie nowego paradygmatu w kategorii stylistyki/mody i
przypisywanie mu znaczenia w jedynie w obszarze zagadnień
inżynieryjno-konstrukcyjno-produkcyjnych. Pokazuję, że projektowanie
parametryczno-algorytmiczne swój pełen potencjał ujawnia w warunkach
cyfrowej integracji wszystkich etapów procesu i otwartego środowiska
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 11
projektowego, w którym to informacja jest udostępniana rozgałęzionej sieci
współuczestników procesu projektowania. Konstatacje wskazują na
potrzebę wprowadzenia zmian kulturowych oraz organizacyjnych i
legislacyjnych funkcjonowania branży AEC. W wielu krajach (również w
Polsce) historycznie zakorzenione rozproszenie spółek sektora
architektoniczno-budowlanego powoduje, że technologia BIM nie współgra
z modelem biznesowym. Wyniki badań uzasadniają pojawiający się w
literaturze przedmiotu postulat reorganizacji współpracy w akcie tworzenia
architektury, tak aby poszczególne strony (zespoły architektów, inżynierów
budowlanych, konstruktorów, branżystów i wykonawców) mogły
koordynować swój wkład w projekt, zachęcając do bardziej
zintegrowanego podejścia już od wczesnych faz projektowania. W
przyszłości np. struktury kontraktów musiałyby zatem rozstrzygać kwestie
własności danych (korzystanie z jednego modelu BIM), wspólnego ryzyka i
ewentualnych korzyści.
Konieczność zmian w praktyce inicjuje jednak powoli rozbudzana
świadomość ekologiczna i recesja gospodarcza, które powodują, iż
kwestie efektywności budynków stają się nie mniej ważne niż ich wizualne
atrybuty. Równie istotne było dla mnie wprowadzenie do polskiego
dyskursu kwestii dotyczących roli i kompetencji architekta w nowych
realiach i konieczności zmian w kształceniu architektonicznym. Profesja
niewątpliwie zmierza do punktu, w którym pewna wiedza programistyczna
stanie się niezbędną kompetencją projektową.
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 12
III. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych
1) Działalność w latach 1984- 1999 (przed doktoratem)
Dyplom na Wydziale Architektury Politechniki Gdańskiej obroniłam w 1984
roku, uzyskując tytuł magistra inżyniera architekta. W tym samym roku
podjęłam pracę na macierzystym Wydziale na stanowisku asystenta w
Katedrze Geometrii Wykreślnej, kierowanej wówczas przez doc. Z
Dzięgielewskiego. W pierwszych latach pracy prowadziłam ze studentami
zajęcia z geometrii wykreślnej oraz uczestniczyłam w seminariach
naukowych organizowanych zarówno w ramach naszej Katedry jak i
Zakładu Geometrii Rzutowej i Rysunku Technicznego na Wydziale
Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej kierowanego przez prof.
B. Grochowskiego. W kolejnych latach prowadziłam również zajecia z
Komputerowego Wspomagania Projektowania. Podjęłam także współpracę
z pracowniami architektonicznymi (np. Towarzystwem Ziemskim)
nabywając doświadczenie projektowe.
W latach 1988 – 1993 przebywałam na urlopie wychowawczym. Był to
okres (początek lat 90.), który cechował szybki wzrost komputeryzacji. Na
polskim rynku pojawiły się dostępne cenowo dla szerszego odbiorcy
zarówno komputery osobiste jak i oprogramowanie inżynierskie typu CAD.
W praktyce architektoniczno-projektowej zmiany szły w kierunku
zastępowania kreślenia ręcznego i makiet rysunkami i modelami
cyfrowymi. Znajomość klasycznych technik wykreślnych powoli traciła na
znaczeniu, jednakże wiedza geometryczna, rozwinięta wyobraźnia
przestrzenna i umiejętność logicznego rozumowania w odniesieniu do
przestrzeni pozostawały niezbędne w zawodzie inżyniera projektanta. Po
powrocie z urlopu, w nowych realiach nowych wymogów odnośnie
kompetencji zawodowych przyszłych absolwentów, za przedmiot mojej
pracy badawczej obrałam komputerowe wspomaganie nauczania na
uczelni wyższej. Celem moich badań, opartych na technice eksperymentu,
była rekonstrukcja i uwspółcześnienie modelu kształcenia w zakresie
geometrii wykreślnej za pomocą integracji treść nauczania z
modelowaniem komputerowym. Opracowałam nowe metody i środki
dydaktyczne między innymi procedury w języku AutoLisp, działające w
środowisku programu AutoCAD wersja 12. Prowadziłam zajęcia pilotażowe
w ramach kursu geometrii w miedzywydziałowym laboratorium
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 13
komputerowym z wykorzystaniem autorskich materiałów . Forum do
prezentacji wstępnych wyników badań i dyskusji z środowiskiem
akademickim stanowiły cykliczne Ogólnopolskie Konferencje Naukowe
Geometria i Komputer a także 7th International Conference on Engineering
Computer Graphics and Descriptive Geometry i II Ogólnopolskie Warsztaty
Multimedialne w Dydaktyce. Wyniki badań cząstkowych/pilotażowych
prezentowałam na wyżej wymienionych konferencjach, a także
popularyzowałam poprzez w publikacjach. Do tej grupy należą między
innymi artykuły w Zeszytach Naukowych Politechniki Śląskiej: pt.
