基于工程思維視角下《庭院景觀設計》課程教學改革

劉佳玲 柴詩瑤 江艷

摘要：為解決環(huán)境設計學生在學習過程中反映出的突出問題，分析培養(yǎng)工程思維的重要性。分析了從課程設置、專業(yè)基礎、學科定位及行業(yè)發(fā)展等方面工程思維缺失的原因。并結合《庭院景觀設計》課程教學改革，依托“工程坊”

的特色形式，通過“調研——設計——施工——運營”4個階段，逐步培養(yǎng)學生工程思維。通過課程教學改革由基礎向綜合深入，切實培養(yǎng)環(huán)設學生的工程思維。具備工程思維，可以確實提高學生解決實際問題的能力，成為合格的未來工程師。

關鍵詞：工程思維 藝術思維 環(huán)境設計 庭院景觀設計 工程坊 未來工程師

中圖分類號：TU972+.12 文獻標識碼：A文章編號：1003-0069（2023）11-0101-03

引言

工程思維本質上是與造物者的造物實踐聯(lián)系在一起的、目的導向的“造物思維”，與探索自然界因果關系、真理導向的科學思維和以創(chuàng)作藝術作品為目的的藝術想象性的藝術思維有本質上的區(qū)別[1]。著名的工程科學家、教育學西奧多·馮·卡門說，“科學家發(fā)現(xiàn)（discover）已經存在的世界；工程師創(chuàng)造（create）一個過去沒有存在過的世界”。我們可以再補充一句話，“藝術家想象（imagine）一個過去和將來可能都‘不存在的世界[2]”。工程思維是一種獨立的思維方式長期未能被認識到，因為真正比較自覺研究工程思維的歷史只有一百多年。即使在工科院校，許多老師和學生也都缺乏工程思維教學的意識和自覺，在藝術見長的環(huán)境設計專業(yè)的工程思維問題就更加突出。

《庭院景觀設計》課程一般開設在環(huán)境設計（以下簡稱“環(huán)設”）專業(yè)的大二階段，是基礎入門的綜合性設計課程。作為園林景觀尺度相對較小的設計，在實踐室內與室外設計融合方面可操作性較強，因此無論專業(yè)是否分方向學習，均會開設這門課程?？偨Y環(huán)設的學生在景觀設計中呈現(xiàn)的特點，具有明顯的兩面性：手繪在入學前就有一定基礎，景觀效果圖表達較好，藝術思維較為活躍；但設計解決空間問題的認識不足問題較為嚴重，工程思維較為薄弱。

一、環(huán)設學生工程思維較為薄弱的突出表現(xiàn)

（一）圖紙設計表達不規(guī)范

問題集中在提交總平面圖一稿時，基本的墻、門、窗、道路等圖例的表達的錯誤率相當驚人，典型例子如門窗的畫法不以墻厚的中心線為基準，遺憾的是首次正確率基本維持在一到兩成。而在開設此門課程之前，學生已經經過《建筑制圖》《設計初步》《建筑空間解析》《室內空間設計》等數(shù)門基礎課程的學習，可反復交叉的學習對于學生的影響力事實上相當薄弱，所以數(shù)據(jù)顯得特別驚人。經過溝通，發(fā)現(xiàn)學生對于景觀設計的圖例表達的系統(tǒng)性認識嚴重不足，很多學生認為建筑、室內、景觀的圖例表達并非一脈相承，而是各自獨立的，跨課程就像畫法重啟。工程制圖的素質在很大程度上可以直接反映出工程思維中的規(guī)則性思維表現(xiàn)，而工程制圖的隨意性正是反映出規(guī)則性思維較為薄弱，不受客觀條件限制的創(chuàng)作沖動比較明顯。

有相當部分的學生會把這種不規(guī)范、隨意性表達的習慣一直帶到畢業(yè)設計。舉個典型例子，一個平常成績良好的學生在畢業(yè)設計的最終答辯后提交最終文本，臨時起意，大范圍地修改了項目紅線，事后學生給出理由——只是排版時覺得項目紅線走向看起來不夠漂亮。

（二）設計解決空間問題意識薄弱

在課程設計里，雖然把庭院景觀空間的重要構成元素——建筑、道路、植物、地形等的作用分別進行理論介紹，同時結合具體的案例講解，重點培養(yǎng)學生在工程思維當中的建構性思維。但學生在初學階段的關注點還是更多本能地集中在總平面圖的二維平面構成效果，忽視景觀設計的本質是在解決場地問題的基礎上的三維空間構成，與此相對應也不會重視立面圖和剖面圖的畫法。沒有足夠重視平面圖對應的立面圖和剖面圖以及相對應的訓練，很多景觀空間的塑造就顯得隨意、敷衍。

