工科院校园林植物类课程实践教学改革的探索——以园林花卉实践教学为例

王旭东 吴 岩 方林牧 李红光 李 虎

(华北水利水电大学建筑学院，郑州 450000)

风景园林学升为一级学科后，关于学科建设及教学体系等方面的研究也随之深入与细化。各个高校在风景园林专业教学体系构建方面都在不断开展适合院校自身特色的探索。不同专业背景的院校发展模式和特色各有差异，例如农林类、理工类、艺术类以及综合性院校均开设风景园林学专业，但学科群的建立、师资构成、基础设备条件以及教学体系的构建均有所差异[1-2]。2017年“新工科”概念的提出，也给工科院校的风景园林学建设及教育体系的构建与优化提出了新的要求。园林植物类课程是风景园林专业的核心必修课程群，内容大致涉及观赏植物学、树木学、花卉学、植物景观设计等，有部分工科院校没有做过多的划分，只是简单归纳为“园林植物学”。这一类课程要求学生不仅要具备一定的植物分类学知识、栽培养护类知识以及植物生理生态等理论知识，更需要学生将掌握的理论知识在植物景观规划设计中活学活用。因此，如何高效地开展园林植物类课程教育教学，使学生能够有效地掌握园林植物学相关知识结构和体系，已然成为该领域教学一线的专业教师研究的重点[3-5]。

一、工科院校园林植物类课程教学的特点及存在的问题

(一)工科院校园林植物类课程教学的特点

风景园林学是一门多学科交叉融合的应用型的综合学科，其中涉及许多不同课程体系之间的衔接与融合。不同学科背景下的院校其教学侧重点均有所差异。目前，工科院校园林植物类相关课程教学具有以下特点。

第一，学生的知识储备不足。风景园林专业的学生植物学基础薄弱，学生普遍从未接触植物学、农学、生态学等相关知识，学习难度大，学习兴趣不高，缺乏对植物细致观察的兴趣，有的甚至缺乏对植物生命本身最基本的敬畏和感悟。

第二，课程注重设计与实践能力的综合培养。由于是按照工科院校建筑大类招生的培养体系，风景园林教学因立足于原有的建筑学教学背景，在培养目标上注重学生空间构成方法与营建技艺的基本功，强调设计思维发展、技能训练与表达，以及重视实践应用等，更侧重于规划设计等能力的综合培养。

第三，课程内容具有很强的综合性和应用性。园林植物类课程相对占地较小，多是以植物认知与分类等课程为主，侧重于植物素材的类型和特征的掌握，更偏向于设计应用。但在实际应用过程中，风景园林植物不单是设计中的一个素材，其涉及的面非常广泛且在规划设计领域的影响也很大，远不是一两门核心课程就能够解决的。在对植物分类认知的基础上，还需要将植物美学、生理生态、栽培养护以及设计拓展应用等方面的知识融入到相关的教学内容中。

(二)工科院校园林植物类课程教学存在的问题

1.理论教学内容与实践专题内容结合不紧密

工科院校园林植物类课程教学主要涉及树木学、花卉学、植物景观设计等课程群，彼此之间相对搭接相互融合、联系紧密。然而，由于工科院校侧重于设计应用及工程实践，容易造成植物类课程相对孤立，导致课程内容教学与后期风景园林规划设计各个专题设计相剥离，不能很好地贯穿和渗透到后续的规划设计专题实践课程中，从而造成课程内容结构上无法很好的衔接。

2.理论教学形式较为单一

许多院校在植物类课程相关教学方式上，主要还是以多媒体课堂教学为主。整个教学过程中信息传播量过于庞大，教学过程比较枯燥烦闷，学生注意力不集中，导致学生学习兴趣低下，对知识点的掌握和消化效果不佳。

