計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)在“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中的應(yīng)用

馮　瀟　祁舒翔　程文宇

(北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，北京　100083)

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計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)在“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中的應(yīng)用

馮瀟祁舒翔程文宇

(北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，北京100083)

摘要：計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和三維成型技術(shù)進(jìn)行輔助生產(chǎn)和建造的一系列技術(shù)的統(tǒng)稱。首先對(duì)當(dāng)前較為普及的計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)進(jìn)行了介紹，闡述了計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)在“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。其次，針對(duì)“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，探討了計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)在“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中的應(yīng)用途徑：首先應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生具備運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)的綜合能力；其次，計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)的講授應(yīng)遵循由簡入繁的原則，即循序漸進(jìn)地設(shè)置課題，根據(jù)學(xué)生興趣設(shè)置專項(xiàng)課題，由淺入深地安排專項(xiàng)課題任務(wù)。計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)在“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中應(yīng)用后，使學(xué)生掌握了新的數(shù)字化設(shè)計(jì)工具、強(qiáng)化了學(xué)生的邏輯思維和科學(xué)推理能力、提升了學(xué)生的三維空間設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力、激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造力。

關(guān)鍵詞：風(fēng)景園林；規(guī)劃設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)

一、計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)的內(nèi)涵與特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和三維成型技術(shù)進(jìn)行輔助生產(chǎn)和建造的一系列技術(shù)的統(tǒng)稱，包括激光雕刻、數(shù)控機(jī)床和3D打印等。

(一)激光雕刻

激光雕刻是以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)、激光加工為媒介，對(duì)板材進(jìn)行二維輪廓切割和雕刻的技術(shù)。激光雕刻運(yùn)作的原理是首先通過電力產(chǎn)生激光束，激光束經(jīng)透鏡聚焦后照射到板材表面，處在激光焦點(diǎn)位置的板材因急劇升溫而迅速融化，當(dāng)激光頭沿一定路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)，即可在板材表面雕刻出圖案或完成板材切割。激光頭在加工過程中不與加工材料有物理接觸，激光頭根據(jù)灼燒時(shí)間的長短，可在板材上劃線或直接切割，非常適合薄板的加工。

作為應(yīng)用時(shí)間較長的一種輸出工具，激光雕刻技術(shù)在“建筑學(xué)”和“城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)”課程中的運(yùn)用已經(jīng)相當(dāng)成熟，是許多高校和模型公司加工制作模型的主要輸出工具。由于激光雕刻主要適用于平面板材的切割和圖案雕刻，因此它主要是一種二維平面輸出設(shè)備，見圖1。

(二)數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該系統(tǒng)能夠處理具有控制編碼的程序，并將其轉(zhuǎn)化成為工序動(dòng)作，進(jìn)行材料加工，是一種三維實(shí)體輸出設(shè)備。數(shù)控機(jī)床運(yùn)作的方式是一個(gè)對(duì)材料做減法的過程，其工作原理是通過具有3軸或4軸的夾具和銑削刀具，按照設(shè)計(jì)好的刀路進(jìn)行有先后順序的粗雕及精雕，逐步切削材料直至達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。

圖1　激光雕刻機(jī)

大型數(shù)控機(jī)床成本昂貴，操作流程繁瑣，很難適應(yīng)市場(chǎng)的需求。近年隨著市場(chǎng)對(duì)數(shù)控機(jī)床需求的增加，促成了數(shù)控機(jī)床小型化及民用化的趨勢(shì)。瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院建筑系的LVML實(shí)驗(yàn)室、德國安哈爾特應(yīng)用技術(shù)大學(xué)都開發(fā)出數(shù)控機(jī)床“迷你機(jī)”，它造價(jià)低廉，既便攜，可移動(dòng)，又不需要較多的操作經(jīng)驗(yàn)，可以適用于學(xué)校和設(shè)計(jì)工作室，用以探索風(fēng)景園林的參數(shù)化設(shè)計(jì)以及復(fù)雜多樣的空間結(jié)構(gòu)[1]，見圖2。

(三)3D打印

3D打印是近幾年發(fā)展最為迅猛的計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)，它以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，通過逐層打印的方式來構(gòu)造模型，這種技術(shù)幾乎可以輸出任何形狀的三維模型。

圖2　數(shù)控機(jī)床

3D打印機(jī)采用了分層加工、堆疊成型的原理來完成三維實(shí)體打印，即根據(jù)打印的精度，3D打印機(jī)將數(shù)字模型切割為0.05～0.2mm的層，從最底層開始，根據(jù)截面信息，逐層打印，當(dāng)打印完當(dāng)前層后，模型相應(yīng)下移，再打印上一層，以此循環(huán)直至打印完成。