尤其在計算機應用軟件發(fā)達的今天，直接跳過對空間尺寸的基本感知，直接從數(shù)據(jù)庫中拉模塊，導立面圖的作法，也不同程度地傷害學生的建構性思維。建構性思維是工程思維的核心之一，基礎是對場地常規(guī)尺寸的熟練掌握。在私家別墅庭院景觀設計中，超半數(shù)以上的學生會認為私家庭院景觀高端的標配是游泳池，他們會首選游泳池設計為重要設計要素來表達現(xiàn)代庭院生活場景，然而游泳池的景觀設計是設計的重災區(qū)之一。典型的表現(xiàn)——不少學生的設計只關心游泳池里的池水安置在哪兒，完全不關心使用游泳池的人如何使用。因此在圖紙表達上會頻繁出現(xiàn)標注著長1米，寬1米或者水深2.5米等超常規(guī)尺寸，或者完全沒有道路進入以及鋪裝配套等的問題游泳池。

二、環(huán)設學生工程思維較為薄弱的原因

探究學生在工程思維的建立失效原因是多方面的，既有課程設置等微觀層面上的，也有行業(yè)發(fā)展等宏觀層面上的。

（一）在課程設置上

1.課時安排緊張

環(huán)設專業(yè)課程涉及室內裝飾和室外景觀，交叉的空間學習有利于學有余力的同學多向空間思維的齊頭并進，但課時的局限不利于同學建立相對應有效的工程思維。在總課時不變的前提下，課程整體能夠照顧到廣度，就無法完全兼顧到深度。而工程思維是需要很多細節(jié)展開，并且需要足夠多時間的訓練沉淀才能獲得。

2.課程配套不足

庭院景觀設計開課前，基礎的《景觀建筑設計》《場地設計》等針對性強的設計課程還未開課或是根本沒有《景觀工程》等關于工程實施及運行相關內容或配套課程跟上。當庭院景觀設計綜合表達起來，工程思維缺失問題就突出了。這并不是庭院景觀設計單一入門課程能夠解決的，必須有更加系統(tǒng)的以工程思維為導向的課程設計。

（二）在專業(yè)基礎上

1.藝術思維突出

環(huán)設的學生大多是經過藝術招考入學，手繪相對于工學及農學背景從事景觀設計的基礎較好，藝術思維比較活躍，但同時容易先入為主，工程思維的教學植入難度更高。比如圖例是約定俗成的表達，更多是通用工具，但不少學生還是會以因審美等各種主觀原因進行個性改造，可見存在藝術思維和工程思維的邊界感不強的問題。

2.畏難情緒嚴重

現(xiàn)代城市生活與室內空間聯(lián)系緊密，室內空間是居住第一空間，學生進入可想象的空間較容易，配套軟件發(fā)展速度較快，深入并提高的動力較足；而現(xiàn)代城市生活與室外空間的聯(lián)系減弱，室外庭院生活是第二空間，景觀空間需要一定到達條件的，學生進入可想象的空間難度加大，配套軟件發(fā)展速度較慢，深入并提高的動力較弱。因此學生主動選擇景觀相關工程思維的訓練較少。

（三）在學科定位上

1.歷史遺留原因

環(huán)境設計專業(yè)畢業(yè)取得的對應學位是藝術，過去學科名稱“環(huán)境藝術設計”容易被簡單地誤認為涉及的是單純的藝術創(chuàng)作，非解決工程實際問題的學科。

2.整體教育環(huán)境

在工科教育中工程思維培養(yǎng)尚且處于摸索階段的大背景下，環(huán)境設計教育中加強工程思維培養(yǎng)的重要性和必要性整體認識不足。

（四）在行業(yè)發(fā)展上

1.行業(yè)認知模糊

未來從事園林景觀行業(yè)的工程人員，不僅有環(huán)設專業(yè)的學生，還有來自于工科背景的風景園林專業(yè)，或來自于農科背景的園林或景觀設計專業(yè)的學生。學生們大都對這種行業(yè)競爭的認知不足。

2.自我定位不明

行業(yè)職業(yè)化后有很大比例將成為工程師的一員。工程師需要依靠工程思維，深入分析工程活動的邊界條件，創(chuàng)造性地處理好與社會、經濟、文化、技術、人力等多方面的相互關系[3]。而身為未來工程師的環(huán)設學生自我定位目前相當模糊。

