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基于虚拟技术的高校数字景观技术课程体系构建

2024-08-14 45 上传者：管理员

摘要：当今时代，数字景观技术结合设计、规划和技术要素，在城市发展和环境规划中发挥着日益重要的作用。随着技术的进步，尤其是虚拟技术如虚拟现实（VR）和增强现实（AR）的兴起，数字景观技术教育面临着重大的转型机遇。讨论了构建数字景观技术课程体系的策略，包括课程设计的理论框架、虚拟技术与教学内容的整合、适当技术工具与平台的选择、学习活动的创新设计，旨在为高校中基于虚拟技术的数字景观技术课程体系的发展提供指导和参考。

关键词：
学习活动
数字景观技术
虚拟技术
课程设计
高等教育
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在探索高等教育领域的课程体系构建中，基于虚拟技术的数字景观技术教育呈现出前所未有的发展机遇与挑战。随着数字化转型的不断深入，数字景观技术已成为城市规划、环境设计等多个领域的重要组成部分，其融合了空间设计、生态环境、文化艺术等多维度知识，展现出跨学科的综合性特点。同时，虚拟技术如虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合现实（MR）等，由于其强大的沉浸式体验和交互性，为数字景观技术的教学和实践提供了全新的视角和方法。因此，构建一个融合虚拟技术的高校数字景观技术课程体系，可促进教育质量的提升，推动相关领域的创新发展。

1、数字景观技术与虚拟技术概述

数字景观技术集合了空间设计、生态规划、信息技术和艺术表达等多学科知识，在高等教育中扮演着日益重要的角色。它涉及到使用计算机辅助设计（CAD）、地理信息系统（GIS）、三维建模和数据可视化等先进技术，以创造和呈现环境设计方案。这些技术不仅能够模拟和分析真实世界的环境问题，还能帮助设计师在虚拟空间中探索和实验创新的设计概念。虚拟技术，尤其是虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，为数字景观技术的教学和实践带来了革命性的变化。虚拟现实技术通过创建全沉浸式的三维环境，使用户能够在完全虚构的场景中进行交互和体验，而增强现实技术则是在现实世界中叠加虚拟信息，为用户提供增强的视觉体验。这些技术的融合不仅拓展了数字景观设计的表现手段，也为设计教育提供了新的维度。在现代高校教育中，数字景观技术和虚拟技术的应用正在重塑教学方法和学习过程。通过这些技术，学生能够在虚拟环境中进行设计和分析，不仅加深了学生对设计理念的理解，还提高了学生解决复杂环境问题的能力。在虚拟现实环境中，学生可以无缝模拟和测试学生的设计方案，评估不同设计选择对环境的影响。此外，通过增强现实技术，学生能够将设计方案与现实世界结合，从而更直观地理解设计与现实环境之间的关系。

2、虚拟技术在数字景观教育中的应用

2.1 虚拟现实的应用

虚拟现实（VR）作为一种领先的沉浸式技术，在数字景观教育中扮演着至关重要的角色，其通过创造全沉浸式的三维虚拟环境，为数字景观设计的教学和研究提供了一种革命性的方法。这种技术能够模拟真实或想象中的环境，使用户在完全控制的条件下进行交互和体验，从而极大地扩展教育的范畴和深度。在高等教育领域，尤其是在数字景观技术课程中，VR技术的应用不仅局限于传统的教学模式，而且提供了一种全新的、互动性极强的学习方式，使学生能够通过真实感和强烈的体验来学习和掌握复杂的设计概念。虚拟现实技术在数字景观设计教育中的应用，涵盖了从基础设计原理的教授到复杂项目的模拟实践等多个方面。VR技术能够使学生在虚拟环境中直观地学习和理解空间布局、光线影响、材料属性等基本设计元素。通过这种沉浸式学习，学生不仅能够更快地掌握理论知识，还能提升学生对设计在实际应用中的感知和判断能力。在更高级的应用中，VR技术允许学生在无风险的环境中尝试和实现复杂的设计项目。例如，学生可以在虚拟环境中模拟城市规划项目，评估不同设计方案对环境和社会的影响，从而在实际实施前深入理解设计决策的后果。通过监控学生在虚拟环境中的互动和反应，可以更准确地了解每个学生的学习进度和理解程度，从而提供更个性化的指导和反馈。此外，VR技术也为团队合作和协作学习提供了新的可能性。学生可以在虚拟空间中共同工作，无论学生身处何地，都能实时交流和协作，从而促进学生间的互动和团队精神的培养。

