數(shù)字化景觀技術(shù)下風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計教學(xué)探索與實踐

王植芳 段麗娟

(武漢設(shè)計工程學(xué)院，武漢 430070)

未來的時代是數(shù)字化和信息化的時代，數(shù)字化景觀技術(shù)對于風(fēng)景園林行業(yè)的影響日益顯著，如何將數(shù)字化景觀技術(shù)結(jié)合風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)已成為風(fēng)景園林教學(xué)研究中一項重要的課題。然而，數(shù)字化景觀技術(shù)在我國大多數(shù)院校的風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計教學(xué)過程中還處于不斷探索的階段，該文以武漢設(shè)計工程學(xué)院風(fēng)景園林專業(yè)為例，在風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計課程教學(xué)過程中，依托數(shù)字化景觀技術(shù)，對風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計實踐課程的教學(xué)方法、教學(xué)模式和教學(xué)體系提出相應(yīng)的實施方案，以期促進風(fēng)景園林教學(xué)改革的發(fā)展。

1 數(shù)字化技術(shù)在風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)的現(xiàn)狀

在 20 世紀中后期，數(shù)字技術(shù)開始應(yīng)用于風(fēng)景園林學(xué)科，數(shù)字化技術(shù)逐漸成為風(fēng)景園林設(shè)計的研究重點，歐美風(fēng)景園林學(xué)科教育對于數(shù)字化技術(shù)也開展了深入的研究[1]。20 世紀 80 年代以來，國外很多高校比如：哈佛大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)、維也納工業(yè)大學(xué)、慕尼黑大學(xué)、英國建筑聯(lián)盟學(xué)院、阿爾托大學(xué)等著名學(xué)院，在風(fēng)景園林學(xué)科教學(xué)過程中相繼開展了數(shù)字化景觀分析與景觀設(shè)計相關(guān)的教學(xué)工作[2]，所采用的技術(shù)平臺主要包括有參數(shù)化建模[3]、VR系統(tǒng)輔助設(shè)計[4]、AR技術(shù)[5]等。其中瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院風(fēng)景園林系開設(shè)了一門高級研修課程MASLA，這是一門由6個模塊組成的景觀設(shè)計課程，在這門課程中它用一個大尺度景觀的數(shù)字化項目實踐，完成景觀數(shù)字教學(xué)在規(guī)劃設(shè)計中科學(xué)理性的研究及教學(xué)方法的改革[6]。

雖然我國的風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計的景觀數(shù)字化研究，與國外一些高校相比還存在一些不足。但隨著理性分析與定量研究在風(fēng)景園林學(xué)科和實踐發(fā)展中的廣泛運用，數(shù)字化景觀技術(shù)在風(fēng)景園林學(xué)科教學(xué)中也反映出極大的發(fā)展?jié)摿7-8]。國內(nèi)已有多所高校從不同角度將數(shù)字化技術(shù)融入到教學(xué)中，如東南大學(xué)建筑學(xué)院景觀學(xué)率先建立中國首個數(shù)字景觀實驗室，將數(shù)字景觀技術(shù)的教學(xué)與科研結(jié)合。并與歐美多所大學(xué)科研機構(gòu)建立合作關(guān)系[9]；西安建筑科技大學(xué)建立了數(shù)字模擬與虛擬認知輔助的風(fēng)景園林設(shè)計課程線上教學(xué)實踐等[10]。這些數(shù)字化景觀技術(shù)有效地拓展了風(fēng)景園林的認知和設(shè)計生成方法，這對于21世紀實現(xiàn)風(fēng)景園林學(xué)的飛躍有著重要的意義。

2 風(fēng)景園林專業(yè)實踐課程教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式效果不佳

在傳統(tǒng)風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計教學(xué)過程中，經(jīng)驗式教學(xué)為主要的教學(xué)形式，在教學(xué)方案的設(shè)計過程中只考慮到教學(xué)進度，對于教學(xué)的內(nèi)容等仍以經(jīng)驗指導(dǎo)為主，學(xué)生被動地接受知識，參與性與能動性都較差，不能真正理解設(shè)計的本質(zhì)，教學(xué)效果不理想，導(dǎo)致部分學(xué)生并不能獨立去解決一些場地的實際問題。

