风景园林参数化设计教学改革探索

摘要：传统风景园林规划设计教学，以教师传授设计经验为主，教学具有主观性、模糊性、随意性。从参数化设计思维的转变、参数化教学体系的构建、参数化试验平台的建立3个方面，探讨如何将风景园林参数化设计引入教学，从而实现教学方式方法和思维的变革，以提高设计教学效率与科学性。

关键词：风景园林；参数化设计；教学改革

在数字时代背景下，数字技术已渗透到风景园林学科教学、科研、专业实践的各个领域，并带动学科研究和专业实践模式不断实现新的发展[1]。高校作为培养风景园林人才的机构，需要改变传统教学方式，以适应社会发展。参数化设计是借助计算机快速处理复杂信息的能力，通过强调对事物分析的客观性和理性，以提高使用者严密的逻辑思维和对事物的清晰认知。将参数化设计引入风景园林教育中，培养对场地分析的严谨性，提升解决场地问题的合理性。改变传统以“经验”为主的教学模式带来的模糊性，培养学生严谨的学风和清晰的逻辑思维，从而培养符合数字时代需求的景观人才，推动风景园林学科发展。

1国内外参数化设计教学的现状与趋势

国外早有知名高校开设专门的课程，探讨参数化设计方法。英国建筑联盟学院，在其研究生景观都市主义课程中，提出“场地模拟——确定原型———原型增殖蔓延———场地适应性评估反馈”的“参数化规划”方法，进行风景园林规划教学[2]。在瑞士苏黎世联邦理工学院，克里斯托弗·吉鲁特教授成立了风景园林可视化及建模试验室，同学生一起探索出一套适用于风景园林专业的计算机辅助技术和软件，并坚定认为参数化设计不是简单地应用软件，而是借助软件分析，获得更科学的解决问题的办法，设计师应善于应用软件，但不能被软件所绑架[3]。哈弗大学StephenErvin教授，受到BIM和地理设计思想启发，提出景观信息模型（LIM），成立哈佛GSD制造试验室，以辅助学生进行参数化试验，让学生学习一系列前沿数字化软硬件应用和开发技术[4]。我国同济大学自1994年以来，一直改革数字景观技术相关教学，针对风景园林专业，开设《计算机图形学》《数据库园林及应用》《数字景观技术及应用》等课程。东南大学在风景园林规划设计教学中，引入参数化方法，自2012年起在本科四年级《景园规划设计Ⅲ》课程中进行多年教学试验，探索出一套风景园林参数化设计教学方法[5]。北京林业大学蔡凌豪老师，致力于探索风景园林参数化设计，带领学生进行实践性项目应用探索。综上所述，国内外不少名校已将参数化设计引入风景园林规划设计教学中，并成为教学改革的主要着力点，为风景园林学科发展探索了新的方向。但目前这些改革仅限于一流高校，中西部地区高校，无论是在参数化教学设施配套上，还是师资力量、教学模式更新上，都还急需探索，并结合自身学校特征，摸索改革路径。

2参数化设计教学优势

规划设计类课程是风景园林学科的专业核心课程，兼具科学性、艺术性，传统造园理论提出“造园有法、法无定式”，强调风景园林规划设计的创造性，这就要求师生同时具备感性认知与理性分析的能力。但在传统教学中，艺术性、创造性成为难以把握的度，给教学带来模糊性、主观性、随意性，使“法无定式”变成“没标准”，从而导致学生创意不足或创意过度，教师也只能以经验式教学作为引导，十分不利于风景园林学科的发展。随着社会高速发展，风景园林学科研究范畴越来越大、越来越综合，传统风景园林规划设计教学方式已无法满足社会应用需求，教学方法改革迫在眉睫。参数化设计的优势在于，可通过参数改变模拟生成，优化设计方案，结合可视化、可变化，让方案形成可模拟、可修正，且整个过程清晰可见，从而提高设计方案的科学性、合理性，减少设计过程中对主观经验和感性认知的依赖。学生容易形成直观认知，在尚无设计经验的前提下，合理预判设计成果，提高教学效果，从“传授经验”变为“解读规律”，实现教学改革。

3参数化设计教学改革内容

3.1参数化设计思维的转变

参数化设计教学难点在于设计思维的转变，从传统“经验思维”转变为“规律解读思维”。传统设计构思，主要依据经验判断，具有主观性、不确定性，这对初学者、经验不足者难以拿出有效方案，同时，设计教学中的设计灵感也难以在教学中教授，尤其不易将设计构思的推导过程清晰告知学生。参数化设计思维坚持以问题为导向，通过客观分析问题，提出解决方案，而这个方案在形成前也可通过参数设计进行模拟，确定方案的可行性，让学生建立理性设计逻辑。因此，参数化设计的逻辑在于将设计问题转化为计算规则。设计逻辑的构建首先从研究场所问题开始，通过参数变量，加入设计诉求，由此建立分析问题———提出问题———解决问题的设计逻辑，使客观问题得以准确解决，从而将“经验学习”变为解决“场所问题”，以实现教学设计思维的转变。该过程需循序渐进，分阶段推进，既要尊重客观问题，理性解决，又要在解决过程中，充分发挥大脑创新创意能力，让设计作品获得持续生命力。

