园林计算机辅助设计课程

时间：2020-08-29 08:08:23 环境设计我要投稿

园林计算机辅助设计课程

　　园林设计研究的内容，包括园林设计原理、园林设计布局、园林设计程序、园林设计图纸及说明书等。以下是小编整理的园林计算机辅助设计课程，希望大家认真阅读!

　　一数字时代与数字设计技术教育

　　风景园林学是研究人类居住的户外空间环境, 协调人和自然之间关系的一门复合型学科。风景园林保护和建设已经成为国家经济社会发展和生态环境保护的重要力量。 2011 年,风景园林学被增补为工科一级学科, 与建筑学及城乡规划学并列, 充分体现了风景园林学在新时代的重要性, 以及在相关学科序列中的重新定位。

　　风景园林学研究内容涉及户外自然和人工境域, 综合考虑气候、地形、水系、植物、场地容积、视景、交通、构筑物和居所等因素在内的景观区域的规划、设计、建设、保护和管理。它具有学科复合性、交叉性、前端性。社会发展带来日益复杂的人居环境问题, 同时也带来日新月异的新思潮、新技术、新材料、新的建设需求及可持续发展的需求, 传统的风景园林规划设计、建设的方法和技术, 已无法应对新时代的要求。

　　未来的时代是数字和信息的时代, 计算机与数字技术的介入, 使人类处理复杂环境中的复杂问题具备了前所未有的能力。在建筑学、城乡规划学等相关领域, 参数化建模、运算化设计、生成设计、信息管理等数字技术的运用已深入到学科行业的各个环节, 数字设计与建造逐渐从前沿转为主流, 技术不断趋于实用。

　　当代计算机辅助设计的传统观念已经被突破, 计算机不仅能辅助设计, 还能够帮助我们更为精确和科学地认知和分析条件, 建立设计逻辑过程, 甚至能够依靠人类编制的程序进行设计, 并进行辅助建造和后期管理。计算机辅助设计的概念已落后, “数字设计技术”则更能精确地描述其内涵。

　　国内外设有建筑、城市设计及风景园林等专业的高等院校, 均有与数字设计技术相关的课程以及辅助实验室, 培养学生具备科学分析、辅助设计及高效表达的能力, 成为专业设计课程的重要基础课程。在大多数国外设计院校及部分国内院校如清华大学建筑学院、同济大学建筑学院、中央美术学院建筑学院等, 已经将传统的“计算机辅助设计”课程扩展成数门涵盖了数字设计技术不同领域的课程, 并与其他相关课程衔接, 在不同的年级分别讲授。在高年级, 多以 studio 的形式, 结合具体设计和研究课题, 来进行数字设计技术教育。

　　二“园林计算机辅助设计”课程现状与问题

　　目前国内开设了园林和风景园林专业的院校, 尤其是农林院校, 计算机辅助设计教学已远远落后于建筑院校, 更无法与国外设计院校相比。

　　究其原因, 主要是国内风景园林教育长期以来对风景园林科学性的忽视, 以及对数字技术的陌生, 使国内风景园林教育脱节于数字时代。在大多数设计课程中, 教师仍然片面强调灵感式的设计思维, 鼓励学生徒手制图。从教师到学生, 现阶段都仅仅将计算机辅助设计作为一门讲授辅助制图工具的课程, 计算机仅仅是一个提高制图效率和制图效果的工具。因此, 在制订大纲时, 多以讲授 AutoCAD, Photoshop, 3 dsMax, SketchUp 等软件为主。 CAD二维图纸的绘制, 三维模型的制作及效果图绘制, 这些应用可以被概括为“计算机辅助制图”的范畴, 计算机和数字技术只不过是一支更加灵巧的多功能针管笔而已, 连辅助设计的层面都未涉及。

　　以我院园林计算机辅助设计课程为例, 该课的教育目的为: 本课程是本学科人才培养的重要基础课程, 其目的是训练学生掌握计算机辅助设计的理论方法、手段和技巧, 通过本课程的学习, 为以后的专业设计课及工作打下良好基础。通过本课程的学习, 学生应了解计算机辅助设计的基本理论、应用现状及未来发展, 并初步掌握几个重要工具软件的使用方法及综合运用计算机辅助设计方法和工具来进行专业设计的能力。本课程的知识在后续的“风景园林规划设计”、“风景园林建筑规划设计”等课程中都有着重要且广泛的应用, 是学生在未来学习和工作中必不可少的基本知识体系和基本工作技能。