3.实践教学效果不理想

以往的植物类实践教学多以教师带领学生参观的方式开展，而往往会因为课时量的限制、场地的局限、实验器材及材料的缺乏等因素，导致学生在认知实践过程中难以真正地掌握植物本身的特性以及配置应用的技巧。鉴于此，本文以工科院校风景园林学专业的园林植物类课程群中的园林花卉学相关实践教学为切入点，探讨工科院校园林花卉相关知识的教学方法与实践，改善工科院校园林花卉薄弱的现象，以期进一步提升教学成效。

二、工科院校园林植物类课程园林花卉实践教学模块的构建及应用

有些院校的园林花卉类课程教学是单独开设的，有的学校则是融入到园林植物学课程体系中，参考的书目有中国林业出版社和中国农业出版社的《园林花卉学》(北京林业大学刘燕、华中农业大学包满珠主编)以及中国建筑工业出版社的《园林花卉学》(东北农业大学车代弟主编)。这3本主流教材中，除了各论花卉种类识别以外，还会涉及一些花卉学的生态、生产以及栽培养护等实践教学内容。由于风景园林专业很少接触园林专业课程中的诸如花卉学、生理生态学、栽培学、养护学等相关知识，而这些知识在以后的花境营建以及管养过程中都是必不可少的，因此是很有必要强化和吸收的。以往这些知识主要是以传统的方式灌输给学生，学生对该方面知识的兴趣和领悟能力并不理想。因此，在园林基础教学的基础上，为了加强园林花卉实践教学模块的探索，将花卉素材单体写真实践、花卉个性化栽培实践、花卉生理生态验证实践模块以及花境营建与虚拟体验实践4个实践教学模块融入到花卉教学过程中，从而不断提升学生的实践应用能力，以下主要从这4个方面展开分析和讨论(如图1)。

(一)花卉素材单体写真实践模块

园林花卉有别于园林树木的最大特点在于其宜人的尺度、绚丽的色彩以及多样的形态，且便于观察。受到植物科学画的启发，笔者本着从加强学生绘图设计基本素养和提升审美观察能力的角度出发，在教学中融入花卉写真实践环节。学生在课余做好花卉写真笔记，从整体到局部绘制植物的形态特征，能够有效地强化学生对园林花卉形态特征的认知。对于课堂与认知过程中的园林花卉，学生可以通过钢笔画、水彩等形式及时做好植物写真笔记。整个实践模块会融入和贯穿到园林植物类课程教学的始终。同时，花卉写真也可作为该类课程项目考评的一项重要指标。通过对植物素材的写真和还原，不仅能调动学生的学习积极性、提升主动认知植物的兴趣，同时也为后期花境植物运用提供原始素材。

(二)花卉个性化栽培实践模块

工科院校的园林类专业教学，特别是风景园林专业，对园林植物栽培和养护理论、技术等相关知识的涉及非常有限。同时，学生对偏农林学技术的教学认知淡薄，兴趣匮乏，甚至觉得这些知识与风景园林，特别是与规划设计方面偏离太远。因此，笔者认为在园林花卉教学环节中融入栽培及养护实践模块是很有必要的。相对园林树木等木本植物的栽培环节周期过长不易操作而言，园林花卉的生命周期短且操作相对便捷，融入栽培体验实践模块是可行且很有必要的。

在开课之初，教师会为每位学生选取一个特定的花卉类型(以一二年生和多年生花卉类型为主)，制定每种花卉从播种到结实各个环节的栽培管理措施及方法，并贯穿课程教学的学期始末。学生分别在屋顶花园容器和露地2种不同的生长环境进行栽培，并开展持续、生动的植物生长发育的观测记录实践。这个栽培实践主要是使学生掌握从播种开始，通过定点定期拍照，用物候学的观察方法记录植物发育动态，全方位地认知植物生命个体本质，从而培养学生对植物生命发展全过程的感知。

