社會需求導向下風景園林計算機輔助設計課程教學改革研究

曹林森* 張忠峰

園林計算機輔助設計課程在軟件操作方面為其他課程的設計表達打下堅實的基礎，是高等學校風景園林專業(yè)一門重要的專業(yè)核心課。在建設美麗中國的大背景下，社會需要既有文化底蘊，也有高水平軟件操作能力的景觀設計師，為祖國的綠色發(fā)展貢獻自己的力量[1]。該課程傳統(tǒng)三大軟件包括AUTOCAD（CAD）、3DMAX（或Sketchup，SU）和PHOTOSHOP（PS）。在當下計算機技術和景觀設計表現(xiàn)方法高速更新迭代的背景下，社會對景觀設計人才的要求不斷提高，傳統(tǒng)園林計算機輔助設計課程教學是否能滿足社會需求？下一步的教學改革思路和方法又是什么？這都是亟需解決的問題。本文基于該課程的特點，結合教學實踐和調(diào)研評價，分析該課程的教學現(xiàn)狀及存在問題，在社會需求導向基礎上提出相應的課程改革探索。

1 課程特點

1.1 課程基礎性和復雜性

計算機輔助設計課程涉及多種設計軟件，輔助設計師進行場地分析、設計構思、設計推敲和表達，是設計師從事設計創(chuàng)作的基本工具。隨著設計和軟件行業(yè)不斷發(fā)展，現(xiàn)階段景觀設計工作涉及的軟件（插件）除了基本的CAD、PS和SU之外，還涉及3dMax、Adobe Illustrator（AI）、InDesign（ID）、CorelDRAW（CDR）、Rhino、Revit、Lumion、ArcGIS、Map/Civil 3D、天正建筑、Vray等十余種，軟件版本更新快，構架和功能越來越強大[2]。對市場上園林行業(yè)的主流軟件及其功能、特點進行總結（表1）。其中，CAD（天正）作為平面矢量線稿的主要工具，操作簡單、功能強大，在行業(yè)內(nèi)具有不可替代性。PS配合線稿或模型可實現(xiàn)各類彩平、效果圖或分析圖繪制。模型軟件中，SU操作簡單，適合方案推敲與快速表達，配合Vray可渲染寫實效果；Rhino對于流線、曲面模型具有獨特優(yōu)勢；3dMax具有全面的建模功能。但后兩者較難掌握，市場上以表現(xiàn)為主的效果圖公司應用廣泛。Lumion作為實時的3D可視化工具，相對簡單易學，與模型軟件具有良好兼容性，可以快速導出效果圖和漫游動畫。AI和CDR作為矢量圖處理軟件，常作為景觀分析圖的主要工具，景觀行業(yè)上兩者具有替代性。ID配合其他軟件使用，主要用于圖紙排版。ArcGIS具備強大的空間分析功能，為大尺度的景觀規(guī)劃提供空間數(shù)據(jù)分析支撐。

1.2 操作實踐性和創(chuàng)造性

不同于其他理論類課程，該課程具有較強的實踐性和創(chuàng)造性。要求學生在學習掌握各類軟件的操作方法及技巧基礎上，結合園林設計理論、平面設計構成等知識繪制平面圖、效果圖、剖面圖等各類型圖紙[3]，既要求學生具有一定的計算機操作能力，還要求具有一定的平面構成、素描、色彩審美等方面的基本功。學生不僅要會“聽”會“看”，更重要的是會“練”會“做”，在實踐中不斷修正和完善自己的操作技術。風景園林專業(yè)各類圖紙的表現(xiàn)具有開放性，這就要求學生在模仿優(yōu)秀作品的基礎上，逐漸形成自己的制圖風格。設計表達不僅要求科學性、合理性，還要求藝術性、創(chuàng)造性。這在短時間內(nèi)培養(yǎng)并完成學習，對教師和學生都是一個挑戰(zhàn)。

2 課程教學現(xiàn)狀及存在問題

針對該課程教學中可能存在的問題，對26名（男性16名，女性10名）畢業(yè)1～3年、從事景觀規(guī)劃設計工作的風景園林專業(yè)畢業(yè)生進行調(diào)研，參與者基本信息如表2所示。調(diào)研內(nèi)容主要包括以下四個方面：（1）大學所學計算機輔助設計的內(nèi)容能否滿足工作的前期需要；（2）工作中主要用到的設計軟件；（3）最讓自己感受到自身價值的設計軟件；（4）該課程存在的主要問題及建議。在被調(diào)查的對象中，有27%的參與者表示該課程完全可以或可以滿足畢業(yè)后的前期工作需要；38%的參與者表示不能或完全不能滿足工作需要；35%的參與者表示“一般”?？梢娫撜n程教學在很大程度上還不能滿足學生就業(yè)的需要?；谡{(diào)研結果，結合本課程的教學經(jīng)驗和文獻整理，總結課程存在的問題主要有四個方面。

