摘要為全方位提升應用型人才的綜合素質，以風景園林專業(yè)豎向設計課程為依托，以問題為導向，探索融入PBL理念、虛擬仿真技術的課程教學改革方法。從教學內容、教學形式對課程教學難點進行分析，從教學改革目標、教學改革實踐和教學內容設置入手，對融入PBL教學理念和虛擬仿真技術的教學改革思路進行研究與實踐。增加互動式教學、課室內外教學和線上線下教學等元素，提出集“感知與問題提出—理論與方法講授—專家講座與實踐應用”于一體的課程改革方案。目的在于進一步完善課程體系，為類似課程體系建設提供參考。

關鍵詞PBL理念；虛擬仿真技術；豎向設計；風景園林

中圖分類號G642.0；S688 文獻標識碼A 文章編號1007-7731（2024）20-0130-05

DOI號10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.20.027

Exploration of teaching reform in Landscape Architecture major based on PBL concept and virtual simulation technology

WANG Guojin CHEN Zihan CUI Xiaoli ZHU Zhengyang

（College of Horticulture and Landscape Architecture， Zhongkai University of Agricultural and Engineering， Guangzhou 510000， China）

Abstract In order to comprehensively enhance the comprehensive quality of applied talents， based on the course of Landscape Architecture major and problem oriented， the curriculum teaching reform methods were explored that integrates PBL concept and virtual simulation technology. The teaching difficulties of the course were analyzed from the perspective of teaching content and teaching form， start with teaching reform goals， teaching reform practiced， and teaching content settings， and conduct research and practice on the teaching reform ideas that integrated PBL teaching concept and virtual simulation technology. Added elements such as interactive teaching， in and out of classroom teaching， and online and offline teaching， and proposed a curriculum reform plan that integrated “perception and problem posing-theory and method teaching-expert lectures and practical applications”. The purpose was to further improve the curriculum system and provide methodological references for the construction of similar design curriculum system.

Keywords PBL concept; virtual simulation technology; ; Landscape Architecture

郭巍等^[1]研究指出，豎向設計是風景園林戶外空間營造的核心課程之一，其內容涉及地形、排水以及與豎向有關的建、構筑物設計等方面，要求學生具備一定的實踐經驗基礎和良好的平面與立體轉化思維能力。在實際教學過程中，常規(guī)課堂教學較為關注對工程規(guī)范性內容的講解，學生通過對教材及課堂所學知識點進行客觀記憶，通過二維圖紙想象豎向空間布局，而對豎向設計的方式方法和標準規(guī)范設置的理解有進一步提升的空間。相關學者對PBL教學理念和虛擬仿真技術在風景園林專業(yè)教學中的應用研究較多?；Ｒ?sup>[2]將虛擬仿真技術應用于風景園林設計中的古典園林三維空間體驗，實現(xiàn)了教學質量的提升。劉春楊^[3]基于PBL模式對風景園林建筑設計課程教學改革進行探究，以問題為導向，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作、解決問題和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。王蕾等^[4]研究PBL理念下風景園林“數(shù)字劇本”育人模式，解析數(shù)字時代學科人才培養(yǎng)在理念、機制、教學和資源層面面臨的問題與挑戰(zhàn)，提出基于PBL的“數(shù)字劇本”創(chuàng)新理念，從理念解析、機制架構、教學改革和資源管理等方面提出人才培養(yǎng)體系的構建路徑。黃英等^[5]對虛擬仿真技術在豎向景觀教學中的實踐進行研究，通過應用該技術引導學生體驗優(yōu)秀作品，全面推敲設計方案，并優(yōu)化作業(yè)設計，實現(xiàn)學生學習效果的在線反饋。曾峻峰等^[6]在風景園林規(guī)劃設計實驗課程教學中引入虛擬仿真技術，構建數(shù)智化實驗教學平臺，以培養(yǎng)能適應和引領未來園林規(guī)劃設計類行業(yè)發(fā)展需求的高質量新型人才。王茹^[7]針對風景園林設計原理課程教學現(xiàn)狀，將虛擬仿真技術與其進行深度融合，構建“基礎理論—經典案例—實踐設計”3個教學階段，從而更好地與企業(yè)設計崗位需求相銜接，培養(yǎng)能夠解決實際問題、具備創(chuàng)新能力的風景園林設計人才。而將PBL與虛擬仿真技術進行結合的研究有待進一步深入。本文結合風景園林專業(yè)教學體系要求，以豎向設計課程為依托，通過融入PBL理念與虛擬仿真技術，探索通過優(yōu)化該課程教學內容、教學方式，以及建立平立轉換思維等途徑，提高人才培養(yǎng)質量。

