虛擬仿真技術助力園林設計課程開發(fā)

摘要：將虛擬現(xiàn)實技術應用于風景園林專業(yè)教學中，不僅可以360°全方位模擬項目設計，營造高度仿真的教學環(huán)境，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源的充分共享，還可緊密貼合風景園林設計方向，滿足園林設計教學實踐的需求。針對當前風景園林設計教學所面臨的教學內(nèi)容滯后、教學模式傳統(tǒng)、教學條件落后以及教學評價失真等問題，學科教師迫切需要借助虛擬現(xiàn)實技術的強大功能支持，積極探索教學內(nèi)容場景化、教學過程交互化、實踐教學沉浸化以及教學評價多元化的策略，為推動風景園林設計教學的改革與創(chuàng)新貢獻力量。

關鍵詞：風景園林設計課程；虛擬仿真技術；應用價值；課程開發(fā)

一、引言

風景園林設計是一門跨學科的綜合性專業(yè)，涵蓋藝術、技術、心理等多個領域，要求從業(yè)者具備優(yōu)秀的空間想象力及三維解析能力。虛擬仿真技術在風景園林設計課程中的應用，能夠基于數(shù)字處理技術、計算機傳感技術、VR設備、虛擬背景生成器等，對仿真對象進行三維立體成像，從而為學生創(chuàng)建緊貼現(xiàn)實場景的虛擬場景，激活學生的視覺、聽覺、觸覺等多重感知，使學生在沉浸式、互動式的教學情境中，獲得更加直觀、真實的學習體驗。所以，基于虛擬仿真技術探索風景園林設計課程的開發(fā)，對于風景園林設計教學改革與升級具有重要意義。

二、風景園林設計課程中虛擬仿真技術的開發(fā)價值

（一）快速激發(fā)學習興趣，實現(xiàn)資源共享

虛擬現(xiàn)實技術打破了時空限制，能夠有效解決傳統(tǒng)風景園林設計教學枯燥乏味與學生學習興趣不高等問題?；谔摂M現(xiàn)實技術構建的教學情境，不僅能使學生沉浸式地感知設計的現(xiàn)實感，更能幫助學生開拓思維，打開想象空間，從而調(diào)動學生的學習積極性。同時，數(shù)字平臺可提供的大量優(yōu)質(zhì)素材，學生可依據(jù)實際需要，隨時隨地進行自主學習，完成項目式探究任務，進行師生與生生互動?？傊?，虛擬現(xiàn)實技術引入風景園林設計課程教學，能夠快速激發(fā)學生的學習興趣，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學資源的共享。

（二）多角度模擬課堂設計，打造沉浸式教學環(huán)境

在風景園林景觀設計教學中應用虛擬仿真技術，能夠模擬人眼的視覺體驗，為學生帶來逼真的感官體驗，促使學生在立體式、全息化、沉浸式的情境中，激活感官體驗，提升學習興趣。相較于風景園林設計傳統(tǒng)教學模式，虛擬仿真技術支持下的課程教學，能夠突破場地限制，解決材料不足的問題。教師可以依托虛擬現(xiàn)實平臺，如Unity30、Sketch Up等，構建與真實場景相近的教學環(huán)境，讓學生在仿真的實踐環(huán)境中，獲得更加直觀的學習體驗，從而強化空間意識，提高空間結構設計能力。

（三）結合園林設計方向，滿足教學實踐需要

風景園林設計課程是一門實踐性很強的學科，學科性質(zhì)要求其教學目標也應根據(jù)市場需求與時俱進。傳統(tǒng)教學方法受到諸多條件限制，無法增加實踐環(huán)節(jié)的比重，不能為學生提供完整的項目實訓環(huán)境。通過虛擬現(xiàn)實技術，教師可以實現(xiàn)多個虛擬施工場景的構建，以滿足不同的教學任務。同時，還可清晰呈現(xiàn)園林所在地復雜的地形地貌、還原建筑材料及設施結構的比例，讓學生在虛擬化場景中體驗項目實踐的完整過程。這樣的教學方式，不僅能夠提高風景園林設計的教學水平，培養(yǎng)學生的實際操作能力，還能擺脫二維扁平化視角，提升學生的空間想象與立體構造能力。此外，在虛擬仿真技術支持下，師生能夠高效制作優(yōu)質(zhì)的三維效果圖，不僅有助于提升教學效率，還能提高學生的專業(yè)實踐能力。

