主要建设内容 |
1、完善大类专业结合、相关专业融入的多学科综合实验教学与实践教育体系 人类文明的客观发展规律表明,景观环境为人居环境与自然演进建构当前直至未来最为重要的纽带与桥梁,并逐渐承担起综合运用多种专业优秀成果,引领各个相关学科共同进步的使命。因此,数字景观环境综合训练中心深入分析整体趋势,冷静前瞻,科学判断,构建以景观环境为引领,建筑大类专业密切结合、协同发展,先进科学技术类专业集成融入的综合性、学科密集型 、前瞻型实验教学与实践教育体系。 基于本中心教学体系的改革与优化,在2-3年建设期内,将实现各专业学生针对同一课题,协同探索,结合各自专业特点分解内容开展研究的良好学习环境。各专业教师共同指导,学生共享资源,结合实验室优质设备与资源开展实验教学探索与工程设计,迅速发现现实问题与不足,通过实验、虚拟、设计等手段,运用知识综合与交叉解决实验教学问题。 本中心采用“数据采集-生态适宜性分析-项目适应性评价-交互式适时设计呈现”的实验流程,组建相应的子项平台与工作流程。通过对环境物理数据如高度、竖向、植被、声音等因素的采集,构建项目研究的基础;通过建立景观环境参数化信息模型,突破传统叠图法、GIS的技术局限,实现环境因子(要素)的高精度量化采集与参数化分析;通过场所适宜性梯度的级差评定,开发“数据信息-空间信息”定位耦合技术,提高环境解析与评价的准确性与应用性;基于景园适宜性评价体系的综合运用,生成建设强度体系,为景观环境规划设计项目策划、选址、定位、空间模拟等关键内容的科学分析开创了可量化、可操作、可定性、可互动的参数化技术时代;确立参数化设计过程中各层级要素动态互适的关键性控制指标,创建交互式适时设计系统,研制成功参数化设计综合调控技术;通过改变变量,双向调节,设计边界可视化呈现,实现设计过程的参数化操作,为当代景观环境规划设计进行意义深远的方法变革与技术革新。 同时,本中心将在建设期内实现教学资源与教学体系的同步升级。将原有的1个省部级重点实验室、5个校级教学实验室、4个课程教学实验平台、8个校外实验中心积极建设,在本综合训练中心获批的基础上,继续建设为1个国家级教学实验示范中心、2个省部级重点实验室、3个校级重点实验室、6个课程教学实验平台、16个校外实验中心,以及3个一级施工企业实习基地共同构筑的综合性训练中心。如下图:
2、拓展硬件平台,形成国内领先、国际一流的实验教学平台与设备资源 为实施上述综合多学科的实验实践活动,需要在原有实验平台的基础上,进一步改善实验设备和实验条件,通过专业建设、学科支持、相关部分投入以及校企共建等方式,改善办学条件。根据数字景观设计与应用的需求,进一步充实原有4个实验教学平台,扩展2个实验教学与实践教育平台,使之与相关课程紧密衔接。充分利用校外联合培养单位的专业设备和优势,优化实训项目基础平台,鼓励企业为中心提供技术和硬件支持。 建设期内重点建设的实验系统包括: ·参数化规划设计 建立参数化信息模型:基于数字景观三维生形算法,将设计的重要环境信息,通过量化信息采集、空间模拟转化,形成高精度参数因子,参数关系通过辅助设计软件参与到计算机空间建模中,建立全数据参数化三维信息模型。结合专业软件开发实现该模型的数字化实时呈现,将参数化分析技术的研究水平由“量化分析”推进至“动态模拟”。 开发“数据信息-空间信息”定位耦合技术:通过场所适宜性梯度的级差评定,开发“数据信息-空间信息”定位耦合技术,实现空间信息的数字化转化与矢量定位。通过三维信息模型的分级计算模式与精确分析数据,为规划设计提供生态安全、环境友好、资源集约、有序利用的空间定位技术。通过GIS、VR视域等分析手段的技术集成与协同创新,实现大尺度环境量化分析的系列技术突破。 基于适宜性评价生成建设强度体系:整合相关参数化分析技术,在建立多学科支撑的适宜性评级体系的基础上,确立建设强度体系;利用建设强度参数变量的动态调整,实现从二维平面到三维模型、从自然空间到设计空间的适时转化与边界呈现,将定位耦合技术应用于竖向设计、道路选线、水资源再分配以及建构筑物的选址和体量研究过程中,提升规划设计方法的科学性与可度量性。 ·数字化工程技术 针对传统景观环境工程技术的定量研究:提出“耦合度”核心概念,确立数字化设计过程中各层级要素动态互适的关键性控制指标,用于景观工程技术应用过程中多方案的比选与评价,实现在适宜性分析技术基础上的二次耦合过程。将传统景观环境工程技术里易于表征的变量,诸如色彩、水的分配、路面防滑、透水率、透水时长时限、铺装形式等,利用数字化技术加以表达和比较,增加景观工程技术施工的可控程度。 将数字技术与施工精细化联系在一起的建造技术:以先进的数字技术为平台,依托耦合理论、数字化信息采集技术、参数化分析技术、关联-同步设计方法等手段推动景观工程技术的科学化,优化传统的从施工设计、到施工组织,一直到施工本体的全过程。通过改变变量,双向调节,设计边界可视化呈现,实现设计过程的参数化操作,如通过数字化挖机自动生成地形地貌、挖掘水系,实现对坝体和构筑物的调控等。 ·景观环境的人性化与安全技术 人的感知采集与设计优化:保育自然的根本目的是为了人的持续利用,以人为核心是景观环境的必然。利用眼动仪、无线生理数据接收器、无线脑波测量系统等一系列技术采集、捕捉人们在景观环境中的真实感受,借助情绪分析、脑电分析等软件实现感知度量的科学化,在此基础上,优化设计过程,使之更符合人的行为心理的全方位需求,实现景观环境真正的人性化。 景观环境的安全技术:景观环境需要满足不同年龄、不同行为能力的人使用,景观环境的安全涉及到公共卫生与安全。本方向主要针对外部空间的安全问题,利用环境辐射监测仪、射线探测器、表面粗糙度仪、微型图像记录仪等,对外部环境的射线、花岗岩等石材辐射、水环境安全等一系列问题进行记录和研究,实现景观环境的普适型通用设计。 ·湿地景观与水生态技术 湿地生成与保育技术:根据江苏省平山缓水、水乡密布的环境地域特点,以及当前建设形势下出现的环境恶化、生态退化等现实问题,基于现有水处理与生态修复工程技术优势,建设基于三维适时再现技术的大地景观规划与生态修复实验平台。关注湿地的生成、修复和保育技术,通过人为干预对湿地加以巩固和维系,东南大学在该方向上具领先优势,已有较多成果积累。 水污染治理与水敏城市适宜技术:水生态技术主要针对人工景 观环境下的水污染治理问题,通过水体分析专业便携式实验室、溶解氧分析仪、PH电导总溶解固体分析仪等设备监测进而实现水体净化,改传统的化学或生物学方法为纯物理方法,实现水资源的可持续利用。在分析总结欧洲、澳大利亚等国水敏城市技术的基础上,开发具有操作意义的水生态适宜技术,如生态路技术,包括对城市水系统的采集、传感器探测等,已在南京河西落成实验。 ·交互式适时设计呈现系统 交互式适时呈现硬件系统:以个人设计师为服务对象,针对个人设计使用要求研发的一套新的平台系统。交互式指的是,平面与三维空间能够同时生成,同样,三维的改变也能同时触及二维的调整,在可能的条件下还会适时同步的生成工作量。在生成工作量的基础上,可以对方案进行优劣比较,所以这是一套实用技术,也是一套有针对性的技术。 交互式适时呈现软件系统:软件部分旨在把常规的通用软件,如Sketchup、Autocad、ArcGIS等打通,在不改变设计师过去掌握的软件技术的基础上,生成能够与所研发的个人设计交互硬件系统共同构成符合设计要求的新系统。针对设计师提出的系统构想和诉求,需要软件工程师的加入以协助打通软件,需要显示技术和三维定位技术两种人群的协助以共同架构硬件平台,因此需要东南大学掌握空间定位技术、显示技术和软件技术专家的加盟,为风景园林乃至城市规划和建筑设计学科共同打造一个软硬件平台。这个平台的建设,不仅服务于东南,更将对全国同行产生广泛而深刻的影响。 ·生境及微气候监测技术 景观生境监测及研究系统:生境效应究竟能够在多大程度上发挥出来,传感器、物联网等先进科学技术能够提供有说服力的数据支撑。利用土壤养分综合分析仪、数据采集传输处理系统、太阳能供电系统、数据实时呈现网络系统等一系列软硬件设备,为实验室提供长时间持续不断的数据采集。景观生境监测系统由传感器、监测系统、采集系统、传输系统及能源供给系统构成,用于监测地下水、土壤、湿度、有机质、土壤团粒结构、粒化性能等,了解植物生长的环境。 