工科院校園林植物類課程實踐教學改革的探索
——以園林花卉實踐教學為例

王旭東 吳 巖 方林牧 李紅光 李 虎

(華北水利水電大學建筑學院，鄭州 450000)

風景園林學升為一級學科后，關于學科建設及教學體系等方面的研究也隨之深入與細化。各個高校在風景園林專業教學體系構建方面都在不斷開展適合院校自身特色的探索。不同專業背景的院校發展模式和特色各有差異，例如農林類、理工類、藝術類以及綜合性院校均開設風景園林學專業，但學科群的建立、師資構成、基礎設備條件以及教學體系的構建均有所差異[1-2]。2017年“新工科”概念的提出，也給工科院校的風景園林學建設及教育體系的構建與優化提出了新的要求。園林植物類課程是風景園林專業的核心必修課程群，內容大致涉及觀賞植物學、樹木學、花卉學、植物景觀設計等，有部分工科院校沒有做過多的劃分，只是簡單歸納為“園林植物學”。這一類課程要求學生不僅要具備一定的植物分類學知識、栽培養護類知識以及植物生理生態等理論知識，更需要學生將掌握的理論知識在植物景觀規劃設計中活學活用。因此，如何高效地開展園林植物類課程教育教學，使學生能夠有效地掌握園林植物學相關知識結構和體系，已然成為該領域教學一線的專業教師研究的重點[3-5]。

一、工科院校園林植物類課程教學的特點及存在的問題

(一)工科院校園林植物類課程教學的特點

風景園林學是一門多學科交叉融合的應用型的綜合學科，其中涉及許多不同課程體系之間的銜接與融合。不同學科背景下的院校其教學側重點均有所差異。目前，工科院校園林植物類相關課程教學具有以下特點。

第一，學生的知識儲備不足。風景園林專業的學生植物學基礎薄弱，學生普遍從未接觸植物學、農學、生態學等相關知識，學習難度大，學習興趣不高，缺乏對植物細致觀察的興趣，有的甚至缺乏對植物生命本身最基本的敬畏和感悟。

第二，課程注重設計與實踐能力的綜合培養。由于是按照工科院校建筑大類招生的培養體系，風景園林教學因立足于原有的建筑學教學背景，在培養目標上注重學生空間構成方法與營建技藝的基本功，強調設計思維發展、技能訓練與表達，以及重視實踐應用等，更側重于規劃設計等能力的綜合培養。

第三，課程內容具有很強的綜合性和應用性。園林植物類課程相對占地較小，多是以植物認知與分類等課程為主，側重于植物素材的類型和特征的掌握，更偏向于設計應用。但在實際應用過程中，風景園林植物不單是設計中的一個素材，其涉及的面非常廣泛且在規劃設計領域的影響也很大，遠不是一兩門核心課程就能夠解決的。在對植物分類認知的基礎上，還需要將植物美學、生理生態、栽培養護以及設計拓展應用等方面的知識融入到相關的教學內容中。

(二)工科院校園林植物類課程教學存在的問題

1.理論教學內容與實踐專題內容結合不緊密

工科院校園林植物類課程教學主要涉及樹木學、花卉學、植物景觀設計等課程群，彼此之間相對搭接相互融合、聯系緊密。然而，由于工科院校側重于設計應用及工程實踐，容易造成植物類課程相對孤立，導致課程內容教學與后期風景園林規劃設計各個專題設計相剝離，不能很好地貫穿和滲透到后續的規劃設計專題實踐課程中，從而造成課程內容結構上無法很好的銜接。

2.理論教學形式較為單一

許多院校在植物類課程相關教學方式上，主要還是以多媒體課堂教學為主。整個教學過程中信息傳播量過于龐大，教學過程比較枯燥煩悶，學生注意力不集中，導致學生學習興趣低下，對知識點的掌握和消化效果不佳。

3.實踐教學效果不理想

以往的植物類實踐教學多以教師帶領學生參觀的方式開展，而往往會因為課時量的限制、場地的局限、實驗器材及材料的缺乏等因素，導致學生在認知實踐過程中難以真正地掌握植物本身的特性以及配置應用的技巧。鑒于此，本文以工科院校風景園林學專業的園林植物類課程群中的園林花卉學相關實踐教學為切入點，探討工科院校園林花卉相關知識的教學方法與實踐，改善工科院校園林花卉薄弱的現象，以期進一步提升教學成效。

