国土空间规划背景下城乡规划专业GIS课程教学方法探讨

国土空间规划背景下城乡规划专业GIS课程

教学方法探讨

摘要：国土空间规划背景下城乡规划专业的地理信息系统（GIS）课程教学的重要性愈加凸显，为了帮助学生更好地理解和掌握GIS的理论和实践，案例式教学是一种非常有效的教学方法。本文根据案例式教学的概念及特点，以某高校城乡规划专业的GIS课程为例，探讨基于原创案例库建设的案例式教学，旨在为城乡规划专业GIS课程教学提供参考。

关键词：城乡规划；地理信息系统；案例教学法；原创案例库

1 国土空间规划背景下城乡规划专业的培养要求

城乡规划专业对本专业学生的培养目标在于培养具有扎实理论基础，适应城乡规划行业和职业实际工作需要的应用型人才。因此，其专业教学需要突出城乡规划实践导向，注重学生分析能力和创造性解决实际问题能力的培养［1］。2019年，中共中央、国务院正式印发《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》（以下简称《意见》），将主体功能区规划、土地利用规划、城乡规划等空间规划融合为统一的国土空间规划，强化国土空间规划对各专项规划的指导约束作用。同时，《意见》强调以国土空间基础信息平台为底板，实现主体功能区战略和各类空间管控要素精准落地，逐步形成全国国土空间规划一张图。因而，当前国土空间规划背景下，超越了传统城乡规划重发展轻保护、重物质轻人本的编制逻辑，面对生态文明、以人为本的规划理念下国土空间全域全要素的系统性、复杂性和综合性的客观现实，基于多源空间数据的分析已成为规划决策的主要依据。可以说，基于空间数据的资源调查与评价、更新管理、空间统计与格局分析、模拟预测与可视化等技术手段贯穿于国土空间规划整个过程和每个环节，推动规划技术手段从传统制图软件逐步走向地理信息平台。因而，基于GIS平台及相关专业技能，整合多源空间数据科学理性地认知、分析、优化不同尺度下的国土空间已成为城乡规划学科发展的必然［2］。

2 城乡规划专业GIS课程的教学现状

地理信息系统（GIS，Geographic Information System）作为一种基于计算机的空间信息处理理论与方法，把空间分析及可视化功能与数据库存储管理功能集成在一起，实现了数据的快速存储、动态查询与统计分析等，随着大数据、云计算、人工智能等相关技术的发展，其计算能力和存储能力的可扩展性大幅提升，增加了地理信息系统的数据处理与管理能力，极大地强化了城乡规划设计与管理工作的质量与效率，对科学的国土空间规划过程起到良好的指导和规范作用［3］。然而，由于国内院校的城乡规划专业大多脱胎于建筑学专业，更重视学生在城市物质形态剖析、美学设计等方面专业技能的训练，GIS课程的设置相对少很多，很难建立用空间数据分析、思考、解决规划问题的专业素养。同时，传统城乡规划GIS课程教学往往以单向讲授为主，与其他专业课程关联性、支撑性体现不足，同时教学案例形式单一、内容宽泛，且缺乏系统性和前沿性，也导致教学内容与城乡规划专业结合不够紧密，解决实际规划问题的指向性和针对性不强［4］。鉴于国土空间规划改革下GIS理论与技术的重要支撑作用，以及目前城乡规划专业教学普遍存在的问题，有必要对城乡规划专业GIS课程的教学方法进行及时革新。案例教学法作为一种启发探究式的课堂教学方法，教学过程中用实际案例贯穿整个教学过程，引导学生学习和思考，让学生深入了解问题的本质和解决方法，与传统课堂教学方法相比，案例教学更加注重学生分析能力、实践能力、创新能力的培养［5］。因此，提升与学科及行业发展相适应的城乡规划专业GIS 课程案例教学水平，强化案例库建设的实效性势在必行。

3 城乡规划专业GIS课程案例式教学方法探讨

3.1 基于原创案例库建设推进案例式教学

城乡规划专业学生本身学习任务较为紧密繁重，决定了城乡规划专业GIS课程教学水平提升需要有强烈专业背景引导下的需求导向和目标导向。通过有机筛选与规划实践结合性强的主干课程内容［6］，将GIS主要的概念、原理和方法、应用场景直接融合到解决本专业实际问题的专题范例中应成为案例式教学的出

