《环境生态原理》教学中的特点与教学改革探索/张露思

《环境生态原理》教学中的特点与教学改革探索

张露思

哈尔滨工业大学

张露思,博士,副教授,硕士生导师,研究方向:景观生态技术,污染环境生态修复

摘要:通过对哈工大风景园林专业本科三年级专业必修课《环境生态原理》的教学改革,在强调人类对环境的影响以及解决这些问题的生态途径,运用生态学理论结合生态设计的基础上,在教学环节中融入生态学的基础实验,要求学生通过实验,熟悉和掌握若干生态因子的测定原理和方法,熟悉生态学生态因子测定的基本仪器的使用方法,了解生态因子的变化规律和作用特点,熟悉和掌握生态学研究的一般仪器设备的使用,掌握生态学一般实验技能和方法,从而巩固课堂学习,提高学生的动手能力、分析能力和创新能力。

AbstractThrough the teaching reform in Environment and Ecology Principles of the junior majoring in landscape architecture of Harbin Institute of Technology, emphasis on the influence of human beings on environment and the ecological approaches to solve these problems, and based on the application of ecological theory with the ecological design, the paper blends basic experiments of ecology into the teaching, and requires students to be familiar with and master the measurement principles and methods of various ecological factors, be familiar with the usage methods of basic instruments in ecological factor measurement, know the changing rules and effect characteristics of the ecological factors, be familiar with and master usage of ordinary instruments in ecological research as well as ordinary experiment skills and methods of ecology through the experiments, in order to consolidate the course learning and enhance the manipulative ability, analysis ability and innovation ability of the students.

关键词:环境生态原理;基础实验;实验技能

Key WordsEnvironment and ecology principles; basic experiment; experiment skills

随着工农业的迅速发展以及人口的快速增长,诸如全球气候变暖、生物多样性减少、蓝藻水华与赤潮、重金属污染等全球性环境问题相继出现,并呈恶化趋势,全球环境生态问题倍受关注,加强环境生态教育已在全世界范围内越来越受重视。为强化环境教育,很多高校的风景园林学科开设了环境生态保护类必修课程,《环境生态原理》为其中课程之一。

1、课程简介

《环境生态原理》是风景园林专业的专业基础课和核心课程。培养的是从事景观规划设计及其相关行业的专业人员的必备专业知识基础。《环境生态原理》是伴随着环境问题的出现而产生和发展的新兴的综合性学科,是一门运用生态学理论,研究人为干扰下,生态系统内在的变化机制,规律和对人类的反效应,寻求受损生态系统恢复,重建和保护对策的科学。该课程注重生态学基本原理与水质、土壤、室内外空气检测实验相结合,并与生态公园设计、庭院设计等设计课程实际应用相结合,介绍了生态学的基本理论,重点介绍生态系统生态学;阐述了生态系统服务、人为干扰对生态系统的损伤、生态恢复、生态系统管理及可持续发展理论等。学生初步熟悉、掌握并利用环境生态原理及方法,进行专业调查、分析、研究、评价、决策、规划及设计。

2、课程特点

目前,在高等学校风景园林专业中的《环境生态原理》的教材相对较少,主要有盛连喜主编的《环境生态学导论》等教材。该门课程主要靠任课教师自己组织和收集资料改编的教材,教师的自主性较大,因此《环境生态原理》具有综合性强、知识面广、实践性强等特点之外,还具有其特殊性:

第一,作为必修课的课时较少,仅16课时,该课程不可能像环境类专业学生一样,每一个环节和每一个知识点都详细的讲解。因此需要对主要内容和重点知识点重点突破。

第二,作为风景园林学科中的环境生态类课程,其内容相对自由,可以结合其它设计课程中所讲到的案例进行讲解,同时涉及到环境生态方面的知识都可以作为讲授的内容,但是作为一门学科,还需要有一定的连贯性和整体性,没有统一的教材和讲解内容,而且《环境生态原理》是一门综合性的课程,涉及面较广,强调的是一种宏观的思想和整体性、统一性的思维,需要学生有较强的逻辑性,这些都给授课老师更大的挑战。

第三,《环境生态原理》更应该注重该学科的应用性,但是应用是建立在基础理论之上,因此需要权衡基础理论部分和应用部分的比例,更好的提高学生的积极性和创新性。

第四,在《环境生态原理》这门课程中加入基础实验环节,使风景园林学科的学生将实验数据作为景观设计的技术支撑,从而达到所做设计有理有据的目的。

3、教学实践的探索

只有充分掌握《环境生态原理》课程的特点,同时了解学生学习《环境生态原理》的心态,才能够真正的提高《环境生态原理》教学质量,取得较好地教学效果。为了达到这些目的,我们从教学内容上和教学手段上对《环境生态原理》进行了创新和探索。

3.1 教学内容上探索

3.1.1 结合实际,合理选择教学内容。

《环境生态原理》的内容其实包括生态学的基础知识和理化实验两部分。学习《环境生态原理》就是学会如何利用生态学知识解决当前的生态环境问题。为了学生较好地掌握环境生态原理的基础知识,需要授课老师结合专业特点精心组织教学材料,适当取舍和补充教学内容。建议授课教师选择一本难度和深度恰当、条理清楚、深入浅出、容易理解的教材为基准,结合个人的实际科研工作组织材料编写环境生态原理教学教材。这样既确保学生掌握《环境生态原理》的基本理论、基础知识、基本技能,又能够掌握和了解环境生态原理最新的动态和研究热点,更容易吸引学生的眼球,更能够保证学生的出勤率和学生学习的积极性,保证课堂教学的质量。增加理化实验环节是为了让学生在学习好理论知识的基础上,通过实验熟悉和掌握若干生态因子的测定原理和方法,熟悉生态学生态因子测定的基本仪器的使用方法,了解生态因子的变化规律和作用特点;熟悉和掌握生态学研究的一般仪器设备的使用,掌握生态学一般实验技能和方法,从而巩固课堂学习,提高学生的动手能力、分析能力和创新能力。