三、《庭院景觀設計》課程改革的路徑

行業(yè)的發(fā)展，社會的需求等也會倒逼我們的教學改革。適度的職業(yè)前景教育，會讓學生們有自覺培養(yǎng)自身工程思維的積極性與主動性，從而主動認識到未來工程師的身份定位，并且積極地認同這種身份定位。行業(yè)的發(fā)展需要未來工程師們的推動，而工程師是工程思維的主體。工程思維作為一種獨立的思維方式，擁有自身突出的特點——高度復合性。它是集藝術性思維、構建性思維、技術性思維、規(guī)則性思維、權衡性思維[4]等為一體的綜合性思維方式。傳統(tǒng)的工程師是以技術為核心能力，但 21 世紀的工程師僅有技術能力是不夠的，工程師的工程能力正逐步走向多元化和綜合化。Sharon Beder（1999）指出，要求擁有技術知識的工程人才完成任何一項工程任務是不足夠的，也是不現(xiàn)實的。這需要一種更廣、更普遍的途徑，不僅幫助學生理解基本的工程規(guī)則，而且還能給予他們不斷獲取專業(yè)知識的能力[5]。課程目標是培養(yǎng)具有工程思維的未來工程師，稱之為“未來工程師培養(yǎng)計劃”?！芭囵B(yǎng)計劃”里把庭院的“課題”當作校園庭院的“工程”實地運營來做，通過班級分組設立若干特色的“工程坊”，帶領同學們從課本走向身邊的工程實踐，增強工程思維，促進知識向能力的轉化。

工程思維的輸入和培養(yǎng)絕不是一蹴而就的，而是一個長期、反復的訓練過程。只有把抽象的工程思維的訓練與具體的《庭院景觀設計》課程環(huán)節(jié)結合在一起，才能積極引導學生突出的藝術思維向綜合的工程思維轉化。早在2004年，麻省理工學院等4所工科院校創(chuàng)立的CDIO模式就提出工程活動的完整周期劃分為“構思——設計——實施——運行”四個階段，要求以貫徹和落實這個全生命周期過程為工程教育的核心內容[6]。過去課程設計中強調的更多的是“構思”和“設計”前兩個階段，對“實施”和“運行”后兩個階段受制于很多客觀條件較少涉及。“工程坊”設置的特色在于，不僅在過去單純的“設計工作室”的實踐基礎之上，而且要利用校園庭院景觀建設的有利條件進行“施工”和“運營”，把課程分為“調研——設計——施工——運營”4個“工程”階段，通過全流程的實踐活動，根據(jù)環(huán)設學生的特點，從淺入深地向學生輸入工程思維。

（一）把調研作為啟發(fā)工程思維的首要階段

根據(jù)環(huán)設學生基礎的特殊性——在高考藝術考試之前獲得的藝術思維訓練，相對其他工科及農科背景的學生更為豐富，因此工程思維的輸入需要一個相對長的轉化過程。藝術思維與工程思維中的藝術性思維雖然有一定聯(lián)系，但是有本質區(qū)別的。藝術思維強調審美性、原創(chuàng)性，可以是純主觀虛構出來的；工程思維的藝術性思維的審美性、原創(chuàng)性，雖然有主觀審美取向的一面，但是不可能純主觀的，而是以客觀技術條件為基礎的，必須考慮未來工程實踐中的可操作性和可實現(xiàn)性。調研是設計的前期準備階段，對工程思維的形成有直接催化作用，教學改革實踐以下兩個方面：

1.調研庭院相關優(yōu)秀案例

工程坊組織學生調研相關庭院的優(yōu)秀案例進行匯報，教師重在引導提高學生景觀空間的鑒賞能力。鑒賞能力是藝術思維與工程思維的藝術性思維很好的結合點。起步期的學生鑒賞能力本能地傾向于從主觀審美去贊美自然美、人文美等，更多從屬于主觀藝術思維的表達；教師除了肯定學生在藝術思維的主觀審美的可貴，更重要的是引導學生向工程思維的藝術性思維表達過渡，調研的側重點放在從空間序列、色彩構成、材料應用等多方面進行技術性分析美的構成，從而找出案例成功的綜合原因以供學習、利用。

2.調研庭院現(xiàn)狀及使用者需求

工程坊組織學生調研校園庭院場地現(xiàn)狀進行匯報，包括厘清場地內外的建筑、道路、植物、山水、人文、歷史等各要素的資料，具體分析出場地的優(yōu)勢與劣勢。同時調研使用者的真正需求，把使用者的需求設計成問卷，面向廣大師生紙質或是網(wǎng)絡進行派發(fā)調查、統(tǒng)計、研究，為后續(xù)設計解決實際問題提供數(shù)據(jù)依據(jù)做準備。

