论文题目：图解几何 ——奥利弗·伯恩版《几何原本》的设计解读
摘要：奥利弗·伯恩（Oliver Byrne,1810-1880）是爱尔兰数学家、教育家和土木工程师,是几何学教学方面的创新者。出版过多部数学与工程学应用类书籍,其中最著名的就是彩色版《几何原本》。但由于当时数学历史问题,“奥利弗·伯恩”这个名字没有被大家所熟知,并且导致伯恩的设计原则“帮助大脑研究真理,增加教学的便利,传播永久的知识”并没有被世人广泛的熟悉和了解。本文以伯恩的彩色图表版《几何原本》为研究对象,先通过国内外对这本书的研究现状进行了深入调研,发现了伯恩在这本书中贯穿使用的“图解几何”的设计方法,所以通过多篇相关文献调研和多部相关作品解读对图解可视化设计方法进行了研究说明。同时对奥利弗·伯恩本人的多部作品和同时期的其他数学家出版的数学书进行了梳理、对比和赏析,用例佐证伯恩在六十年间一直坚持着自己的设计原则并且图解可视化的方式是具有研究意义的。本文带着奥利弗·伯恩的教育理念和方法从设计的角度解读彩色版《几何原本》,研究如何将抽象复杂的数理逻辑转化为人们易于理解的几何图形,发现将数学陈述置于美学原理的理论和实践价值。找到书籍的几何信息的组织方法和层级结构,再从书籍中找到图形、数学、文字和色彩等视觉元素的演绎形式。在解读彩色版《几何原本》的过程中找到图解可视化的现代价值与意义,虽然这本书以其排版和颜色的审美吸引着人们的注意力,但这本书不仅仅是具有独树一帜的表现风格使它看起来有趣,而是作为用图示化表达数据和信息的先驱,在数据可视化的道路上是更具有启发意义的,所以此书对信息的高效传播有着重要意义。本文最后也通过毕业设计创作与实践,探讨了科学知识与图解可视化的结合设计。
关键词：奥利弗·伯恩;图解;几何原本
学科专业：艺术设计（专业学位）
摘要
abstract
绪论
第一节 研究背景
第二节 研究目的与意义
第三节 国内外研究状况
第四节 研究内容和方法
一、研究内容
二、研究方法
第五节 研究框架
第一章 图解几何的理论概述
第一节 图解的概述
一、图解的基本定义
二、图解的构成要素
三、图解的基本功能
四、图解的转化过程
第二节 几何的概述
一、几何的基本概念
二、欧几里得几何学
三、几何学的艺术性
第三节 图解几何的概念
一、图解几何的定义
二、图解几何的认知心理相关理论
三、图解几何的设计目标
第二章 奥利弗·伯恩的理念
第一节 奥利弗·伯恩的成就与生平(1810-1880年)
一、奥利弗·伯恩的成就
二、奥利弗·伯恩的生平
第二节 奥利弗·伯恩的基本观点
一、数学的历史——传统几何学
二、数学的教育方式——彩色图形辅助教学
第三节 本章小结
第三章 奥利弗·伯恩版《几何原本》图解几何的逻辑规律
第一节 几何信息组织的主要方法
一、统一性的组织方法
二、相关性的组织方法
三、特殊性的组织方法
第二节 几何信息组织的层级结构
一、包含式层级结构
二、并列式层级结构
三、主次式层级结构
第三节 本章小结
第四章 奥利弗·伯恩版《几何原本》图解要素的演绎形式
第一节 图数符号的不同特征
一、推理性符号与表象性符号
二、自然符号与人为符号
三、形象推理与抽象推理
第二节 图数符号的组织关系
一、锚定组织关系
二、说明组织关系
三、接力组织关系
第三节 色彩要素的表达语义
一、色彩的生理语义
二、色彩的情感语义
三、色彩的信息语义
第四节 图解几何的意义与价值
一、视觉趣味的表现
二、抽象信息的转译
三、有效的设计传播
第五节 本章小结
第五章 图解几何的设计实践
第一节 图解可视化与科学知识的结合现状
第二节 图解可视化在中国古代数学中的应用
一、设计背景与必要性分析
二、视觉转化与设计构思
结语
参考文献
致谢