1 風景園林專業(yè)豎向設計課程教學難點分析

1.1 教學內容方面

該課程工程規(guī)范性內容較多，園林景觀豎向設計對實施性、安全性有較高要求，包含土方量計算、排水坡度處理、建（構）筑物內外高差處理、軟質與硬質鋪裝結合高差處理等多種工程。該設計工作利用空白場地按照功能分區(qū)、路徑組織和景觀節(jié)點組織等方式，對園林空間進行藝術化設計。郭巍等^[1]研究認為，該課程教學所用教材偏向對工程性、可操作性和規(guī)范內容的講解，學生需要大量記憶并掌握相關工程要求，這與部分學生的認知存在一定偏差，學習興趣有待進一步激發(fā)。

同時，部分學生的實踐經驗有待進一步豐富，對該課程的基本認知與理解有待進一步提升和深入。獲取知識的途徑有待進一步多元化，對周邊事務的觀察有待進一步細致和深入。教學中，學生需學習景觀地形的形式表達、坡度變化設施與通用設計、地形與雨水管理等內容，實際中自然排水溝、水管排水口和道路排水坡度等豎向設計設施需要學生細心觀察，而其基本常識有待進一步增加與豐富，以積累足夠的經驗做好風景園林豎向設計。

1.2 教學形式方面

在常規(guī)教學模式下，學生平立轉化思維的形成可能存在一定難度。該課程由理論課和實驗課組成，理論課教學過程中，教師強調對等高線、高程點和斷面圖等規(guī)范制圖的講解；實驗課則要求學生通過抄繪、設計平面方案和完善豎向方案等方式了解豎向設計在圖紙上的表達。何豐等^[8]研究指出，通過二維平面想象來設計三維空間的教學方式，使學生對空間復雜變化的理解程度有待進一步提升，對抽象的等高線間距和高程差等豎向要素的理解有待進一步深入，部分學生平立轉換的思維模式有待進一步建立。

2 風景園林專業(yè)豎向設計課程教學改革思路研究

該課程是風景園林專業(yè)的一門重要課程，采取16個理論課時+16個實驗課時的形式開展教學，授課人數(shù)較多。安排在第5學期，以銜接設計基礎課程及專業(yè)方向設計課程，對于培養(yǎng)學生形成風景園林設計的基本理念及設計方法起到重要作用，也是其他設計課程的基礎理論支撐，其設計理念及方法貫穿后續(xù)的設計課程N00B7Dt5Rt9cZpxo+Ne4eX28FyxKVa+mT8WjonN64ww=。陳磊等^[9]研究指出，對于豎向布置形式、建筑出入口與相鄰斜坡道路銜接踏步處理方式等決定豎向設計質量的重要環(huán)節(jié)，學生普遍感覺難以應付。對此，教研團隊將PBL理念和虛擬仿真技術有機融入課程教學過程。通過融入PBL理念，激發(fā)學生的參與積極性與主觀能動性，使其掌握提出實際問題—基于理論分析問題—反復驗證解決問題的能力；通過虛擬仿真技術的應用，幫助學生鞏固理論知識，增強平面、立體思維轉換能力。

2.1 融入PBL教學理念

在該課程教學中，融入PBL教學理念。教師根據(jù)教學大綱與教學內容設計學習情境、提出問題，引導學生根據(jù)自身興趣選擇研究題目，組建團隊進行自主學習，形成教師或學生提出問題—學生組成興趣小組—小組自主學習—小組總結與匯報—課程教學反思與效果評估5個步驟的教學模式。李君等^[10]研究指出，在實施過程中，教師扮演指導者、督促者角色，學生則是學習者、參與者和匯報者。學生依據(jù)學習興趣組建小組并自主學習，有效激發(fā)了學習熱情；同時，有利于培養(yǎng)其團隊協(xié)作、溝通和表達的能力。