調研校園庭院及相關優(yōu)秀案例，雖然是傳統(tǒng)的教學實踐活動，但部分學生還是會流于形式，傾向于游記性質的記錄和主觀表達，因此如何落實和提高是改革的重點。教師在校園中尋找、創(chuàng)造更多的庭院實地條件，有針對性地調查、分析，逐步引導工程坊學生提交全面、客觀、詳實的調研報告，是訓練學生單純藝術思維向工程思維中的藝術性思維轉化的重要路徑之一，鼓勵學生通過查閱資料，走訪，問卷等開展多種形式的調研實踐活動，初步、有效地建立工程思維。

（二）把設計作為培養(yǎng)工程思維的重要階段

“設計”既是過去教學實踐“工作室”的重心，也是我們“工程坊”重心。這個階段主要針對解決環(huán)設學生工程思維薄弱兩個重要表現(xiàn)，教學改革實踐分為兩方面：

1.促進制圖意識的形成

制圖是設計的基礎，景觀制圖是有系統(tǒng)標準的，強調了工程思維中的規(guī)則性思維。環(huán)設學生工程思維薄弱的重要表現(xiàn)之一——圖紙設計表達不規(guī)范。這跟環(huán)設學生高考前繪畫訓練強化有直接關系，容易先入為主。繪畫重在藝術思維的培養(yǎng)，主觀性思維突出；而制圖重在工程思維的培養(yǎng)，規(guī)則性思維輸入容易被突出的藝術思維左右。傳統(tǒng)的制圖訓練容易枯躁乏味，但改革后的工作坊，把校園庭院設計的實際場地的測量、制圖工作，作為設計的鋪墊階段。制圖的場景和學生學習、生活最熟悉的庭院結合在一起，用規(guī)范的圖例、圖示等應用到圖紙上，對比過去單純從課本圖紙上去臨摹、想象，效果好很多。學生化被動表達為主動表達，逐步實現(xiàn)從繪畫意識向制圖意識轉變。制圖意識的形成，意味著學生藝術思維向工程思維順利過渡，是教學改革中工程思維培養(yǎng)的一個階段性可喜成果。

2.促進設計意識的形成

光有制圖意識還是不夠的，從繪畫到制圖是一個重要階段，從制圖到設計是另一個重要階段。景觀設計本質上還是應用設計手段解決空間問題，而設計突出體現(xiàn)出構建性思維要求，因而構建性思維是未來工程師最基本的能力要求之一。改善環(huán)設學生設計解決空間意識較弱是教學改革實踐的重中之重。

傳統(tǒng)的“設計”過程分為概念設計階段，初步設計階段、方案確定階段，雖然也細致，但學生習慣單打獨斗，不太橫向對比其他同學方案的優(yōu)劣；只需要跟老師匯報，容易迎合老師的喜好。教學改革模擬工程設計的“招投標”——教師和全體學生都是甲方，有投票權；工程坊作為乙方，乙方通過設計競標匯報的方式獲得校園庭院方案落地的機會。能夠在自己熟悉的師生環(huán)境中擁有可見、可感的落地作品無論如何都是一種榮譽，很大程度上會調動工程坊的積極性。為了在競爭中獲勝，學生以工程坊為單位，先在坊內自覺進行不同設計方案的比對、選擇，后在工程坊之間的比對、選擇。這種坊內、坊間的反復比對訓練，設計不只局限于平面圖和效果圖的表達，更重要的是會呈現(xiàn)更多元、開放的角度解決空間問題。工程坊的改革就是促進學生自主設計意識的出現(xiàn)，實現(xiàn)從制圖向設計的跨越。設計意識逐漸形成，意味著構建性思維的形成與發(fā)展，學生初步具備未來工程師的基本素質。

（三）把施工作為鞏固工程思維的特色階段

設計與施工雖然在工程流程中前后兩個不同階段，但他們的關系是相互制約，相互影響。好的設計會大大影響施工的最終效果，施工的經驗同樣也可以反過來促進設計的更新與改進。施工是過去我們傳統(tǒng)環(huán)設教學中長期缺失的，所以導致過去很多環(huán)設學生設計方案要么繡花枕頭，要么紙上談兵。教學改革后的“工程坊”不只限于單純“設計室”，它的特色體現(xiàn)在不只停留傳統(tǒng)的圖紙“設計”階段，還需要尋求現(xiàn)實突破，拓展更多現(xiàn)實有利條件進入到“施工”階段。