3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)整體打印一次成型，有著數(shù)控機(jī)床及激光雕刻不能比擬的便捷性。目前市面上小型化的3D打印機(jī)已經(jīng)相當(dāng)普及，耗材的價(jià)格也很低廉，可以說3D打印機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了平民化時(shí)代，完全可以在高校和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)中推廣和普及，見圖3。

圖3　3D打印機(jī)

二、計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)應(yīng)用于“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

(一)通過計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)輸出的物理模型可以清晰再現(xiàn)場(chǎng)地信息

計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)能夠從設(shè)計(jì)的初始階段就充分展示設(shè)計(jì)場(chǎng)地的信息，設(shè)計(jì)者通過大尺度3D掃描和無人機(jī)航拍等技術(shù)可以獲得設(shè)計(jì)場(chǎng)地的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，生成三維虛擬模型后，設(shè)計(jì)者即可通過計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)輸出設(shè)計(jì)場(chǎng)地的三維實(shí)體模型，這使得設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前就能夠掌握足夠的設(shè)計(jì)場(chǎng)地的基本信息，直觀地了解現(xiàn)場(chǎng)條件，精心規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，使設(shè)計(jì)與場(chǎng)地充分融合，從而保持生態(tài)和地理上的合理性。

(二)設(shè)計(jì)者根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)輸出的物理模型可以進(jìn)行直觀的手工設(shè)計(jì)操作

設(shè)計(jì)者根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)在第一時(shí)間建立的物理模型，利用類似沙盒之類的工具開展三維實(shí)體模型的推敲。在三維實(shí)體模型的建造推敲過程中，設(shè)計(jì)者能夠直觀考量和分析三維場(chǎng)地的基本信息，從而建立更加精確的空間參照系，對(duì)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行直觀的控制。實(shí)踐證明，人們面對(duì)三維實(shí)物時(shí)往往能夠發(fā)揮更強(qiáng)大的創(chuàng)造力，手工操作能夠直接表達(dá)設(shè)計(jì)師對(duì)于空間的直覺反應(yīng)。

(三)設(shè)計(jì)者利用計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)輸出的三維實(shí)體模型可以對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)劃進(jìn)行快速的分析驗(yàn)證

風(fēng)景園林需要處理的場(chǎng)地信息錯(cuò)綜復(fù)雜，要想做出更加科學(xué)的設(shè)計(jì)，就必須對(duì)場(chǎng)地的自然地理信息和社會(huì)學(xué)特性做出合理的分析，才能形成明晰的設(shè)計(jì)邏輯。計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)能夠使設(shè)計(jì)分析滲透到規(guī)劃設(shè)計(jì)過程的各個(gè)階段，三維實(shí)體模型能夠?qū)υO(shè)計(jì)的階段性成果進(jìn)行實(shí)時(shí)的驗(yàn)證與分析，如流體分析、生態(tài)分析、舒適度分析等，從而在設(shè)計(jì)階段就能對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)劃方案做出科學(xué)的評(píng)估，并進(jìn)行合理的調(diào)整。

(四)設(shè)計(jì)者通過計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)可以快速制作設(shè)計(jì)方案的實(shí)物表現(xiàn)模型

一個(gè)設(shè)計(jì)方案的感染力在很大程度上取決于設(shè)計(jì)成果的表現(xiàn)手段，不同于在二維屏幕上展示的效果圖和虛擬動(dòng)畫，實(shí)物表現(xiàn)模型所具備的全面的表現(xiàn)力和直觀的視覺沖擊力不言而喻。在計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)未普及的時(shí)代，實(shí)物表現(xiàn)模型往往由設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)委托專業(yè)模型公司進(jìn)行制作，除去模型公司高昂的制作費(fèi)用和拖沓的制作周期，設(shè)計(jì)師在很大程度上喪失了對(duì)模型的控制力。隨著計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)的普及，設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)已有能力自己制作實(shí)物表現(xiàn)模型。在計(jì)算機(jī)輔助建造輸出的實(shí)物表現(xiàn)模型的表面，設(shè)計(jì)者可以通過手工處理來進(jìn)一步刻畫細(xì)節(jié)，更好地傳遞細(xì)部信息，使計(jì)算機(jī)輔助建造模型在科學(xué)與藝術(shù)之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)。

三、計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)在“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中的應(yīng)用

(一)培養(yǎng)學(xué)生具備運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)的綜合能力

1.熟悉計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)相關(guān)軟件和硬件的應(yīng)用方法

