國土空間規(guī)劃背景下城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程教學(xué)方法探討

摘

要：國土空間規(guī)劃背景下城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的地理信息系統(tǒng)（GIS）課程教學(xué)的重要性愈加凸顯，為了幫助學(xué)生更好地理解和掌握GIS的理論和實(shí)踐，案例式教學(xué)是一種非常有效的教學(xué)方法。本文根據(jù)案例式教學(xué)的概念及特點(diǎn)，以某高校城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的GIS課程為例，探討基于原創(chuàng)案例庫建設(shè)的案例式教學(xué)，旨在為城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程教學(xué)提供參考。關(guān)鍵詞：城鄉(xiāng)規(guī)劃；地理信息系統(tǒng)；案例教學(xué)法；原創(chuàng)案例庫1

國土空間規(guī)劃背景下城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的培養(yǎng)要求城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)對本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)在于培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)，適應(yīng)城鄉(xiāng)規(guī)劃行業(yè)和職業(yè)實(shí)際工作需要的應(yīng)用型人才。因此，其專業(yè)教學(xué)需要突出城鄉(xiāng)規(guī)劃實(shí)踐導(dǎo)向，注重學(xué)生分析能力和創(chuàng)造性解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)［1］。2019年，中共中央、國務(wù)院正式印發(fā)《關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見》（以下簡稱《意見》），將主體功能區(qū)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃等空間規(guī)劃融合為統(tǒng)一的國土空間規(guī)劃，強(qiáng)化國土空間規(guī)劃對各專項(xiàng)規(guī)劃的指導(dǎo)約束作用。同時(shí)，《意見》強(qiáng)調(diào)以國土空間基礎(chǔ)信息平臺為底板，實(shí)現(xiàn)主體功能區(qū)戰(zhàn)略和各類空間管控要素精準(zhǔn)落地，逐步形成全國國土空間規(guī)劃一張圖。因而，當(dāng)前國土空間規(guī)劃背景下，超越了傳統(tǒng)城鄉(xiāng)規(guī)劃重發(fā)展輕保護(hù)、重物質(zhì)輕人本的編制邏輯，面對生態(tài)文明、以人為本的規(guī)劃理念下國土空間全域全要素的系統(tǒng)性、復(fù)雜性和綜合性的客觀現(xiàn)實(shí)，基于多源空間數(shù)據(jù)的分析已成為規(guī)劃決策的主要依據(jù)。可以說，基于空間數(shù)據(jù)的資源調(diào)查與評價(jià)、更新管理、空間統(tǒng)計(jì)與格局分析、模擬預(yù)測與可視化等技術(shù)手段貫穿于國土空間規(guī)劃整個(gè)過程和每個(gè)環(huán)節(jié)，推動規(guī)劃技術(shù)手段從傳統(tǒng)制圖軟件逐步走向地理信息平臺。因而，基于GIS平臺及相關(guān)專業(yè)技能，整合多源空間數(shù)據(jù)科學(xué)理性地認(rèn)知、分析、優(yōu)化不同尺度下的國土空間已成為城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)科發(fā)展的必然［2］。2

城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程的教學(xué)現(xiàn)狀地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic

Information

System）作為一種基于計(jì)算機(jī)的空間信息處理理論與方法，把空間分析及可視化功能與數(shù)據(jù)庫存儲管理功能集成在一起，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速存儲、動態(tài)查詢與統(tǒng)計(jì)分析等，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，其計(jì)算能力和存儲能力的可擴(kuò)展性大幅提升，增加了地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與管理能力，極大地強(qiáng)化了城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理工作的質(zhì)量與效率，對科學(xué)的國土空間規(guī)劃過程起到良好的指導(dǎo)和規(guī)范作用［3］。然而，由于國內(nèi)院校的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)大多脫胎于建筑學(xué)專業(yè)，更重視學(xué)生在城市物質(zhì)形態(tài)剖析、美學(xué)設(shè)計(jì)等方面專業(yè)技能的訓(xùn)練，GIS課程的設(shè)置相對少很多，很難建立用空間數(shù)據(jù)分析、思考、解決規(guī)劃問題的專業(yè)素養(yǎng)。同時(shí)，傳統(tǒng)城鄉(xiāng)規(guī)劃GIS課程教學(xué)往往以單向講授為主，與其他專業(yè)課程關(guān)聯(lián)性、支撐性體現(xiàn)不足，同時(shí)教學(xué)案例形式單一、內(nèi)容寬泛，且缺乏系統(tǒng)性和前沿性，也導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)結(jié)合不夠緊密，解決實(shí)際規(guī)劃問題的指向性和針對性不強(qiáng)［4］。鑒于國土空間規(guī)劃改革下GIS理論與技術(shù)的重要支撐作用，以及目前城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教學(xué)普遍存在的問題，有必要對城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程的教學(xué)方法進(jìn)行及時(shí)革新。案例教學(xué)法作為一種啟發(fā)探究式的課堂教學(xué)方法，教學(xué)過程中用實(shí)際案例貫穿整個(gè)教學(xué)過程，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考，讓學(xué)生深入了解問題的本質(zhì)和解決方法，與傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法相比，案例教學(xué)更加注重學(xué)生分析能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［5］。因此，提升與學(xué)科及行業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程案例教學(xué)水平，強(qiáng)化案例庫建設(shè)的實(shí)效性勢在必行。3