(三)花卉生理生态验证实践模块

植物生理生态理论及其相关知识主要讲授的是园林植物随环境因子变化而发生的一系列的生理响应及现象。学生以往主要是从课本上获取这些内容，学习反馈比较消极且被动，对植物生理生态缺乏深刻的认知。因此，花卉生理生态验证实践的主要目的是引导学生亲自探索生态因子与植物生理现象之间的关系。园林花卉的生命周期较短，观察周期也相对较短，为该实践环节提供了很好的载体。因此，在设计栽培环节之初，设置不同的生态因子类型和梯度，设置水分组、温度组、光照组、种植密度组等，通过设置不同梯度进行对比实验，记录花卉应对不同生境条件下的生理反应。该实践模块很好地锻炼了学生的观察能力，强化了学生对植物应对自然环境变化的认知，为以后更好地进行园林植物选择打下坚实的基础。

(四)花境营建及虚拟体验实践模块

花境营建及虚拟体验实践模块主要分为花境设计调研、花境手绘设计、花境虚拟现实以及花境实地营建4个部分。

第一，花境设计调研。花境专项调研主要培养学生对花卉材料的应用能力，当然这个教学环节在植物景观设计等相关课程中也会设置。在“花卉学”课程中融入花境设计应用主要是考虑学生对花卉个体获得了清晰的认识，还没有完全遗忘。因此，教学过程中需要趁热打铁，使学生对花卉素材在实践中的体现有更为直观和深刻的感受。

第二，花境手绘设计。这是对花卉单体实践模块的深化。这个环节要求学生依据设计主题和空间环境，手绘出一组简单的花境组合。这个过程主要考察学生对植物空间和色彩的把握，一方面要表现花境设计内容，同时要重点凸显花境组合的群落美学。通过该实践，不仅可以帮助学生巩固花卉学的相关知识，同时能够有效加强学生对所学的理论知识灵活应用的能力。

第三，花境现实虚拟仿真。这个环节主要用于完成常用花境植物的认知及配置应用的仿真实训。花卉虚拟认知主要用于对单独的花卉种类的检索及三维形态的查看，不同的仿真模拟平台都有其匹配的植物资源库。当前，适合园林植物景观设计的有Lumion、3D max、Quest3D、Virtools等软件，但由于大多数软件与专业结合度不高且植物种类细分程度不足等问题，影响了虚拟植物场景的整体效果[7-10]。目前，新兴的光辉城市(Mars)系统及平台在风景园林植物应用领域表现出较大的潜力。Mars系统能够精确地描述植物素材的特征参数，同时，能够利用Mars平台中的植物参数编辑功能更改植物的颜色、季节等参数，多维度地呈现植物形态。通过虚拟现实技术可以强化学生对花卉植物形态特征知识的掌握，同时也能够对植物体量及空间特点有更深入的把握，熟悉不同花卉种类的空间分布情况，掌控合理的栽植密度，体验花境配置完成的空间层次关系。因此，在这个虚拟仿真实践的过程中，需要着重培养学生3个方面的能力。

①花卉尺度的掌控。还原花卉植物素材生长参数，能够反映最接近真实状态的花境效果，花卉的空间尺度参数主要指株高和冠幅。花卉植物的冠幅决定单株花卉的体量，不同体量植株的平面空间参数不同，平面空间和立面空间的参数共同决定了植株的空间尺度。花卉种类繁多，花卉植物素材的生长参数各有不同。植株体量大小及空间组合对植物景观配置及效果会产生重要影响。目前，大多数虚拟仿真软件在处理植株体量大小的过程中，多是根据设计师主观性的臆测，自行缩放来调整合适的比例关系，导致植物形态与结构失真，很难依据植物的生长属性做到真实的反映和模拟。因此，在模拟花境效果时，首先要依据花卉的生长习性进行平面和立面的定量化模拟，再利用虚拟软件营造花卉的实际空间效果，做到有据可依、有的放矢。

②种植密度的模拟。花境设计多是以组团的形式出现，以单位空间(面积与体积)内的花卉种植数量为依据。而很多学生包括设计师等大多是依据经验或估测来确定花境中的种植密度。因此，虚拟现实技术使该设计环节变得更加直观。学生在前期模拟中掌握了花卉素材的体量与尺度(如图2)，能够直接为下一步骤中单位空间内的密度控制提供客观依据。在学生模拟训练中，可以以1 m2为基本单位的团块种植为例，进行定量化模拟设计，确定花卉材料的最佳密度，有助于营造长势良好的花境景观。在模拟实践中，学生能够精确地定位植物和设计尺寸，构建三维可视化的花境模型(如图3)。