表1 景觀行業(yè)常用軟件及特點

表2 參與者背景信息

2.1 教學內(nèi)容：內(nèi)容陳舊，落后社會需要

“陳舊”體現(xiàn)在三個方面：授課教師、授課內(nèi)容和授課案例。教師方面，近些年設計軟件行業(yè)迅猛發(fā)展，但高校教師隊伍相對固定，大多數(shù)教師沒有在企業(yè)參與設計或工程的工作背景，只能依靠教材中的方法和案例進行授課和講解。多數(shù)設計軟件類教材相對滯后于行業(yè)發(fā)展，學生不能實時了解本行業(yè)企業(yè)最新的輔助設計軟件和表現(xiàn)技巧。學校安排不具備設計經(jīng)驗的軟件教師進行教學工作，導致學生的軟件學習脫離了設計的實際應用。

內(nèi)容方面，高校一般就該課程講授CAD、PS、SU（或3DMAX）三種傳統(tǒng)軟件（3DMAX逐漸被SU所取代），但忽視了近些年行業(yè)中迫切需求的Lumion、AI、天正建筑、ArcGIS、Vray等軟件（插件）的教學[4]。同時軟件的教學內(nèi)容求全而不求專，如CAD軟件功能十分強大，但是景觀設計行業(yè)用到的工具是特定的。如果教學脫離工作實際需求，會導致學生做很多無用功。

案例方面，多數(shù)教材中提供的案例以獨立的平面、鳥瞰或效果圖為主，案例之間缺乏聯(lián)系性和系統(tǒng)性，且案例質(zhì)量一般[5]。

2.2 教學時長：課時不足，缺乏統(tǒng)籌安排

該課程針對主要軟件一般進行60～90學時的教學，其中以CAD為主的必修課40學時左右，實習及其他選修課40～50學時左右[6]。學時基本一分為二，一半為教師授課，一半為學生練習。作為實踐性極強的課程，學生的學與練必須緊密結合。而在有限的課時內(nèi)，教師需要把軟件的命令、操作技巧及經(jīng)驗講清楚，并且讓學生在設計中學會靈活運用，是有較大難度的?，F(xiàn)階段社會對景觀從業(yè)者軟件操作能力要求不斷提高，但學生整體操作能力嚴重滯后于理論學習，所以有必要對課時進行調(diào)整。

2.3 教學方式：填鴨授課，被動接受知識

課程傳統(tǒng)的授課方式為“課堂示范—學生練習”。教師用1～2學時進行示范操作，學生用1～2學時進行隨堂練習。實際授課中，教師示范的時候?qū)W生懂，學生自己操作的時候會遇到各種各樣的問題。尤其對計算機基礎比較薄弱的學生，學習軟件操作比較吃力。學生練習過程中，教師要解答各類問題，而多數(shù)問題已在授課中講過，重復講解致使課堂效率不高。課后學生通過網(wǎng)絡詢問老師，但很多操作其實難以通過文字表達清楚。所以這種填鴨式的教學模式，不僅影響了教學效率和質(zhì)量，也很容易限制學生的自學能力和解決問題的創(chuàng)新能力。

2.4 教學銜接：孤立教學，缺乏前后銜接

孤立教學存在于兩個方面，一是軟件之間的孤立，二是該課程與設計類課程之間的孤立。景觀設計的多數(shù)圖紙需要不同軟件之間配合完成，如CAD與PS配合繪制彩平，CAD、SU、PS配合繪制效果圖、鳥瞰圖，SU與AI配合繪制分析圖等[7]。該課程涉及的軟件如果由不同教師授課，或者沒有一套統(tǒng)一的方案圖紙作為教學線索的話，容易導致不同軟件之間的銜接、配合不充分，學生會軟件操作而不會制圖。

該課程一般設置在二年級下學期，或三年級上學期，而園林綠地規(guī)劃原理、風景園林規(guī)劃與設計等需要軟件配合完成的專業(yè)設計課程多數(shù)也安排在這一時段。此階段由于學生對軟件的操作不夠熟練，知識儲備不完善，導致學生任務量大，設計課程的學習成果不理想。該課程的教師只負責軟件的基礎操作，很少與后續(xù)專業(yè)設計課程進行銜接，而專業(yè)設計類課程教師只負責設計方案，對圖紙的表現(xiàn)有所忽視，最終導致設計表現(xiàn)教學與設計方案教學的分離。

3 課程改革探索

以普通高等學校四年制園林專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案為基礎，針對現(xiàn)階段課程教學中存在的問題，結合課程的特點和發(fā)展趨勢，并基于教學實踐、調(diào)研結果和文獻資料，提出以下課程改革探索（表3）。

