國土空間規劃背景下城鄉規劃專業GIS課程教學方法探討

孫鴻鵠 張振龍 王勇 周敏 姜玉培

摘?要：國土空間規劃背景下城鄉規劃專業的地理信息系統（GIS）課程教學的重要性愈加凸顯，為了幫助學生更好地理解和掌握GIS的理論和實踐，案例式教學是一種非常有效的教學方法。本文根據案例式教學的概念及特點，以某高校城鄉規劃專業的GIS課程為例，探討基于原創案例庫建設的案例式教學，旨在為城鄉規劃專業GIS課程教學提供參考。

關鍵詞：城鄉規劃；地理信息系統；案例教學法；原創案例庫

1?國土空間規劃背景下城鄉規劃專業的培養要求

城鄉規劃專業對本專業學生的培養目標在于培養具有扎實理論基礎，適應城鄉規劃行業和職業實際工作需要的應用型人才。因此，其專業教學需要突出城鄉規劃實踐導向，注重學生分析能力和創造性解決實際問題能力的培養［1］。2019年，中共中央、國務院正式印發《關于建立國土空間規劃體系并監督實施的若干意見》（以下簡稱《意見》），將主體功能區規劃、土地利用規劃、城鄉規劃等空間規劃融合為統一的國土空間規劃，強化國土空間規劃對各專項規劃的指導約束作用。同時，《意見》強調以國土空間基礎信息平臺為底板，實現主體功能區戰略和各類空間管控要素精準落地，逐步形成全國國土空間規劃一張圖。因而，當前國土空間規劃背景下，超越了傳統城鄉規劃重發展輕保護、重物質輕人本的編制邏輯，面對生態文明、以人為本的規劃理念下國土空間全域全要素的系統性、復雜性和綜合性的客觀現實，基于多源空間數據的分析已成為規劃決策的主要依據。可以說，基于空間數據的資源調查與評價、更新管理、空間統計與格局分析、模擬預測與可視化等技術手段貫穿于國土空間規劃整個過程和每個環節，推動規劃技術手段從傳統制圖軟件逐步走向地理信息平臺。因而，基于GIS平臺及相關專業技能，整合多源空間數據科學理性地認知、分析、優化不同尺度下的國土空間已成為城鄉規劃學科發展的必然［2］。

2?城鄉規劃專業GIS課程的教學現狀

地理信息系統（GIS，Geographic?Information?System）作為一種基于計算機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據庫存儲管理功能集成在一起，實現了數據的快速存儲、動態查詢與統計分析等，隨著大數據、云計算、人工智能等相關技術的發展，其計算能力和存儲能力的可擴展性大幅提升，增加了地理信息系統的數據處理與管理能力，極大地強化了城鄉規劃設計與管理工作的質量與效率，對科學的國土空間規劃過程起到良好的指導和規范作用［3］。然而，由于國內院校的城鄉規劃專業大多脫胎于建筑學專業，更重視學生在城市物質形態剖析、美學設計等方面專業技能的訓練，GIS課程的設置相對少很多，很難建立用空間數據分析、思考、解決規劃問題的專業素養。同時，傳統城鄉規劃GIS課程教學往往以單向講授為主，與其他專業課程關聯性、支撐性體現不足，同時教學案例形式單一、內容寬泛，且缺乏系統性和前沿性，也導致教學內容與城鄉規劃專業結合不夠緊密，解決實際規劃問題的指向性和針對性不強［4］。鑒于國土空間規劃改革下GIS理論與技術的重要支撐作用，以及目前城鄉規劃專業教學普遍存在的問題，有必要對城鄉規劃專業GIS課程的教學方法進行及時革新。案例教學法作為一種啟發探究式的課堂教學方法，教學過程中用實際案例貫穿整個教學過程，引導學生學習和思考，讓學生深入了解問題的本質和解決方法，與傳統課堂教學方法相比，案例教學更加注重學生分析能力、實踐能力、創新能力的培養［5］。因此，提升與學科及行業發展相適應的城鄉規劃專業GIS課程案例教學水平，強化案例庫建設的實效性勢在必行。