Komputerowe wspomaganie nauczania klasycznej geometrii wykreślnej
(z.1, nr 1318), Model komputerowego wspomagania nauczania geometrii
wykreślnej (z.3, nr 1453) oraz Wykorzystanie testów w dydaktyce geometrii
wykreślnej w Biuletynie Polskiego Towarzystwa Geometrii Wykreślnej i
Grafiki Inżynierskiej.
Celem rozwoju mojego warsztatu badawczego ukończyłam roczne
Podyplomowe Studium Pomiaru Dydaktycznego i Egzaminowania na
Uniwersytecie Gdańskim. W jego ramach zajmowałam się zagadnieniami
związanymi z ewaluacją wyobraźni przestrzennej.
Przewód doktorski otworzyłam w 1997, na Wydziale Nauk Społecznych
Uniwersytetu Gdańskiego, pod kierunkiem profesora dr. hab. Bolesława
Niemierki. Praca badawcza składała się z konstrukcji autorskiego modelu
komputerowo wspomaganego kształcenia w zakresie geometrii wykreślnej,
następnie przeprowadzenia eksperymentu dydaktycznego w układzie
dwóch grup równoważnych, a wreszcie ewaluacji modelu na podstawie
teorii pomiaru dydaktycznego. Konstrukcja modelu opierała się na
autorskich środkach i metodach dydaktycznych opracowanych za pomocą
i pod kątem wykorzystania programu AutoCAD wersja 12. Do ewaluacji
wykorzystałam autorskie narzędzia testowe i ankiety. Ocenie podlegały
dwie dziedziny osiągnięć studentów – dziedzina poznawcza oraz
motywacyjna. W pracy wykazałam między innymi, że grafika komputerowa
i klasyczne konstrukcje geometryczne komplementują się wzajemnie w
procesie kształcenia. Jednakże w obecnej sytuacji dydaktycznej
(ograniczona dostępność do laboratorium komputerowego i liczba godzin
przedmiotu w programie studiów, brak możliwości oceny efektów
długoterminowych), skuteczność motywacyjna komputerowo
wspomaganego nauczania przedmiotu Geometria Wykreślna jest wyższa
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 14
od skuteczności poznawczej tego działania, bowiem mimo zwiększenia
zainteresowania przedmiotem (mobilizacji do samokształcenia) nie nastąpił
spektakularny wzrost liczby studentów osiągających najwyższą kategorię
celów poznawczych. Recenzentami mojej rozprawy pt. „Skuteczność
komputerowego wspomagania nauczania klasycznej Geometrii
Wykreślnej”. byli profesor prof. zw. dr hab. inż. Stefan Przewłocki oraz dr
hab. Tomasz Szkudlarek. Pracę obroniłam z wyróżnieniem i otrzymałam
tytuł doktora nauk humanistycznych w 1999 r. W tym samym roku
otrzymałam nagrodę indywidualną 2 stopnia Rektora Politechniki
Gdańskiej za szczególne osiągnięcia w działalności naukowej.
W problematyce badawczej obejmującej optymalizację modelu kształcenia
umiejscawia się realizacja projektu nt. „Technologii komputerowych w
geometrii wykreślnej i wizualizacji”, realizowana wspólnie z zespołem
kierowanym przez prof. Zuongi Zuo z Department of Engineering
Computer Graphics na Guangdong University of Technology w Chinach.
Projekt był finansowany na podstawie dwustronnej umowy podpisanej w
1999 roku. Efektem wspólnych prac (które kontynuowałam również po
doktoracie za pośrednictwem internetu oraz w trakcie partnerskich wizyt)
były materiały dydaktyczne, opracowane w języku angielskim z
wykorzystaniem technologii komputerowych (programu ToolBook).
Współpraca trwała do 2005 roku.
2) Działalność w latach 2000 – 2016 (po doktoracie)
Moje zainteresowania badawcze po doktoracie skupiły się wokół
problematyki oddziaływania nowych technologii komputerowych na
praktykę projektową i myśl architektoniczną oraz ich miejsca w kształceniu
architektonicznym.