3.1.2 注重实践,提高解决问题的能力。

任何一门课程最终目的都是要学以致用,真正的将学习到的知识贯串到生产实践中,解决面临的实际问题,才算达到目的。因此加强实践环节教学对于提高学生理论联系实际的能力极其重要,联系实践活动使学生通过运用环境生态原理知识解决实际问题。该门课程要求风景园林专业的本科学生在上好理论课的同时,须重视与实际联系进行教学。要求学生做到了解近代环境科学的发展、环境问题的产生发展、我国存在的环境问题;掌握生态学基本知识、环境因子、生态系统、生态工程等知识;学会用生态学观念来分析、解决环境问题。

而实际上环境生态原理教学中即使增加了理化实验内容,但往往缺乏相应的实践环节。在课堂教学中需要恰当引入学生熟知的生产和生活实例,这也对教师提出了较高的要求,需要有一定的实践经验。因此建议该门课程授课老师能够结合实际科研工作,通过专题讲座、工程案例、科研工作图片展示等贯串到教学中。这样,既注重了实践,教学内容也不是生搬硬套,学生学习的积极性和学习兴趣很快提升,学生解决问题的能力也得到提高,也能够收到较好地教学效果和教学质量。

 

基金项目:黑龙江省高等学校教改工程项目(JG2014010726)

 

基于城市绿色基础设施理论的《景观游憩原理》课程教学研究/冯瑶 张露思 刘晓光

基于城市绿色基础设施理论的《景观游憩原理》课程教学研究

Teaching Research of Undergraduate Course “The Tourism and Recreation of Landscape” Led by the Notion of Urban Green Infrastructure Planning

冯瑶/ FENG Yao ,张露思/ ZHANG Lu-si,刘晓光/ LIU Xiao-guang

哈尔滨工业大学建筑学院

School of Architecture, Harbin Institute of Technology

基金项目:

国家自然科学基金“基于虚拟仿真技术的城市公共空间安全疏散模型研究”(编号51208135)资助;黑龙江省自然科学基金“基于虚拟仿真技术的城市开放空间应急疏散模拟系统的关键问题研究”(编号QC2011C098)资助;黑龙江省高等教学改革项目(JG2014010726)资助

摘 要:

哈工大风景园林专业本科三年级核心课程《景观游憩原理》在教学设计中,尝试结合风景园林研究国际前沿的城市绿色基础设施(UGI)理论,在强调绿色基础设施的生态服务功能及功能多元化的基础上,兼顾人类和生态系统的可持续发展,结合场地特点强调游憩功能、安全疏散功能和历史文化遗产保护功能,构建基于绿色基础设施的复合型康体游憩空间网络。在教学中采用开放型教学、研究型教学和理论实践结合型的教学模式,复合型教学模式,通过场地调研和场地生态空间环境构建实验等情景式互动教学环节充分调动了学生的学习积极性,起到提升教学质量与效果的作用。同时,在教学过程中持续更新教学内容及强调教学实践环节,这一系列教学改革措施的实施取得了初步成效和良好的教学反馈。

关键词:城市绿色基础设施理论,康体游憩空间网络,GI的生态服务功能,景观游憩原理

1 引言

美国从20世纪90年代开始的绿色基础设施(Green Infrastructure,简称GI)研究,在实践中得以不断发展。2006年的“西雅图绿色未来研讨会”提出了城市绿色基础设施(Urban Green Infrastructure,简称UGI),即所有能提供多种服务功能,同时提升人类及其生存环境质量,位于城市内部、外围或之间,生态或低影响的,自然、半自然和人工的生命支撑网络系统[1] 基于“城市之绿”(Greening of the Cities)国际学术研讨会总结了城市绿色基础设施在不同尺度下的实践活动及其生态服务功能。生态系统服务是指人们从生态系统的获益,包括供应服务(食物和水),调节服务(如洪水、干旱、土地退化和疾病),支持服务(土壤形成、养分循环)以及文化服务(游憩、娱乐、精神、宗教和其他非物质利益)。生态系统服务的变化影响人类福祉诸如安全、生活所需、健康、社会文化关系,反过来,这些福祉成分也影响到人的自由和选择[2]。

2 教研目标及内容

2.1 教学目的

哈尔滨工业大学风景园林专业本的教学重点之一是对学生进行城市宏观层面上的景观生态规划能力培养[3]。《景观游憩原理》是开设在风景园林专业本科三年级的核心理论课程,以游憩学和游憩生态学的理论框架为依托,综合景观规划与设计、旅游学、环境行为学、地理学、防灾学等交叉学科理论,同时立足于人类和生态系统的可持续发展,系统学习基于城市绿色基础设施理论的不同尺度的城市康体游憩空间网络的构建方法及其相关理论。课程目的是在学习绿色基础设施规划相关理论知识的基础上构建基于UGI生态服务功能的城市康体游憩空间网络,并通过实践教学环节完成对其空间分析与评价,培养学生建立兼顾人类福祉与生态系统的可持续发展规划理念和能力以顺应社会和时代的发展需求。