學(xué)生首先需要熟練地利用計(jì)算機(jī)輔助軟件生成三維虛擬模型以還原風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中復(fù)雜的場(chǎng)地信息。之后對(duì)三維虛擬模型進(jìn)行轉(zhuǎn)碼，使之成為計(jì)算機(jī)輔助建造機(jī)器的工序代碼，以指導(dǎo)機(jī)器制作加工三維實(shí)體模型。同時(shí)學(xué)生還應(yīng)掌握利用三維虛擬模型對(duì)設(shè)計(jì)場(chǎng)地進(jìn)行可視化分析。

其次，從數(shù)據(jù)采集整理到設(shè)計(jì)方案的可視化輸出，學(xué)生需要使用大尺度3D掃描儀來獲取場(chǎng)地的地理信息，或使用小型無人機(jī)來拍攝場(chǎng)地的航空影像，再將所得到的信息進(jìn)行整理匯總。學(xué)生利用CNC數(shù)控機(jī)床、激光切割機(jī)、3D打印等設(shè)備將三維虛擬模型輸出為三維實(shí)體模型，并將處理后的三維實(shí)體模型用3D掃描儀重新輸入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步修改。

2.熟知計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)相關(guān)材料的性能

學(xué)生應(yīng)熟知不同材料的性能特點(diǎn)，結(jié)合不同的模型要求和儀器特性，選擇合適的材料，進(jìn)行實(shí)物模型的制作。不同的材料可以滿足不同模型的多樣需求，如使用木材等持久性較好的材料可以制作初始地形或?qū)嵨锉憩F(xiàn)模型；雕刻時(shí)間短的泡沫板更適合來完成階段性三維實(shí)體模型等。學(xué)生需要對(duì)不同材質(zhì)的結(jié)構(gòu)屬性有深刻的了解，才能針對(duì)不同的材質(zhì)設(shè)置適應(yīng)的刀路和雕刻方式，創(chuàng)造性地建立更有表現(xiàn)力的實(shí)物表現(xiàn)模型。

3.掌握基于計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)的設(shè)計(jì)方法

計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)不僅僅是一種更直觀的可視化的設(shè)計(jì)手段，更重要的是給人們提供了一種三維的思考模式。計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)過程，這個(gè)過程使人們的設(shè)計(jì)思維與數(shù)據(jù)、機(jī)械和材料完美結(jié)合。因此，任課教師在教授計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)的設(shè)計(jì)流程中，應(yīng)該注重調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生積極探索設(shè)計(jì)方法而不是機(jī)械地學(xué)習(xí)軟件的操作和設(shè)備的使用方法。在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)只是作為設(shè)計(jì)的工具而存在，學(xué)生可以利用這種工具來體驗(yàn)風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的微妙之處，但仍要給手工制作留有一定的的空間，

(二)計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)的講授應(yīng)遵循由簡入繁的教學(xué)原則

1．遵循循序漸進(jìn)原則設(shè)置學(xué)習(xí)課題

“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容涉及了豎向、水文、植被、生態(tài)境、社會(huì)條件等錯(cuò)綜復(fù)雜的基礎(chǔ)信息，要建立精確的計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)模型并完成對(duì)其設(shè)計(jì)和分析，必須對(duì)各類信息進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，這是一個(gè)由簡入繁的過程。

如在“建模軟件”章節(jié)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要掌握從最基本的直線到曲線，從曲線到曲面，直到逐步掌握建立復(fù)雜場(chǎng)地模型的步驟。在“模型制作”章節(jié)中也是如此。學(xué)生先要掌握使用單一材料制作相對(duì)簡單的地形模型，再逐步接觸更多的材料，進(jìn)行模型的制作。其次，針對(duì)場(chǎng)地特性和設(shè)計(jì)過程的表達(dá)需求來選擇計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)的輸出設(shè)備、調(diào)整比例尺度、使用合適的材料完成模型的制作。第三，針對(duì)完成后的實(shí)物表現(xiàn)模型再進(jìn)行后期的手工加工。每個(gè)課題看似獨(dú)立，實(shí)際上卻是循序漸進(jìn)的過程，能夠不斷挖掘?qū)W生的潛力和創(chuàng)造力。