3.1 教學內(nèi)容：“3+1+x”課程設計

1. 工作中主要使用設計軟件（藍色）與體現(xiàn)自身價值的軟件（橙色）

傳統(tǒng)設計軟件版本不斷升級，新的設計軟件不斷涌現(xiàn)，篩選與行業(yè)發(fā)展相匹配的設計軟件非常重要。調(diào)查結果顯示，學生畢業(yè)后的前三年使用頻度最高的五個軟件（插件）分別是PS、CAD、SU、Lumion、AI（圖1），這些軟件是繪制平面圖、效果圖和分析圖的主要工具，這與讓參與者最能感到自身價值的軟件前五名使用頻度結果相吻合。但是結合“使用價值”和“使用頻度”的調(diào)查結果對比分析，發(fā)現(xiàn)使用GIS、Rhino、SU、AI和Vray設計軟件的被調(diào)查者認為會使用這些軟件更能體現(xiàn)自己在行業(yè)中的價值，即一些使用頻度不高的軟件卻更能讓設計師感到自身在行業(yè)中的價值，如Rhino，3dMax等三維建模軟件更多地用于專門的效果圖公司，調(diào)查中使用頻度并不高。

基于教學和設計項目實踐，結合使用頻度和使用價值調(diào)查結果，并考慮軟件的難易程度和相互替代性，提出“3+1+x”教學課程內(nèi)容設計（表4）。其中“3”為基于傳統(tǒng)三大軟件基礎上的加強版，著重強調(diào)景觀設計專業(yè)所使用的功能偏向和特定插件，即“CAD+天正建筑，PS+AI，SU+Lumion”。CAD中天正建筑、苗木種植等建筑、景觀相關插件可以大幅提高軟件的操作效率；PS與AI配合使用便于各種效果圖、分析圖繪制；Lumion可以基于SU模型即時渲染寫實效果圖。三大傳統(tǒng)軟件的教學時間可設定在二年級期間，上學期講授CAD+天正，PS+AI（平面類制圖），下學期講授SU（Vray）+Lumion（三維效果圖制圖）?！?”為ArcGIS教學。ArcGIS作為強大的地理信息分析軟件，在尺度較大的景觀規(guī)劃設計中使用越來越普遍，在規(guī)劃設計的前期階段具有很強的輔助設計功能，如用地適宜性分析、生態(tài)格局敏感性分析、三維場景分析、景觀視域分析、交通網(wǎng)絡分析、水文分析等。ArcGIS不僅實現(xiàn)制圖功能，更多地實現(xiàn)了軟件的“輔助設計”功能，讓設計更加科學合理，是設計師將來必備的思維和技術本領[8]。ArcGIS教學可安排在三年級上學期進行?！皒”為1～2門選修課，可在ID、3dMax或Rhino等設計軟件中選擇1～2門進行教學，時間可安排在二年級下學期或三年級上學期進行。主要目的是開闊學生視野，也為學生今后基于自身發(fā)展需要自學軟件鋪墊基礎。

表3 課程存在問題及改革方向

表4 “3+1+x”教學課程設計

授課應配備具有工程設計經(jīng)驗的教師進行，內(nèi)容不應圖“全”而圖“?！?。軟件功能繁雜多樣，授課應有重點、有偏向性地進行，重點講授設計工作中使用到的操作功能和方法。實用為主，夠用為度，以設計表達為線索進行教學工作，提高課堂教學效率。

3.2 教學時長：多途徑增加課時

該課程是學生實現(xiàn)設計表達的基礎，也是畢業(yè)后找工作的一塊重要敲門磚。在調(diào)查中，有31%的被調(diào)查者提出增加該系列課程課時量的要求，可見課程課時不能滿足學生學習及訓練需要。建議通過多種途徑增加課時：（1）直接增加。由原來的60～90學時增加到130課時左右，適度增加CAD等基礎軟件的課時量，增設ArcGIS課程；（2）配合其他設計理論課程增加。如配合規(guī)劃設計課程，在其中設置軟件表現(xiàn)輔導課時，由該課程教師進行相關輔導，間接增加計算機輔助設計的課時；（3）設置競賽專題等相關比賽活動，學生在參與中學習鍛煉軟件的操作能力。

3.3 教學方式：基于教學目標的“三步走”

該課程具有三個層次的教學目標：（1）掌握軟件的基本操作；（2）實現(xiàn)設計文本的臨摹、制作；（3）靈活應用各類軟件實現(xiàn)設計的自由表達與創(chuàng)作。依據(jù)教學三個層次的目標及本課程特點，提出三步走的教學計劃，即“基礎知識學習+設計文本模仿+項目實踐教學”（表5）。