二、工科院校園林植物類課程園林花卉實踐教學模塊的構建及應用

有些院校的園林花卉類課程教學是單獨開設的，有的學校則是融入到園林植物學課程體系中，參考的書目有中國林業出版社和中國農業出版社的《園林花卉學》(北京林業大學劉燕、華中農業大學包滿珠主編)以及中國建筑工業出版社的《園林花卉學》(東北農業大學車代弟主編)。這3本主流教材中，除了各論花卉種類識別以外，還會涉及一些花卉學的生態、生產以及栽培養護等實踐教學內容。由于風景園林專業很少接觸園林專業課程中的諸如花卉學、生理生態學、栽培學、養護學等相關知識，而這些知識在以后的花境營建以及管養過程中都是必不可少的，因此是很有必要強化和吸收的。以往這些知識主要是以傳統的方式灌輸給學生，學生對該方面知識的興趣和領悟能力并不理想。因此，在園林基礎教學的基礎上，為了加強園林花卉實踐教學模塊的探索，將花卉素材單體寫真實踐、花卉個性化栽培實踐、花卉生理生態驗證實踐模塊以及花境營建與虛擬體驗實踐4個實踐教學模塊融入到花卉教學過程中，從而不斷提升學生的實踐應用能力，以下主要從這4個方面展開分析和討論(如圖1)。

(一)花卉素材單體寫真實踐模塊

園林花卉有別于園林樹木的最大特點在于其宜人的尺度、絢麗的色彩以及多樣的形態，且便于觀察。受到植物科學畫的啟發，筆者本著從加強學生繪圖設計基本素養和提升審美觀察能力的角度出發，在教學中融入花卉寫真實踐環節。學生在課余做好花卉寫真筆記，從整體到局部繪制植物的形態特征，能夠有效地強化學生對園林花卉形態特征的認知。對于課堂與認知過程中的園林花卉，學生可以通過鋼筆畫、水彩等形式及時做好植物寫真筆記。整個實踐模塊會融入和貫穿到園林植物類課程教學的始終。同時，花卉寫真也可作為該類課程項目考評的一項重要指標。通過對植物素材的寫真和還原，不僅能調動學生的學習積極性、提升主動認知植物的興趣，同時也為后期花境植物運用提供原始素材。

(二)花卉個性化栽培實踐模塊

工科院校的園林類專業教學，特別是風景園林專業，對園林植物栽培和養護理論、技術等相關知識的涉及非常有限。同時，學生對偏農林學技術的教學認知淡薄，興趣匱乏，甚至覺得這些知識與風景園林，特別是與規劃設計方面偏離太遠。因此，筆者認為在園林花卉教學環節中融入栽培及養護實踐模塊是很有必要的。相對園林樹木等木本植物的栽培環節周期過長不易操作而言，園林花卉的生命周期短且操作相對便捷，融入栽培體驗實踐模塊是可行且很有必要的。

在開課之初，教師會為每位學生選取一個特定的花卉類型(以一二年生和多年生花卉類型為主)，制定每種花卉從播種到結實各個環節的栽培管理措施及方法，并貫穿課程教學的學期始末。學生分別在屋頂花園容器和露地2種不同的生長環境進行栽培，并開展持續、生動的植物生長發育的觀測記錄實踐。這個栽培實踐主要是使學生掌握從播種開始，通過定點定期拍照，用物候學的觀察方法記錄植物發育動態，全方位地認知植物生命個體本質，從而培養學生對植物生命發展全過程的感知。