1.利用和創(chuàng)造施工條件

對比在工科院?；蛟合档膶嵺`，一部分課程會安排在模型實驗室動手實踐；而在農業(yè)院?；蛟合抵?，一部分課程會安排在一些花圃、苗圃親手實踐；相對在藝術院?；蛟合抵?，通常只有畫室才是標準配置，然而畫室是藝術思維培養(yǎng)的“重鎮(zhèn)”，針對工程思維培養(yǎng)形成的偏設計實踐的配套設施比較薄弱，很多會出現(xiàn)既沒有專業(yè)的模型實驗室，又無花圃苗圃等情況。因此需要借鑒的地方較多，未來發(fā)展空間較大?！锻ピ壕坝^設計》課程“施工”實踐具備一些特定的優(yōu)勢，總體需要場地的尺度相對來說較小，與實際功能結合得緊密，因此申請基地的規(guī)模和成本開支都是可控的，可以申請獲得校園景觀建設與維護方面的經費的支持。根據(jù)校園條件，可以小到幾十平方米，或是大到上到成百上千平方米的占地面積作為工程坊的實踐基地。工程坊把可實現(xiàn)的校園庭院景觀作為教學改革特色，讓“施工”自行檢驗學生的“設計”。這比傳統(tǒng)課堂單純依靠“設計手段”來提高設計本身，有明顯的優(yōu)越性。比如很多設計反復強調出現(xiàn)的表達不規(guī)范問題，施工現(xiàn)場需要及時溝通，設計規(guī)范問題迎刃而解，這比課堂上口頭反復強調規(guī)范的重要性有效得多。

2.組織協(xié)調現(xiàn)場施工

通過工作坊前期的設計競標，合并工程坊組織進行施工。因為校園庭院規(guī)模有限，學生完全有條件可以親自動手施工，大大縮小圖紙想象空間和現(xiàn)場實體空間的差距。為了完成施工效果的完整性，學生除了必須自覺深入地研究尺寸、材料、色彩等課本基礎構建性知識，還得自主學習關于造價、人力、政策等社會應用型知識。真實的工程施工遇到的現(xiàn)實問題也遠比圖紙中的假定問題復雜得多，課本上沒有現(xiàn)成的答案，因此工程思維中的綜合性思維和權衡性思維的要求隨之增強，現(xiàn)場施工需要隨時協(xié)調各要素之間的平衡關系。比如植物的種植調整，現(xiàn)實苗木與設計圖里呈現(xiàn)預期成熟效果的規(guī)格往往是有一定差距的，就需要學生及時調整。解決工程問題往往不是在單一技術或是藝術等領域尋求最優(yōu)解的過程，而是尋求各個要素平衡的最現(xiàn)實方案。有了經過施工檢驗的綜合性思維和權衡性思維的加入，工程思維進入到全面鞏固的階段。工程坊的特色功能由此也得到了很好的發(fā)揮。

（四）把運營作為提升工程思維的拓展階段

由于整個社會經濟發(fā)展快速，工程的設計及實施的速度整體也快，工程交付相對運營顯得“立竿見影”，而運營一直是個長期的工程，通常運營主體與設計、施工主體又是完全分離的，整體協(xié)調性不高，運營對整個行業(yè)來說都是短板。因此，運營理念在傳統(tǒng)課程教育中也是長期缺失的，教改后的工程坊的優(yōu)勢還體現(xiàn)在運營初體驗上——模擬景觀的常規(guī)管理。具體的措施包括模擬現(xiàn)實項目完成進行“開園儀式”，提交定期回訪使用心得、養(yǎng)護報告等。課程打破課時的限制，下級學生的實踐可以結合上級留下的施工運營成果進行篩選，留下部分優(yōu)秀的作品，繼續(xù)觀察、維護、更新，把運營的時間跨屆拉長。教學改革后的工程坊運營也是特色的拓展，不僅注重空間思維的培養(yǎng)，也在時間管理上有所突破。四個階段的完整訓練，學生工程思維明顯得到了提升。

結論

《庭院景觀設計》課程處于環(huán)境設計入門初級階段，而工程思維是個高度復合的思維方式，它的輸入是個長期反復的訓練過程，從入門開始注重工程思維的輸入是極其必要的。尤其利用好環(huán)設學生藝術思維基礎好的優(yōu)勢，依托“工程坊”的特色全流程形式，通過“調研——設計——施工——運營”4個階段的教學加以引導和轉化，最終培養(yǎng)學生成為具備有綜合性的工程思維的“未來工程師”，實現(xiàn)“未來工程師培養(yǎng)計劃”的突破。

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