　　该课程安排为 40 学时, 分别对园林专业、风景园林专业及城市规划专业授课, 其中园林专业和风景园林专业在大三上学期开课, 城市规划专业在大二上学期开课。由于学生众多, 而师资力量有限, 授课方式为 30 学时集中授课, 教师在教室中通过计算机和投影仪授课。 10 学时实验课, 学生在计算中心机房上机实验, 教师指导。该门课程实际主要还是以讲授 AutoCAD, Photoshop 和 SketchUp 三大软件为主, 这种模式从 2000 年开设这门课程开始, 并无大的变动。近年来教师根据数字技术的最新发展动向,增加了介绍最新数字技术的内容, 包含 Rhino, Revit 等参数化软件和计算机图解方法。但由于课时限制, 这些内容均为泛泛而谈。

　　从教学成果来看, “园林计算辅助设计”课程目前存在着许多缺陷, 概括如下:

　　1.教学内容局限于计算机辅助制图, 对数字设计技术的最新发展涉及不足

　　前文已述, 由于业界对计算机技术在风景园林教育和风景园林规划设计中的地位认识不足及其他种种原因, 该课程的教学内容依然局限于讲授几个主要软件的功能和使用技巧, 使学生能够初步掌握未来工作所必备的基本技能。因此, 这门课与其说是计算机辅助设计课,毋宁说是计算机辅助制图课更为准确。但是局限于讲授软件使用, 学生对数字技术的最新发展所知甚少, 也无法真正利用计算机辅助设计, 使设计的过程更为逻辑和科学, 使设计成果更为完善。由于缺乏必要的`数字技术知识储备, 学生步入工作或进一步深造时, 无法了解和应对未来学科的发展。

　　2.与骨干设计课程缺少关联

　　本课程与“计算机基础”、“美术”、“设计初步”及“建筑设计”、“城市设计”和“风景园林设计”有着密切联系。“计算机基础”是本课程的基础。“美术”和“设计初步”奠定学生的空间概念和美术基础。计算机辅助设计应用在“城市设计”、“城市规划”、“风景园林设计”及“建筑设计”等课程中。但从实际教学过程来看, 建筑设计、城市设计和风景园林设计三大骨干设计课程并没有很好地和“园林计算机辅助设计”课程结合。部分教师不鼓励学生在设计课程中使用计算机技术绘制, 更谈不上利用计算机进行设计。部分教师自身对数字技术不太熟悉, 因此也无法指导学生在利用计算机辅助设计课题时所遇到的问题。此外, 在“园林计算机辅助设计”课程开设时, 大多数专业设计课程刚刚开课, 学生对设计本身尚一知半解, 无法深入理解数字技术如何与设计过程相结合。当前计算机辅助设计课程的最终作业是要求学生利用计算机绘制建筑设计课的最后一个大作业, 并以此作为考核依据, 这也是应对课程之间缺少联系的一个无奈之举。

　　3.师资力量有限, 教学模式欠佳

　　“园林计算机辅助设计”课程自开设以来, 专职教师仅有一人, 而开设的班级则有 11 个之多。尽管根据专业分为 3 个部分上课, 教师依然疲于应对。由于教学设备的限制, 教室楼的投影仪效果不佳, 坐于后排的学生无法看清。而计算机中心机房房间分散, 各房间计算机数量有限, 无法集中上课。从目前情况来看, 由于学生大多备有笔记本计算机, 缺少去机房实验的动力。

　　综上所述, 当前“园林计算机辅助设计”的教学内容已经与时代脱节, 教学模式存在种种缺陷, 教学效果也不甚理想。学生通过该门课程, 仅仅基本掌握了几个软件的使用, 无法真正利用数字技术进行风景园林规划设计。因此, 园林计算机辅助设计课亟待改革。

　　三“园林计算机辅助设计”课程改革

　　根据我国风景园林教育的现状和未来发展, 园林计算机辅助设计的改革, 应从以下 4 个方面着手:

　　1.课程结构的改革

　　目前仅靠一门计算机辅助设计课来支撑本科阶段的所有数字设计技术教育, 显然力不从心。数字设计技术是一门综合的交叉学科, 它贯穿于风景园林规划设计的所有环节, 而不仅仅是几个绘图软件。根据由易入难、由泛及精的原则, 结合国内建筑院校的相关教学改革,计算机辅助设计课程应拆分成 3 个模块或 3 门课程, 分别在 3 个学期开设。