(三)花卉生理生態驗證實踐模塊

植物生理生態理論及其相關知識主要講授的是園林植物隨環境因子變化而發生的一系列的生理響應及現象。學生以往主要是從課本上獲取這些內容，學習反饋比較消極且被動，對植物生理生態缺乏深刻的認知。因此，花卉生理生態驗證實踐的主要目的是引導學生親自探索生態因子與植物生理現象之間的關系。園林花卉的生命周期較短，觀察周期也相對較短，為該實踐環節提供了很好的載體。因此，在設計栽培環節之初，設置不同的生態因子類型和梯度，設置水分組、溫度組、光照組、種植密度組等，通過設置不同梯度進行對比實驗，記錄花卉應對不同生境條件下的生理反應。該實踐模塊很好地鍛煉了學生的觀察能力，強化了學生對植物應對自然環境變化的認知，為以后更好地進行園林植物選擇打下堅實的基礎。

(四)花境營建及虛擬體驗實踐模塊

花境營建及虛擬體驗實踐模塊主要分為花境設計調研、花境手繪設計、花境虛擬現實以及花境實地營建4個部分。

第一，花境設計調研。花境專項調研主要培養學生對花卉材料的應用能力，當然這個教學環節在植物景觀設計等相關課程中也會設置。在“花卉學”課程中融入花境設計應用主要是考慮學生對花卉個體獲得了清晰的認識，還沒有完全遺忘。因此，教學過程中需要趁熱打鐵，使學生對花卉素材在實踐中的體現有更為直觀和深刻的感受。

第二，花境手繪設計。這是對花卉單體實踐模塊的深化。這個環節要求學生依據設計主題和空間環境，手繪出一組簡單的花境組合。這個過程主要考察學生對植物空間和色彩的把握，一方面要表現花境設計內容，同時要重點凸顯花境組合的群落美學。通過該實踐，不僅可以幫助學生鞏固花卉學的相關知識，同時能夠有效加強學生對所學的理論知識靈活應用的能力。

第三，花境現實虛擬仿真。這個環節主要用于完成常用花境植物的認知及配置應用的仿真實訓。花卉虛擬認知主要用于對單獨的花卉種類的檢索及三維形態的查看，不同的仿真模擬平臺都有其匹配的植物資源庫。當前，適合園林植物景觀設計的有Lumion、3D max、Quest3D、Virtools等軟件，但由于大多數軟件與專業結合度不高且植物種類細分程度不足等問題，影響了虛擬植物場景的整體效果[7-10]。目前，新興的光輝城市(Mars)系統及平臺在風景園林植物應用領域表現出較大的潛力。Mars系統能夠精確地描述植物素材的特征參數，同時，能夠利用Mars平臺中的植物參數編輯功能更改植物的顏色、季節等參數，多維度地呈現植物形態。通過虛擬現實技術可以強化學生對花卉植物形態特征知識的掌握，同時也能夠對植物體量及空間特點有更深入的把握，熟悉不同花卉種類的空間分布情況，掌控合理的栽植密度，體驗花境配置完成的空間層次關系。因此，在這個虛擬仿真實踐的過程中，需要著重培養學生3個方面的能力。

①花卉尺度的掌控。還原花卉植物素材生長參數，能夠反映最接近真實狀態的花境效果，花卉的空間尺度參數主要指株高和冠幅。花卉植物的冠幅決定單株花卉的體量，不同體量植株的平面空間參數不同，平面空間和立面空間的參數共同決定了植株的空間尺度。花卉種類繁多，花卉植物素材的生長參數各有不同。植株體量大小及空間組合對植物景觀配置及效果會產生重要影響。目前，大多數虛擬仿真軟件在處理植株體量大小的過程中，多是根據設計師主觀性的臆測，自行縮放來調整合適的比例關系，導致植物形態與結構失真，很難依據植物的生長屬性做到真實的反映和模擬。因此，在模擬花境效果時，首先要依據花卉的生長習性進行平面和立面的定量化模擬，再利用虛擬軟件營造花卉的實際空間效果，做到有據可依、有的放矢。

②種植密度的模擬。花境設計多是以組團的形式出現，以單位空間(面積與體積)內的花卉種植數量為依據。而很多學生包括設計師等大多是依據經驗或估測來確定花境中的種植密度。因此，虛擬現實技術使該設計環節變得更加直觀。學生在前期模擬中掌握了花卉素材的體量與尺度(如圖2)，能夠直接為下一步驟中單位空間內的密度控制提供客觀依據。在學生模擬訓練中，可以以1 m2為基本單位的團塊種植為例，進行定量化模擬設計，確定花卉材料的最佳密度，有助于營造長勢良好的花境景觀。在模擬實踐中，學生能夠精確地定位植物和設計尺寸，構建三維可視化的花境模型(如圖3)。

