基于城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)數(shù)字化課程體系建設(shè)初探

呂飛+許大明+孫平軍

摘要：在總結(jié)中國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教育的發(fā)展歷史、學(xué)科特點(diǎn)和當(dāng)前規(guī)劃教育多種變化趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，以應(yīng)用型數(shù)字化課程體系的完善為主導(dǎo)，從云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的發(fā)展趨勢(shì)分析著眼，進(jìn)而從城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系構(gòu)建入手，探索城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)課程體系中的數(shù)字化課程的新定位和新方法。從模塊化課程體系建設(shè)、數(shù)字化課程平臺(tái)整合、國(guó)際聯(lián)合教學(xué)以及多元化的考核體系等方面提出了基于大數(shù)據(jù)整合平臺(tái)的數(shù)字化課程體系建設(shè)。

關(guān)鍵詞：城鄉(xiāng)規(guī)劃；高效教育；數(shù)字化；課程體系

中圖分類號(hào)：G642.3；TU98 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2016）02-0167-04

2011年，城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)作為新設(shè)的國(guó)家一級(jí)學(xué)科，對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)的教育內(nèi)容和教育體系都提出了新的要求和挑戰(zhàn)。許多院校的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)在傳承優(yōu)勢(shì)學(xué)科背景的基礎(chǔ)上，努力完善城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的教學(xué)體系和課程內(nèi)容，不斷開展一級(jí)學(xué)科背景下的城鄉(xiāng)規(guī)劃教育體系改革[1]。此外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，信息化、數(shù)字化技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應(yīng)用日益深入，但由于受國(guó)內(nèi)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的發(fā)展階段和發(fā)展特點(diǎn)的影響，城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教育中的數(shù)字化課程重視程度和建設(shè)力度仍處于較低水平[2]，在城鄉(xiāng)規(guī)劃課程體系中仍處于尷尬地位。因此，從城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)的學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系構(gòu)建入手，以應(yīng)用型數(shù)字化課程體系的完善為主導(dǎo)，探索城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)課程體系中數(shù)字化課程的新定位和新方法成了亟待解決的新問題。

一、城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教育中數(shù)字化課程設(shè)置現(xiàn)狀

城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)科是城鄉(xiāng)復(fù)雜系統(tǒng)中的一門綜合型應(yīng)用學(xué)科，規(guī)劃的過程不只是物質(zhì)空間的形態(tài)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，不是靠單純的構(gòu)圖就能完成的，它需要規(guī)劃者對(duì)歷史文化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)生活、城市管理等多方面因素進(jìn)行綜合考慮，以社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展為目標(biāo)，整合和應(yīng)用多學(xué)科的現(xiàn)有資料進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，最終優(yōu)化和美化人類的生活環(huán)境。

根據(jù)全國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)資料，中國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教育中有65%的課程是基于建筑學(xué)下的工科學(xué)科背景，只有少量來源于工程類、理學(xué)類、管理及林學(xué)類等其他學(xué)科。以哈爾濱工業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃系為例，建筑學(xué)學(xué)科背景下的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教學(xué)中，設(shè)計(jì)類課程側(cè)重于物質(zhì)空間的形態(tài)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，如城市設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)、居住小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)、控制性詳細(xì)規(guī)劃等，偏重于對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)方案的構(gòu)思能力、設(shè)計(jì)技術(shù)以及圖紙表達(dá)能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練。這種教學(xué)方式是一種適用于物質(zhì)規(guī)劃時(shí)期的教育，已無法適應(yīng)新時(shí)期對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)人才教育的要求。

早在20世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)一些院校已開始意識(shí)到在城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)開設(shè)GIS課程的必要性，這也成為現(xiàn)代城鄉(xiāng)規(guī)劃教學(xué)方法改革的一個(gè)重要方向[3]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，GPS、遙感等知識(shí)內(nèi)容也被引入城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教學(xué)中，并逐漸成為專業(yè)必修課。數(shù)字化課程體系在城鄉(xiāng)規(guī)劃課程體系中仍處于尷尬地位，并且設(shè)置的GIS等數(shù)字化課程多以概述性的內(nèi)容介紹為主，缺少信息技術(shù)應(yīng)用、方法等方面的能力培養(yǎng)，使得城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教育中的數(shù)字化課程較為零散，未能形成體系。