　　①“数字技术基础”该课程应为必修课, 在大二上学期开课。主要讲授数字技术基础知识, 主要软件的使用, 以及数字技术的最新发展。通过数字技术初步课程教育, 使学生初步认知数字技术对风景园林规划设计的重要性, 较熟练地掌握主要辅助设计软件的使用。该课程应偏向于技术教学, 以提高学生利用计算机辅助设计的基本技能, 为以后的设计课程打好基础。

　　②“数字设计技术与专业设计”该课程应为选修课, 大三上学期开课。此阶段主要的设计课程均已开始, “数字设计技术与专业设计”可以充分与“建筑设计”、“城市设计”和“风景园林设计”课程结合, 采用以“项目和问题为导向”的教学方式, 辅助学生以数字技术解决三大主要设计课程中的各项设计专题中所面对的问题, 帮助建立起理性的设计思维, 并讲授如何利用数字技术分析、思考、解决和表达一个特定的规划设计项目。通过与其他课程的融合, 使数字设计技术的讲授不再与主体课程脱节, 有的放矢, 学生也会有动力和热情去学习。授课的效率将得到极大的提高。这门课程重点解决如何分析设计环境和表达设计理念, 是对上一门课程数字设计技术基础的深化。

　　③“参数化设计和创新数字技术”这门课程应为选修课, 于大四上学期开设。风景园林数字生成和参数化设计是当前国际最前沿的研究课题之一, 数字技术不仅是一种风景园林设计工具, 更是一种新的思维方式。 21 世纪以来, 风景园林数字生成与参数化设计已极大地改变了风景园林的设计思维、流程和成果。它使风景园林规划设计摆脱了以往基于定性分析的随意性和不合理性, 使风景园林与其所处环境因子的结合更为紧密, 功能更为合理, 并产生了全新的空间结构和审美形式。国外许多优秀的设计院校, 均已开展相关的教育和研究。国内清华大学建筑学院、同济大学建筑学院、湖南大学建筑学院、中央美术学院建筑学院等也都开设了此类课程, 多以 studio 的形式进行, 注重学生的独立思考和探索精神。数字设计技术目前迅速发展, 产生了很多新的理论和方法, 如建筑信息模型( BIM) 等。建筑信息模型( BIM) 是近年来才出现并获得迅猛发展的一项建筑数字技术, 这项技术已经成为世界上各大工程软件开发商在开发建筑工程软件时所采用的主流技术。今年住建部发布了《 2011—2015 年建筑业信息化发展纲要》 , 纲要总体目标为: “十二五”期间, 基本实现建筑企业信息系统的普及应用, 加快建筑信息模型( BIM) 、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用, 推动信息化标准建设, 促进具有自主知识产权软件的产业化, 形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业。风景园林规划设计的 BIM 尚处于起步阶段, 但未来将迅猛发展。大四阶段, 学生已经建立了基本的设计思维, 具备了相当的设计能力, 并且面临继续深造或工作的选择。因此, 参数化设计和创新数字技术课程可以 studio 的方式开展, 并不强求所有的学生参加, 而只吸收真正有兴趣、未来有志于数字设计的学生。在该课程中, 以鼓励学生独立思考、积极探索为主, 教师授课为辅, 教师可引导学生, 提出讨论和研究方向, 并辅助解决各类技术问题。

　　通过这 3 个相辅相成的模块化课程, 将使目前的“园林计算机辅助设计”课程结构得到极大的革新和完善, 能灵活地根据学生不同阶段的知识结构、思维特点、课程体系变化授课内容和目的。同时, 将大大加深与其他相关课程的融合程度, 更有效地促进数字设计技术在专业设计课程中的应用, 而专业设计课程也将给数字设计技术课程提供基础课题, 二者相辅相成。

　　2.授课模式的改革

　　当前“园林计算机辅助设计”的授课模式是传统的“集中授课 + 实验”。正如前文所述,由于师资力量和教学设备的限制, 这种授课模式的效果并不理想。且机房上机这种实验方式也有着很多局限。因此, 未来应根据拆分而成的 3 个数字设计技术课程的不同特点, 分别采用不同的授课模式, 以期取得更好的授课效果和效率。“数字技术基础”可采用传统的集中授课模式, 目前学生基本都备有笔记本计算机, 因此, 机房实验的方式可以取消, 学生携带笔记本计算机上课, 教师以投影仪演示, 学生在课堂中即时操作, 以增加学生对于授课内容的记忆。遇到问题时, 当堂随时解决。“数字技术与专业设计”课程, 不宜采用集中授课的方式, 也不应采用固定时间固定地点的授课方式, 而应根据各门主要设计课程的课题开展的进程, 恰当地与这些课程融合, 以贯穿整个学期的讲座和指导的方式进行, 如此才能避免课程之间的脱节和割裂。“参数化设计和创新数字技术”则采用 studio 的方式, 由于只吸收部分有兴趣的、水平较高的学生参加, 教师可以根据学生的不同特点, 因材施教, 并灵活变化研究方向和课题。引导学生以独立思考为主、教学为辅的方式将为学生未来的深造打下良好的基础。 3 种不同的授课模式, 能够使 3 门数字设计技术课程真正适应当代教育的要求, 灵活多变, 从而引发学生的积极性和创造力。