2.2 增强现实的应用

增强现实（AR）技术在数字景观教育领域的应用展现了教育技术的创新与前沿发展，通过在用户的现实世界视野中叠加计算机生成的图像、音频和其他感官增强，AR技术为数字景观设计和规划提供了一种独特的、互动性强的展现形式。与虚拟现实（VR）不同，增强现实技术不是替代现实环境，而是在现实世界中增添虚拟元素，为数字景观教育提供一种新的维度，使学生能够在实际环境中实时看到设计更改的影响。这种技术的应用不仅增加了学生与教材的互动性，还增强了学生对于设计如何融入实际环境的理解。在高校数字景观技术课程中，增强现实技术的应用主要体现在对学生设计能力的提升上。通过使用AR技术，学生可以在现实环境中直接观察和分析学生的设计，这种即时反馈有助于学生理解设计决策对真实世界的影响。例如，学生可以使用AR技术来模拟不同植被类型对城市街道的影响，或者评估户外空间布局方案的可行性。这种互动性不仅提高了学生的学习兴趣，而且有助于学生在实践中更好地应用理论知识。增强现实技术在促进协作学习和团队合作方面也具有重要作用。学生可以共同在一个增强现实环境中工作，共享学生的设计理念和方案。这种协作方式不仅促进了学生之间的交流，还有助于培养团队合作能力。通过这种方式，学生可以从同伴那里学习到不同的设计理念和方法，从而拓宽视野。

3、构建数字景观技术课程体系的策略

3.1 课程设计的理论框架

在构建基于虚拟技术的高校数字景观技术课程体系时，精心设计的理论框架至关重要，根据强调通过实际项目的完成来促进学生的学习，使学生能够在解决真实世界问题的过程中学习和应用数字景观设计的原理和技术，如课程设计的理论框架（见图1）。在这种教学模式中，虚拟技术，如虚拟现实（VR）和增强现实（AR），提供了一种强大的工具，使学生能够在模拟环境中进行设计和实验，从而深入理解复杂的设计概念和方法。协作学习理论在课程设计中也占据重要位置，这一理论强调学生之间的互动和团队合作，鼓励学生共同工作，解决问题，并共享知识。在数字景观技术的教学中，协作学习尤为重要，因为在现实中，设计师往往需要与其他专业人士合作，共同完成复杂的项目。在这种教育模式下，虚拟技术能够为学生提供一个共同的、互动的虚拟环境，其中团队成员可以共同探索、设计和评估学生的工作，从而促进学生之间的交流和合作。课程设计应融合认知理论，特别是关于知识构建和技能发展的理论。认知理论强调学习是一个主动的过程，学生需要在接受新信息的同时，将其与已有知识相结合，形成更深层次的理解。将虚拟技术整合到课程中，学生可以通过实践、实验和探索来构建知识，这种方式比传统的课堂讲授更能促进深入学习和理解。