二、數(shù)字化課程在城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教育中的重要性分析

（一）復(fù)雜綜合性的城鄉(xiāng)規(guī)劃發(fā)展問題導(dǎo)向需求

隨著城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略的提出，從多學(xué)科的角度對(duì)城鄉(xiāng)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行深入研究日益受到重視。城鄉(xiāng)關(guān)系從分離的二元結(jié)構(gòu)向統(tǒng)籌發(fā)展的新型關(guān)系轉(zhuǎn)變，使得城市系統(tǒng)的復(fù)雜性更加嚴(yán)峻，更需要從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等多學(xué)科多角度進(jìn)行更加深入的研究和分析[4]。而隨著全球氣候變化異常以及區(qū)域微氣候日益多變等發(fā)展趨勢(shì)的影響，城鄉(xiāng)物質(zhì)空間環(huán)境建設(shè)中的微環(huán)境分析逐步得到重視。從建筑物理拓展出的城市聲、光、熱、風(fēng)等物質(zhì)空間環(huán)境模擬分析技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)中的應(yīng)用日益深入?；谛滦统擎?zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略下的城市系統(tǒng)復(fù)雜性需求，對(duì)城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)的聲、光、熱、風(fēng)等城市空間環(huán)境的模擬成為常態(tài)，因此，針對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃方面的云計(jì)算與大數(shù)據(jù)等數(shù)字化平臺(tái)構(gòu)建已成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。

（二）大數(shù)據(jù)背景下的科學(xué)規(guī)劃學(xué)科發(fā)展需求

近年來，通過大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)整合城鄉(xiāng)復(fù)雜系統(tǒng)中的多來源、多類型的數(shù)據(jù)成為數(shù)字城市和智慧城市建設(shè)中的核心問題。面向城鄉(xiāng)規(guī)劃的數(shù)據(jù)整合及規(guī)劃要素指標(biāo)評(píng)估體系將城鄉(xiāng)規(guī)劃指標(biāo)評(píng)估、RS（搖感）技術(shù)、GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)、BIM（建筑信息模型）技術(shù)、VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)整合為一套以城鄉(xiāng)規(guī)劃、城市管理、城市建設(shè)與發(fā)展分析和城鄉(xiāng)規(guī)劃信息化于一體的分析思想，它將應(yīng)用于城市空間規(guī)劃設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，并對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤和精確分析[5]。大數(shù)據(jù)時(shí)代的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與城市管理已經(jīng)從分析因果關(guān)系轉(zhuǎn)向分析城市要素的相關(guān)度。采用RS、GIS、GPS以及BIM等信息化數(shù)據(jù)采集與分析方法，通過對(duì)城市交通、居住、休閑、購物以及城市防災(zāi)、大型基礎(chǔ)設(shè)施利用等各類城市空間與設(shè)施的使用者行為特征的采集與分析，運(yùn)用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜城市空間的合理組織與利用，從而進(jìn)行數(shù)字化構(gòu)建和評(píng)估。同時(shí)，通過對(duì)數(shù)字城市模型的構(gòu)建，使城市規(guī)劃從2D表達(dá)與分析描述轉(zhuǎn)向3D、4D等多維尺度的分析與評(píng)估。通過對(duì)不同時(shí)間、不同空間類型中的使用者的大數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，找到城市居民對(duì)不同空間的使用特征，再進(jìn)行各類行為的相關(guān)度分析，進(jìn)而為規(guī)劃師和城市管理者有效組織和合理利用城市空間與城市環(huán)境提供科學(xué)理性的決策參考和依據(jù)。

（三）新型城鎮(zhèn)化背景下的城鄉(xiāng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展需求

國(guó)家新型城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略，從城市與農(nóng)村兩個(gè)方面對(duì)新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展模式與空間布局，以及人口、產(chǎn)業(yè)、生態(tài)等協(xié)調(diào)發(fā)展均提出了較高的專業(yè)教育要求[6]。近年來，城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)不斷加強(qiáng)與拓展社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)及信息化技術(shù)等學(xué)科的融合與拓展，形成了具有地域特色和城市設(shè)計(jì)學(xué)科特點(diǎn)的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教學(xué)基地，為培養(yǎng)具有規(guī)劃設(shè)計(jì)與環(huán)境模擬分析等綜合能力的城鄉(xiāng)宜居環(huán)境建設(shè)人才和設(shè)計(jì)人才提供了良好的教育平臺(tái)。