2.2 融入虛擬仿真技術

將虛擬仿真技術應用于該課程教學過程中，通過模擬真實的園林豎向環(huán)境，讓學生在任意時間和設計階段內“進入”園林豎向設計的真實空間，體驗設計空間的任意視角，根據(jù)情況對設計要素進行實時修改和完善，針對性地調整設計方案，從而更好地理解設計原理和方法。黃英等^[5]研究指出，這種方式能有效且直觀地提升學生立體思維，增強其對二維圖紙與三維空間之間的相互轉化能力。多感知、生動且沉浸式的游戲體驗式實踐教學，有利于提升學生的學習興趣，為其實踐學習和經驗積累提供有效途徑，促使其形成園林設計思維，激發(fā)創(chuàng)造力和創(chuàng)作靈感。

2.3 融入PBL理念與虛擬仿真技術

結合課程定位、要求以及教學現(xiàn)狀，在理論課教學中融入PBL理念，以增強學生的發(fā)現(xiàn)性思維、邏輯思維能力和自主學習能力；在實驗課教學中融入虛擬仿真技術，以增強學生的實踐操作能力，豐富其實踐經驗，激發(fā)創(chuàng)造性思維，全面提升學生綜合素養(yǎng)。豎向設計課程改革思路如圖1所示。

3 豎向設計課程改革實踐

3.1 教學改革目標

一是增強學生自主學習意識和邏輯思維能力。王蕾等^[4]研究認為，PBL理念的融入要求學生在課堂之外進行自主學習，采用學生或教師提出問題—學生自主學習理論—學生自主解決問題的教學方式，挖掘其獨立思考潛力、啟發(fā)其邏輯思維。二是構建理論教育與實踐教育并重的課程體系。優(yōu)化理論教學方法，融入實際場地教學、實體模型制作和虛擬仿真技術等實踐操作環(huán)節(jié)，幫助學生將抽象的理論轉化為具體的實踐行動，加深對理論知識的理解和記憶，并培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和實踐能力。三是培養(yǎng)具有前沿知識應用能力的專業(yè)型人才。趙明權^[11]在課程教學中融入VR眼鏡、3D打印機等新技術設備，并結合生態(tài)修復、鄉(xiāng)村振興等熱點話題，使教學內容與時俱進，鍛煉學生學習新理論、應用新技術的能力，培養(yǎng)專業(yè)型人才。

3.2 教學改革實踐

3.2.1 基于PBL理念的理論課教學 一是以問題為導向，設置問題場景，增設校園聚類教學新方式。將復雜地形的校園豎向實體空間引入課堂，基于實體空間提出問題，如“豎向設計有哪些做法”“硬質鋪裝和軟質鋪裝的豎向設計怎么做”“坡道和臺階在豎向上有哪些差別”“雨水口設置在哪里”“道路排水需要多少坡度”“豎向設計如何在圖紙上表達”等，根據(jù)問題將學生劃分為興趣學習小組。二是以目標為導向，以自主解決問題為原則，根據(jù)學生選擇的問題，讓其系統(tǒng)性學習該部分所包含的重要知識點，引導學生用正確的方法解決問題，鼓勵其自主思考。三是以自我展示為導向，以小組匯報的形式，將各組自主學習研究的成果進行詳細匯報，通過小組互評互學，實現(xiàn)“1+1>2”的學習效果，教師給予方向性指導與查漏補缺。四是總結與反思，何豐等^[8]研究指出，對學生所掌握的知識點及其學習過程，教學思路、內容、方法以及課程拓展等進行總結，并整理成視頻文件，通過超星學習通、智慧樹等教學軟件進行共享，讓學生不受時間、地域的限制持續(xù)學習，以培養(yǎng)應用型人才。

