虚拟仿真技术助力园林设计课程开发

摘要：将虚拟现实技术应用于风景园林专业教学中，不仅可以360°全方位模拟项目设计，营造高度仿真的教学环境，实现优质资源的充分共享，还可紧密贴合风景园林设计方向，满足园林设计教学实践的需求。针对当前风景园林设计教学所面临的教学内容滞后、教学模式传统、教学条件落后以及教学评价失真等问题，学科教师迫切需要借助虚拟现实技术的强大功能支持，积极探索教学内容场景化、教学过程交互化、实践教学沉浸化以及教学评价多元化的策略，为推动风景园林设计教学的改革与创新贡献力量。

关键词：风景园林设计课程；虚拟仿真技术；应用价值；课程开发

一、引言

风景园林设计是一门跨学科的综合性专业，涵盖艺术、技术、心理等多个领域，要求从业者具备优秀的空间想象力及三维解析能力。虚拟仿真技术在风景园林设计课程中的应用，能够基于数字处理技术、计算机传感技术、VR设备、虚拟背景生成器等，对仿真对象进行三维立体成像，从而为学生创建紧贴现实场景的虚拟场景，激活学生的视觉、听觉、触觉等多重感知，使学生在沉浸式、互动式的教学情境中，获得更加直观、真实的学习体验。所以，基于虚拟仿真技术探索风景园林设计课程的开发，对于风景园林设计教学改革与升级具有重要意义。

二、风景园林设计课程中虚拟仿真技术的开发价值

（一）快速激发学习兴趣，实现资源共享

虚拟现实技术打破了时空限制，能够有效解决传统风景园林设计教学枯燥乏味与学生学习兴趣不高等问题。基于虚拟现实技术构建的教学情境，不仅能使学生沉浸式地感知设计的现实感，更能帮助学生开拓思维，打开想象空间，从而调动学生的学习积极性。同时，数字平台可提供的大量优质素材，学生可依据实际需要，随时随地进行自主学习，完成项目式探究任务，进行师生与生生互动。总之，虚拟现实技术引入风景园林设计课程教学，能够快速激发学生的学习兴趣，实现优质教学资源的共享。

（二）多角度模拟课堂设计，打造沉浸式教学环境

在风景园林景观设计教学中应用虚拟仿真技术，能够模拟人眼的视觉体验，为学生带来逼真的感官体验，促使学生在立体式、全息化、沉浸式的情境中，激活感官体验，提升学习兴趣。相较于风景园林设计传统教学模式，虚拟仿真技术支持下的课程教学，能够突破场地限制，解决材料不足的问题。教师可以依托虚拟现实平台，如Unity30、Sketch Up等，构建与真实场景相近的教学环境，让学生在仿真的实践环境中，获得更加直观的学习体验，从而强化空间意识，提高空间结构设计能力。

（三）结合园林设计方向，满足教学实践需要

风景园林设计课程是一门实践性很强的学科，学科性质要求其教学目标也应根据市场需求与时俱进。传统教学方法受到诸多条件限制，无法增加实践环节的比重，不能为学生提供完整的项目实训环境。通过虚拟现实技术，教师可以实现多个虚拟施工场景的构建，以满足不同的教学任务。同时，还可清晰呈现园林所在地复杂的地形地貌、还原建筑材料及设施结构的比例，让学生在虚拟化场景中体验项目实践的完整过程。这样的教学方式，不仅能够提高风景园林设计的教学水平，培养学生的实际操作能力，还能摆脱二维扁平化视角，提升学生的空间想象与立体构造能力。此外，在虚拟仿真技术支持下，师生能够高效制作优质的三维效果图，不仅有助于提升教学效率，还能提高学生的专业实践能力。

三、风景园林设计课程教学中存在的问题

（一）资源缺乏，内容延后

高职院校人才培养（OBE模式）的宗旨是“以就业为导向”，从当前风景园林设计教学的开展情况来看，其普遍存在教学内容滞后、教学资源匮乏、学生综合素质难以满足岗位需求、能力与市场需求脱节等一系列问题，与OBE模式的宗旨存在较大差距。

（二）互动不足，模式单一

长期以来，园林设计教学一贯采用“以教材文本为主导、教师为主体”的单向灌输式教学模式。这种粗暴、单一的模式使得学生难以切身参与风景园林设计过程，再加上多讲解、少互动、多理论少实践的教学方式，导致学生不能及时反馈疑难困惑并及时得到解决。长此以往，学生的学习兴趣会逐渐降低。

（三）条件有限，脱离实践

风景园林设计教学具有内容多、信息量大等特点，学生要想快速完成从理解熟悉到熟练运用的过程难度很大。同时，目前教师多以二维画面盛载景观空间，缺乏立体的建构模型，学生难以理解作品的空间感、立体感及环境色彩搭配之间的关系，只能凭借想象完成场景的切换，久而久之，学生易产生畏难情绪，不利于教学目标的实现。