3?城鄉規劃專業GIS課程案例式教學方法探討

3.1?基于原創案例庫建設推進案例式教學

城鄉規劃專業學生本身學習任務較為緊密繁重，決定了城鄉規劃專業GIS課程教學水平提升需要有強烈專業背景引導下的需求導向和目標導向。通過有機篩選與規劃實踐結合性強的主干課程內容［6］，將GIS主要的概念、原理和方法、應用場景直接融合到解決本專業實際問題的專題范例中應成為案例式教學的出發點和落腳點，案例式教學內容可從以下五個方面進行整合優化。

（1）增加國土空間規劃相關的內容場景，涵蓋國土空間規劃的基本理論和方法、規劃編制過程等方面。

（2）強化數據分析和處理的能力，包括數據采集、數據質量控制、數據清理和數據分析等方面。

（3）增加空間分析和模擬的內容，包括空間統計分析、空間插值和空間模擬等方面。

（4）引入新的技術和工具，例如云計算、人工智能、虛擬現實等。

（5）加強實踐環節，包括實驗、案例分析、項目實踐等方面。

鑒于此，擬根植于地方辦學特色，以高校所在地為案例地，建設體現綜合規劃與設計場景，涵蓋GIS主要知識板塊和技術方法的原創案例庫。地方化的原創案例庫的建立對于城鄉規劃專業GIS課程案例式教學來說將更具有靈活性、針對性，一方面，能夠激發學生的學習積極性，使其在親身生活學習的熟悉環境下深度體會、挖掘多樣規劃議題，綜合使用GIS分析手段解決實際規劃問題；另一方面，案例庫建設也能夠豐富教學和科研人員實踐經驗，充實理論體系，也為服務社會、強化產學研之間的良性互動提供著眼點，為案例庫的持續動態更新提供動力。

3.2?基于原創案例庫的案例式教學模式

原創案例庫的建設目標包括提升學生可以熟練地運用地理信息系統（GIS）等軟件來管理空間數據以及進行空間分析兩個維度，主要技術路徑實現包括理論方法講授—相關案例介紹—上機實踐操作—小組合作匯報—教師輔導點評—撰寫實踐報告等環節。其中，為了提高學生對GIS技術方法有實際接觸與應用水平［7］，加強上機實踐的課時安排，理論與實踐所占課時比為1∶1；同時，加強前向與“城鄉規劃分析方法”課程的銜接，后向與“數字化規劃設計技術”課程的銜接，確保由淺入深、由廣入精的城鄉規劃技術方法體系課程的連貫性與繼承性，且一般安排在“城鄉總體規劃”課程的前一學期，強化對國土空間總規規劃背景下的技術支撐。同時，案例庫的建設也注重培養學生的創新能力，不僅要提供已有的案例，還要引導學生自主思考并制作新的案例。為了促進案例的共享和交流，還可以建立一個案例分享平臺，學生可以在平臺上上傳和分享自己的案例，并且可以與其他學生交流和討論。鼓勵學生參加競賽和項目實踐，也可以幫助學生更好地將所學知識應用到實際中。此外，課程案例特別注重跟蹤專業發展的前沿動態和新技術新方法［8］，以及國土空間規劃背景下交叉學科知識理論的融入支撐，按照注重典型性、啟發性、問題性、真實性及創新性的原則，構建以地級市為最大空間范圍，涵蓋不同規劃尺度下的國土空間分析與優化為主題的原創案例庫，通過原創案例教學促使學生高效了解新時期城鄉規劃專業GIS理論與實踐的一般范式、方法、策略和技術，并掌握如何將技術方法與實際案例相結合。