Główną oś mojej aktywności badawczej stanowią od paru lat zagadnienia
związane z architektonicznym projektowaniem cyfrowym, które leży w
ścisłym związku z nauczanym przez mnie obecnie przedmiotem (od ponad
dekady nauczam wyłącznie przedmiotu Techniki Komputerowe w
Projektowaniu na studiach I i II stopnia,). Technologie komputerowego
wspomagania projektowania inżynierskiego i wytwarzania CAD/CAM
dynamicznie się rozwijają. Oferują coraz to efektywniejsze narzędzia do
generowania i analizy złożonej wielokrzywiznowej geometrii i jej
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 15
materializacji za pomocą produkcji CNC. Na początku lat 90. zagościły na
stałe w głównym nurcie dyskursu architektonicznego na zachodzie.
Wpływają na zmiany w praktyce i teorii architektonicznej. W ramach
rozpoznawania praktycznych aspektów problematyki, poszerzyłam swoje
umiejętności komputerowe o oprogramowanie nowej generacji
wykorzystywane w nowatorskiej praktyce architektonicznej w krajach
rozwiniętych, a mianowicie programy: Revit, Grasshopper, Rhinoceross,
Generative Components, ParaCloud. Ponadto uzyskałam uprawnienia do
prowadzenia certyfikowanych kursów AutoDesk na program 3DS Max i
AutoCAD w ramach Autoryzowanego Centrum Autodesku na Politechnice
Gdańskiej. Brałam również udział w warsztatach projektowania cyfrowego:
Bottom up (Warszawa, VII 2009), Prefabrykacja i BIM (Trondheim, XI
2009) oraz Multi Agent Simulation (Białystok, 2014).
Przegląd stanu wiedzy i projektów eksperymentalnych (zarówno nie
zrealizowanych, jak i urzeczywistnionych) pokazał, iż uznane
awangardowe światowe pracownie architektoniczne bazują na potencjale
modelowania parametrycznego i technikach algorytmicznych. Sednem
modelowania staje się definiowanie wewnętrznej logiki geometrii, opis
relacji między tworzącymi ją komponentami. Umożliwia to eksplorowanie
możliwości w ramach okreslonych ograniczeń i reguł i kontrolę procesu
powstawania formy. W procesie cyfrowego projektowania wszystkie etapy
(koncepcja, analiza, optymalizacja, cyfrowa fabrykacja) są ze sobą
połączone w sposób ciągły dzięki przepływowi cyfrowych danych.
Konkluzje ze studiów teoretycznych i przegląd stanu wiedzy były
przedmiotem moich wystąpień konferencyjnych i publikacji (poz. IIA.9,
IIA.10, IIA.11, IIA.12, IIA.13, oraz IIA.14 w zał. 2.1), a także wystawy
zorganizowanej na macierzystym wydziale i warsztatów komputerowego
modelowania.
Mimo iż od ponad dekady (narodziny Generative Components) techniki
parametryczno algorytmiczne cieszyły się dużym zainteresowaniem
pośród praktyków i akademików w rozwiniętych krajach zachodnich, w
czasie gdy podejmowałam tę problematykę w Polsce nie było skupionych
na niej ośrodków, a co za tym idzie brakowało badań i publikacji
dotyczących projektowania komputacyjnego. Nie znajdowało ono również
miejsca w kształceniu architektonicznym na polskich uczelniach.
Spostrzeżenie to uzasadniło kierunek moich dalszych studiów i
poszukiwań.
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 16
Wyniki prowadzonych studiów dotyczących zmian w praktyce i teorii
architektonicznej posłużyły do przygotowania w 2011 wniosku grantowego
do Narodowego Centrum Nauki, pt. „Paradygmat parmetryczno -
algorytmiczny w architekturze”. Projekt badań został zaakceptowany do
realizacji (nr. 101921). Głównym celem badań było opracowanie
charakterystyki nowego cyfrowego paradygmatu w projektowaniu
architektonicznym. Zakres rzeczowy badań dotyczył filozofii twórczej,
metod, narzędzi i organizacji procesu projektowania, a także rozwiązań
formalno-funkcjonalnych na przykładach wybranych eksperymentalnych
projektów niezrealizowanych i nowatorskich realizacji, głównie w Europie
zachodniej. Za podstawową metodę badań przyjęłam metodę kwerendy
literaturowej przechodzącej następnie w metodę analityczno –
porównawczą. Badania terenowe pozwoliły mi na zebranie dodatkowych
informacji i weryfikację wniosków płynących ze studiów literaturowych. Z
kolei udział w konferencjach z cyklu Smart Geometry w 2010 w Barcelonie
i 2013 w Londynie wykorzystałam do nawiązania kontaktów z
projektantami działającymi w obrębie badanego paradygmatu.