（四）师资薄弱，评价失真

在园林设计教学中，很多院校存在教师水平不高、师生比例失衡等问题。教师水平不高，自然无法为学生提供高水平的课程教学。教师少，学生多，导致教师任务繁重，学生的学习需求与学习过程中的问题得不到及时的响应和指导，极大地影响了风景园林设计课程的教学质量。同时，风景园林设计课程的教学评价方式较为单一，常以作业完成情况或考试成绩为依据进行评价。单一的评价方式无法全面真实地反映学生学习效果，更难以发掘学生的特点与优势，从而影响其学习积极性。

四、虚拟仿真技术助力风景园林设计课程开发

（一）共享三维资源，教学内容场景化

在风景园林设计课程教学中，借助互联网和虚拟仿真技术，共建、共享三维数字资源，实现教学内容的场景化，可以有效解决教学资源匮乏、教学内容滞后等问题。一方面，在风景园林设计教学过程中，针对学生难以把握园林景观尺度、形态、环境及呈现效果等情况，教师可以利用虚拟仿真技术，以数字化、交互式的方式创建仿真性的园林场景，使学生沉浸式地感知景观空间，理解元素之间的关系，准确把握园林色彩与造型、材料与肌理等，从宏观到微观，帮助学生全面掌握园林设计的具体要求及有效方法；同时，虚拟仿真技术还可满足教师线上远程教学的需求。另一方面，教师利用虚拟现实技术将设计制图、三维建模、场景渲染等过程以三维资源的形式进行共享，帮助学生更加直观地了解和掌握风景园林设计的全过程。这种直观的教学模式可以提高学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性、主动性和专注度。利用虚拟仿真技术，教师可为学生提供丰富多元的学习体验，通过看得到、摸得到、感受得到的学习过程，加深对课程内容的理解和记忆。为了加深学生对重难点知识的认识与理解，教师还可创建高沉浸度三维漫游场景，以此为指导引领学生逐一体验课程知识。同时，教师还应注重培养学生的空间意识，提高他们对园林景观结构、尺寸、效果的精准把握能力，从而帮助学生设计出满意的园林景观作品。

（二）创新教学模式，教学过程交互化

在风景园林设计课程教学模式方面，教师应积极利用虚拟现实技术，创新教学过程。具体而言，教师应将教学过程由传统的单向式传授转变为互动式教学，弥补风景园林设计课程传统教学模式中存在的不足。在这个过程中，学生可以参与到虚拟场景的创建和修改中，亲自动手进行景观设计，并及时就设计心得与相关疑问与老师和同学进行交流和讨论。这种高互动性的教学模式不仅有助于提高学生的实践能力，还能培养他们的沟通和协作能力。在交互式教学过程中，教师还可以根据学生的实际学习进度与个性化需求，灵活调整教学内容与方式，实现私人定制式教学。此外，在教学过程中，教师可以加强与企业的合作，引入真实的园林景观设计项目，让学生体验真实的园林景观设计场景。与此同时，教师可以通过组织实施小组合作式、体验式、项目式等教学模式，引导学生进行自主探究或合作探究。例如，在进行小公园设计时，教师可以引导学生利用虚拟仿真技术学习小公园相关设计案例，分析小公园的设计风格和设计要点，精准把握公园内各类设施小品的设计。

教师可以设计头脑风暴、分组协作等教学方法，帮助学生更好地理解、掌握公园设计相关知识点，帮助学生建构更加完整的学科知识体系。最后，教师可以让学生基于案例学习和公园设计相关知识点的学习，完成公园景观搭建设计图，引导学生完成景观素材库的构建，如绿化、硬质铺装、各类小品设施铺设等，同时，还可帮助学生完成公园景观的场景化模拟，如光照模拟、气象模拟等。

（三）创设智能环境，教学实训沉浸化

当前，由于教学条件限制，高职院校景观园林设计专业普遍存在教学过程与实践应用相脱节的问题。针对这一问题，高职院校应积极推进虚拟仿真实验室建设，将虚拟仿真技术与风景园林设计实验室建设的模型、结构、耦合与应用等内容衔接起来，结合硬件平台与专业软件，构建开放、共享的虚拟实验室，完善景观园林设计专业软硬件基础设施建设，创设沉浸式、交互化的虚拟仿真实践教学环境，加强虚拟教学环境与学生之间的人机互动，加强基于虚拟平台的师生、生生互动，推动景观园林设计教学的高质量开展。一方面，传统园林设计实践教学无法提供完整的项目实训内容，通过虚拟仿真技术，教师可以为学生创建接近于真实场景的智能环境，让学生在虚拟场景中体验接近真实的园林设计过程。另一方面，虚拟场景能够节省大量的实训QmEqIgD4s9ngyJaCXW41ujF23/e1y4bDZIvqX1XSTGg=资金，帮助学生规避园林施工过程中的风险，确保他们在安全的环境中进行学习实践。为了实现这一目标，教师应将虚拟仿真技术与校企合作项目深度结合，实现产教的深度融合。产教融合的教学应用可以分为以下几个部分：