三、風景園林設計課程教學中存在的問題

（一）資源缺乏，內(nèi)容延后

高職院校人才培養(yǎng)（OBE模式）的宗旨是“以就業(yè)為導向”，從當前風景園林設計教學的開展情況來看，其普遍存在教學內(nèi)容滯后、教學資源匱乏、學生綜合素質(zhì)難以滿足崗位需求、能力與市場需求脫節(jié)等一系列問題，與OBE模式的宗旨存在較大差距。

（二）互動不足，模式單一

長期以來，園林設計教學一貫采用“以教材文本為主導、教師為主體”的單向灌輸式教學模式。這種粗暴、單一的模式使得學生難以切身參與風景園林設計過程，再加上多講解、少互動、多理論少實踐的教學方式，導致學生不能及時反饋疑難困惑并及時得到解決。長此以往，學生的學習興趣會逐漸降低。

（三）條件有限，脫離實踐

風景園林設計教學具有內(nèi)容多、信息量大等特點，學生要想快速完成從理解熟悉到熟練運用的過程難度很大。同時，目前教師多以二維畫面盛載景觀空間，缺乏立體的建構模型，學生難以理解作品的空間感、立體感及環(huán)境色彩搭配之間的關系，只能憑借想象完成場景的切換，久而久之，學生易產(chǎn)生畏難情緒，不利于教學目標的實現(xiàn)。

（四）師資薄弱，評價失真

在園林設計教學中，很多院校存在教師水平不高、師生比例失衡等問題。教師水平不高，自然無法為學生提供高水平的課程教學。教師少，學生多，導致教師任務繁重，學生的學習需求與學習過程中的問題得不到及時的響應和指導，極大地影響了風景園林設計課程的教學質(zhì)量。同時，風景園林設計課程的教學評價方式較為單一，常以作業(yè)完成情況或考試成績?yōu)橐罁?jù)進行評價。單一的評價方式無法全面真實地反映學生學習效果，更難以發(fā)掘學生的特點與優(yōu)勢，從而影響其學習積極性。

四、虛擬仿真技術助力風景園林設計課程開發(fā)

（一）共享三維資源，教學內(nèi)容場景化

在風景園林設計課程教學中，借助互聯(lián)網(wǎng)和虛擬仿真技術，共建、共享三維數(shù)字資源，實現(xiàn)教學內(nèi)容的場景化，可以有效解決教學資源匱乏、教學內(nèi)容滯后等問題。一方面，在風景園林設計教學過程中，針對學生難以把握園林景觀尺度、形態(tài)、環(huán)境及呈現(xiàn)效果等情況，教師可以利用虛擬仿真技術，以數(shù)字化、交互式的方式創(chuàng)建仿真性的園林場景，使學生沉浸式地感知景觀空間，理解元素之間的關系，準確把握園林色彩與造型、材料與肌理等，從宏觀到微觀，幫助學生全面掌握園林設計的具體要求及有效方法；同時，虛擬仿真技術還可滿足教師線上遠程教學的需求。另一方面，教師利用虛擬現(xiàn)實技術將設計制圖、三維建模、場景渲染等過程以三維資源的形式進行共享，幫助學生更加直觀地了解和掌握風景園林設計的全過程。這種直觀的教學模式可以提高學生的學習興趣，調(diào)動學生學習的積極性、主動性和專注度。利用虛擬仿真技術，教師可為學生提供豐富多元的學習體驗，通過看得到、摸得到、感受得到的學習過程，加深對課程內(nèi)容的理解和記憶。為了加深學生對重難點知識的認識與理解，教師還可創(chuàng)建高沉浸度三維漫游場景，以此為指導引領學生逐一體驗課程知識。同時，教師還應注重培養(yǎng)學生的空間意識，提高他們對園林景觀結構、尺寸、效果的精準把握能力，從而幫助學生設計出滿意的園林景觀作品。