2.2 教學(xué)方法落后

目前大多數(shù)風(fēng)景園林專業(yè)中風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計課程，主要是以項目式教學(xué)入手，以經(jīng)驗式教學(xué)為主，很多高校對于數(shù)字化技術(shù)僅僅處于以圖紙表現(xiàn)為主的計算機輔助設(shè)計階段，過分地注重圖面的表達效果，而缺少對場地和空間的理解。在風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計中缺少理性支撐，這個是設(shè)計實踐課的一個共性問題，同時教學(xué)方法上存在主觀經(jīng)驗性與隨機性，因此，很難有效提高風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計課程的學(xué)習(xí)，并且有效探索課程內(nèi)在的邏輯性。

2.3 課程教學(xué)體系有待完善，缺少學(xué)科交融

風(fēng)景園林學(xué)科是一門綜合應(yīng)用性學(xué)科，它需要融合自然風(fēng)景、生態(tài)環(huán)境、材料工程、人文地理等不同學(xué)科的知識，綜合運用邏輯思維和形象思維能力，合理有效地運用各類科學(xué)知識，具有典型的綜合性交叉學(xué)科特征[11]。風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計課程在綜合運用各類學(xué)科知識基礎(chǔ)上，利用先進的數(shù)字化景觀技術(shù)，通過對場地自然環(huán)境以及社會人文內(nèi)容的收集整理，掌握各種數(shù)字化軟件，進行綜合運用與分析。而現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)生還處于對計算機軟件輔助繪圖階段，過分追求設(shè)計圖紙的表現(xiàn)效果，缺少對方案理性的分析與評價。風(fēng)景園林作為一門學(xué)科，它缺少科學(xué)的理論體系支撐，需要多學(xué)科的交流，同時需要多個軟件平臺相互之間交換信息數(shù)據(jù)，缺少培養(yǎng)學(xué)生將感性設(shè)計思維轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計內(nèi)在的邏輯思維能力的培養(yǎng)。

3 風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計在數(shù)字化景觀技術(shù)下教學(xué)模式的實施方案

3.1 數(shù)字化景觀技術(shù)下風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計教學(xué)體系的更新

建立完整的風(fēng)景園林數(shù)字化規(guī)劃教學(xué)體系，首先要能夠把整個風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計的流程都建立在數(shù)字化景觀技術(shù)平臺之上，利用計算機強大的運算和圖形能力，對風(fēng)景園林中復(fù)雜的環(huán)境進行科學(xué)的分析，提高應(yīng)對各種復(fù)雜環(huán)境的解決問題、分析問題的能力[12]，同時增強學(xué)生的創(chuàng)造能動性，使之更具有體驗性與真實性，最終產(chǎn)生兼具科學(xué)、藝術(shù)、社會價值的風(fēng)景園林設(shè)計成果[13]。將現(xiàn)有的數(shù)字化景觀技術(shù)資源與風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計體系進行融合發(fā)展，推動了教學(xué)方法的不斷更新，同時構(gòu)建使學(xué)生的實踐與創(chuàng)造能力不斷提高的教學(xué)平臺。科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生從感性思維走向理性思維，把設(shè)計從經(jīng)驗為主轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇约夹g(shù)為導(dǎo)向的教學(xué)模式，根據(jù)教學(xué)目標采用多種教學(xué)方式，如多媒體講授、網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)、分組討論、翻轉(zhuǎn)課堂，加強社會實踐活動，形成科學(xué)的風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計課程知識體系，對現(xiàn)有風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計教學(xué)體系進行深入研究見圖1。在風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計課程中，我們將引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)字化軟件模擬各類場地的生境，通過對設(shè)計后的場地進行建模分析，模擬日照、降雨等情況，來分析后期植物種植設(shè)計方案是否合理。這些已經(jīng)不僅僅利用計算機軟件輔助繪圖，而是對方案的形成進行理性的分析與評價。

圖1 數(shù)字化景觀技術(shù)下的風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計教學(xué)體系模塊

