面向規(guī)劃學(xué)科需求的GIS多層次實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)研究

摘? 要：新時(shí)代國(guó)土空間規(guī)劃背景下GIS的作用日益重要，成為城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)必不可少的技術(shù)課程。面向規(guī)劃學(xué)科需求的GIS多層次實(shí)踐教學(xué)成為目前日益被關(guān)注的課題。本文結(jié)合濱州學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程的教學(xué)實(shí)踐，梳理了國(guó)土規(guī)劃背景下GIS實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容體系和教學(xué)安排，旨在提升GIS在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的實(shí)用性，最大限度地發(fā)揮GIS這一技術(shù)手段的最大效益。

關(guān)鍵詞：城鄉(xiāng)規(guī)劃? GIS課程? 教學(xué)體系? 設(shè)計(jì)研究

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）10（b）-0156-04

Abstract： Under the background of land space planning in the new era， GIS plays an increasingly important role and becomes an indispensable technical course for urban and rural planning majors. GIS multi-level practical teaching oriented to the needs of planning discipline has become an increasingly concerned subject. Based on the teaching practice of GIS in urban and rural planning major of binzhou university， this paper summarizes the content system and teaching arrangement of GIS practice teaching under the background of land planning， aiming to improve the practicability of GIS in urban and rural planning and maximize the benefits of GIS as a technical means.

Key Words： Urban and rural planning; GIS; Teaching system; Design research

當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展并取得了巨大的成就，城鎮(zhèn)化建設(shè)取得了舉世矚目的成績(jī)。與此同時(shí)，城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的各種社會(huì)問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)，擴(kuò)張型、粗放式、唯GDP增長(zhǎng)論的發(fā)展方式造成生態(tài)系統(tǒng)退化、環(huán)境污染加重、資源能源短缺趨緊的嚴(yán)峻局面，重視生態(tài)文明建設(shè)顯得尤為重要。城市規(guī)劃作為指導(dǎo)城市健康有序發(fā)展的引領(lǐng)性學(xué)科，就需要以一種更加全面、更為統(tǒng)籌、更為合理的思想對(duì)現(xiàn)存的問(wèn)題做出積極響應(yīng)。因此，作為生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵舉措而提出國(guó)土空間規(guī)劃應(yīng)運(yùn)而生。然而，基于建筑學(xué)背景下城市規(guī)劃更多地定位于技術(shù)工程領(lǐng)域，更多地關(guān)注解決城市增量規(guī)劃的問(wèn)題，更多地采用GIS技術(shù)運(yùn)用輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程選址、城市管理等方面[1]。但是如何基于國(guó)土空間規(guī)劃背景，針對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的特點(diǎn)以及規(guī)劃專業(yè)學(xué)生GIS技能的掌握要求而合理安排GIS課程體系，仍是目前被高校廣泛探討的課題。

1? 規(guī)劃類專業(yè)GIS課程教育的任務(wù)剖析

1.1 現(xiàn)存挑戰(zhàn)

興起于20世紀(jì)60年代的地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS）是整合多門學(xué)科、技術(shù)（主要包括地理學(xué)、空間信息學(xué)、測(cè)繪學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科），涉及不同領(lǐng)域（資源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃等領(lǐng)域）的綜合性學(xué)科，對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供有效輔助決策支持的技術(shù)手段[2]。該課程注重學(xué)生綜合應(yīng)用分析能力的培養(yǎng)，注重學(xué)生的地理信息空間分析和空間數(shù)據(jù)處理能力提升，作為新時(shí)代新形勢(shì)下城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的極為重要的技術(shù)支持，其在規(guī)劃行業(yè)的應(yīng)用范圍十分廣泛。但目前規(guī)劃類專業(yè)GIS課程建設(shè)也存在一系列挑戰(zhàn)與問(wèn)題。

1.1.1 學(xué)生相應(yīng)的知識(shí)基礎(chǔ)薄弱

通過(guò)對(duì)我校城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)學(xué)生調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2/3以上的學(xué)生對(duì)GIS的了解只限于高中地理課中的簡(jiǎn)單的介紹，僅了解GIS作為一種地理空間數(shù)據(jù)的處理工具，而沒(méi)有真正使用過(guò)GIS軟件、沒(méi)有進(jìn)行過(guò)相應(yīng)的矢量化處理、空間分析運(yùn)用。GIS作為一門綜合性較強(qiáng)的課程，除了較為廣泛的理論知識(shí)以外，其更注重軟件的實(shí)操與應(yīng)用，尤其是針對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的需求。