Bezpośrednie kontakty z praktykami wykorzystałam w trakcie pracy
badawczej do weryfikacji wniosków i pogłębienia analiz. Celem
dodatkowym projektu było sprecyzowanie terminologii funkcjonującej w
obrębie paradygmatu cyfrowego w projektowaniu architektonicznym.
Realizację projekty grantowego ukończyłam w 2014. Głównym efektem
końcowym jest monografia zgłoszona jako tytuł osiągnięcia naukowego w
niniejszym wniosku. Dodatkowym elementem upowszechniania wyników
projektu badawczego była wystawa pt. „Parametryczno-algorytmiczne
projektowanie architektury”, prezentowana na macierzystym wydziale oraz
na wydziale Architektury i Inżynierii Środowiska Uniwersytetu
Technologiczno - Przyrodniczego w 2014. Obok popularyzacji wyników
moich poszukiwań badawczych na polskich konferencjach i w publikacjach
(poz.IIA.3, IIA.4, IIA.5, IIA.6, IIA.7 i IIA.8 w zał 2.1) włączyłam studentów w
tematykę badań przez poszerzenie treści nauczania przedmiotu Techniki
Komputerowe w Projektowaniu na studiach drugiego poziomu.
Zrealizowałam pilotażowe zajęcia laboratoryjne na studiach magisterskich
obejmujące parametryczny zapis geometrii za pomocą edytora graficznego
(program Grasshopper) w 2013 i 2014. Ponadto w latach 2012-2014
sprawowałam opiekę naukową nad Studenckim Kołem Naukowym
Projektowania Parametrycznego na macierzystym Wydziale. Wystąpiłam
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 17
również w roli opiekuna naukowego projektu badawczego zgłoszonego w
2015 do MNiSW w ramach IV edycji Diamentowego Granta dla
wyróżniających się studentów. Projekt pod tytułem „Optymalizacja
technologii druku 3D pod kątem produkcji elementów struktur
architektonicznych” (nr 281204) miał charakter aplikacyjny, a jego głównym
celem było zaprojektowanie prototypu wraz z oprogramowaniem
sterującym zautomatyzowanym narzędziem wykorzystującym metody
druku 3D.
Obecnie podjęłam wątek badawczy dotyczący możliwości stwarzanych
przez technologie komputerowe do kreowania nowych rozwiazań
formalnych i strukturalnych domów mieszkalnych, znajdujących
uzasadnienie na gruncie ekologii. Wnioski wyciągnięte z analiz
przedstawiłam w publikacjach (poz. IIA.1 i IIA.2 zał 2.1). O ile pierwszy
temat badawczy (już zrealizowany) był bardziej teoretyczny, o tyle obecny
kierunek badań ma dominujący aspekt wdrożeniowy. Jego celem
praktycznym jest opracowanie systemu generującego model geometrii
ekoefektywnego domu oraz stworzenie modelu przykładowej struktury
korzystając z wydziałowego latorium CNC. Projekt został w 2016
zgłoszony do programu Opus, ale okazał się nieadekwatny do panelu.
Geometria architektoniczna pozostaje również w moim polu
zainteresowań, dlatego kontynuowałam również badania w zakresie
tworzenia i wykorzystywania multimedialnych materiałów do geometrii
wykreślnej. Ich rezultatem było autorstwo i współautorstwo pięciu
multimedialnych podręczników opracowanych w technologii Multimedia
Flash (poz. IIB.1, IIB.2, IIB.3, IIB.4 i IIB.5 w zał. 2.1). Podręczniki zostały
opublikowane w Pomorskiej Bibliotece Cyfrowej, na mocy umowy z
macierzystym Wydziałem. Są wolnodostępne w ramach idei tworzenia
Open University. Znalazły się w zasobach innych uczelni. Zagadnienia
związane z metodyką tworzenia materiałów multimedialnych
popularyzowałam również za pomocą wystąpień konferencyjnych i
publikacji (poz. IIA.15, IIA.16, IIA.17, IIA.21 i IIA.22).
W ostatnich paru latach recenzowałam artykuły do The Journal of Polish
Society for Geometry and Engineering Graphics, a także w 2006 dla World
Innovations in Engineering Education and Research.
A u t o r e f e r a t S t r o n a | 18
W latach 2009-2015 uczestniczyłam wielokrotnie w programie Erasmus
Teaching Staff Mobility wyjeżdżając na zachodnie uczelnie, gdzie
włączałam się w proces dydaktyczny. W ramach zainteresowań metodyką
metodyką kształcenia na poziomie akademickim opracowałam model
nauczania przedmiotu Techniki Komputerowe w formule tzw. blended
learning, tj. nauczania łączącego dydaktykę tradycyjną z e-edukacją. W
2016 otrzymałam za niego nagrodę Rektora stopnia II. Model ten realizuję
obecnie na macierzystym Wydziale.