圖2 Mars系統花卉植物素材株形及尺度轉化圖示

圖3 Mars系統單位面積花卉種植密度圖示

③季相動態變化的考慮。豐富的季相變化和持久的觀賞期是花境動態變化的重要內容，能夠很好地體現植物景觀的時效性。以往的靜態效果圖都是集四時于一景，濃縮了植株最完美的時刻，但卻無法真實地展現植物景觀變化的實質。如何配置出四季有花的花卉景觀，需要學生充分考慮花卉材料的花期變化特征。這個實踐環節也可以借助虛擬現實來驗證。目前，很少有平臺或軟件能實現對植物季相動態變化的仿真模擬。因此，基于Mars平臺的虛擬現實技術可以實現部分植物素材花期之間的更迭變化，使學生直觀地感受花卉四季變化之景，是虛擬現實技術在花境設計教學與實踐應用中的主要方式。

第四，花境實地營建。這個環節是對前期花境手繪設計和虛擬模擬的一個反饋，可以通過2種教學形式展開。第一是基于學生前期栽植的花卉種類，后期通過組合的形式搭配出來一個花境形式。第二是基于一些花境實際項目，前期通過設計和虛擬仿真模擬，最后再到實際落地，通過實際項目操作提升學生對花境設計的把握能力。教師及所在院校可以通過校企合作的模式共同拓展項目，帶領學生在項目實踐中反哺教學。

三、工科院校園林植物類課程園林花卉實踐教學模塊的應用效果

通過融入以上實踐教學模塊，園林植物類課程教學效果得到了明顯提升，進一步提高了學生對課程教學的滿意度，有效地培養了學生的實踐應用能力。

第一，花卉素材單體寫真實踐模塊，使得同學們的植物手繪水平得到了大幅度的提升，為后續的植物景觀設計課程以及風景園林規劃專題設計奠定了良好的基礎。學校定期舉辦的植物科學與藝術繪畫展覽，很好地調動了學生參與的積極性。

第二，花卉個性化栽培實踐模塊，強化了學生對植物生命個體本質的全方位認知，培養了學生對植物生命發展全過程的感知。在實踐過程中，學生對植物保護的責任感和使命感也被充分地調動起來，興趣更加濃厚。同時，由于每個學生栽培的花卉植物種類不同，學生們也會互相“攀比”，學習興趣和積極性更加高漲，通過互相交流加深了對不同類型植物的認知。

第三，花卉生理生態驗證實踐模塊，教會了學生認識自然生態的力量，培養了學生的觀察能力和實驗能力，特別是強化了學生對植物應對生境變化的認知，讓學生們了解了在城市復雜的環境中如何選擇和配置植物。

第四，花境營建及虛擬體驗實踐模塊是一個終端輸出環節，與后期設計課程緊密銜接。該環節能夠集中反映學生對前期植物學相關知識的掌握程度，很好地鍛煉了學生的設計實踐能力。

總體來說，工科院校普遍存在園林植物類相關實踐教學較為薄弱的問題，特別是在植物應用實踐方面。為了彌補工科院校園林植物相關教學體系不夠系統以及知識儲備薄弱的問題，文章以園林花卉實踐教學模塊為例，從花卉素材單體寫真、個性化栽培、生理生態驗證、花境設計應用4個實踐模塊探討了工科院校園林花卉實踐教學方法。其主要目的在于強化花卉學理論知識的同時，注重學生的參與感與體驗感，提升學生的學習興趣，鍛煉學生的動手操作能力，培養學生的植物觀察與認知能力，加強花卉植物的綜合運用能力。通過融入實踐教學模塊，豐富了專業教師的教學方法，提高了實踐教學質量，培養了學生的學習興趣，強化了學生對植物生命的感知能力和植物設計應用的綜合實踐能力，有效彌補了工科院校植物知識相對薄弱的問題，進一步提升了園林植物類課程的教學效果。