图1 课程设计的理论框架

3.2 虚拟技术与教学内容的整合

在构建基于虚拟技术的高校数字景观技术课程体系中，整合虚拟技术如虚拟现实（VR）和增强现实（AR）与教学内容是一个至关重要的过程，不仅改变了传统的教学模式，而且极大地增强了学生的学习体验和创造力（如图2）。这种整合的核心在于有效地融合虚拟技术的功能与教学目标，以确保学生能够充分利用这些技术来深化对数字景观设计概念的理解和应用。虚拟技术的整合应当着重于提供真实感强烈的互动学习体验。通过使用VR，学生可以沉浸在完全由计算机生成的三维环境中，这使得学生能够在模拟的设计场景中自由探索和实验，从而增进对空间布局、光照效果、材料选择等设计元素的理解。学生可以使用VR技术来模拟不同的城市景观方案，实时观察其对环境和社区的影响。这种模拟不仅增强了学生的设计直觉，而且促进了创新思维的发展。增强现实技术的应用则可以使学生在现实世界的背景下观察和分析学生的设计，根据在真实环境中叠加计算机生成的图像或模型，AR技术可以帮助学生评估设计如何与实际环境相结合，提供了更加直观的学习体验，有助于学生理解设计在现实世界中的应用。

图2 虚拟技术与教学内容的整合

3.3 技术工具与平台的选择

在构建基于虚拟技术的高校数字景观技术课程体系中，技术工具与平台的精心选择是实现教学目标的关键。这一选择过程不仅需要考虑工具和平台的技术特性和功能，还需考量其在教育环境中的适用性、可访问性以及与教学目标的契合度（见表1）。虚拟技术工具的选择应当集中于那些能够提供高度互动性和沉浸式体验的软件和硬件。例如，选择能构建和呈现复杂三维景观模型的先进虚拟现实（VR）软件，以及支持这些软件的高性能硬件，如VR头显和高配置计算机。这些工具应能够模拟真实或虚构的景观环境，允许学生在探索设计概念时进行互动和实验。在软件的选择上，应优先考虑具有强大的设计和可视化功能的专业景观设计软件，如Auto CAD、Sketch Up或者3ds Max等。这些软件不仅能提供高质量的设计和渲染能力，而且通常与VR技术兼容，使学生能够将设计从二维平面转换到三维虚拟空间中进行更加深入的分析和评估。此外，增强现实（AR）技术的应用也不容忽视，特别是能在智能手机或平板电脑上运行的AR应用，为学生提供了更加灵活和便携的方式，可分析学生的设计在现实世界环境中的表现。

表1 技术工具与平台的选择

3.4 学习活动的设计

设计学习活动时，需要考虑如何有效结合虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等技术，以促进学生对数字景观设计原理和实践的深入理解。学习活动设计应注重实现对虚拟技术的直接应用，通过这些技术模拟真实或虚构的景观环境，为学生提供一个互动且逼真的学习平台。利用VR技术，学生可以进入完全虚拟的景观设计环境，进行设计元素的布局和修改，这种沉浸式体验可以增强学生对空间、光线、材料等设计要素的理解。通过这种方式，学生不仅可以从理论上掌握知识，还能通过实践活动加深对这些理念的理解。学习活动的设计应鼓励学生利用AR技术将学生的设计应用于现实世界环境。这种应用可以通过智能手机或平板电脑实现，学生能够在真实环境中观察其设计方案与现实世界的融合。这种实时反馈对于学生理解设计在实际应用中的效果是非常宝贵的，能够提升学生的创造力和解决问题的能力。

4、结语

基于虚拟技术的高校数字景观技术课程体系的构建，不仅是对现有教育模式的重要补充和提升，更是对未来教育和行业发展趋势的前瞻性回应。通过此项研究，可以为高校数字景观技术教育的发展提供理论与实践的指导，同时对于推动相关技术和教育领域的融合与创新具有重要的价值。

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基金资助:2022年度黑龙江省高等教育教学改革研究项目“新时代劳动教育融入园艺专业应用型人才培养模式的研究与实践”(项目编号:SJGY20220480); 2021年度黑龙江八一农垦大学研究生处教学指导项目“农业院校风景园林专业硕士实践能力培养研究”(项目编号:YJG202103); 2022年度黑龙江八一农垦大学研究生处教学指导项目“园林规划设计专题教学案例库”(项目编号:ALK202209);

文章来源:吕海亮,马光恕,翟莹,等.基于虚拟技术的高校数字景观技术课程体系构建[J].现代园艺,2024,47(16):198-200.