2.2 教学特色

2.2.1 研究对象

研究对象是哈尔滨市马家沟河(秋林商圈部分)沿岸地带。马家沟河形成的水系网络是哈市主城区生态格局的重要组成部分和主要景观“源”,其沿岸有哈工大科技园和儿童公园两块大型绿色斑块则分布在场地两端。然而,从场地总体角度出发,场地内部的绿色斑块数量严重不足,破碎程度较高,连接度较差,而且严重缺少适宜居民从事户外游憩活动和社会交往、应对突发事件疏散的各类公共空间。因此场地内部无法实现调整微气候、减弱“热岛效应”、雨洪等自我调节的生态功能,缺少连接区域内部及其他区域的绿色基础设施的功能,更加缺少场地内部的景观、文化、游憩、健康、安全等生态服务功能。

2.2.2 UGI理论基础

基于UGI理论选取滨水区与河道岸带(Urban Waterfront and Riverside)、绿色廊道(Urban Green Corridor)、绿色斑块 (Urban Green Patch) 作为城市绿色基础设施的重要要素,并提出三者交汇或重叠处的GI网络节点在UGI规划中具有举足轻重的作用,应进行重点研究和分析。

1)滨水区与河道岸带

选取秋林商圈部分的马家沟河沿岸地带,其规模尺度较大,具有水体净化、生物栖息、雨洪调节等功能,同时兼具为人类提供游憩、文化、娱乐等多重功能;

2)绿色廊道

选取道路和铁路两种类型廊道,具有连接绿色空间的功能,兼具生态功能和连接自然遗址、文化景观和风景名胜的功能,也是提升周围的环境质量的一种生态资源;

3)绿色斑块

选取儿童公园、工大一校区和工大科技园等人工建设的大型绿化带作为大型斑块、而其他类型斑块为分散在地段内的各类型公园、广场、绿地以及各类校园等。各类承载着多种功能:如调整微气候,减弱“热岛效应”,净化空气、水质,营造社交空间和户外游憩空间,促进居民身心健康,促进城市旅游业发展等作用。

4)GI网络节点

马家沟河沿岸地带与各种类型廊道、斑块之间交汇形成的GI网络节点,在微观层面发挥游憩、安全、生态等作用,通过人工途径构建GI网络节点,可以提高整个GI网络的完整度、连接度、可达度。

2.2.3 绿色基础设施的生态服务功能

本课程对于城市康体游憩空间网络的主要生态服务功能要求如下:

1)生态功能

掌握场地内部绿色斑块的现状的基础上,对所存在的问题进行分析(可选景观多样性分析、斑块数破碎化分析、场地内均匀度指数分析、场地内优势度指数分析等方法),旨在发现在构建场地康体游憩空间网络所面临的问题,解决场地与城市尺度、区域尺度的GI网络的连接作用;

2)康体游憩功能(含休闲、运动、治愈、娱乐等功能)

微观层面:确定场地内部具有较高代表性的游憩资源及其现状(包括类型、分布、面积、辐射半径及其相关设施等);确定场地内部适宜营造户外游憩、娱乐、社会交往以及促进居民身心健康和旅游业的发展的绿色斑块及节点,构建微观尺度的康体游憩网络在构建城市尺度的康体游憩网络中发挥的作用;

3)安全功能(应对突发事件的防灾避难功能)

微观层面:场地内部的防灾避难场所现状,包括类型、分布、面积、辐射半径及其相关设施是否满足场地内部市民的紧急避难需求以及存在哪些问题;场地内部的防灾避难系统构建在中观、宏观层面的防灾避难系统中的职能、作用以及面临哪些问题等;

4)历史文化遗产保护功能

确定场地内部具有较高代表性的文化遗产资源的现状(包括类型、分布、及附属设施或绿地等情况)及问题;对于构建微观层面、中观层面和宏观层面的康体游憩网络的作用。

3 教学实践

3.1 教学难点

1)缺乏相关理论知识和实践案例。目前,国内外关于城市绿色基础设施的生态服务功能方面的研究尚处于发展阶段,尚未形成十分完整的理论体系,要求课程内容需要及时更新和补充。本课程参考了美国的绿道理论与“西雅图模式”、新加坡的绿道理论与模式等相关研究及案例。

2) 缺乏可参考的教学模式和教学经验。虽然有我校关于《城市绿色基础设施规划》课程的教学研究可供借鉴,但是设计课程与理论课程的差异较大不能全盘照搬。本课程是整个课程体系中连接理论知识与设计课程的承上启下环节。因此对课程内容、教学设计等方面进行了改革与尝试具有重要意义。

3.2 教学模式

针对课程中的教学难点与目标要求,本课程提出了开放型教学、研究型教学和理论实践结合型的教学模式。

1) 开放型教学

针对城市多样的生态服务功能,教师指定若干个设计专项供学生选择,通过小组合作形式让学生对地段进行调研,结合所掌握的理论,确定研究目标与主题。开放式教学符合UGI的综合多学科的特征,增加了师生之间、学生之间的互动交流,充分调动了学生的自主学习的积极性。

2)研究型教学

由于UGI领域的研究在不断地更新和发展,在调研和案例分析阶段,要求学生围绕研究主题进行大量的参考书和文献的查阅,建立课程案例和相关资料库。这个教学环节,一改传统的被动式教学,增加了学生及师生之间的互动学习和交流的机会,同时在师生之间实现资源共享,顺利实现研究的教学目的。

3)理论实践结合型教学

通过生态环境建构和生态环境模拟两个实验,完成指定场地的生态、游憩、防灾避难、历史文化等各系统的数据采集,利用GIS、Stphmkre等软件进行数据分析,并通过VR系统还原场地的三维立体空间环境,然后根据各组的研究主题进行康体游憩网络空间分析与评价。在教学实践环节引入生态实验,不仅改变了理论教学的枯燥,增加了教学的趣味性,在教学中实现理论与实践的有机结合,更好地实现教学目的。