2．根據(jù)學(xué)生的興趣設(shè)置專項(xiàng)課題

由于學(xué)生有著不同的學(xué)術(shù)背景和技術(shù)基礎(chǔ)，要使每個(gè)學(xué)生都能熟練掌握計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)是十分困難的。因此，任課教師可以考慮將學(xué)生按其感興趣的領(lǐng)域分成小組，每一小組對(duì)特定的課題可以做更深入的研究探索。例如調(diào)研小組專門負(fù)責(zé)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集和可視化集成分析，掌握大尺度3D掃描儀的操控方法，學(xué)習(xí)無人機(jī)的操作并考取駕駛證，能使用圖像識(shí)別軟件對(duì)所得到的影像進(jìn)行分析處理；建模小組主要結(jié)合3D掃描的數(shù)據(jù)，建立場(chǎng)地三維虛擬模型；而其他平行小組可以專注研究數(shù)控機(jī)床模型的制作和優(yōu)化處理及后期分析等具體的課題。

根據(jù)學(xué)生興趣設(shè)置專項(xiàng)課題可以使學(xué)生在數(shù)字化建造模型的每個(gè)階段都能有所側(cè)重的做出更深入的探索，在系統(tǒng)地掌握數(shù)字化建造基本設(shè)計(jì)流程的基礎(chǔ)上，最大程度地發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新性。

3．由淺入深地安排專項(xiàng)課題任務(wù)

(1)收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本課題訓(xùn)練的目的在于讓學(xué)生學(xué)習(xí)使用基本的儀器搜集場(chǎng)地基礎(chǔ)信息。學(xué)生除了要學(xué)習(xí)獲取地形數(shù)據(jù)外，還應(yīng)學(xué)會(huì)通過運(yùn)用無人機(jī)和大尺度3D掃描儀來捕捉空間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。此外，學(xué)生還要掌握運(yùn)用圖像識(shí)別軟件和其他相關(guān)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)照片或3D掃描生成的模型進(jìn)行后期處理，見圖4。

注：源引自http：//girot.arch.ethz.ch/landscape-education/chair-structure/landscape-visualization-lab。圖4　大尺度3D掃描及其生成的數(shù)字模型

(2)建立三維虛擬模型

本課題中，學(xué)生需要用Rhino和GIS軟件來建立三維虛擬模型。Rhino軟件具備強(qiáng)大的復(fù)雜曲面建模能力，尤其適合風(fēng)景園林地形的建模，而且Rhino軟件擁有良好的交互性，能夠便捷地的與其他軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，Rhino平臺(tái)還簡單易學(xué)，雖然大部分學(xué)生都不曾掌握高級(jí)的建模程序，但他們對(duì)Rhino軟件的操作非常熟練。

(3)制作三維實(shí)體模型

在前兩個(gè)課題的基礎(chǔ)上，學(xué)生將對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行整理，并將其轉(zhuǎn)化成為計(jì)算機(jī)輔助建造工序代碼(G代碼)，并在此基礎(chǔ)上探究實(shí)體模型的輸出。學(xué)生需要學(xué)習(xí)通過調(diào)整G代碼來完成不同精度的模型，學(xué)會(huì)靈活地在虛擬與現(xiàn)實(shí)之間進(jìn)行空間思維的切換，自主地運(yùn)用CAM技術(shù)來輸出三維實(shí)體模型、演繹自己的設(shè)計(jì)思維。

(4)推敲三維實(shí)體模型

為了讓學(xué)生能夠掌握在三維實(shí)體模型上設(shè)計(jì)的方法，本課題重點(diǎn)教授沙盒的使用方法。借鑒瑞士蘇黎世理工大學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生先將設(shè)計(jì)基址的地形生成數(shù)字三維模型，再將其轉(zhuǎn)化為負(fù)向模型并用數(shù)控機(jī)床雕刻出來。之后，負(fù)向模型被倒扣在一個(gè)盛滿粘性沙子的工作臺(tái)上，壓實(shí)后再揭開負(fù)向模型，沙子就形成了設(shè)計(jì)基址的三維實(shí)體模型。學(xué)生可以在這個(gè)三維實(shí)體模型的基礎(chǔ)上用雕刀和小鏟之類的工具進(jìn)行反復(fù)的推敲，以形成理想的設(shè)計(jì)方案。沙盒上裝有小型3D掃描儀，可以將沙子模型隨時(shí)轉(zhuǎn)化成為數(shù)字模型，并且在此基礎(chǔ)上利用計(jì)算機(jī)完成后續(xù)設(shè)計(jì)，通過數(shù)控機(jī)床設(shè)備輸出硬質(zhì)模型[2]，見圖5。

注：源引自http：//girot.arch.ethz.ch/landscape-education/chair-structure/landscape-visualization-lab。圖5　沙盒模型及其由數(shù)控機(jī)床輸出的硬質(zhì)模型