城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程案例式教學(xué)方法探討3.1

基于原創(chuàng)案例庫建設(shè)推進(jìn)案例式教學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)學(xué)生本身學(xué)習(xí)任務(wù)較為緊密繁重，決定了城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程教學(xué)水平提升需要有強(qiáng)烈專業(yè)背景引導(dǎo)下的需求導(dǎo)向和目標(biāo)導(dǎo)向。通過有機(jī)篩選與規(guī)劃實(shí)踐結(jié)合性強(qiáng)的主干課程內(nèi)容［6］，將GIS主要的概念、原理和方法、應(yīng)用場景直接融合到解決本專業(yè)實(shí)際問題的專題范例中應(yīng)成為案例式教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，案例式教學(xué)內(nèi)容可從以下五個(gè)方面進(jìn)行整合優(yōu)化。（1）增加國土空間規(guī)劃相關(guān)的內(nèi)容場景，涵蓋國土空間規(guī)劃的基本理論和方法、規(guī)劃編制過程等方面。（2）強(qiáng)化數(shù)據(jù)分析和處理的能力，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)清理和數(shù)據(jù)分析等方面。（3）增加空間分析和模擬的內(nèi)容，包括空間統(tǒng)計(jì)分析、空間插值和空間模擬等方面。（4）引入新的技術(shù)和工具，例如云計(jì)算、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等。（5）加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，包括實(shí)驗(yàn)、案例分析、項(xiàng)目實(shí)踐等方面。鑒于此，擬根植于地方辦學(xué)特色，以高校所在地為案例地，建設(shè)體現(xiàn)綜合規(guī)劃與設(shè)計(jì)場景，涵蓋GIS主要知識板塊和技術(shù)方法的原創(chuàng)案例庫。地方化的原創(chuàng)案例庫的建立對于城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程案例式教學(xué)來說將更具有靈活性、針對性，一方面，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使其在親身生活學(xué)習(xí)的熟悉環(huán)境下深度體會、挖掘多樣規(guī)劃議題，綜合使用GIS分析手段解決實(shí)際規(guī)劃問題；另一方面，案例庫建設(shè)也能夠豐富教學(xué)和科研人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，充實(shí)理論體系，也為服務(wù)社會、強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研之間的良性互動提供著眼點(diǎn)，為案例庫的持續(xù)動態(tài)更新提供動力。3.2