3.3 教学成果

教学中我们始终强调生态建设和城市发展是紧密结合的一个整体。根据课程要求,学生们划分为7组针对不同场地进行了基于UGI生态服务功能的城市康体游憩空间网络构建,并通过实践教学环节完成了对其规划空间的分析与评价。在坚持生态服务功能为主体的前提下,每组根据场地自身特点,确定了研究主题和研究方向。作为一次教学尝试,各组作业体现了不同视角的研究成果。在满足城市居民的生理、心理健康需要、公共安全等日常活动需求的基础上,考虑兼顾经济发展需求和容易被忽略的美学、文化以及公众参与(教育)等精神需求,实现场地的最佳UGI的生态服务功能,促进微观尺度的城市和人类的可持续发展。

 

4 总结

通过课程教学和实践教学,学生们掌握了相关的UGI规划、景观游憩学、景观生态学等国际前沿理论,能够灵活运用所学知识综合解决场地面临的兼顾安全与康体游憩功能的GI网络构建,综合规划能力有显著的提高。在课程结束后,对同学进行了教学效果的问卷调查,积极了解教学的反馈信息(表1)。问卷针对教学质量、教学内容、教学方法与教学改革效果四个方面设计了8道问题。90%以上的同学对开放式教学、研究式教学和理论实践结合型教学给与了好评;认为不断学习和汲取国际前沿研究成果对教学有帮助的占8成以上;大多数同学对团队合作表示认同;认为该课程对景观规划与设计的认识与理解起到很好效果的占90%;教学改革难易程度和课程教学效果的好评价占8成左右。

 

编号       问   题         景观专业
1 开放式教学:教师不限制固定的设计地段与设计主题的效果 90%
2 研究式教学:通过小组讨论确定设计主题,并进一步深化与细化方案的效果 90%
4 理论实践结合型教学:引入生态学实验对开阔思路、促进方案深化和检验理论的效果 90%
5 团队合作:小组合作确定设计主题和探讨的效果 88%
6 学习和汲取国际前沿研究成果对教学有帮助 84%
7 对教学改革难易程度的评价 86%
8 对课程教学效果的总体价 88%

 

总体而言,课程很好地完成了教学目标和教学要求,取得了初步的成果,同时也发现了一些问题和不足。

1)理论课程之间的衔接性不够,导致学生的知识储备存在断层。应进一步针对性地指定需要掌握的经典理案例、论文资料和相关知识点,提前完成GIS等技术知识储备以保证教学效果。

2)实践学时不足,除了课程实验外,学生没有检验所学理论知识的机会,无法对学习成果进行深度理解和思考。有些同学反映刚刚进入状态,课程就结束了。这个问题有待在培养方案修改是进行调整。学习西雅图模式,在规划阶段广泛听取包括具备专业知识的教师和学生在内的各类人士的声音。增加实际演练机会,可以增加学生的学习积极性。

3)有些学生缺乏自主学习和互动学习积极性。有些学生缺乏和其他组员及老师的沟通,无法形成统一意见,导致规划方案中出现这样那样的问题。针对这些问题,我们认为景观和生态教育需要体系化的课程,内容需要全面合理,时序也需要科学安排。

 

《景观游憩原理》课程中尝试结合风景园林研究国际前沿的城市绿色基础设施(UGI)理论的教学研究,通过对UGI理论的细致梳理,确定适合课程目标的研究方法,采用开放型教学、研究型教学和理论实践结合型的教学模式,持续更新教学内容及强调教学实践环节等一系列教学改革措施的实施取得了初步成效和良好的教学反馈。由于实践经验不足,在教学中尚存不足,努力在今后的工作中进行改进和完善。

 

参考文献:

[1] 刘娟娟,李保峰,(美)南茜·若,等.构建城市的生命支撑系统:西雅图城市绿色基础设施案例研究[J].中国园林,2012(11):116-120.

[2] 刘滨谊,张德顺,刘晖,戴睿. 城市绿色基础设施的研究与实践.国际城市规划,

[3] 吴远翔,刘晓光.基于EOD理念的《城市绿色基础设施规划》课程教学探索,

[4] 多功能绿色基础设施规划——以海淀区为例

[5] 张天洁,李泽.高密度城市的多目标绿道网络——新加坡公园连接道系统,

[6]冯瑶,刘晓光,吴远翔.哈尔滨工业大学景观设计课程教学研究与实践,

基于整体统合观的风景园林生态技术教学研讨/吴远翔 赵晓龙 吴冰

基于整体统合观的风景园林生态技术系列课程教学研讨

吴远翔 赵晓龙 吴冰

(哈尔滨工业大学建筑学院,哈尔滨,150001)

摘   要:对生态技术的掌握与应用是风景园林课程体系中的教学重点与难点,其教学过程贯穿了从1年级的专业导论到5年级的毕业设计等一系列的理论课、设计课和实践课。由于涉及课程多、不同课程的教学方式各异,难免会出现由于缺乏整体性统合而导致教学上的衔接脱节和交叉重复。本文将风景园林教学中的生态技术分为建构技术、管控技术和数字技术三类,并根据生态技术的教学特点,提出教学过程可分为“基础学习—设计应用—拓展学习与综合提高”三个阶段。以哈尔滨工业大学风景园林专业课程体系为例,从每一类技术的学习内容和教学规律出发,明确每一课程在教学整体脉路中的分工与定位,并分别阐述了不同课程的生态技术教学要点和要求,以保证学生循序渐进而完整系统的掌握各类生态技术。