3.3?原創案例庫的案例設計

圍繞國土空間規劃要求重新梳理GIS課程教學內容，強化對多源空間數據入庫與處理、空間要素評價與格局分析、空間關系計算與可視化等主要知識板塊的學習，以深化對國土空間分異規律識別、作用過程揭示及規劃設計方案比選的理論引導與應用實踐。原創性案例預期研究對象廣泛涉及國土空間關系、功能、結構、績效、品質等多維識別與優化，基本涵蓋市域、中心城區、功能片區、社區多個空間尺度上主流定量分析及優化案例，并嵌入城鄉規劃（國土空間規劃）專業核心知識點，能夠基本滿足學生全景式接觸、應用基于GIS的城鄉規劃新理念、新技術、新方法的需要。建設預期成果為十個原創案例在內的案例庫（下表），不同案例既體現了多源空間數據與方法的不同應用場景，也反映了同一應用場景下多源數據與方法的共同支撐，涉及多源空間數據與技術方法支撐下的城市空間理論認知、城市空間分析識別、城市空間優化方案三個主要部分，可為城鄉規劃（國土空間規劃）提供科學精準的實踐依據，強化學生基于GIS運用新技術手段解決實際專業問題的能力。

結語

在國土空間規劃的背景下，規劃理念及技術手段迅速轉型升級，對城鄉規劃專業學生而言，GIS理論與技術方法的掌握與應用必不可少，且要求愈加提高。因而，城鄉規劃專業的GIS課程教學方法需要更新與充實，以適應實際需要和發展趨勢。為了讓學生更好地理解和掌握相關知識和技能，增強其實踐能力和創新能力，在城鄉規劃專業的GIS課程中，應該加強案例式教學的深度應用，特別是國土空間規劃背景下案例庫的建設內容亟待優化更新與豐富充實，案例選擇和設計需要涵蓋主要規劃場景和GIS應用場景，使之與課程內容融會貫通，同時，上機實驗課時占比和原創案例庫的在地性體現都需要提升，從而提高教學效果和學生的綜合素質。總之，隨著國土空間規劃的不斷推進，城鄉規劃專業的GIS課程教學也應該不斷創新，將GIS技術與國土空間規劃更好地結合起來。通過合理的課程設置、案例分析、實踐教學和交流討論等方式，可以提高學生的GIS應用能力和創新能力，為國土空間規劃的實踐提供更好的服務。

參考文獻：

［1］石楠.城鄉規劃學學科研究與規劃知識體系［J］.城市規劃，2021，45（02）：922.

［2］郝從娜，吉燕寧.國土空間規劃背景下GIS應用課程教學改革探索［J］.教育信息化論壇，2022，119（06）：6971.

［3］李畫，王景.城鄉規劃專業《地理信息系統》課程教學模式改革研究［J］.知識文庫，2017（18）：123.

［4］王彥閣.國土空間規劃改革背景下城鄉規劃專業GIS課程教學改革探索［J］.現代物業，2020，492（05）：180181.

［5］晏福寶．案例教學的“體”與“用”之道［J］．寧波大學學報（教育科學版），2018，40（6）：9498．

［6］李榮，梅新.淺談地理信息系統在人文地理與城鄉規劃專業中的教學方法研究［J］.科技風，2019（30）：37.

［7］匡成銘.面向城鄉規劃專業的GIS教學改革探討［J］.教育信息化論壇，2019，3（05）：3637.

［8］戚路輝，馬瑜培，林漢森，等.信息時代城鄉規劃專業高校本科生基礎數據分析能力教學改革與創新［J］.高教學刊，2022，8（10）：5356.

基金項目：江蘇省高等教育教改研究立項課題“國土空間規劃變革下城鄉規劃專業課程體系重構與實踐”，項目編號：2021JSJG299；中國建設教育協會教育教學科研項目“國土空間規劃背景下城鄉規劃專業實踐類課程知識結構與教學體系改革探索”，項目編號：2021152；蘇州科技大學人才引進科研啟動費項目（332111310）

作者簡介：孫鴻鵠（1991—?），男，漢族，安徽亳州人，博士，講師，研究方向：國土空間規劃技術方法。