基于原創(chuàng)案例庫的案例式教學(xué)模式原創(chuàng)案例庫的建設(shè)目標(biāo)包括提升學(xué)生可以熟練地運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（GIS）等軟件來管理空間數(shù)據(jù)以及進(jìn)行空間分析兩個(gè)維度，主要技術(shù)路徑實(shí)現(xiàn)包括理論方法講授—相關(guān)案例介紹—上機(jī)實(shí)踐操作—小組合作匯報(bào)—教師輔導(dǎo)點(diǎn)評—撰寫實(shí)踐報(bào)告等環(huán)節(jié)。其中，為了提高學(xué)生對GIS技術(shù)方法有實(shí)際接觸與應(yīng)用水平［7］，加強(qiáng)上機(jī)實(shí)踐的課時(shí)安排，理論與實(shí)踐所占課時(shí)比為1∶1；同時(shí)，加強(qiáng)前向與“城鄉(xiāng)規(guī)劃分析方法”課程的銜接，后向與“數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)”課程的銜接，確保由淺入深、由廣入精的城鄉(xiāng)規(guī)劃技術(shù)方法體系課程的連貫性與繼承性，且一般安排在“城鄉(xiāng)總體規(guī)劃”課程的前一學(xué)期，強(qiáng)化對國土空間總規(guī)規(guī)劃背景下的技術(shù)支撐。同時(shí)，案例庫的建設(shè)也注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，不僅要提供已有的案例，還要引導(dǎo)學(xué)生自主思考并制作新的案例。為了促進(jìn)案例的共享和交流，還可以建立一個(gè)案例分享平臺，學(xué)生可以在平臺上上傳和分享自己的案例，并且可以與其他學(xué)生交流和討論。鼓勵(lì)學(xué)生參加競賽和項(xiàng)目實(shí)踐，也可以幫助學(xué)生更好地將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際中。此外，課程案例特別注重跟蹤專業(yè)發(fā)展的前沿動態(tài)和新技術(shù)新方法［8］，以及國土空間規(guī)劃背景下交叉學(xué)科知識理論的融入支撐，按照注重典型性、啟發(fā)性、問題性、真實(shí)性及創(chuàng)新性的原則，構(gòu)建以地級市為最大空間范圍，涵蓋不同規(guī)劃尺度下的國土空間分析與優(yōu)化為主題的原創(chuàng)案例庫，通過原創(chuàng)案例教學(xué)促使學(xué)生高效了解新時(shí)期城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS理論與實(shí)踐的一般范式、方法、策略和技術(shù)，并掌握如何將技術(shù)方法與實(shí)際案例相結(jié)合。3.3

原創(chuàng)案例庫的案例設(shè)計(jì)圍繞國土空間規(guī)劃要求重新梳理GIS課程教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化對多源空間數(shù)據(jù)入庫與處理、空間要素評價(jià)與格局分析、空間關(guān)系計(jì)算與可視化等主要知識板塊的學(xué)習(xí)，以深化對國土空間分異規(guī)律識別、作用過程揭示及規(guī)劃設(shè)計(jì)方案比選的理論引導(dǎo)與應(yīng)用實(shí)踐。原創(chuàng)性案例預(yù)期研究對象廣泛涉及國土空間關(guān)系、功能、結(jié)構(gòu)、績效、品質(zhì)等多維識別與優(yōu)化，基本涵蓋市域、中心城區(qū)、功能片區(qū)、社區(qū)多個(gè)空間尺度上主流定量分析及優(yōu)化案例，并嵌入城鄉(xiāng)規(guī)劃（國土空間規(guī)劃）專業(yè)核心知識點(diǎn)，能夠基本滿足學(xué)生全景式接觸、應(yīng)用基于GIS的城鄉(xiāng)規(guī)劃新理念、新技術(shù)、新方法的需要。建設(shè)預(yù)期成果為十個(gè)原創(chuàng)案例在內(nèi)的案例庫（下表），不同案例既體現(xiàn)了多源空間數(shù)據(jù)與方法的不同應(yīng)用場景，也反映了同一應(yīng)用場景下多源數(shù)據(jù)與方法的共同支撐，涉及多源空間數(shù)據(jù)與技術(shù)方法支撐下的城市空間理論認(rèn)知、城市空間分析識別、城市空間優(yōu)化方案三個(gè)主要部分，可為城鄉(xiāng)規(guī)劃（國土空間規(guī)劃）提供科學(xué)精準(zhǔn)的實(shí)踐依據(jù)，強(qiáng)化學(xué)生基于GIS運(yùn)用新技術(shù)手段解決實(shí)際專業(yè)問題的能力。結(jié)語在國土空間規(guī)劃的背景下，規(guī)劃理念及技術(shù)手段迅速轉(zhuǎn)型升級，對城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)學(xué)生而言，GIS理論與技術(shù)方法的掌握與應(yīng)用必不可少，且要求愈加提高。因而，城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的GIS課程教學(xué)方法需要更新與充實(shí)，以適應(yīng)實(shí)際需要和發(fā)展趨勢。為了讓學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)知識和技能，增強(qiáng)其實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，在城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的GIS課程中，應(yīng)該加強(qiáng)案例式教學(xué)的深度應(yīng)用，特別是國土空間規(guī)劃背景下案例庫的建設(shè)內(nèi)容亟待優(yōu)化更新與豐富充實(shí)，案例選擇和設(shè)計(jì)需要涵蓋主要規(guī)劃場景和GIS應(yīng)用場景，使之與課