发点和落脚点，案例式教学内容可从以下五个方面进行整合优化。

（1）增加国土空间规划相关的内容场景，涵盖国土空间规划的基本理论和方法、规划编制过程等方面。

（2）强化数据分析和处理的能力，包括数据采集、数据质量控制、数据清理和数据分析等方面。

（3）增加空间分析和模拟的内容，包括空间统计分析、空间插值和空间模拟等方面。

（4）引入新的技术和工具，例如云计算、人工智能、虚拟现实等。

（5）加强实践环节，包括实验、案例分析、项目实践等方面。

鉴于此，拟根植于地方办学特色，以高校所在地为案例地，建设体现综合规划与设计场景，涵盖GIS主要知识板块和技术方法的原创案例库。地方化的原创案例库的建立对于城乡规划专业GIS课程案例式教学来说将更具有灵活性、针对性，一方面，能够激发学生的学习积极性，使其在亲身生活学习的熟悉环境下深度体会、挖掘多样规划议题，综合使用GIS分析手段解决实际规划问题；另一方面，案例库建设也能够丰富教学和科研人员实践经验，充实理论体系，也为服务社会、强化产学研之间的良性互动提供着眼点，为案例库的持续动态更新提供动力。

3.2 基于原创案例库的案例式教学模式

原创案例库的建设目标包括提升学生可以熟练地运用地理信息系统（GIS）等软件来管理空间数据以及进行空间分析两个维度，主要技术路径实现包括理论方法讲授—相关案例介绍—上机实践操作—小组合作汇报—教师辅导点评—撰写实践报告等环节。其中，为了提高学生对GIS技术方法有实际接触与应用水平［7］，加强上机实践的课时安排，理论与实践所占课时比为1∶1；同时，加强前向与“城乡规划分析方法”课程的衔接，后向与“数字化规划设计技术”课程的衔接，确保由浅入深、由廣入精的城乡规划技术方法体系课程的连贯性与继承性，且一般安排在“城乡总体规划”课程的前一学期，强化对国土空间总规规划背景下的技术支撑。同时，案例库的建设也注重培养学生的创新能力，不仅要提供已有

的案例，还要引导学生自主思考并制作新的案例。为了促进案例的共享和交流，还可以建立一个案例分享平台，学生可以在平台上上传和分享自己的案例，并且可以与其他学生交流和讨论。鼓励学生参加竞赛和项目实践，也可以帮助学生更好地将所学知识应用到实际中。此外，课程案例特别注重跟踪专业发展的前沿动态和新技术新方法［8］，以及国土空间规划背景下交叉学科知识理论的融入支撑，按照注重典型性、启发性、问题性、真实性及创新性的原则，构建以地级市为最大空间范围，涵盖不同规划尺度下的国土空间分析与优化为主题的原创案例库，通过原创案例教学促使学生高效了解新时期城乡规划专业GIS理论与实践的一般范式、方法、策略和技术，并掌握如何将技术方法与实际案例相结合。

3.3 原创案例库的案例设计

围绕国土空间规划要求重新梳理GIS课程教学内容，强化对多源空间数据入库与处理、空间要素评价与格局分析、空间关系计算与可视化等主要知识板块的学习，以深化对国土空间分异规律识别、作用过程揭示及规划设计方案比选的理论引导与应用实践。原创性案例预期研究对象广泛涉及国土空间关系、功能、结构、绩效、品质等多维识别与优化，基本涵盖市域、中心城区、功能片区、社区多个空间尺度上主流定量分析及优化案例，并嵌入城乡规划（国土空间规划）专业核心知识点，能够基本满足学生全景式接触、应用基于GIS的城乡规划新理念、新技术、新方法的需要。建设预期成果为十个原创案例在内的案例库（下表），不同案例既体现了多源空间数据与方法的不同应用场景，也反映了同一应用场景下多源数据与方法的共同支撑，涉及多源空間数据与技术方法支撑下的城市空间理论认知、城市空间分析识别、城市空间优化方案三个主要部分，可为城乡规划（国土空间规划）提供科学精准的实践依据，强化学生基于GIS运用新技术手段解决实际专业问题的能力。

结语

在国土空间规划的背景下，规划理念及技术手段迅速转型升级，对城乡规划专业学生而言，GIS理论与技术方法的掌握与应用必不可少，且要求愈加提高。因而，城乡规划专业的GIS课程教学方法需要更新与充实，以适应实际需要和