图2 Mars系统花卉植物素材株形及尺度转化图示

图3 Mars系统单位面积花卉种植密度图示

③季相动态变化的考虑。丰富的季相变化和持久的观赏期是花境动态变化的重要内容，能够很好地体现植物景观的时效性。以往的静态效果图都是集四时于一景，浓缩了植株最完美的时刻，但却无法真实地展现植物景观变化的实质。如何配置出四季有花的花卉景观，需要学生充分考虑花卉材料的花期变化特征。这个实践环节也可以借助虚拟现实来验证。目前，很少有平台或软件能实现对植物季相动态变化的仿真模拟。因此，基于Mars平台的虚拟现实技术可以实现部分植物素材花期之间的更迭变化，使学生直观地感受花卉四季变化之景，是虚拟现实技术在花境设计教学与实践应用中的主要方式。

第四，花境实地营建。这个环节是对前期花境手绘设计和虚拟模拟的一个反馈，可以通过2种教学形式展开。第一是基于学生前期栽植的花卉种类，后期通过组合的形式搭配出来一个花境形式。第二是基于一些花境实际项目，前期通过设计和虚拟仿真模拟，最后再到实际落地，通过实际项目操作提升学生对花境设计的把握能力。教师及所在院校可以通过校企合作的模式共同拓展项目，带领学生在项目实践中反哺教学。

三、工科院校园林植物类课程园林花卉实践教学模块的应用效果

通过融入以上实践教学模块，园林植物类课程教学效果得到了明显提升，进一步提高了学生对课程教学的满意度，有效地培养了学生的实践应用能力。

第一，花卉素材单体写真实践模块，使得同学们的植物手绘水平得到了大幅度的提升，为后续的植物景观设计课程以及风景园林规划专题设计奠定了良好的基础。学校定期举办的植物科学与艺术绘画展览，很好地调动了学生参与的积极性。

第二，花卉个性化栽培实践模块，强化了学生对植物生命个体本质的全方位认知，培养了学生对植物生命发展全过程的感知。在实践过程中，学生对植物保护的责任感和使命感也被充分地调动起来，兴趣更加浓厚。同时，由于每个学生栽培的花卉植物种类不同，学生们也会互相“攀比”，学习兴趣和积极性更加高涨，通过互相交流加深了对不同类型植物的认知。

第三，花卉生理生态验证实践模块，教会了学生认识自然生态的力量，培养了学生的观察能力和实验能力，特别是强化了学生对植物应对生境变化的认知，让学生们了解了在城市复杂的环境中如何选择和配置植物。

第四，花境营建及虚拟体验实践模块是一个终端输出环节，与后期设计课程紧密衔接。该环节能够集中反映学生对前期植物学相关知识的掌握程度，很好地锻炼了学生的设计实践能力。

总体来说，工科院校普遍存在园林植物类相关实践教学较为薄弱的问题，特别是在植物应用实践方面。为了弥补工科院校园林植物相关教学体系不够系统以及知识储备薄弱的问题，文章以园林花卉实践教学模块为例，从花卉素材单体写真、个性化栽培、生理生态验证、花境设计应用4个实践模块探讨了工科院校园林花卉实践教学方法。其主要目的在于强化花卉学理论知识的同时，注重学生的参与感与体验感，提升学生的学习兴趣，锻炼学生的动手操作能力，培养学生的植物观察与认知能力，加强花卉植物的综合运用能力。通过融入实践教学模块，丰富了专业教师的教学方法，提高了实践教学质量，培养了学生的学习兴趣，强化了学生对植物生命的感知能力和植物设计应用的综合实践能力，有效弥补了工科院校植物知识相对薄弱的问题，进一步提升了园林植物类课程的教学效果。