虛擬仿真技術助力園林設計課程開發

摘要：將虛擬現實技術應用于風景園林專業教學中，不僅可以360°全方位模擬項目設計，營造高度仿真的教學環境，實現優質資源的充分共享，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容滯后、教學模式傳統、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實技術的強大功能支持，積極探索教學內容場景化、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

一、引言

風景園林設計是一門跨學科的綜合性專業，涵蓋藝術、技術、心理等多個領域，要求從業者具備優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，從而為學生創建緊貼現實場景的虛擬場景，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，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價值

（一）快速激發學習興趣，實現資源共享

虛擬現實技術打破了時空限制，能夠有效解決傳統風景園林設計教學枯燥乏味與學生學習興趣不高等問題。基于虛擬現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實感，更能幫助學生開拓思維，打開想象空間，從而調動學生的學習積極性。同時，數字平臺可提供的大量優質素材，學生可依據實際需要，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。總之，虛擬現實技術引入風景園林設計課程教學，能夠快速激發學生的學習興趣，實現優質教學資源的共享。

（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實平臺，如Unity30、Sketch Up等，構建與真實場景相近的教學環境，讓學生在仿真的實踐環境中，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，學科性質要求其教學目標也應根據市場需求與時俱進。傳統教學方法受到諸多條件限制，無法增加實踐環節的比重，不能為學生提供完整的項目實訓環境。通過虛擬現實技術，教師可以實現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質的三維效果圖，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，內容延后

高職院校人才培養（OBE模式）的宗旨是“以就業為導向”，從當前風景園林設計教學的開展情況來看，其普遍存在教學內容滯后、教學資源匱乏、學生綜合素質難以滿足崗位需求、能力與市場需求脫節等一系列問題，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，學生易產生畏難情緒，不利于教學目標的實現。

（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，常以作業完成情況或考試成績為依據進行評價。單一的評價方式無法全面真實地反映學生學習效果，更難以發掘學生的特點與優勢，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

（一）共享三維資源，教學內容場景化

在風景園林設計課程教學中，借助互聯網和虛擬仿真技術，共建、共享三維數字資源，實現教學內容的場景化，可以有效解決教學資源匱乏、教學內容滯后等問題。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、環境及呈現效果等情況，教師可以利用虛擬仿真技術，以數字化、交互式的方式創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實技術，創新教學過程。具體而言，教師應將教學過程由傳統的單向式傳授轉變為互動式教學，彌補風景園林設計課程傳統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，還能培養他們的溝通和協作能力。在交互式教學過程中，教師還可以根據學生的實際學習進度與個性化需求，靈活調整教學內容與方式，實現私人定制式教學。此外，在教學過程中，教師可以加強與企業的合作，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，精準把握公園內各類設施小品的設計。

教師可以設計頭腦風暴、分組協作等教學方法，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）創設智能環境，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普遍存在教學過程與實踐應用相脫節的問題。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、耦合與應用等內容銜接起來，結合硬件平臺與專業軟件，構建開放、共享的虛擬實驗室，完善景觀園林設計專業軟硬件基礎設施建設，創設沉浸式、交互化的虛擬仿真實踐教學環境，加強虛擬教學環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量開展。一方面，傳統園林設計實踐教學無法提供完整的項目實訓內容，通過虛擬仿真技術，教師可以為學生創建接近于真實場景的智能環境，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，虛擬場景能夠節省大量的實訓QmEqIgD4s9ngyJaCXW41ujF23/e1y4bDZIvqX1XSTGg=資金，幫助學生規避園林施工過程中的風險，確保他們在安全的環境中進行學習實踐。為了實現這一目標，教師應將虛擬仿真技術與校企合作項目深度結合，實現產教的深度融合。產教融合的教學應用可以分為以下幾個部分：

首先，課前，教師可根據市場需求和行業動態，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境和工作流程，從而更好地理解園林設計與施工的各個環節，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，從真正意義上實現以“生”為主的教學革命。

其次，虛擬現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經驗與專業技能。

最后，通過虛擬平臺的創新教學手段，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

在園林課程的教學評價環節，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，從而實現教、學、練、做一體化。為了實現這一目標，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，教師可以根據智慧化教學平臺的相關數據，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，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，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出來的勞動品質、職業素養、創意思維等進行客觀、全面的評價與判斷，從而為教師進一步優化教學過程與教學方式提供科學依據。

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，為企業提供優秀的人才，實現園林設計的產教融合。在國家政策的大力支持下，高校將持續通過現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。

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