关键词:风景园林教育;生态技术教学;生态建构技术;生态管控技术;生态数字技术

Ecological technology teaching in the curriculum of landscape architecture based on integral consideration

Wu Yuan-xiang Zhao Xiao-long Wu Bing

AbstractLearning and application of ecological technology plays a key part in landscape teaching courses system. And there is a series of theory courses、design courses and practical courses in the teaching process which goes through from major introduction of grade 1 to graduation design of grade 5. Because of the big teaching span、various courses and diversity of teaching methods, there will inevitably be separation in the schedule of ecological technology teaching plan, resulting from lack of integration. This article views from the perspective of comprehension and consistency of ecological technology teaching , suggesting that the period of teaching process can be divided into three stages, going through “preliminary learning–design application–expanded learning and comprehensive improvement”. In the meantime, in order to clarify the division and position of each course in the whole stage of teaching ecological technology, ecological techniques in landscape teaching courses is divided into three categories ,including construction technology and intervene technology and digital technology, which starts from each content of classes learning and the rules of teaching, and taking Harbin Institute of Technology for example, respectively illustrate the significance and requests in the process of technology teaching.

Key words: Landscape architecture education; ecological technology teaching; ecological construction technology; ecological intervene technology; ecological digital technology

广义地讲,技术是人类为实现社会需要而创造和发展起来的手段、方法和技能的总和。法国科学家狄德罗主编的《百科全书》给技术下了一个简明的定义:“技术是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系。”生态技术是指既可满足人们的需要,节约资源和能源,又能保护环境的一切手段和方法,与环保技术、清洁生产技术概念比较,更具有广泛性和普遍性;其包括替代技术、减量技术、再利用技术、资源化技术等[1]。生态技术包含的内容和种类很多,本文将在风景园林规划、设计与管理中广泛应用并影响重大的生态技术称为景观生态技术。

1、风景园林生态技术教学

1.1 景观生态技术的分类

根据在风景园林教学中应用尺度、针对问题和教学方式的不同,本文将景观生态技术分为生态建造技术、生态管控技术[2]和生态数字技术三类(见图1)。在下文则从每一类技术的学习规律出发,讨论课程体系中的不同课程在生态技术教学中的地位作用、教学要点和教学要求[3-4]

生态建造技术是指从生态和可持续发展的角度出发,在景观的设计、实施和管理中采取更加环保、低碳、节能的建造手段与方法的总称。包括生态材料(如材料的回收和循环再利用,避免运输能耗并能适应当地气候条件的本土材料,更加环保的新材料等)、生态构造(生态影响负面影响小的构造,如水体的池底构造采用膨胀土加灰土的防水处理方式,就比化工类的防水材料防水更加生态)、建造技术组合(如在生态水岸的设计中,通过多项生态技术的组合来达到补充地下水、生物生境建构、水土保持防冲刷、防堤固岸等生态目标的实现)。

生态管控技术是指为达到某一生态改造目标或解决一个生态问题,而采取对生态系统有针对性的进行干预、调节、管理或控制的技术手段[5]。包括生态保护技术(如生物多样性保护技术、生态保护红线划定技术等)、生态修复技术(如土壤修复技术、生态河道改造技术、湿地净水技术、微气候调节技术等)、生态建设技术(如城市雨洪管理技术、城市风道管理与规划、城市绿地网络建构等)[6]

生态数字技术是指在景观规划与设计中依托计算机来完成的生态调研、生态分析、生态表达等多种辅助设计的数字技术的总称。包括生态设计表达技术(如平面表达的autoCAD、photoshop,三维表达的sketchup、rhino等)、生态分析技术(如微气候分析的ecotect、景观格局分析的fragstats等)、大数据管理与应用数字技术(宏观尺度的大数据采集与分析的技术,以arcGIS为核心,包括遥感识别的ENVY、定位的GPS[7]、数理统计的spss等)。

1.2 风景园林的生态系列课程

作为一级学科,对人居生态环境的改善和致力于通过设计手段来解决生态问题始终是风景园林学的关注热点和社会责任所在。城乡规划学、建筑学及其他的环境设计类学科虽然也在不同的层面关注生态问题,但风景园林学更强调的是通过生态的设计手段来实现人与自然的协调和可持续发展,并将其作为学科研究的核心领域。在生态设计中,生态技术是设计的重要内容,是设计方案得以实施的基础,也是实现生态目标的最有力保障[8]。因此,对景观生态技术的掌握与应用是职业景观师的必备素质,也是风景园林教学的关键内容与教学重点。

然而,景观生态技术是一个庞大、繁杂的技术体系,其教学过程也贯穿在从一年级到五年级几乎所有的风景园林专业课程中,这些课程不仅数量多,而且种类各异、教学方式也各有千秋,如果这些相互关联的课程不能明确分工、紧密衔接,将大大影响景观生态技术的教学质量[4,9-10]。本文从景观生态技术学习的连贯性、完整性和系统性出发,以哈尔滨工业大学风景园林本科教学为例,阐述了景观生态技术在不同的教学环节中的要求、掌握内容和教学要点,以期解决教学跨度大、课程衔接脱节的问题。

景观生态技术是一门面向实践的设计应用技术,在实践中深刻领会、掌握应用是技术学习的重要内容与手段。根据学生学习循序渐进、由浅入深的学习规律和多年的教学经验反馈,本文将景观生态技术学习分解为“基础学习—设计应用—拓展学习与综合提高”三个教学阶段。参照《高等学校风景园林本科指导性专业规范(2013年版)》[11],本文将课程分为知识学习的理论课、专业课程设计的设计课和参观实训实习的实践课三类课程,然后分别论述每一课程在景观生态技术学习的整体脉路中分工与定位(见图2)。

