沉浸式場景教學(xué)模式在居住區(qū)景觀規(guī)劃與設(shè)計課程中的探索

摘要：文章針對居住區(qū)景觀規(guī)劃與設(shè)計教學(xué)中存在的實地調(diào)研受限、場地認(rèn)知不高、空間理解度不均、以及設(shè)計周期較短等問題，探討基于沉浸式場景教學(xué)模式的“專題風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計（居住區(qū)庭園景觀）”課程教學(xué)。通過沉浸式場景體驗環(huán)節(jié)的設(shè)計和五個階段的教學(xué)實施，打破時空界限，實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實的結(jié)合;引導(dǎo)學(xué)生多場景、多視角感知居住區(qū)景觀設(shè)計;理論聯(lián)系實際，強調(diào)成果的實踐性和落地性，提高學(xué)生積極性和主動性，同時與將來設(shè)計院和行業(yè)平臺接軌做準(zhǔn)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(xù)設(shè)計、海綿城市、GIS等。

1 問題提出

“居住區(qū)景觀規(guī)劃與設(shè)計”是風(fēng)景園林專業(yè)主干課之一，重點在指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識居住區(qū)景觀類型，了解居住區(qū)景觀設(shè)計所要解決的主要問題，并能夠提出相應(yīng)的對策，以培養(yǎng)具有市場競爭力、動手能力、創(chuàng)新能力的風(fēng)景園林設(shè)計師作為教學(xué)目標(biāo)。在課程教學(xué)中，學(xué)生能夠掌握居住區(qū)景觀設(shè)計的一般原則與方法，熟悉居住區(qū)景觀相關(guān)的設(shè)計法規(guī)與規(guī)范，使景觀設(shè)計符合現(xiàn)代社區(qū)居住需求。

在普通高校的“居住區(qū)景觀規(guī)劃與設(shè)計”傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師通常以“空間”作為切入點，通過“調(diào)研—場地分析—設(shè)計線索—設(shè)計方案—圖紙展示”的教學(xué)邏輯解讀居住區(qū)景觀設(shè)計核心知識點，指導(dǎo)學(xué)生用平面、立面、剖面圖和效果圖表達(dá)設(shè)計成果[1-2]。然則，傳統(tǒng)教學(xué)方式受到場地調(diào)研不便、學(xué)生個體差異、教學(xué)周期短等原因的挑戰(zhàn)。首先，由于疫情、時間、經(jīng)費等實際原因，學(xué)生不能時常去實際場地考察，只能安排集中實習(xí)，場地認(rèn)知受限。其次，學(xué)生對于空間的理解和掌握效果各異，部分學(xué)生尺度感不強，空間想象力不高，對空間感性和理性認(rèn)知較弱，缺乏真實場景體驗。最后，設(shè)計周期較短。廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院風(fēng)景園林專業(yè)的“專題風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計（居住區(qū)庭園景觀）”教學(xué)學(xué)時為48課時，共計8個教學(xué)周。但是景觀設(shè)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(tài)的過程，在教學(xué)周期內(nèi)無法體驗四季變化、不同氣候環(huán)境的景觀效果?？傮w來說，為了解決課程教學(xué)的問題，適應(yīng)高速發(fā)展的信息社會的變化和發(fā)展，作為科研和學(xué)術(shù)前沿的高校應(yīng)當(dāng)結(jié)合新一代信息技術(shù)，嘗試多場景轉(zhuǎn)換、多視角體驗的教學(xué)模式，培養(yǎng)有市場競爭力的風(fēng)景園林設(shè)計師。

2 基于沉浸式場景教學(xué)的模式構(gòu)建

沉浸式體驗是基于虛擬現(xiàn)實平臺，通過計算機仿真技術(shù)創(chuàng)造虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR）的三維立體影像和環(huán)境，并結(jié)合互動感應(yīng)設(shè)備，使用戶沉浸在虛擬仿真世界中，在虛擬環(huán)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(xué)模式（Stage System Learning mode）是使學(xué)生置身于現(xiàn)實世界中，通過場景情境教學(xué)，解決實際項目中遇到的問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，獲得應(yīng)變、協(xié)調(diào)、溝通等能力和實踐技能[4]。在場景式教學(xué)中引入沉浸式體驗?zāi)軌蚴菇虒W(xué)生動有趣，使學(xué)生從多視角、身臨其境體驗實際工程項目，感受自己設(shè)計的場所，獲得實踐能力和創(chuàng)新能力[5]。