1.1.2 針對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃的GIS教材較少

目前，本科教育中的GIS教材主要有以高教出版社《地理信息系統(tǒng)概論》為代表的理論型教材和以科學(xué)出版社《ArcGIS地理信息空間分享實(shí)驗(yàn)教程》為代表的實(shí)驗(yàn)型教材[3]。理論型教材更為注重地圖學(xué)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建、地理信息原理等理論型知識(shí)的講解，實(shí)驗(yàn)型教材偏重于軟件的實(shí)際操作，但操作步驟過(guò)于復(fù)雜，缺乏國(guó)土空間背景下如何利用GIS解決城市發(fā)展面臨問(wèn)題的規(guī)劃案例?；诖耍瑖?guó)內(nèi)部分專家學(xué)者也嘗試根據(jù)城鄉(xiāng)規(guī)劃的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)科特點(diǎn)，探討GIS課程在城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)體系中的設(shè)置，也開始組織編寫輔助城城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的GIS學(xué)習(xí)教程，立足于城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)學(xué)生知識(shí)特點(diǎn)及未來(lái)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，選擇關(guān)鍵性理論知識(shí)，大量配套相應(yīng)的實(shí)踐練習(xí)，增加GIS在國(guó)土空間規(guī)劃、雙評(píng)價(jià)、三線劃定、公共設(shè)施選址等領(lǐng)域的應(yīng)用[4-6]。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式較為單一

GIS實(shí)驗(yàn)多針對(duì)單一目標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)前后連續(xù)性考慮較少，多為單個(gè)知識(shí)點(diǎn)、單個(gè)軟件操作的教學(xué)，大多是機(jī)械模仿和重復(fù)過(guò)程，缺乏貫穿所有知識(shí)點(diǎn)的綜合案例，導(dǎo)致教學(xué)課堂效果一般，師生互動(dòng)不足，學(xué)生創(chuàng)造性和分析能力無(wú)法得到鍛煉，缺乏積極主動(dòng)的思考。

1.2 教學(xué)目標(biāo)

城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程教學(xué)主旨為培養(yǎng)學(xué)生的空間數(shù)據(jù)處理、分析、可視化表達(dá)的能力而順應(yīng)新時(shí)代國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)踐需求。城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程教學(xué)目標(biāo)主要如下。

1.2.1 利用GIS做好規(guī)劃基礎(chǔ)現(xiàn)狀調(diào)查

對(duì)應(yīng)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)而言，現(xiàn)狀調(diào)研極其重要，它有利于幫助我們找出規(guī)劃區(qū)域內(nèi)潛在問(wèn)題，為規(guī)劃指明方向。利用GIS強(qiáng)大的空間分析功能，對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和地理空間數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)資料進(jìn)行理性分析和圖紙表現(xiàn)，進(jìn)而對(duì)城市空間聯(lián)系強(qiáng)度、土地利用變化趨勢(shì)、城市未來(lái)發(fā)展方向和城市人口變化空間趨勢(shì)進(jìn)行可視化分析[7]。

1.2.2 利用GIS做好“雙評(píng)價(jià)”工作

“雙評(píng)價(jià)”（資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)和國(guó)土開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)）作為國(guó)土空間規(guī)劃的基礎(chǔ)性工作，對(duì)于開展國(guó)土空間用途管制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。通過(guò)GIS軟件的單因素和多因素加權(quán)疊加分析，發(fā)揮GIS在規(guī)劃空間管控中的應(yīng)用。

1.2.3 利用GIS為城市規(guī)劃布局提供數(shù)據(jù)支撐

GIS的核心方法是空間分析，通過(guò)聚類分析及核密度分析對(duì)城市空間特征和規(guī)律、空間分布格局、評(píng)估和優(yōu)化設(shè)施配置等方面發(fā)揮著重要作用。同時(shí)運(yùn)用GIS軟件的最鄰近距離分析、交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系，可對(duì)城市學(xué)校、公園、共享單車?？奎c(diǎn)、公交站等城市公共設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施的布局規(guī)劃提供優(yōu)化模擬。