3.2参数化教学体系的构建

3.2.1参数化语言课程设置。参数化设计引入风景园林规划设计教学中，最关键的问题在于参数语言的学习，将传统风景园林设计要素转变为计算机可识别的参数语言。然后通过设定参数和规则生成设计，开设《风景园林参数设计语言》《风景园林参数化设计软件应用》等课程，从而利用参数化技术设计风景园林。3.2.2场所信息提取试验。参数化设计依据对场所信息的客观分析，通过试验平台，提取和分析场所数据信息。利用Arcgis及插件，分析土地利用、土壤、地形等信息；利用Flow3d、Xflow、Urbanwind软件，分析水、风等流体信息；利用Fragstars、PC-ORD软件，分析植物群落和生态效能；利用Depthmap软件，测评和量化空间；利用Ecotect、Vasari软件，分析建筑节能、舒适度等。只有充分量化场地信息，才能提高参数化设计质量。3.2.3方案推敲互动教学。参数化设计优势在于可视、可变，在已建构的模型上，通过重设参数，目睹方案推敲和优化过程，将这个环节引入课堂，师生一起探讨，得出最优方案，提高教学效率。学生既能从方案推敲中，强化设计思维推导，更能快速吸收教师经验。例如，师生通过一起重设溪流的流速、流量、河床容积、石块大小等信息，测定溪流水花纹理、水流声音、跌落景观，并推演出最佳溪流景观形态，教学效果更直观，也更生动有趣。3.2.4虚拟仿真试验教学。建立虚拟仿真试验室，将设计推敲过程和最终设计成果，以动态视觉图形式展示出来，并通过直观感受发现问题并反馈修改意见。虚拟仿真试验教学强调“能实不虚”，将园林空间或单体进行虚拟仿真，形成实景再现，能及时发现设计中的弊端，形成设计全过程的可视化。虚拟仿真试验教学，通过直观形象，变“被动”为“主动”，弥补传统设计教学方法的不足，并激发学生兴趣，培养学生创新意识。通过构建学生和先进技术、社会实践之间的桥梁，实现高校教学与新兴技术的对接，为培养适应数字化社会需求的风景园林人才提供平台[6]。

3.3参数化试验平台的建立

3.3.1参数化试验需配备的软件工具。包括前期分析评价软件、设计推敲软件、模型生成软件。（1）前期分析评价软件有：GIS，用以分析和评价土地利用、土壤、地形、各类城市及绿地；Flow3d、Xflow、Fluent、Urbanwind、Vasari，用以分析水文、大气等流体；Fragstats、PC-ORD，用以对大尺度风景区域进行生态效能分析；Depthmap，用以分析空间；Processing、Netbgo、Swam，用以分析交通及行为活动；Ecotect、Vasari、IES、Urbanwind，用以分析风景空间舒适度；Revitstucture、Solidworks、Sap2000、Robotstructuralalnalysis，用以分析风景园林建筑结构。（2）设计推敲软件有：Revit、Archicad、Intentor、Civi3d、DigitalProject等，直接对几何体进行驱动控制软件。Dynamo、Grasshopper等图形脚本参数工具，对图形化节点模块进行组织设计逻辑。（3）模型生成软件有：Rhino、Sketchup等三维建模软件，这些软件本身不具备参数化建模方法，但可与参数化软件连用，实现模型的构建和推敲，如Grasshopper可为Rhino提供图形参数化建模功能[7]。3.3.2参数化试验需配备的设备。为采集规划设计前期数据，建立数字景观试验室，需具有移动式气象站、固定式大气温湿度记录仪、土壤温湿度记录仪、热成像仪测温仪、手持风速仪、室外空间质量检测仪、积分式噪音计、手持式电子显微镜、便携式多参数水质分析仪、头戴式眼动仪、面部表情识别模块、色彩检测仪、校色仪、三维激光扫描仪等仪器设备，以获取更多精准的场地信息。

4结语

通过参数化设计教学，可实现学生设计思维的优化，让分析问题更客观、解决问题更直观；优化学生设计成果，让设计成果更具创新性、可行性；教学方式更灵活，教师可全程介入学生设计过程，共同探讨，从而增强师生互动性。风景园林参数化设计教学改革的目的：一方面，在于希望学生掌握参数化设计的思维和方法，应用参数化技术，进行优秀的规划设计，以适应数字时代需求；另一方面，提升教学效率，让风景园林规划设计更具科学性、艺术性、创造性，减少教学经验性、主观性、随意性，培养学生讲科学、重规律的严谨学风。但在教学过程中，教师要把握导向，避免学生追求酷炫的设计效果，缺乏对实际问题的解决，出现“手比脑快”的浮夸设计。强调设计是人脑对场地问题的思考和解决，软件只是辅助解决问题的手段，同时，参数化设计学习，不仅是简单学习软件，而是打破传统教学方法，让设计思维变得“可视可教”。

作者：周静帆 刘昕岑 李煜 单位：西南林业大学园林园艺学院