在“居住區(qū)景觀規(guī)劃與設(shè)計”教學(xué)中采用沉浸式場景教學(xué)模式，其優(yōu)點有：

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

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

（3）多重視角的轉(zhuǎn)換，提高空間認(rèn)知。傳統(tǒng)設(shè)計教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)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(shè)計，使學(xué)生在不同場景中獲得多角度反饋，從而改善自己的設(shè)計作品[7]。

3 沉浸式場景教學(xué)模式的課程設(shè)計和實施

沉浸式場景教學(xué)是在現(xiàn)實空間和虛擬場景相互融合的環(huán)境中，通過讓學(xué)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(xué)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(xué)模式融入到“專題風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計（居住區(qū)庭園景觀）”教學(xué)設(shè)計中?，F(xiàn)階段的主要重點和難點是建立虛擬現(xiàn)實數(shù)據(jù)平臺，包括軟硬件設(shè)施的建設(shè)、資料庫的搭建和場景設(shè)計等。

3.1 教學(xué)目標(biāo)

在“專題風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計（居住區(qū)庭園景觀）”教學(xué)中，通過實地調(diào)研和虛擬場景結(jié)合的方式，將實際工程實踐知識引入虛擬場景進(jìn)行講解，使學(xué)生在模擬空間中獲得身臨其境的體驗，使其在接近社會現(xiàn)實和職業(yè)需求的層面上認(rèn)識“景觀設(shè)計”的特點與本質(zhì)[8]。除此之外，課程設(shè)計通過不同視角不同場景轉(zhuǎn)換，使學(xué)生置身于不同時間維度中，體驗空間的序列、尺度、顏色、質(zhì)感、材料大小等，并且從人的行為方式（行進(jìn)或停駐）、行為范圍（人體尺度、人群活動）、心理規(guī)律（刺激-反應(yīng)/需要-動機—行為），以及設(shè)計條件出發(fā)，經(jīng)過邏輯推演（空間模式語言）完成居住區(qū)景觀規(guī)劃設(shè)計方案。

3.2 沉浸式場景體驗環(huán)節(jié)設(shè)計

課程教學(xué)的難點和創(chuàng)新點是多視角多場景的設(shè)計。學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實場景的搭建和編排，沉浸式體驗不同視角的轉(zhuǎn)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(xiàn)

基于實地勘測和調(diào)研的原場地虛擬實景構(gòu)建是居住區(qū)景觀設(shè)計的創(chuàng)作基礎(chǔ)。學(xué)生利用現(xiàn)有硬件設(shè)備，如無人機、智能手機、相機等，結(jié)合軟件技術(shù)如兩步路、GIS、谷歌地圖、高德地圖、各類3D建模軟件等，將現(xiàn)實基地實景和現(xiàn)狀條件數(shù)字化，盡可能重現(xiàn)現(xiàn)場實景模型，創(chuàng)造沉浸式體驗場景，為下一步設(shè)計做準(zhǔn)備。

3.2.2 居住區(qū)景觀設(shè)計虛擬場景構(gòu)建

學(xué)生經(jīng)過課程教學(xué)和課程訓(xùn)練，將最終的設(shè)計成果，轉(zhuǎn)化成虛擬3D模型，在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中體驗自己設(shè)計的空間，了解實際項目落地后的細(xì)節(jié)，實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實的互動。例如，在虛擬入戶花園場景的景觀設(shè)計，學(xué)生可以即時改變空間尺度、樹池/花池的高低、邊界的軟硬結(jié)合方式，材料的質(zhì)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(chuàng)造多視角場景，模擬現(xiàn)實環(huán)境對于人的行為的觸發(fā)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(xué)生可以從3個視角的轉(zhuǎn)換，體驗環(huán)境對于人的行為的影響，反饋設(shè)計環(huán)節(jié)，最終優(yōu)化自己的設(shè)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(yīng)用、對于經(jīng)費的管理都提出高的要求。

（2）從居住區(qū)不同類型使用者視角出發(fā)，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(jié)合不同時間維度，模擬不同季節(jié)不同氣候狀態(tài)，如落葉、微風(fēng)、降雨、霜降等動態(tài)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(yōu)化設(shè)計過程，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

3.3 教學(xué)實施過程

“專題風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計（居住區(qū)庭園景觀）”教學(xué)實施總共分為5個階段：理論準(zhǔn)備，調(diào)研探索，方案推敲，場景模擬，成果反饋。

3.3.1 理論準(zhǔn)備階段

開題講解居住區(qū)景觀設(shè)計的理論知識和設(shè)計方法，學(xué)習(xí)居住區(qū)設(shè)計相關(guān)的法律法規(guī)，掌握居住區(qū)景觀的類型以及相應(yīng)的設(shè)計要點，了解居住區(qū)景觀設(shè)計的市場取向和設(shè)計趨勢。