（二）創(chuàng)新教學模式，教學過程交互化

在風景園林設計課程教學模式方面，教師應積極利用虛擬現(xiàn)實技術，創(chuàng)新教學過程。具體而言，教師應將教學過程由傳統(tǒng)的單向式傳授轉變?yōu)榛邮浇虒W，彌補風景園林設計課程傳統(tǒng)教學模式中存在的不足。在這個過程中，學生可以參與到虛擬場景的創(chuàng)建和修改中，親自動手進行景觀設計，并及時就設計心得與相關疑問與老師和同學進行交流和討論。這種高互動性的教學模式不僅有助于提高學生的實踐能力，還能培養(yǎng)他們的溝通和協(xié)作能力。在交互式教學過程中，教師還可以根據(jù)學生的實際學習進度與個性化需求，靈活調(diào)整教學內(nèi)容與方式，實現(xiàn)私人定制式教學。此外，在教學過程中，教師可以加強與企業(yè)的合作，引入真實的園林景觀設計項目，讓學生體驗真實的園林景觀設計場景。與此同時，教師可以通過組織實施小組合作式、體驗式、項目式等教學模式，引導學生進行自主探究或合作探究。例如，在進行小公園設計時，教師可以引導學生利用虛擬仿真技術學習小公園相關設計案例，分析小公園的設計風格和設計要點，精準把握公園內(nèi)各類設施小品的設計。

教師可以設計頭腦風暴、分組協(xié)作等教學方法，幫助學生更好地理解、掌握公園設計相關知識點，幫助學生建構更加完整的學科知識體系。最后，教師可以讓學生基于案例學習和公園設計相關知識點的學習，完成公園景觀搭建設計圖，引導學生完成景觀素材庫的構建，如綠化、硬質(zhì)鋪裝、各類小品設施鋪設等，同時，還可幫助學生完成公園景觀的場景化模擬，如光照模擬、氣象模擬等。

（三）創(chuàng)設智能環(huán)境，教學實訓沉浸化

當前，由于教學條件限制，高職院校景觀園林設計專業(yè)普遍存在教學過程與實踐應用相脫節(jié)的問題。針對這一問題，高職院校應積極推進虛擬仿真實驗室建設，將虛擬仿真技術與風景園林設計實驗室建設的模型、結構、耦合與應用等內(nèi)容銜接起來，結合硬件平臺與專業(yè)軟件，構建開放、共享的虛擬實驗室，完善景觀園林設計專業(yè)軟硬件基礎設施建設，創(chuàng)設沉浸式、交互化的虛擬仿真實踐教學環(huán)境，加強虛擬教學環(huán)境與學生之間的人機互動，加強基于虛擬平臺的師生、生生互動，推動景觀園林設計教學的高質(zhì)量開展。一方面，傳統(tǒng)園林設計實踐教學無法提供完整的項目實訓內(nèi)容，通過虛擬仿真技術，教師可以為學生創(chuàng)建接近于真實場景的智能環(huán)境，讓學生在虛擬場景中體驗接近真實的園林設計過程。另一方面，虛擬場景能夠節(jié)省大量的實訓QmEqIgD4s9ngyJaCXW41ujF23/e1y4bDZIvqX1XSTGg=資金，幫助學生規(guī)避園林施工過程中的風險，確保他們在安全的環(huán)境中進行學習實踐。為了實現(xiàn)這一目標，教師應將虛擬仿真技術與校企合作項目深度結合，實現(xiàn)產(chǎn)教的深度融合。產(chǎn)教融合的教學應用可以分為以下幾個部分：

首先，課前，教師可根據(jù)市場需求和行業(yè)動態(tài)，為學生提供相關的學習資料和任務，供學生進行課前預習。課堂中，教師可利用虛擬平臺模擬真實園林設計案例，結合園林設計與施工過程進行情境式教學，讓學生在虛擬項目中體驗真實的工作環(huán)境和工作流程，從而更好地理解園林設計與施工的各個環(huán)節(jié)，自由探索園林的風格與結構設計，園林施工的材料、順序和工藝，從真正意義上實現(xiàn)以“生”為主的教學革命。