3.2 建立風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計數(shù)字化教學(xué)平臺

風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計數(shù)字景觀教學(xué)平臺強調(diào)的是構(gòu)建一套完整的數(shù)字技術(shù)化環(huán)境，并對數(shù)據(jù)進行科學(xué)分析，模擬復(fù)雜園林環(huán)境的一體化設(shè)計平臺。通過教學(xué)平臺的構(gòu)建能夠基本實現(xiàn)園林設(shè)計的數(shù)字化“全過程”以及對數(shù)據(jù)的“量化分析”，為風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計教學(xué)提供了數(shù)字化客觀分析的依據(jù)，使風(fēng)景園林理論知識講解、案例分析與規(guī)劃設(shè)計協(xié)同發(fā)展。利用數(shù)字化景觀技術(shù)，將過去的經(jīng)驗教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂兴季S邏輯性的規(guī)律教學(xué)，將過去“成果的圖面表現(xiàn)”轉(zhuǎn)為“邏輯思維方法的建立”的教學(xué)模式，將感性設(shè)計思維轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計內(nèi)在的邏輯思維能力的培養(yǎng)[14]。

在風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計課程常規(guī)教學(xué)中，以武漢設(shè)計工程學(xué)院紅安新校區(qū)項目為例，針對該項目所在場地復(fù)雜的現(xiàn)狀條件，對場地的地形地貌、土壤、水文、植被等環(huán)境因素進行量化分析。通過數(shù)字化景觀技術(shù)，利用定性與定量分析相結(jié)合的形式，生成科學(xué)合理的設(shè)計策略，并指導(dǎo)方案總體設(shè)計及節(jié)點詳細設(shè)計。這次項目中使用了大疆無人機攝影技術(shù)，后期結(jié)合Global Mapper軟件獲取原始地形數(shù)據(jù)見圖2，利用Rhino軟件將抽象的二維地形轉(zhuǎn)變成直觀的三維立體模型，同時通過Grasshopper動態(tài)插件，編寫圖形化程序，學(xué)生可以自主調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，方便查看與分析地形的高程、坡度、坡向等內(nèi)容見圖3，使方案的生成更加的合理[15]。

圖2 利用Global Mapper軟件獲取原始地圖

圖3 利用Rhino-Grasshopper軟件建模

3.3 風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計課程采用混合式教學(xué)模式

以案例導(dǎo)入、線性推進為主的風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計教學(xué)模式已經(jīng)在新的技術(shù)環(huán)境下出現(xiàn)了一定的不適應(yīng)性，單純的教師講授、學(xué)生模仿的規(guī)劃設(shè)計思想將會被數(shù)字化邏輯思維所取代。而新型的“混合式”教學(xué)模式將推動課程的改革與發(fā)展，這種“混合式”教學(xué)模式是通對線上與線下互交混合的形式，首先繼續(xù)使用疫情時的線上課程，同時補充免費優(yōu)質(zhì)的課程資源和相關(guān)軟件技術(shù)課程，如Rhino、Grasshopper、Mars等軟件進行建模、模擬和仿真，在前期計算機輔助課程上雖然有學(xué)習(xí)CAD和SU等基礎(chǔ)繪圖軟件，但這類數(shù)字化參數(shù)軟件接觸較少，通過線上課程的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠強化對相關(guān)參數(shù)化軟件的操作學(xué)習(xí)。另一方面線下課程以傳統(tǒng)課堂形式為主，針對不同類型的場所，訓(xùn)練學(xué)生利用參數(shù)化軟件去分析不同類型場所環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生主動認知場所并開展科學(xué)評價與理性設(shè)計，在教學(xué)過程中強調(diào)學(xué)生的主體地位。

4 結(jié)語

21世紀的風(fēng)景園林教育與實踐并重，當(dāng)代風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計教學(xué)必先著眼于風(fēng)景園林設(shè)計思維與方法的科學(xué)體系重建，面向數(shù)字技術(shù)的教育改革和技術(shù)轉(zhuǎn)向，對風(fēng)景園林學(xué)科和行業(yè)的發(fā)展來說勢在必行。通過數(shù)字化景觀技術(shù)與風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)相結(jié)合，不僅能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和實踐動手能力，而且能夠不斷提高其綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。高校必須緊跟時代發(fā)展，不斷為中國風(fēng)景園林行業(yè)提供高質(zhì)量、創(chuàng)新型、復(fù)合型人才。