沉浸式場景教學模式在居住區景觀規劃與設計課程中的探索

摘要：文章針對居住區景觀規劃與設計教學中存在的實地調研受限、場地認知不高、空間理解度不均、以及設計周期較短等問題，探討基于沉浸式場景教學模式的“專題風景園林規劃與設計（居住區庭園景觀）”課程教學。通過沉浸式場景體驗環節的設計和五個階段的教學實施，打破時空界限，實現虛擬和現實的結合;引導學生多場景、多視角感知居住區景觀設計;理論聯系實際，強調成果的實踐性和落地性，提高學生積極性和主動性，同時與將來設計院和行業平臺接軌做準備。

[作者簡介]姚佳純（1981—），女，碩士，副教授，工程師，研究方向為可持續設計、海綿城市、GIS等。

1 問題提出

“居住區景觀規劃與設計”是風景園林專業主干課之一，重點在指導學生認識居住區景觀類型，了解居住區景觀設計所要解決的主要問題，并能夠提出相應的對策，以培養具有市場競爭力、動手能力、創新能力的風景園林設計師作為教學目標。在課程教學中，學生能夠掌握居住區景觀設計的一般原則與方法，熟悉居住區景觀相關的設計法規與規范，使景觀設計符合現代社區居住需求。

在普通高校的“居住區景觀規劃與設計”傳統教學模式中，教師通常以“空間”作為切入點，通過“調研—場地分析—設計線索—設計方案—圖紙展示”的教學邏輯解讀居住區景觀設計核心知識點，指導學生用平面、立面、剖面圖和效果圖表達設計成果[1-2]。然則，傳統教學方式受到場地調研不便、學生個體差異、教學周期短等原因的挑戰。首先，由于疫情、時間、經費等實際原因，學生不能時常去實際場地考察，只能安排集中實習，場地認知受限。其次，學生對于空間的理解和掌握效果各異，部分學生尺度感不強，空間想象力不高，對空間感性和理性認知較弱，缺乏真實場景體驗。最后，設計周期較短。廈門大學嘉庚學院風景園林專業的“專題風景園林規劃與設計（居住區庭園景觀）”教學學時為48課時，共計8個教學周。但是景觀設計元素，包括太陽的軌跡，氣候的變遷，植物的生長都是變化的，動態的過程，在教學周期內無法體驗四季變化、不同氣候環境的景觀效果。總體來說，為了解決課程教學的問題，適應高速發展的信息社會的變化和發展，作為科研和學術前沿的高校應當結合新一代信息技術，嘗試多場景轉換、多視角體驗的教學模式，培養有市場競爭力的風景園林設計師。

2 基于沉浸式場景教學的模式構建

沉浸式體驗是基于虛擬現實平臺，通過計算機仿真技術創造虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）的三維立體影像和環境，并結合互動感應設備，使用戶沉浸在虛擬仿真世界中，在虛擬環境中獲得真實世界的感知體驗，如視覺、聽覺、觸覺、動覺等[3]。而場景式教學模式（Stage System Learning mode）是使學生置身于現實世界中，通過場景情境教學，解決實際項目中遇到的問題，激發學生的學習熱情，獲得應變、協調、溝通等能力和實踐技能[4]。在場景式教學中引入沉浸式體驗能夠使教學生動有趣，使學生從多視角、身臨其境體驗實際工程項目，感受自己設計的場所，獲得實踐能力和創新能力[5]。

在“居住區景觀規劃與設計”教學中采用沉浸式場景教學模式，其優點有：

（1）打破時空界限，多維度提高對場地設計和實踐的認知。針對居住區景觀設計教學周期短、場地分布不均、實習經費受限等短板，沉浸式場景教學模式可以設置不同場景，針對實際場地情況，使學生靈活修改設計方案，以低成本和風險探索最佳的教學效果。