首先，课前，教师可根据市场需求和行业动态，为学生提供相关的学习资料和任务，供学生进行课前预习。课堂中，教师可利用虚拟平台模拟真实园林设计案例，结合园林设计与施工过程进行情境式教学，让学生在虚拟项目中体验真实的工作环境和工作流程，从而更好地理解园林设计与施工的各个环节，自由探索园林的风格与结构设计，园林施工的材料、顺序和工艺，从真正意义上实现以“生”为主的教学革命。

其次，虚拟现实技术与校企合作项目的融合，可以加强学生实践能力。教师带领学生参观校企合作项目，有助于学生实地感受真实的园林设计，激发学生学习的积极性和主动性。实地参观后，教师可带领学生基于该真实项目的三维仿真图，引导学生探讨园林设计与施工过程中遇到的难点和问题。这种教学方式不仅能够锻炼学生的沟通、协作和解决问题的能力，又使他们在真实、仿真的教学情境中获得更多的职业经验与专业技能。

最后，通过虚拟平台的创新教学手段，教师可将课前、课堂与社会实践进行有机结合，为学生提供立体、全面和交互式的学习平台，多管齐下，有效提升学生的园林设计能力。

（四）虚实评价结合，师资建设更专业

在园林课程的教学评价环节，教师可借助虚拟仿真技术，通过收集学生的测试资料等手段，实现对园林景观设计课程教学全过程的智能化管理和多元化评价，从而实现教、学、练、做一体化。为了实现这一目标，教师需要构建课前、课堂与社会实践于一体的教学架构，相应地，建立三维一体的教学评价。

课前阶段，学生可以进行自主预习和探索，提前了解即将学习的知识，教师可以根据智慧化教学平台的相关数据，准确掌握学生的学习情况、学习兴趣点与学习难点；课堂教学阶段，教师可以通过虚拟现实技术生动地展示真实项目，帮助学生更好地理解和掌握知识。在此过程中，教师可以设计多元化的互动教学方式及考核任务，完成对学生课堂学习效果的评价；课后实践阶段，学生可以在真实的情境中应用所学知识，提高操作能力和职业技能。在此过程中，教师可以利用虚拟平台，实时观察学生的操作表现，并对学生实际操作过程中存在的问题给予及时的纠正与辅导，帮助他们更好地理解并掌握景观设计的方法和技巧。利用虚拟仿真系统，教师可对教学活动全过程及结果，对学生在景观园林设计课程学习中表现出来的劳动品质、职业素养、创意思维等进行客观、全面的评价与判断，从而为教师进一步优化教学过程与教学方式提供科学依据。

五、结束语

将虚拟仿真技术引入园林设计课程教学，可以提高学生的实践能力，为企业提供优秀的人才，实现园林设计的产教融合。在国家政策的大力支持下，高校将持续通过现代化技术手段为教育教学改革赋能，相应的，虚拟仿真技术在园林景观设计教学中的应用会越来越广泛和深入。

作者单位：林文扬 浙江同济科技职业学院

基金项目：虚拟仿真类专项课堂教学改革项目、基于沉浸式教学的园林设计虚拟仿真教学项目，编号kg202215。

林文扬（1982.03-），女，汉族，浙江平阳，本科，讲师，研究方向：风景园林设计教育。

参考文献

[1]路培.基于虚拟现实仿真技术“园林工程实训”课程教学实践[J].现代园艺，2023，46（07）：157-158+161.

[2]陈爱莉.微课在计算机辅助园林设计教学中的应用实践——以“图层样式应用”为例[J].教育现代化，2017，4（16）：139-140.

[3]王茹.OBE理念下虚拟仿真技术在风景园林设计原理课程教学中的应用[J].现代园艺，2023，46（08）：198-200.

[4]聂磊，邓余昌，王戴勇.基于虚拟现实仿真技术的园林工程施工技术实训课程教学改革研究[J].中国多媒体与网络教学学报（中旬刊），2021（11）：19-21.

[5]岳文娜，高江，刘森等.基于虚拟仿真技术的风景园林设计课程教学改革与实践[J].建筑与文化，2021（10）：120-121.

[6]于志民，唐佳乐.虚拟仿真技术在园林工程课程教学中的应用[J].绿色科技，2020（11）：246-247+252.

[7]唐乐天，彭玥，罗爽爽.基于虚拟现实技术的室内设计教学创新策略探析[J].科技创新与生产力. 2023（06）10-12.