3.2.2 基于虛擬仿真技術的實驗課教學 一是設置手工模型制作課程，培養(yǎng)學生的空間尺度感。趙玉春^[12]將豎向設計方法融入筑山、理水、植物配置和建筑營造等方面，要求學生根據(jù)所學理論知識依次構建臺階、坡道、微地形、構筑物和實體空間等手工模型。二是開展虛擬仿真技術教學。要求學生建立電子計算機3D模型，并轉化為MVC等三維空間可視格式，結合Pico NEO3影像投影儀（VR眼鏡）進行沉浸式、交互式觀察學習，實現(xiàn)設計方案的三維空間真實表達，實現(xiàn)在室內即可感知室外空間。三是建立虛擬仿真技術與二維設計方案的相互反饋調節(jié)機制。曾峻峰等^[6]通過虛擬仿真技術進行真實的環(huán)境體驗，探索豎向設計有待改進的區(qū)域，對二維設計方案進行多輪校正，形成具有實用性的3D模型，實現(xiàn)可視化。四是強化對前沿知識與現(xiàn)實應用相結合的認知能力。邀請具有豐富豎向設計經驗的專家開展專題講座，重點講解豎向設計方法在海綿城市、雨洪管理和生態(tài)修復等熱門領域中的應用，為學生創(chuàng)造與實際工程項目專家近距離接觸交流的機會，實現(xiàn)理論學習與實際應用的有效銜接。

3.2.3 融合理論與實踐的考評機制 優(yōu)化課程考評機制，增加實踐課考評因子。王茹^[7]在教學的各個階段提升實踐操作所占的評分比例，以綜合能力的提升來評判學生的課程分數(shù)。考評機制綜合考慮學生的平時成績、二維圖紙表達能力和實踐操作水平，按照10％、30％和60％的比例進行分配。（1）平時成績。滿分10分，包含考勤和自主參與度兩個部分，考勤合格且自主參與度高的學生方可獲得9分及以上的優(yōu)秀分數(shù)。（2）二維圖紙表達。滿分30分，重點關注兩個層面：一是對平面、立體及剖面的正確表達，以及整體的圖面效果，占比30%；二是關注學生對土方量計算、排水坡度處理、建（構）筑物內外高差以及軟硬質鋪裝高差表達等工程規(guī)范性內容的嚴謹表達，占比70%。（3）實踐操作。滿分60分，包含學生的實體與虛擬模型制作成果，要求學生從室內外臺階、小坡道和散水等單一要素的模型制作層層深入至地形、橋梁、廣場和道路等中尺度場景的設計，最終獨立實現(xiàn)不小于2 000 m²的綜合性設計。各類中小尺度的模型制作加權平均分占比30%，不小于2 000 m²的綜合性設計要求以小組合作形式建成VR可視化三維模型，通過小組相互打分和教師打分得出綜合成績，占比70%。陳磊等^[9]研究指出，考評方式的改革，增加了對課堂互動、實體模型制作和虛擬仿真技術應用等環(huán)節(jié)的要求，有利于提高人才培養(yǎng)質量。

3.3 教學內容設置

教學內容按照“感知與問題提出、理論與方法教授、豎向設計應用（一）、專家講座以及豎向設計應用（二）”5個步驟設計，循序漸進，實現(xiàn)理論課與實驗課穿插設置。參考李君等^[10]、趙明權^[11]的教學改革成果，在教學過程中將虛擬課堂、VR等新技術融入課堂，創(chuàng)新教學體系與方法，鍛煉學生的實踐應用能力。

3.3.1 感知與問題提出 該部分重點培養(yǎng)學生提出問題的能力。設置緒論2個學時，其中1學時將課堂由教室轉向校園場地，教師帶領學生去地形變化豐富的校園各處開展實地講解，感知現(xiàn)實場地中的豎向變化；另1學時要求學生結合所觀察的內容，與教師討論擬解決的關鍵問題。

3.3.2 理論與方法教授 該部分設置10個學時，主要引導學生進行自主學習。按照所形成的關鍵問題將學生分為興趣小組，通過教材、圖書館資源、電腦、手機App和講座等形式自主獲取課程基礎知識，以及與園林設計要素有關的知識點，然后匯報成果，教師引導并將知識點錄制成視頻，以供學生反復學習。