（四）多規(guī)合一背景下的數(shù)字化課程支撐體系需求

城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)科作為城鄉(xiāng)復(fù)雜系統(tǒng)中的綜合型應(yīng)用學(xué)科，需要整合和應(yīng)用多學(xué)科的現(xiàn)有資料進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。特別是在存量精細(xì)化管理的規(guī)劃管理呼聲下，以多規(guī)合一為目標(biāo)的數(shù)字化課程平臺(tái)建設(shè)需求日益增長(zhǎng)，因此，在城鄉(xiāng)規(guī)劃一級(jí)學(xué)科建設(shè)發(fā)展中，云計(jì)算與大數(shù)據(jù)等知識(shí)在城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用研究顯得越來越重要。由此，在城鄉(xiāng)規(guī)劃一級(jí)學(xué)科的專業(yè)教育中，將云計(jì)算與大數(shù)據(jù)數(shù)字化平臺(tái)相關(guān)知識(shí)有機(jī)整合融入城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)課程體系構(gòu)建中，以滿足專業(yè)教學(xué)適應(yīng)學(xué)科快速發(fā)展的需要。而數(shù)字化課程體系作為城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)科教育體系的新技術(shù)和新方法，能夠整合相關(guān)的GIS技術(shù)、VR技術(shù)、BIM技術(shù)，以及當(dāng)前的大數(shù)據(jù)（Big Data）與云計(jì)算（Cloud Computing）技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)，綜合城鄉(xiāng)發(fā)展系統(tǒng)中的眾多學(xué)科要素和數(shù)據(jù)信息，從而為城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)科的人才培養(yǎng)提供理性高效的教育模式。加強(qiáng)現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)體系的融合，以 GIS技術(shù)與VR技術(shù)為核心，建立數(shù)字技術(shù)應(yīng)用研究平臺(tái)，將現(xiàn)代信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)滲透到培養(yǎng)教育之中，使學(xué)生借助現(xiàn)代城鄉(xiāng)規(guī)劃科研教學(xué)的技術(shù)支撐平臺(tái)，掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)手段。

三、數(shù)字化課程體系建設(shè)的初步構(gòu)想

（一）構(gòu)建原則

1. 系統(tǒng)性原則

3S技術(shù)（GIS、GPS、RS）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)、建筑信息模型（BIM）數(shù)字化，以及當(dāng)前的大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)各為不同的學(xué)科，各自具有完整的學(xué)科體系。從城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)人才培養(yǎng)總體要求和教學(xué)安排來看，城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)知識(shí)及其他相關(guān)學(xué)科知識(shí)占有不同的教學(xué)比例，且以本專業(yè)知識(shí)為主，數(shù)字化課程學(xué)時(shí)安排相對(duì)較少，并且數(shù)字化課程體系中包含了如3S、VR、BIM等諸多課程，分配到每門課的學(xué)時(shí)則更有限。如何在有限時(shí)間、有限目標(biāo)和有限規(guī)模下，分析解決在有效的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)順利銜接和整合各類數(shù)字化課程的主要教學(xué)內(nèi)容尤為重要。為此，在課程構(gòu)建和教學(xué)安排上應(yīng)注重各門課程縱向知識(shí)的系統(tǒng)性，做到層層遞進(jìn)，由簡(jiǎn)入繁，逐漸深化。

2. 應(yīng)用性原則

對(duì)于城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的學(xué)生而言，數(shù)字化技術(shù)是主要的輔助性工具，要在具體的設(shè)計(jì)工作或管理工作中加以應(yīng)用，因此應(yīng)充分理解不同的數(shù)字化技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的不同作用，在課程內(nèi)容上要緊密結(jié)合城鄉(xiāng)規(guī)劃的專業(yè)特點(diǎn)組織教學(xué)，使其更具實(shí)用性。

比如，GIS是由電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所支撐的，對(duì)地理環(huán)境信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、檢索、分析和顯示的綜合性技術(shù)系統(tǒng)。對(duì)GIS專業(yè)的學(xué)生而言，不僅僅是要掌握對(duì)地理信息的采集、存儲(chǔ)、檢索、分析等功能，更要深入學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等知識(shí)。而對(duì)于城鄉(xiāng)規(guī)劃的學(xué)生，應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)城鄉(xiāng)規(guī)劃GIS信息系統(tǒng)的使用及維護(hù)（圖形與屬性查詢、專題圖的制作、疊置及緩沖分析、統(tǒng)計(jì)制作、新的圖形及屬性資料的入庫等），能夠?qū)σ呀?jīng)存在其他格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；能夠用GIS信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)城市總體規(guī)劃中的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析，輔助城市用地選擇，輔助建設(shè)項(xiàng)目合理選址，確定詳細(xì)規(guī)劃范圍內(nèi)的道路紅線及控制點(diǎn)的坐標(biāo)、標(biāo)高，合理科學(xué)地安排建筑物的位置、安排各項(xiàng)工程管線等；能夠運(yùn)用GIS技術(shù)建立城市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和各種專題數(shù)據(jù)庫（如交通、地下管理線等），使城鄉(xiāng)規(guī)劃中所需的信息數(shù)字化；能夠與CAD技術(shù)結(jié)合，解決現(xiàn)實(shí)地理空間的數(shù)字模型問題，利用GIS與CAD技術(shù)構(gòu)造與現(xiàn)實(shí)地理空間對(duì)應(yīng)的虛擬地理信息空間，并用數(shù)字模型對(duì)現(xiàn)實(shí)地理空間的現(xiàn)象和過程進(jìn)行模擬和仿真，進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3. 集成化原則