2、生态技术教学的统合与衔接

2.1 生态建造技术

生态建造技术属于景观工程技术的范畴,其特点一是面向实践,需要在特定的场地内给出一个明确的技术解决方案,通常有着很强的场地针对性;因此在设计实践中和施工现场学习是掌握该技术的重要途径,而不能仅限于书本的理论学习;二是要兼顾工程实施和生态环保,不可以只考虑生态,而忽略坚固、耐用等工程要求。

生态建造技术的教学可以分为三个阶段:(1)基础学习,主要以1~3年级的基础知识学习和简单应用为主,包括景观建造的生态价值取向、材料特征、技术使用方法、节点构造原理等方面的内容,教学重点是构造做法及其生态影响(见表1);(2)设计应用,3年级设计课中的“用中学、边学边用”是重要的教学方式,也是真正掌握该技术的重要手段(见表2);(3)拓展学习与创造性应用,通过4~5年级的与国际接轨[12]和设计院实训进行拓展学习,培养学生根据设计的场地环境与条件进行创造性的应用和新构造设计成为教学重点,也是学生进一步提高技术能力需要突破的“瓶颈”(见表3)。

 

表1                                              生态建造技术基础学习

课程类型 课程名称 开课年级 教学要点 要求
理论课 专业导论、景观概论

环境伦理学

1 概要介绍生态技术的意义与价值,树立初步的生态设计观 了解
景观工程与技术 3 系统讲解景观构造的基本原理和生态影响,生态材料的特征与生态构造的做法; 掌握
景观规划与设计原理 3 若干生态建构技术的组合与协调,不同生态技术的差异与适用条件,经典组合技术案例分析与介绍 掌握
设计课 庭院设计

景观建筑设计-3

2 初步应用生态建造技术,选择景观工程与建筑小品的材料与构造节点做法 熟悉
实践课 景观认知体验实习 1 通过现场实地观测的方式来对建造材料与技术有感性认识和初步了解 熟悉

注:参照《高等学校风景园林本科指导性专业规范(2013年版)》,对知识点学习的要求由高到低依次分为掌握、熟悉和了解三个程度。

 

表2                                     生态建造技术设计应用

课程类型 课程名称 开课年级 教学要点 要求
设计课 场地规划与设计 3 进一步培养生态材料选择和生态构造做法的能力,掌握3~4种典型生态建构技术并能熟练运用 掌握
生态公园设计 3 在掌握多种生态建构技术的基础上,尝试运用不同的技术组合来完成景观工程的建造,并解决生态问题 掌握
实践课 景观实务实习 3 通过现场观摩,进一步掌握材料特征和生态技术的实践应用 熟悉

 

表3                                         生态建造技术拓展与提高

课程类型 课程名称 开课年级 教学要点 要求
实践课 开放设计

开放设计专题

4 通过国际交流拓展学习不同国家根据其自身的环境与材料特征选择的生态建构技术;在国际景观师的指导下,进行生态建构技术的新探索与新尝试 掌握
景观设计师业务实践 5 在一线设计单位的实际项目和施工图设计中学习与提高,真实项目的训练与挑战是教学重点 掌握
设计课 毕业设计 5 根据场地条件进行针对性的构造设计,并创造性的应用、选取效率最高的技术组合 掌握

 

2.2 生态管控技术

生态管控技术的教学中有两个重要环节,其一是掌握生态学背景知识,因为管控技术的本质是通过对生态系统的干预与管理来达到生态保护、修复与建设的目的,因此对生态过程特征与影响因素的掌握是管控技术应用的基础与前提;其二是对管控技术对组合用,宏观尺度的生态问题往往同时涉及到多方面因素,因此如何选取针对性最强、效率最高的技术组合成为生态管控技术学习与掌握的关键。

生态管控技术的教学可分三个阶段:(1)基础学习,在1~3年级学习生态学基础知识、了解生态管控技术的基本原理、实践应用和生态问题解决的景观学途径(见表4);(2)设计应用,在3年级掌握在不同的尺度下,采用不同的管控技术来解决生态问题(见表5);(3)综合提高并拓展应用,在4~5年级拓展关注生态问题的领域并加深对管控技术的理解,学习更多的管控技术,通过更多、更大尺度的应用来提高对该技术的掌握(见表6)。

表4                                             生态管控技术基础学习

课程类型 课程名称 开课年级 教学要点 要求
理论课 专业导论

景观概论

环境伦理学

1 当前人类面临的生态挑战和我国的生态危机;

风景园林学科需要应对的生态问题;

实现设计价值观从人本伦理到生态伦理的转变

熟悉
景观规划设计原理 3 生态保护、生态修复和生态建设的基本原理和干预、调节手段,掌握若干常用的生态管控技术 掌握
景观生态原理 3 生物多样性、生态评价、景观分层规划等生态管控技术,生态问题解决的景观学途径 掌握
环境生态原理 3 生态学基本理论,生态系统的特征、影响因素和管理控制机制 掌握
城市生态与环境保护 3 城市生态问题与城市生态修复与建设的管理手段 掌握
景观植物学 3 植物在生态系统中的作用与对生态的影响 熟悉
实践课 生态实习 3 通过对优秀案例的实地考察与分析,进一步掌握生态管控的方法、原则与具体实施技术 熟悉

 