3.3.2 調(diào)研探索階段

現(xiàn)場實地勘測，考察施工基地或者相關(guān)的實例現(xiàn)場踏勘，學(xué)習(xí)構(gòu)建場地周邊環(huán)境三維模型和虛擬現(xiàn)實場景，對基地及其周邊環(huán)境進(jìn)行合理分析，了解“居住區(qū)景觀”規(guī)劃所要解決的主要問題、并能夠提出相應(yīng)的對策的方法，并開始構(gòu)思居住區(qū)景觀設(shè)計方案。

3.3.3 方案推敲階段

基于前期調(diào)研，合理組織內(nèi)外空間的關(guān)系和交通流線，研究景觀分區(qū)與功能結(jié)構(gòu)，確定重要景觀節(jié)點及其空間組合，完善主要空間平面及豎向設(shè)計，深入景觀要素及景觀節(jié)點細(xì)化設(shè)計，最終完成居住區(qū)景觀設(shè)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(shè)計成果從二維圖件轉(zhuǎn)化成三維虛擬現(xiàn)實模型，并結(jié)合多場景，多視角展現(xiàn)設(shè)計細(xì)節(jié)。學(xué)生在前期搭建的三維虛擬現(xiàn)實環(huán)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(shè)計的場所空間，并即時修改個人方案設(shè)計。

3.3.5 成果反饋階段

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

4 沉浸式場景教學(xué)的效果

將沉浸式場景教學(xué)模式引入“專題風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計（居住區(qū)庭園景觀）”課堂教學(xué)，既補充了現(xiàn)在設(shè)計類課程中理論教學(xué)與實踐教學(xué)脫節(jié)的不足，又能結(jié)合多視角場景體驗，突破時空界限，使學(xué)生從時間維度和空間維度沉浸感受自己的設(shè)計，優(yōu)化現(xiàn)有居住區(qū)景觀設(shè)計的教學(xué)效果。一方面，突破時空限制。通過不同場景設(shè)置，學(xué)生在虛擬現(xiàn)實環(huán)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(chǎn)生不同互動效果，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。另一方面，沉浸式教學(xué)能夠改善傳統(tǒng)課堂教學(xué)氛圍，引導(dǎo)學(xué)生積極主動參與到多場景體驗?zāi)Ｊ街校l(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題，并及時反饋修改，參與深度學(xué)習(xí)體驗中。最后，在教學(xué)過程中，學(xué)生必須自學(xué)各種軟件，掌握虛擬現(xiàn)實平臺應(yīng)用方法，強調(diào)成果實踐性和落地性，與將來設(shè)計院和行業(yè)平臺接軌做準(zhǔn)備。

5 結(jié)束語

隨著時代的發(fā)展和科技的創(chuàng)新，課程教學(xué)必須與時俱進(jìn)，結(jié)合新科技新技術(shù)，引入新型教學(xué)方法，根據(jù)課程特點，理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新能力的專業(yè)人才。針對“居住區(qū)景觀規(guī)劃與設(shè)計”傳統(tǒng)教學(xué)模式和教學(xué)體系存在的場地認(rèn)知、空間體驗、和時間感知受限等問題，立足于景觀設(shè)計類教學(xué)邏輯和教學(xué)特色，筆者嘗試引入沉浸式場景教學(xué)模式，使學(xué)生不單了解理論知識，而是將設(shè)計圖紙與真實場地結(jié)合，通過虛擬場景轉(zhuǎn)換，沉浸體驗自己的設(shè)計內(nèi)容，多視角感知使用者需求，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的思維方式，提高學(xué)習(xí)主動性和積極性。除此以外，課程建設(shè)和課程探索必須緊貼時代脈搏，推動科技創(chuàng)新在課程教學(xué)中的應(yīng)用。現(xiàn)有教學(xué)手段已經(jīng)滿足不了日益更新的時代需求。虛擬城市，網(wǎng)絡(luò)看房等興起也帶動居住區(qū)景觀設(shè)計往數(shù)字化、現(xiàn)代化、信息化方向發(fā)展。因此，依據(jù)時代變化，更新傳統(tǒng)教學(xué)方法，探索不同教學(xué)策略，依托全息影像、云平臺、元宇宙等關(guān)鍵技術(shù)，才能站在時代浪潮前列，逐步實現(xiàn)課堂教學(xué)與課程實踐、市場需求接軌。

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