大數(shù)據(jù)平臺(tái)能夠集成城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)科中的多類型數(shù)據(jù)，通過GPS、RS技術(shù)解決城鄉(xiāng)規(guī)劃中空間地理信息的采集問題。GPS定位的小型飛機(jī)或者航空模型裝載的數(shù)字相機(jī)能夠直接快速獲取城鄉(xiāng)規(guī)劃所需的高精度信息，制作數(shù)字化矢量圖。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則能夠借助于各種設(shè)備感覺信息空間所反映的現(xiàn)實(shí)世界，更生動(dòng)形象地表現(xiàn)信息世界中所反映的現(xiàn)實(shí)世界，在城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，使規(guī)劃設(shè)計(jì)成果的三維動(dòng)態(tài)建模更加方便，設(shè)計(jì)成果更加形象、直觀。

（二）數(shù)字化課程體系基本構(gòu)架

作為一級(jí)學(xué)科的城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)所涵蓋的內(nèi)容具有很強(qiáng)的綜合性，在城鄉(xiāng)規(guī)劃一級(jí)學(xué)科的課程體系中，它的綜合性體現(xiàn)在理論、設(shè)計(jì)、實(shí)踐、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)。核心課程涵蓋了區(qū)域發(fā)展與規(guī)劃、城市規(guī)劃、鄉(xiāng)村規(guī)劃與設(shè)計(jì)、社區(qū)發(fā)展與住房建設(shè)規(guī)劃、城鄉(xiāng)發(fā)展歷史與遺產(chǎn)保護(hù)規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃管理六大研究方向。

1. 模塊化教學(xué)體系構(gòu)建

以城鄉(xiāng)規(guī)劃應(yīng)用為主線，將數(shù)字化課程中的技術(shù)方法與問題應(yīng)用相結(jié)合，將所有課程方向的相關(guān)課程分門別類，確定出課程的“主模塊與子模塊組合形式”，主模塊為必修的基本專業(yè)核心課程，子模塊為數(shù)字化課程體系中的銜接內(nèi)容。不同規(guī)劃研究方向的主模塊與子模塊也可交叉組合，以保持規(guī)劃課程體系的基本彈性，尊重學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，激發(fā)學(xué)生應(yīng)用數(shù)字化工具分析和解決實(shí)際問題的能力，促進(jìn)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教學(xué)的長(zhǎng)足發(fā)展。

2.國(guó)際化聯(lián)合教學(xué)模式構(gòu)建

鑒于城鄉(xiāng)規(guī)劃一級(jí)學(xué)科發(fā)展的國(guó)際化趨勢(shì)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家城鄉(xiāng)規(guī)劃教育的數(shù)字化課程教育優(yōu)勢(shì)，結(jié)合中國(guó)當(dāng)前城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教育中的國(guó)際化教學(xué)特色，通過學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的數(shù)字化課程教育模式，積極聯(lián)合國(guó)際知名大學(xué)開展“走出去、請(qǐng)進(jìn)來”等教學(xué)和學(xué)生交流活動(dòng)，通過與國(guó)際名校及設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)開展各種形式的合作，構(gòu)建和完善國(guó)際化聯(lián)合教學(xué)課程體系。

在數(shù)字化課程體系教學(xué)中融入歐美港臺(tái)等地區(qū)名校的先進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)領(lǐng)域前沿知識(shí)等優(yōu)秀的國(guó)際化教學(xué)元素，融合中國(guó)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家不同的城鄉(xiāng)發(fā)展階段與城鄉(xiāng)發(fā)展問題，在數(shù)字化課程體系中的GIS、VR、BIM等方面綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等技術(shù)方法，構(gòu)建層級(jí)遞進(jìn)式國(guó)際化聯(lián)合教學(xué)課程，以期達(dá)到促進(jìn)與國(guó)際知名院校、設(shè)計(jì)院所學(xué)習(xí)交流，接軌國(guó)際專業(yè)前沿發(fā)展方向，構(gòu)建數(shù)字化課程在城市研究、規(guī)劃設(shè)計(jì)以及城市管理等方面的案例教學(xué)框架，實(shí)施具有中國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)教學(xué)特點(diǎn)和人才培養(yǎng)模式的數(shù)字化課程體系建設(shè)。

四、結(jié)語

在當(dāng)前國(guó)家新型城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略的指引下，探索信息化、數(shù)字化背景下的城鄉(xiāng)規(guī)劃課程教學(xué)模式，強(qiáng)化城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)教學(xué)和城鄉(xiāng)建設(shè)應(yīng)用教學(xué)的主線，突出數(shù)字化課程體系的理性、科學(xué)和全局原則，從而為城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)科人才培養(yǎng)提供理性高效的教育模式。

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（編輯 梁遠(yuǎn)華）