表5                                           生态管控技术设计应用

课程类型 课程名称 开课年级 教学要点 要求
设计课 植物景观设计 3 应用植物配置和种植的不同组合,来调节微气候并改善生态环境,进行小尺度生态管控的初步尝试 掌握
场地规划与设计

生态公园规划

3 中观尺度的生态修复技术和生态建设技术的学习与应用,包括土壤修复、生态河道改造、湿地净水、雨洪管理等管控技术的应用 掌握
实践课 景观实务实习 3 在真题设计中用管理、干预的方式解决现实生态问题 熟悉

 

表6                                       生态管控技术拓展与提高

课程类型 课程名称 开课年级 教学要点 要求
理论课 生态基础设施规划原理 4 生态基础设施理论,生态网络修复与建构方面的理论与经典案例 掌握
景观环境影响评价 4 环评主要内容、生态评价与管理的技术 熟悉
实践课 景观设计师业务实践 5 学习当前工程项目常用的大尺度生态管理、调节手段 熟悉
设计课 开放设计 4 开阔视野,了解国际上常用的生态管控技术及其应用 熟悉
区域景观规划 4 区域宏观尺度的生态保护与生态修复技术,包括生物多样性保护、生态红线划定、生态评估等管控技术 掌握
生态基础设施与城市概念规划 4 城市宏观尺度的生态修复与生态建设技术,包括河道改造、雨洪管理、生态网络保护与修复、城市风道规划等管控技术 掌握
毕业设计 5 针对特定生态目标综合应用并组合最高效的管控技术 掌握

 

2.3 生态数字技术

在当今的数字化时代,数字技术已成为各个尺度、各种类型的生态规划设计与管理不可或缺的辅助工具。作为一种重要的辅助技术与应用工具,生态数字技术的教学要点是技术使用与生态设计的紧密结合,并明确不同数字技术在设计中的应用条件、发挥作用和软件优缺点,避免出现生态分析和表达与数字技术使用脱节的现象。

生态数字技术的教学可分三个阶段:(1)基础学习,主要是软件学习与基础绘图能力训练,集中在1~2年级;以基础理论知识学习和软件操作训练为主,包括对生态设计方案的各阶段成果与最终成果的数字化表达等方面的内容(见表7);(2)设计应用,即数字技术辅助生态设计,集中在3~4年级;主要包括两方面的应用,其一是生态分析,包括数字技术在生态调研、生态分析、方案对比与推敲、生态设计成果表达等方面的应用,其二是对大数据的采集、处理、分析和应用的学习[13](见表8);(3)拓展学习与综合应用,主要集中在5年级,是对所学的数字技术的综合应用和提高的训练(见表9)。

 

表7                                         生态数字技术基础学习

课程类型 课程名称 开课年级 教学要点 要求
理论课 CAD技术基础 2 常用绘图软件的学习,设计辅助软件的基本操作和使用要点、设计成果的数字化表达 掌握
景观数字设计导论 2 软件的拓展学习,各类软件的生态数据采集与生态分析功能、数字技术的生态辅助设计应用 掌握
设计课 1~2年级的设计课 1~2 绘图能力的训练、培养上机操作能力 掌握

 

表8                                          生态数字技术设计应用

课程类型 课程名称 开课年级 教学要点 要求
理论课 地理信息系统 3 arcGIS是大数据管理与应用的核心平台,对应解决的生态问题讲解大数据的采集、管理、生态分析、成果表达等方面的应用[14] 掌握
设计课 场地规划与设计

生态公园规划

生态公园设计

3 生态调研的数据整理与分类;

场地的植被、生境、微气候等中观尺度的生态分析;

方案对比与推敲

掌握
生态基础设施与城市概念规划

区域景观规划

4 训练景观格局、廊道系统、绿地网络等宏观尺度的生态分析[15]

初步掌握大数据采集、管理、应用的全过程,用以解决1~2个具体的生态问题

掌握

 

表9                                        生态数字技术拓展与应用

课程类型 课程名称 开课年级 教学要点 要求
实践课 景观实务实习

景观设计师业务实践

5 了解当前一线设计单位常用的生态数字技术并学习其具体应用 熟悉
设计课 毕业设计 5 拓展学习生态数字技术,针对现实生态问题做综合性、系统性和深入性的技术应用训练 掌握

 

3、结语

生态技术的掌握与应用贯穿在生态系列课程的始终,也是风景园林专业教学中的重点与难点。本文从本科基础教学的视角出发,将风景园林生态系列课程中较为重要的生态技术归纳为生态建构技术、生态管控技术和生态数字技术三类;并从生态技术教学连贯性与整体性的视角出发,讨论了不同课程的教学分工、教学侧重点以及课程之间的相互衔接。

在我国的风景园林教学体系中,农林类院校、建筑类院校、环境类院校和艺术类院校都有其各自的教学特点和学科优势,共同形成了百花齐放的人才培养体系[4,8]。本文论述的景观生态技术教育是基于哈尔滨工业大学风景园林专业的生态系列课程的教学经验和心得,体现了较强的建筑类院校的教学特征;同时,文中讨论也多为在景观规划与设计中使用较为广泛的生态技术,一家之言,难免以偏概全。期以本文抛砖引玉,共同深化对景观生态技术教学的研究。

 

参考文献:

[1]秦书生. 生态技术论, 第一版: 东北大学出版社, 2009. 5~12.

[2]张浪, 吴人韦. 生态技术在上海世博园区绿地建设中的综合应用研究. 中国园林, 2011(03): 1~4.

[3]林广思. 关于规划设计主导的风景园林教学评述. 中国园林, 2009(11): 59~62.