（2）模擬真實環境，靈活改變場景模式，創造臨場沉浸式體驗。景觀元素是有生命的，動態發展的。通過計算機仿真技術，學生可模擬四季變化、氣候變遷，體驗不同時間的場地環境[6]。

（3）多重視角的轉換，提高空間認知。傳統設計教學中，學生的學習成果只能獲得教師的單向反饋。通過“觀察者—敘事人—旁人”多重視角設計，使學生在不同場景中獲得多角度反饋，從而改善自己的設計作品[7]。

3 沉浸式場景教學模式的課程設計和實施

沉浸式場景教學是在現實空間和虛擬場景相互融合的環境中，通過讓學生模擬不同角色，在不同情境中多視角感受不同場景，真實體驗場地空間，使學生能夠真正參與到自己的作品中，提高實踐能力。自2018年起，我校開始探索將沉浸式場景教學模式融入到“專題風景園林規劃與設計（居住區庭園景觀）”教學設計中。現階段的主要重點和難點是建立虛擬現實數據平臺，包括軟硬件設施的建設、資料庫的搭建和場景設計等。

3.1 教學目標

在“專題風景園林規劃與設計（居住區庭園景觀）”教學中，通過實地調研和虛擬場景結合的方式，將實際工程實踐知識引入虛擬場景進行講解，使學生在模擬空間中獲得身臨其境的體驗，使其在接近社會現實和職業需求的層面上認識“景觀設計”的特點與本質[8]。除此之外，課程設計通過不同視角不同場景轉換，使學生置身于不同時間維度中，體驗空間的序列、尺度、顏色、質感、材料大小等，并且從人的行為方式（行進或停駐）、行為范圍（人體尺度、人群活動）、心理規律（刺激-反應/需要-動機—行為），以及設計條件出發，經過邏輯推演（空間模式語言）完成居住區景觀規劃設計方案。

3.2 沉浸式場景體驗環節設計

課程教學的難點和創新點是多視角多場景的設計。學生通過虛擬現實場景的搭建和編排，沉浸式體驗不同視角的轉換和不同時空的景觀氛圍[9]。

3.2.1 原場地實景虛擬場景重現

基于實地勘測和調研的原場地虛擬實景構建是居住區景觀設計的創作基礎。學生利用現有硬件設備，如無人機、智能手機、相機等，結合軟件技術如兩步路、GIS、谷歌地圖、高德地圖、各類3D建模軟件等，將現實基地實景和現狀條件數字化，盡可能重現現場實景模型，創造沉浸式體驗場景，為下一步設計做準備。

3.2.2 居住區景觀設計虛擬場景構建

學生經過課程教學和課程訓練，將最終的設計成果，轉化成虛擬3D模型，在虛擬現實環境中體驗自己設計的空間，了解實際項目落地后的細節，實現虛擬和現實的互動。例如，在虛擬入戶花園場景的景觀設計，學生可以即時改變空間尺度、樹池/花池的高低、邊界的軟硬結合方式，材料的質感和大小等，低成本模擬實際項目建成后的體驗，沉浸式感受入戶空間景觀序列。

3.2.3 多時空/多視角虛擬場景體驗

創造多視角場景，模擬現實環境對于人的行為的觸發機制，沉浸式感受人的行為方式以及人在空間的情感。在虛擬場景中，學生可以從3個視角的轉換，體驗環境對于人的行為的影響，反饋設計環節，最終優化自己的設計方案。

（1）從施工員/甲方的視角體驗，其對空間的極致追求、對于材料的應用、對于經費的管理都提出高的要求。

（2）從居住區不同類型使用者視角出發，如孩童、老人、夫妻等不同年齡段、不同性別、不同角色，感受他們對于空間的不同要求。

（3）以高層住戶觀察者的角度，結合不同時間維度，模擬不同季節不同氣候狀態，如落葉、微風、降雨、霜降等動態變化的場景效果，用全知視角感受場所。在場景體驗過程中，可以即時改變虛擬場景，打破時空限制，優化設計過程，達到最佳的教學效果。