2? 規(guī)劃類專業(yè)GIS課程教學(xué)體系的主要內(nèi)容及教學(xué)安排

2.1 教學(xué)內(nèi)容體系

國(guó)土空間規(guī)劃更為強(qiáng)調(diào)“反規(guī)劃”理論思維，即樹立底線思維，強(qiáng)調(diào)在有限的規(guī)劃區(qū)域內(nèi)更好地處理保護(hù)與發(fā)展的關(guān)系，完成高質(zhì)量建設(shè)需求[8]。針對(duì)于傳統(tǒng)城市規(guī)劃專業(yè)的學(xué)生而言，他們更為擅長(zhǎng)處理增量式規(guī)劃，對(duì)存量式、內(nèi)部挖潛式規(guī)劃較為陌生，空間分析能力也較為薄弱，這也是規(guī)劃類專業(yè)開展GIS課程教學(xué)存在的挑戰(zhàn)與意義所在。根據(jù)城市規(guī)劃專業(yè)培養(yǎng)方案及目標(biāo)，構(gòu)建適合學(xué)科發(fā)展與實(shí)際需求的多層次實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系，按照循序漸進(jìn)的原則，逐步培養(yǎng)學(xué)生空間分析能力，強(qiáng)化訓(xùn)練學(xué)生科研素質(zhì)水平。

2.1.1 理論教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

理論教學(xué)主要讓學(xué)生對(duì)GIS基本概念和理論有一定的初步了解，熟悉什么是GIS、其主要功能是什么、有什么特點(diǎn)、發(fā)展歷程與現(xiàn)狀、GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用及其未來(lái)發(fā)展愿景（見(jiàn)表1）。在理論教學(xué)中結(jié)合相關(guān)案例，重點(diǎn)突出GIS空間分析功能的講解，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知度。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

規(guī)劃類專業(yè)GIS課程更為強(qiáng)調(diào)其實(shí)用性。通過(guò)GIS上機(jī)實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生們了解并掌握GIS軟件的制圖與編輯等基本操作，通過(guò)上機(jī)實(shí)踐切實(shí)讓學(xué)生了解GIS軟件的功能。GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要包括GIS軟件的應(yīng)用概述、如何構(gòu)建及管理規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)、矢量空間數(shù)據(jù)處理及分析、規(guī)劃專題地圖制作和地圖打印、影像數(shù)據(jù)處理及柵格數(shù)據(jù)處理分析、現(xiàn)狀容積率統(tǒng)計(jì)、地形地貌數(shù)據(jù)分析、城市三維場(chǎng)景的構(gòu)建、城市用地適應(yīng)性評(píng)價(jià)、生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)、城市交通網(wǎng)絡(luò)模擬和交通分析、城市規(guī)劃綜合案例分析等12部分內(nèi)容（見(jiàn)表2）。

2.2 教學(xué)安排

針對(duì)城市規(guī)劃專業(yè)的學(xué)科背景及其人才培養(yǎng)方案要求，GIS課程應(yīng)開設(shè)于大三上學(xué)期，經(jīng)過(guò)兩個(gè)學(xué)年的規(guī)劃專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃已有了基本的認(rèn)知，相應(yīng)的理論知識(shí)架構(gòu)已形成，CAD、PS、SU、AI等專業(yè)繪圖軟件也能夠熟練使用;同時(shí)城鄉(xiāng)總體規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃等規(guī)劃專業(yè)核心課程也將在大三下學(xué)期開設(shè)，相應(yīng)的城鄉(xiāng)總體規(guī)劃課程設(shè)計(jì)、控制性詳細(xì)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)、城市設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐項(xiàng)目也會(huì)同步進(jìn)行。在這基礎(chǔ)上，開設(shè)GIS課程更能有針對(duì)性為下一步的城市總體規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)提供幫助，利于學(xué)生對(duì)GIS軟件的實(shí)操掌握。