[4]李雄. 北京林业大学风景园林专业本科教学体系改革的研究与实践. 中国园林, 2008(01): 1~5.

[5]张青萍, 徐英. 论上海世博会园区生态规划及生态技术. 风景园林, 2010(02): 56~57.

[6]王云才, 王敏, 严国泰. 面向LA专业的景观生态教学体系改革. 中国园林, 2007(09): 50~54.

[7]陈春来, 石纯, 俞小明. RS、GIS技术在城市绿地综合效益研究中的应用现状及展望. 中国园林, 2006(05): 47~49.

[8]傅凡, 杨鑫, 薛晓飞. 对于风景园林教育若干问题的思考. 中国园林, 2014(12): 80~83.

[9]王浩, 苏同向, 赵兵. 聚点成面、以面拓展、强化核心——南京林业大学园林规划设计教学体系的创新建设. 中国园林, 2008(01).

[10]唐军. 以设计为核心 以问题为导向 东南大学风景园林本科教育的思路与计划. 风景园林, 2006(05).

[11]高等学校风景园林学科专业指导委员会. 高等学校风景园林本科指导性专业规范(2013年版). 北京: 中国建筑工业出版社, 2013. 3~7.

[12]赵智聪, 杨锐. 清华大学“景观规划设计”硕士研究生设计课程评述. 风景园林, 2006(05).

[13]侯韫婧, 赵晓龙, 朱逊. 从健康导向的视角观察西方风景园林的嬗变. 中国园林, 2015(04): 101~105.

[14]Grabaum R, Meyer B C. Multicriteria optimization of landscapes using GIS-based functional assessments. Landscape & Urban Planning, 1998, volume 43(1-3): 21~34.

[15]Kong F, Nakagoshi N. Spatial-Temporal Gradient Analysis Of Urban Green Spaces In Jinan, China. Landscape & Urban Planning, 2006, 78(3): 147~164.

 

基金项目:黑龙江省高等学校教改工程项目(JG2014010726)

作者简介

  • 1、吴远翔/1971年/男/黑龙江哈尔滨人/博士/哈尔滨工业大学建筑学院景观系副教授,硕士生导师/研究方向:城市绿色基础设施,风景园林规划与设计(哈尔滨15000

2、赵晓龙/1971年/男/黑龙江哈尔滨人/博士/哈尔滨工业大学建筑学院景观系系主任,教授,博士生导师/研究方向:可持续景观规划设计理论与方法(哈尔滨 150001)

3、吴冰/1970年/男/黑龙江省牡丹江人/博士/工程师/哈尔滨工业大学建筑学院/研究方向:数字景观技术,大数据管理与分析(哈尔滨 150001)

黑瞎子岛研究专题

1 黑瞎子岛生境情况

黑瞎子岛水资源丰富,黑龙江、乌苏里江横亘全区,岛内沼泽星罗棋布。黑瞎子岛的生态环境具有稀有性、原始性、脆弱性和涉外性的特点。岛屿面积狭小,地域结构单一,生态系统相对内陆更加脆弱。因此,开发建设应充分考虑岛屿环境容量、生态脆弱性、景观协调性等,应遵循黑瞎子岛总体规划、环境保护规划、土地利用规划等相关规划。岛内开发与建设还应充分考虑湿地生态系统特点,有效地维持生态系统平衡和物种多样性。

 

2 黑瞎子岛红线划定

2.1 红线划定方法

黑瞎子岛红线划定有助于对黑瞎子岛生态系统抗压能力较弱的区域进行重点保护,同时有针对性地对可建设区域进行选择性开发。通过GIS和RS技术,综合分析黑瞎子岛生态敏感性,划定出黑瞎子岛生态敏感性红线,结合黑瞎子岛动物保护红线以及黑瞎子岛功能区划红线,最终确定黑瞎子岛生态红线。

2.2 黑瞎子岛红线

根据黑瞎子岛生态敏感性红线图,黑瞎子岛功能区划图,抚远县动物红线图。通过叠加分析法,得出黑瞎子岛生态保护红线,红线范围内为不可建设区,该区域自然资源丰富,生态环境优良,具有重要的生态格局意义,对于整个黑瞎子岛的长期发展有着重要的意义和不可估量的作用。红线外为可建设区域,可进行人工开发建设,该区域对于黑瞎子岛的经济开发具有重要意义。

2.3 黑瞎子岛生态敏感红线

2.3.1 生态敏感性分析方法

以德尔菲法为主:1 首先对黑瞎子岛生态环境问题进行调研分析(现状环境,生态资源,动植物资源,有无保护区等)。2 根据实际情况选取生态敏感性评价因素。3 对黑瞎子岛评价因子进行权重赋值(专家打分)。4 加权求和计算黑瞎子岛每个评价单元的生态敏感性综合指数。5 根据分级标准进行生态敏感性评价。最终得出黑瞎子岛生态敏感性示意图。

2.4 黑瞎子岛生物多样性保护红线

全面考虑《全国主体功能区规划》中对自然保护区的划定,《土地利用总体规划》中基本农田的范围和公路、铁路对保护区的影响,地区《城乡总体规划》中的预留城市发展用地及城市内部的生态廊道等因素的影响,对黑瞎子岛保护生境的范围进行调整与优化,生成最终的黑瞎子岛生物多样性保护边界的范围。

2.5 黑瞎子岛生态功能区红线

黑瞎子岛生态功能区级国家级湿地自然保护区(核心区、缓冲区、实验区)以及国家湿地公园。黑瞎子岛国家级湿地自然保护区位于黑瞎子岛西侧。