第一步“基礎知識學習”階段，目的是讓學生掌握軟件的基本操作。教學方式由傳統(tǒng)的“課堂示范—學生練習”改為“多媒體互動+教學”方式。主要過程是“前期資料、素材整理上傳內(nèi)部網(wǎng)絡—教師利用電子教室系統(tǒng)進行同步演示操作—過程屏幕錄像—學生練習及問題解答—課后回顧錄像—成果上傳內(nèi)部網(wǎng)絡分享、評價”。該教學過程主要采用電子教室、錄屏教學、網(wǎng)絡互動及分享等設備及方法，彌補了傳統(tǒng)課堂課上學生看不清操作，課后遺忘操作流程、練習及分享積極性不高等問題。

第二步“設計文本模仿”階段，目的是讓學生實現(xiàn)設計文本的制作。本階段建立在學生掌握軟件基礎操作以后，以模仿優(yōu)秀設計文本為主，創(chuàng)作為輔。教學方式基于一案式教學，即教師選擇科學規(guī)范、代表性強、難度適中的完整的一套設計案例進行教學示范，從平面圖、分析圖、效果圖到鳥瞰圖表現(xiàn)等深入分析。該階段的教學方式同樣結合電子教室、屏幕錄像和網(wǎng)絡互動分享。“一案式”教學的優(yōu)點在于讓學生從整體上對設計所有成果有所把握，對優(yōu)秀設計文本有整體的概念，要求每個學生都要全局把握所有圖紙的創(chuàng)作方法，不提倡小組共同完成一個設計文本，防止學生產(chǎn)生知識漏洞[9]。

第三步“項目實踐教學”階段，目的是夯實基礎，實現(xiàn)軟件的靈活應用。教學采用與設計課相銜接的方式，即配合設計課程，由項目設計理論教師和計算機輔助教師同時擔任課程教師，分別負責指導項目設計和圖紙表達。可靈活設置設計類課程的學時，適當增設計算機輔助的課時，在學生的設計創(chuàng)造過程中繼續(xù)加以輔導。

3.4 教學銜接：課程提前，為規(guī)劃設計類課程打好基礎

園林綠地規(guī)劃原理、風景園林規(guī)劃與設計、園林工程、植物景觀規(guī)劃設計、園林工程設計周等專業(yè)設計課程一般安排在二年級下學期及以后。所以將計算機輔助課程提前至二年級上學期進行，學生利用一學年的時間消化、吸收課程內(nèi)容，掌握更充足的技能面對規(guī)劃設計類課程較集中的三年級。課程成果的創(chuàng)造過程還可以實現(xiàn)軟件操作的強化訓練。生態(tài)景觀規(guī)劃、風景名勝區(qū)規(guī)劃等專業(yè)素養(yǎng)要求更高的課程一般安排在三年級下學期，此類課程需要學生掌握大尺度空間分析和生態(tài)設計能力。學生在三年級上學期進行ArcGIS的訓練學習，可以更好地為此類課程的學習打下基礎。

表5 基于教學目標的“三步走”

在學生從設計臨摹到獨自創(chuàng)造的過程中，可以采取多種形式進行。比如模擬項目的招投標全過程，讓學生扮演投標單位的角色。學生的課程作業(yè)任務書轉(zhuǎn)化為招標文件，學生的作業(yè)轉(zhuǎn)化為投標文件，作業(yè)批閱轉(zhuǎn)化為開標，學生需要進行設計匯報，并由專家組打分。這種教學情境的設計一方面可以調(diào)動學習積極性，另外可以讓學生提前了解未來工作中的設計流程?；蛘卟捎酶傎惖男问竭M行考核[10]，形成以賽促學的教學情境。

4 結語

信息化大背景對景觀設計行業(yè)的發(fā)展起到了很大促進作用，但同時對行業(yè)從業(yè)者提出了更高的要求。不僅需要過硬的理論知識作支撐，也需要實踐操作技能作行業(yè)的敲門磚，這為高校風景園林專業(yè)的教學帶來了機遇也帶來了挑戰(zhàn)。本文立足教學實踐和對風景園林專業(yè)畢業(yè)生的調(diào)查，結合該課程的特點、趨勢及存在問題，從教學內(nèi)容、教學時長、教學方式和教學銜接四個方面提出教學改革探索。重點提出了“3+1+x”教學內(nèi)容及“三步走”教學計劃，以期為該課程教學改革方向提供一些建議。

同時，授課教師應把握計算機輔助設計發(fā)展趨勢。要求課程專業(yè)教師不斷加強風景園林專業(yè)知識的學習，更新計算機輔助設計軟件的教學內(nèi)容和教學方法，以適應時代發(fā)展的要求。及時關注BIM（建筑信息模型）、Depthmap、VR技術及Ecotect等生態(tài)輔助設計軟件在景觀設計中的應用，并考慮將其納入課程教學中。