　　3.授课内容的改革

　　将一门课程拆分成 3 门课程后, 授课内容相应得以变化。“数字设计技术基础”以讲授软件操作为主, 并介绍数字技术的基本内涵和意义。“数字技术与专业设计”是有针对性的课程, 根据各设计课程的课题不同而变化, 提出有明确指向性的数字设计策略, 以辅助主要设计课程的教学。“参数化设计和创新数字技术”则以讲授最新的数字设计技术和前沿发展动态为主, 引导学生进行创新型思考。授课内容改革后, 远比当前的“园林计算机辅助设计”课程更为丰富, 体现出“多层面、针对性、高效性和前瞻性”的特点。

　　4.教育理念的改革

　　课程细化之后, 原有的教育理念也需相应变化。目前的“园林计算机辅助设计”课程只注重传授软件技能, 注重实际操作能力, 而对数字时代的设计思维、设计方法和设计流程很少提及。风景园林规划设计是一门融合了感性思维和理性思维的学科, 它是多个学科体系的综合, 是科学和艺术的结合。因此, 在 3 门数字设计技术课程中, 尤其是后两门中, 应当摆脱以往的教育理念, 从讲解“技能”过渡到传授“方法”。在软件教学时, 也应避免只讲软件功能和操作技巧, 要重视对软件背后的运行逻辑以及软件和设计有机结合的系统方法的深入剖析, 以避免学生机械记忆软件功能, 实际却一知半解, 无法举一反三。更重要的是, 通过数字设计技术的 3 门课程, 可培养学生科学分析、精确求解和逻辑思考的设计能力, 建立起理性的规划设计方法。所以, 数字设计技术既应是一门“技术”课程, 同时也应是一门“设计”课程, 更是一门“方法论”的课程。

　　四“园林计算机辅助设计”课程改革的难点

　　“园林计算机辅助设计”课程改革面临的最大难点是如何合理恰当地安排分割之后的 3门课程的课时。由于目前 3 个专业的学时数都已经远超学校规定, 删减课时可行, 增加课时却几无可能。因此, 如何在有限的总课时中挤压出更多的课时, 是需要学院和学校教务管理方共同解决的问题。同时, 3 门课程各自的课时数应为多少, 也需进一步深入研究。其次由于 3 门课程具有不同的授课模式和授课内容, 尤其是“数字设计技术与专业设计”课程采用讲座和课堂指导的方式与各门主要设计课融合, 这就要求打破传统的“定时定点定量”的课程体系, 建立更为灵活的课程安排机制, 而教师和学生“双向选择”的 studio 模式也需要突破传统的教育观念。所以, “园林计算机辅助设计”课程改革, 不仅是对课程自身教学方式和教学内容的改革, 也是对传统课程体系的改革, 能否如此推进, 同样需要学院和学校两级部门的共同协商和努力, 以确定出最佳的模式。再次, 师资力量和设备的不足, 也是课程改革的障碍。分为 3 门课后, 显然需要更多的师资力量, 也需要必要的数字技术实验室来辅助教学和进行相关研究工作, 这就要求更多的资金投入。

　　五结论

　　“园林计算机辅助设计”课程改革是数字时代对于风景园林和园林学科提出的要求和挑战。唯有对这门课程进行彻底的改革, 方能摆脱目前风景园林规划设计教育远远落后于数字时代的现状, 也才能建立与其他学科如建筑学、城乡规划学协同合作、共同进步的基础。该门课程的改革, 对提高学科的核心竞争力, 完善学生的知识结构和设计能力, 构建科学理性的规划设计方法体系具有重要的价值和意义。因此, 尽管面临着种种难题, “园林计算机辅助设计”课程改革势在必行。前文所提的改革方案是否可行, 如何深化完善数字设计技术课程体系, 尚待各界同仁共同探讨。

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