規(guī)劃類專業(yè)GIS課程教學(xué)安排主要分為理論和實(shí)踐兩大部分（學(xué)時(shí)比例為1：2），整體而言該課程更為注重軟件的實(shí)際運(yùn)用。GIS理論教學(xué)部分主要包括GIS課程介紹;熟悉GIS基本功能和功能、新時(shí)代背景下空間規(guī)劃對(duì)GIS的需求、矢量化數(shù)據(jù)采集處理、規(guī)劃矢量化底圖繪制、地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)制作、網(wǎng)格數(shù)據(jù)空間分析（疊加分析、緩沖分析、聚類分析及核密度分析等等）、規(guī)劃專題地圖制作、規(guī)劃方案模擬對(duì)比等內(nèi)容;而實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括參照如何構(gòu)建及管理規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)、矢量空間數(shù)據(jù)處理及分析、規(guī)劃專題地圖制作和地圖打印、影像數(shù)據(jù)處理及柵格數(shù)據(jù)處理分析、現(xiàn)狀容積率統(tǒng)計(jì)、地形地貌數(shù)據(jù)分析、城市三維場(chǎng)景的構(gòu)建、城市用地適應(yīng)性評(píng)價(jià)、生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)、城市交通網(wǎng)絡(luò)模擬和交通分析等內(nèi)容（見(jiàn)表3）。

3? 結(jié)語(yǔ)

新時(shí)代背景下隨著國(guó)土空間規(guī)劃的推行，作為國(guó)土空間管控基礎(chǔ)的“雙評(píng)價(jià)”的基礎(chǔ)技術(shù)支撐，GIS對(duì)城市規(guī)劃專業(yè)的作用日益重要，熟練運(yùn)用并掌握GIS技術(shù)有利于城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)生解決實(shí)際的規(guī)劃問(wèn)題，對(duì)于專業(yè)技能、方案設(shè)計(jì)水平有很大的幫助，在今后的工作和學(xué)習(xí)生涯中有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。

針對(duì)規(guī)劃類本科教學(xué)，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，積極改變新的教學(xué)手段和方法，構(gòu)建面向國(guó)土空間背景下的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的GIS多層次實(shí)踐教學(xué)體系，對(duì)于培養(yǎng)符合時(shí)代發(fā)展需求的規(guī)劃專業(yè)復(fù)合型人才具有十分重要的意義。然而，隨著時(shí)代的發(fā)展、技術(shù)的不斷進(jìn)步，規(guī)劃類專業(yè)GIS實(shí)踐課程的建設(shè)與完善也必將是一個(gè)長(zhǎng)期而復(fù)雜的過(guò)程，在現(xiàn)有的教學(xué)體系框架下不斷完善教學(xué)內(nèi)容，建立城鄉(xiāng)規(guī)劃類 GIS 應(yīng)用案例庫(kù)、項(xiàng)目庫(kù)及實(shí)踐教材是下一步研究亟待解決的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1] 王群，蘭新.基于GIS的規(guī)劃實(shí)施評(píng)估方法研究[J].城市勘測(cè)，2020（2）：36-39.

[2] 付暉，付廣，李婉萍.高校風(fēng)景園林專業(yè)GIS應(yīng)用需求及教學(xué)體系設(shè)計(jì)研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2016，39（12）：19-21.

[3] 秦靜.面向旅游類專業(yè)的GIS多層次實(shí)踐教學(xué)課程建設(shè)[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（58）：67-69.

[4] 黎紹波，戎麗.淺談GIS在國(guó)土空間規(guī)劃中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2018（32）：188.

[5] 韓東瑾.GIS在國(guó)土空間規(guī)劃中的應(yīng)用分析[J].四川水泥，2019（6）：76.

[6] 沈體壯.參與式GIS在國(guó)土空間規(guī)劃中的應(yīng)用研究[D].荊州：長(zhǎng)江大學(xué)，2015.

[7] 肖揚(yáng).基于ArcGIS軟件的地理信息實(shí)驗(yàn)課程改革[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2020，17（13）：202-203.

[8] 馬文亞.基于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略導(dǎo)向下的地方院校鄉(xiāng)村規(guī)劃教學(xué)研究[J].高教學(xué)刊，2019（22）：56-58.