3.3.3 豎向設計應用（一） 此部分主要目的在于提升學生的動手操作能力。設置小場景測繪與建模4個實驗學時，要求學生選取校園內變化豐富的橋梁、坡道、地形、室內外高差和排水口等豎向設施，根據(jù)理論課所學知識繪制二維圖紙，并根據(jù)圖紙制作手工模型，推敲二維圖紙與三維模型的空間關系。

3.3.4 專家講座 此部分主要創(chuàng)造學生與實際項目近距離接觸的機會。邀請專家開展4個學時的專題講座，重點講解豎向設計實踐操作案例與前沿知識，設置互動環(huán)節(jié)，拓展學生視野。

3.3.5 豎向設計應用（二） 此部分重點在于全面提升學生綜合能力。共12個學時，引入虛擬仿真技術，要求各興趣小組自行選取場地，開展調研—設計—繪圖—建模全過程學習，并將模型轉為VR可視化格式，小組內部和組與組之間利用VR眼鏡相互體驗真實場景，并提出優(yōu)化意見；各組根據(jù)意見調整設計方案，將設計成果轉化為實景體驗，使學生發(fā)現(xiàn)不足并及時調整，實現(xiàn)豎向設計二維圖紙與實際場地的基本吻合。

綜上，本文基于園林專業(yè)豎向設計課程設置的特點，以園林專業(yè)豎向設計課程為研究對象，提出融入PBL理念、虛擬仿真技術的教學改革方式，基于鍛煉學生自主思維、注重實踐操作的專業(yè)型人才培養(yǎng)目標，針對理論課與實驗課分別進行了明確教學目的、豐富教學方式和優(yōu)化考評機制的教學改革。目的在于全面提升學生的綜合素質，完善規(guī)劃設計類豎向設計課程的教學體系。

參考文獻

[1] 郭巍，侯曉蕾.風景園林豎向研究與設計課程教學的融合[C]// 中國風景園林學會2011年會論文集（上冊），南京：中國建筑工業(yè)出版社，2011：76-79.

[2] 化希耀，蘇博妮. 古典園林的虛擬仿真建模和動態(tài)效果研究[J]. 西南師范大學學報（自然科學版），2017，42（2）：153-158.

[3] 劉春楊. 基于PBL模式的“風景園林建筑設計”課程教學改革探究[J]. 重慶建筑，2023，22（12）：67-69，72.

[4] 王蕾，翟雅琳，姚允龍. PBL-UbD理念下風景園林“數(shù)字劇本”育人模式研究[J]. 黑龍江教育（高教研究與評估），2023（9）：24-27.

[5] 黃英，劉昊. 虛擬仿真技術在豎向景觀教學中的實踐研究：評《風景園林豎向的數(shù)字化策略》[J]. 教育理論與實踐，2023，43（33）：65.

[6] 曾峻峰，郭曉華，孫陶澤. 虛擬仿真技術在園林規(guī)劃設計類課程數(shù)智化實驗教學中的應用[J]. 現(xiàn)代農村科技，2023（11）：93-95.

[7] 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（8）：198-200.

[8] 何豐，董元亮. 應用型人才培養(yǎng)模式下《豎向設計》教學路徑研究：以風景園林專業(yè)為例[J]. 現(xiàn)代農業(yè)研究，2022，28（9）：149-150.

[9] 陳磊，楊建輝. 基于風景園林專業(yè)教學體系的場地規(guī)劃與設計教改研究[J]. 西部人居環(huán)境學刊，2015，30（4）：6-10.

[10] 李君，盧朝佑. 基于網絡學習空間的高等學歷繼續(xù)教育PBL教學模式探究[J]. 成人教育，2024，44（3）：12-19.

[11] 趙明權. 新工科背景下應用型本科“通信原理”課程實踐教學研究[J]. 科技風，2024（2）：121-123.

[12] 趙玉春. 淺談模型制作在園林設計教學中的應用[J]. 安徽農學通報，2013，19（20）：120-121.

（責任編輯：楊歡）

基金項目仲愷農業(yè)工程學院高等教育教學改革項目（ZG2023043）。

作者簡介王國今（1992—），男，陜西西安人，碩士，助教，工程師，從事風景園林與生態(tài)修復工作。