其次，虛擬現(xiàn)實技術與校企合作項目的融合，可以加強學生實踐能力。教師帶領學生參觀校企合作項目，有助于學生實地感受真實的園林設計，激發(fā)學生學習的積極性和主動性。實地參觀后，教師可帶領學生基于該真實項目的三維仿真圖，引導學生探討園林設計與施工過程中遇到的難點和問題。這種教學方式不僅能夠鍛煉學生的溝通、協(xié)作和解決問題的能力，又使他們在真實、仿真的教學情境中獲得更多的職業(yè)經(jīng)驗與專業(yè)技能。

最后，通過虛擬平臺的創(chuàng)新教學手段，教師可將課前、課堂與社會實踐進行有機結合，為學生提供立體、全面和交互式的學習平臺，多管齊下，有效提升學生的園林設計能力。

（四）虛實評價結合，師資建設更專業(yè)

在園林課程的教學評價環(huán)節(jié)，教師可借助虛擬仿真技術，通過收集學生的測試資料等手段，實現(xiàn)對園林景觀設計課程教學全過程的智能化管理和多元化評價，從而實現(xiàn)教、學、練、做一體化。為了實現(xiàn)這一目標，教師需要構建課前、課堂與社會實踐于一體的教學架構，相應地，建立三維一體的教學評價。

課前階段，學生可以進行自主預習和探索，提前了解即將學習的知識，教師可以根據(jù)智慧化教學平臺的相關數(shù)據(jù)，準確掌握學生的學習情況、學習興趣點與學習難點；課堂教學階段，教師可以通過虛擬現(xiàn)實技術生動地展示真實項目，幫助學生更好地理解和掌握知識。在此過程中，教師可以設計多元化的互動教學方式及考核任務，完成對學生課堂學習效果的評價；課后實踐階段，學生可以在真實的情境中應用所學知識，提高操作能力和職業(yè)技能。在此過程中，教師可以利用虛擬平臺，實時觀察學生的操作表現(xiàn)，并對學生實際操作過程中存在的問題給予及時的糾正與輔導，幫助他們更好地理解并掌握景觀設計的方法和技巧。利用虛擬仿真系統(tǒng)，教師可對教學活動全過程及結果，對學生在景觀園林設計課程學習中表現(xiàn)出來的勞動品質(zhì)、職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)意思維等進行客觀、全面的評價與判斷，從而為教師進一步優(yōu)化教學過程與教學方式提供科學依據(jù)。

五、結束語

將虛擬仿真技術引入園林設計課程教學，可以提高學生的實踐能力，為企業(yè)提供優(yōu)秀的人才，實現(xiàn)園林設計的產(chǎn)教融合。在國家政策的大力支持下，高校將持續(xù)通過現(xiàn)代化技術手段為教育教學改革賦能，相應的，虛擬仿真技術在園林景觀設計教學中的應用會越來越廣泛和深入。

作者單位：林文揚 浙江同濟科技職業(yè)學院

基金項目：虛擬仿真類專項課堂教學改革項目、基于沉浸式教學的園林設計虛擬仿真教學項目，編號kg202215。

林文揚（1982.03-），女，漢族，浙江平陽，本科，講師，研究方向：風景園林設計教育。

參考文獻

[1]路培.基于虛擬現(xiàn)實仿真技術“園林工程實訓”課程教學實踐[J].現(xiàn)代園藝，2023，46（07）：157-158+161.

[2]陳愛莉.微課在計算機輔助園林設計教學中的應用實踐——以“圖層樣式應用”為例[J].教育現(xiàn)代化，2017，4（16）：139-140.

[3]王茹.OBE理念下虛擬仿真技術在風景園林設計原理課程教學中的應用[J].現(xiàn)代園藝，2023，46（08）：198-200.

[4]聶磊，鄧余昌，王戴勇.基于虛擬現(xiàn)實仿真技術的園林工程施工技術實訓課程教學改革研究[J].中國多媒體與網(wǎng)絡教學學報（中旬刊），2021（11）：19-21.

[5]岳文娜，高江，劉森等.基于虛擬仿真技術的風景園林設計課程教學改革與實踐[J].建筑與文化，2021（10）：120-121.

[6]于志民，唐佳樂.虛擬仿真技術在園林工程課程教學中的應用[J].綠色科技，2020（11）：246-247+252.

[7]唐樂天，彭玥，羅爽爽.基于虛擬現(xiàn)實技術的室內(nèi)設計教學創(chuàng)新策略探析[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力. 2023（06）10-12.