微气候监测技术:微气候通常指景观环境中近地表的小气候调节,涉及城市热岛效应、绿地生态效应、风景环境中的空气、温度、地表辐射等相关因素,主要应用热沉降技术、航拍技术、热成像技术、红外技术等研究中微观层面的景观环境,需要建筑技术方向专家的紧密配合。 在建设完备的综合实验实践硬件平台的同时,及时总结实验教学与实践教育的成果,组织完成相关实验实践教材的编写、修订(“十二五”重点出版物《中国园林史教程》、《中国园林史资料汇编》、《园林建筑设计教程》、《城市规划与设计》、《建筑物理》等等,以及“十三五”重点出版物《风景园林设计教程》,专指委规划教材《详细设计》,《建筑遗产保护学》等)。完成相关实验实践大纲、培养方案及校企共建实验课程的教案、课件等。努力探索并积累工程培养和教育的实践经验,为制定行业工程人才培养标准提供依据。 基于实验平台和资源建设,依靠学科科研优势,实现科研成果向教学成果的转化。根据学生专业课程训练的要求,结合实验设备供应商共同研发、改造一批仪器设备,开展设备的自主研发与产权申报,充实实验实践设备和教具。进一步完善实验教学网站,建设系列电子教案、网络课件以及应用案例、技术网站链接等,及时实现新技术、新方法和新应用的教学转化。 3、以研究型、研讨型教学为基础,优化实验教学内容与教学方法 按照培养专业高级人才与领军人物的要求和学校教学资源特色,进行实验教学大纲的修订,进一步提高综合性、创新性实验的比例,用以提高学生的创新意识和实验能力。通过综合型、设计型以及创新型实验项目的开设,培养学生灵活运用专业知识的能力,提升学生综合实验素质,提高学生综合应用多种实验技术、实验方法和实验仪器的能力,训练和培养学生独立实验能力和创新能力。 根据专业交叉和融合的特色,实施大平台的实验教学。针对原有部分实验课程的教学内容只与相关专业课程关系密切,硬件平台和实验内容有针对性但也存在局限性的现实问题进行课程改革与创新。针对不同课程、专业对知识技能掌握的差异性,安排实验教学与实践教育内容。 建立一套由互动式讨论教学、关联式认知教学、问题导向式教学和案例导入式教学组成的系统、灵活和多元的实验教学方法与手段。充分调动学生学习的积极性和主动性,探索研讨式、项目驱动式、案例式、问题式实验教学模式,推进学生自主学习、合作学习、研究性学习。形成良好的师生共同体的研学关系。 4、建设专兼结合、校内外协同、科研教学并轨的高水平实验教学团队 相关专业教师、大类平台教师、跨专业教师相结合,校内教师与企业导师、专家学者相结合,科研人员与课程教师相结合,打造国内一流的实验教学团队。通过内引外联的方法,培养一支专业基础扎实,具有丰富工程实践经验,学科背景齐全的实验实践教师队伍。 在引进人才充实教学团队时,注重多学科人才的引进,注重对实践和工程方面的要求,提高“双师”教师的比例。 实施教学团队制,利用科研课题组在专项研究、交叉研究上密切的联系,组建实验教学团队,由教学团队负责人负责具体实验教学工作的组织和指导。从国外高校、权威企业聘请高水平的研发人员,参与企业课程授课,实现校内外一体化的工程技术培养。从国外聘请知名教授专家,开展创新设计型课程、综合实践课程的专题技术讲座等,促进学生国际化培养。一体化团队架构如下图:
5、进一步完善中心管理,实施高效、交互的实验平台共享机制 数字景观环境综合训练中心在现有管理机制的基础上,将不断完善面向全校各院系开放服务的具体措施,完善保障机制,正确处理中心与各学科,中心与企业的关系,以便得到更多的学科支撑,形成良性循环、可持续发展的好局面。 当前,开放性实验基地建设已经成为高校实验室建设的主流,在本综合训练中心的建设中,将进一步完善相关制度,加强、促进与国内外同行的交流与合作,以及校企间的联合培养活动,邀请领域专家知名公司介绍新技术、新产品和技术发展动态;按年度计划派出教师到知名企业交流。实现校内外资源、人才、设备的合理流动。加强对学生课外活动、创新实验的自主式、常态化、正规化管理模式的探索,规范对学生的考评机制。 实验室面向校内各专业开放的同时,通过网络、示范中心技术培训会等活动,向全省相关高校开放资源。 |
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