(5)制作實(shí)物表現(xiàn)模型

最后一個(gè)課題是利用計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)輸出設(shè)計(jì)成果。學(xué)生在第三課題中已經(jīng)掌握了相關(guān)設(shè)備操作的基礎(chǔ)方法，因此本課題重點(diǎn)在于對(duì)模型細(xì)節(jié)進(jìn)行加工。學(xué)生可以根據(jù)自身興趣對(duì)實(shí)物表現(xiàn)模型進(jìn)行手工細(xì)節(jié)的處理，從而直觀地表現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。課題借鑒了德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，首先使用3D打印技術(shù)建立精確的實(shí)物表現(xiàn)模型，再通過手工處理來刻畫諸如巖層結(jié)構(gòu)、雪和徑流的時(shí)序變化等細(xì)節(jié)，以更好地傳遞空間信息[3]。

四、計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)應(yīng)用于“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程教學(xué)的效果

(一)學(xué)生掌握了新的數(shù)字化設(shè)計(jì)工具

計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)在“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程中的應(yīng)用，使學(xué)生掌握了新的數(shù)字化設(shè)計(jì)工具。在設(shè)計(jì)的前期，學(xué)生借助多種途徑來獲取場(chǎng)地基礎(chǔ)信息并進(jìn)行精確的分析，通過直觀且具有表現(xiàn)力的數(shù)字或?qū)嶓w模型輸出基礎(chǔ)信息進(jìn)行結(jié)果分析，使設(shè)計(jì)全程都能在科學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。在設(shè)計(jì)后期，學(xué)生能夠在基地模型上直觀地輸入、輸出自己的想法，不斷對(duì)模型和設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和調(diào)整，采用多種可視化手段和輸出模型推敲設(shè)計(jì)過程，通過科學(xué)的驗(yàn)證來確保設(shè)計(jì)的可行性。

(二)強(qiáng)化了學(xué)生的邏輯思維能力和科學(xué)推理能力

計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)的應(yīng)用不僅為學(xué)生提供了更多的設(shè)計(jì)和表現(xiàn)手段，更重要的是使每一個(gè)設(shè)計(jì)流程都建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上。數(shù)字化軟件和硬件的操作，必須依托精準(zhǔn)的數(shù)字信息，遵循嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)。學(xué)生經(jīng)過這種數(shù)字化工具訓(xùn)練，其邏輯思維能力和科學(xué)推理能力都得到了強(qiáng)化。

(三)提升了學(xué)生的三維空間設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力

計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)使得在三維空間直觀操作風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)成為可能。在“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程教學(xué)過程中，從場(chǎng)地信息的再現(xiàn)、設(shè)計(jì)的手工操作、設(shè)計(jì)方案的物理驗(yàn)證到設(shè)計(jì)成果模型的制作，都是在三維空間中進(jìn)行直觀操作的。這種方式有利于培養(yǎng)學(xué)生三維空間的設(shè)計(jì)思維，提升動(dòng)手能力。

(四)激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造力

數(shù)字化的軟件和硬件的應(yīng)用并不是計(jì)算機(jī)輔助建造技術(shù)在“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”課程中應(yīng)用的最終目的，讓學(xué)生運(yùn)用這些先進(jìn)的技術(shù)來靈活地處理風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中遇到的實(shí)際問題才是根本。因此，任課教師在教學(xué)過程中不能用程序化的思維去限制學(xué)生的創(chuàng)造力，而應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生，讓他們?cè)诓煌脑O(shè)計(jì)階段選擇合適的數(shù)字化工具來解決實(shí)際問題。筆者通過實(shí)際教學(xué)發(fā)現(xiàn)，開放式的解決方案能釋放學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和想象力，從而更加接近設(shè)計(jì)教育的本源。

資助項(xiàng)目：北京高等學(xué)校青年英才計(jì)劃項(xiàng)目“風(fēng)景園林?jǐn)?shù)字化輔助分析評(píng)價(jià)平臺(tái)運(yùn)用及教學(xué)研究”，項(xiàng)目編號(hào)YETP0745。

參考文獻(xiàn)

[1]GIROT C，BERNHARD M，EBNOTHER Y.Towards a Meaningful Usage of Digital CNC Tools：Within the field of largescale landscape architecture[C]//Future Cities.Proceedings of the 28th Conference on Education in Computer Aided Architectural Design in Europe.Zurich，Switzerland：Education and research in Computer Aided Architectural Design in Europe，2010：371-378.[2]FRICKER P，GIROT C，MUNKEL G.How to Teach’New Tools’in Landscape Architecture in the Digital Overload[J].Computation and Performance，2014(2)：546-553.[3]WELTER J.Solid Landscape Models in the Twenty-first Century—A Balanced Approach[J].The Cartographic Journal，2013，50(3)：300-304.

(責(zé)任編輯王偉)