3.3 教學實施過程

“專題風景園林規劃與設計（居住區庭園景觀）”教學實施總共分為5個階段：理論準備，調研探索，方案推敲，場景模擬，成果反饋。

3.3.1 理論準備階段

開題講解居住區景觀設計的理論知識和設計方法，學習居住區設計相關的法律法規，掌握居住區景觀的類型以及相應的設計要點，了解居住區景觀設計的市場取向和設計趨勢。

3.3.2 調研探索階段

現場實地勘測，考察施工基地或者相關的實例現場踏勘，學習構建場地周邊環境三維模型和虛擬現實場景，對基地及其周邊環境進行合理分析，了解“居住區景觀”規劃所要解決的主要問題、并能夠提出相應的對策的方法，并開始構思居住區景觀設計方案。

3.3.3 方案推敲階段

基于前期調研，合理組織內外空間的關系和交通流線，研究景觀分區與功能結構，確定重要景觀節點及其空間組合，完善主要空間平面及豎向設計，深入景觀要素及景觀節點細化設計，最終完成居住區景觀設計的方案，用平面、立面、剖面圖及效果圖方式展示。

3.3.4 場景模擬階段

設計成果從二維圖件轉化成三維虛擬現實模型，并結合多場景，多視角展現設計細節。學生在前期搭建的三維虛擬現實環境中加入自己的模型和渲染，在不同場景中沉浸式體驗自己設計的場所空間，并即時修改個人方案設計。

3.3.5 成果反饋階段

通過虛擬現實平臺，課程班的每個學生有機會以“看房人”的視角沉浸式體驗班級同學的作業成果。并邀請外地設計企業和施工單位參與云看圖，及時將評價反饋給每位同學，最后評選優秀作業。

4 沉浸式場景教學的效果

將沉浸式場景教學模式引入“專題風景園林規劃與設計（居住區庭園景觀）”課堂教學，既補充了現在設計類課程中理論教學與實踐教學脫節的不足，又能結合多視角場景體驗，突破時空界限，使學生從時間維度和空間維度沉浸感受自己的設計，優化現有居住區景觀設計的教學效果。一方面，突破時空限制。通過不同場景設置，學生在虛擬現實環境中可以體驗不同時空維度，多視角感受空間，與時間、場地、使用者產生不同互動效果，激發學習興趣。另一方面，沉浸式教學能夠改善傳統課堂教學氛圍，引導學生積極主動參與到多場景體驗模式中，發現設計中的問題，并及時反饋修改，參與深度學習體驗中。最后，在教學過程中，學生必須自學各種軟件，掌握虛擬現實平臺應用方法，強調成果實踐性和落地性，與將來設計院和行業平臺接軌做準備。

5 結束語

隨著時代的發展和科技的創新，課程教學必須與時俱進，結合新科技新技術，引入新型教學方法，根據課程特點，理論聯系實際，培養具有實踐能力和創新能力的專業人才。針對“居住區景觀規劃與設計”傳統教學模式和教學體系存在的場地認知、空間體驗、和時間感知受限等問題，立足于景觀設計類教學邏輯和教學特色，筆者嘗試引入沉浸式場景教學模式，使學生不單了解理論知識，而是將設計圖紙與真實場地結合，通過虛擬場景轉換，沉浸體驗自己的設計內容，多視角感知使用者需求，轉變傳統的思維方式，提高學習主動性和積極性。除此以外，課程建設和課程探索必須緊貼時代脈搏，推動科技創新在課程教學中的應用。現有教學手段已經滿足不了日益更新的時代需求。虛擬城市，網絡看房等興起也帶動居住區景觀設計往數字化、現代化、信息化方向發展。因此，依據時代變化，更新傳統教學方法，探索不同教學策略，依托全息影像、云平臺、元宇宙等關鍵技術，才能站在時代浪潮前列，逐步實現課堂教學與課程實踐、市場需求接軌。

參考文獻

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