“信息技術在城市規劃中的應用”課程的教學改革

摘 要：文章簡要回顧了應用于城市規劃的現代信息技術，結合工科院校城市規劃專業“信息技術在城市規劃中的應用”課程的教學現狀，探討了課程的教學內容改革：確定符合城市規劃專業教學目的要求的設計模式化的教學內容和案例式的教學手段。

關鍵詞：城市規劃 信息技術 課程教學改革

中圖分類號：G642 獻標識碼：A

隨著現代計算機科學的快速發展和進步，現代信息技術在城市規劃領域中的應用正越來越廣泛。應用于城市規劃編制和城市規劃管理中的信息技術主要以數據處理、分析與管理為特征，又各具特色。地理信息系統技術(Geographic Information System，GIS)主要功能是數據輸入與管理、數據查詢與分析、成果表達與輸出等，為規劃編制和管理的分析、評價和預測服務。遙感技術(Remote Sensing，Rs)是通過傳感器獲取地球表面圖像的技術，通過對遙感圖像的處理，可獲得反映城市土地利用、交通、綠化、環境等分布狀況的可靠信息。計算機輔助設計技術(Computer Aided Design，CAD)是制圖設計的圖形處理軟件，可提高規劃設計效率，規范規劃圖。網絡技術是通過數據通信線路將多臺計算機互連而成的系統，可使各個區域的規劃信息交流成為可能。虛擬現實技術(Virtual Reality，VR)是利用計算機技術產生的一種人為虛擬的環境，方便規劃成果的三維動態建模，使設計對象更加直觀，形成人機交互式的交流。

目前，大部分院校的城市規劃本科專業都設置有GIS、CAD等信息技術的課程，但各院校各有側重點。本文主要結合本校城市規劃本科專業學生的特點，探討“信息技術在城市規劃中的應用”課程在教學目的、教學內容和教學手段等方面的改革。

一、“信息技術在城市規劃中的應用”課程的教學現狀

(一)在教學體系中的地位

以培養應用型人才為目的的工科院校的城市規劃專業很大一部分是依托建筑學背景發展起來的，學生的專業知識背景和培養目標均偏重于物質形態設計和實際的規劃設計項目，學生的計算機輔助設計制圖和圖像處理方面較強，但在基于各類信息、數據進行綜合的定量化分析方面能力較弱。同時與GIS、Rs以及VR相關的某些課程未開設，如遙感概論、編程語言等。

(二)教材的選擇

信息技術教材分為兩類：理論類和實驗類。他們是相互為背景又相互獨立的，以GIS教材為例，GIS的理論類教材如高等教育出版社的《地理信息系統概論》，實驗類教材如科學出版社的《地理信息系統實習教程ArcGIS 9.x》，后者是作為前者的實驗指導教材，前者是作為后者的理論指導教材都比較合適，但是卻是兩本各自獨立的教材。

因此，對于課時時間較少的城市規劃專業學生來說，由于缺少一本將理論學習和實驗指導結合起來的教材，學生只能選擇理論類或實驗類教材來指導學習，很難全面的了解GIS理論和技術。

(三)與其他課程的滲透

現在學生在參與其他設計類課程時，一般都會使用CAD技術進行設計圖紙的描繪、編輯和輸出，沒有應用到GIS技術，其中的原因主要是現在的課程設置中沒有認識到GIS技術可以在這類的城市規劃設計課程中得到應用，使得這門課程與其他課程的綜合性太少。

二、本課程的教學改革

全國城市規劃執業資格考試大綱中明確提出了“信息技術在城市規劃中的應用”的相關內容。全國高等學校城市規劃專業本科(五年制)教育評估標準(試行)也明確要求城市規劃專業學生在“城市規劃與設計”的“表達”時需要“了解GIS及CAD的基本知識”。

周昇等提出根據應用GIS的單位對其雇員的GIS技能的要求，將雇員“分為3個層次：一般用戶、專職GIS人員和開發與系統管理人員”。根據注冊規劃師和本科教育評估標準的要求，本專業學生在學習該門課程后，可以作為應用GIS的一般用戶，而經過一定的培訓就可以作為專職GIS人員。

因此，對于本科畢業生在信息技術方面的要求主要是可以熟練的應用一些GIS的簡單操作，熟練地使用CAD進行規劃設計和圖紙繪制，同時能熟練利用網絡技術進行規劃信息的交流，并了解RS和VR技術的基本知識。筆者認為這門課程應從以下幾方面進行教學改革。

(一)確定符合專業的教學目的

筆者經過近幾年在這門課程中的教學，認為：對于CAD技術和網絡技術，通過計算機基礎課程以及二、三年級規劃設計課程學習中已經有廣泛的使用，本專業學生已經較熟練地掌握；RS技術在城市規劃設計與分析中，規劃師主要是使用一些經過RS技術產生的城市專題圖，如城市土地利用現狀圖和城市環境現狀圖，而我校本專業由于沒有設置Rs的前期課程，學生對RS原理及技術的學習相對較困難；VR技術在城市規劃中適合大型場景的模擬，但這種技術需要通過編寫程序代碼來實現，這一點對于本專業的學生來說難度較大，在學生中也較難普及；地理信息系統(GIS)是介于信息科學、空間科學、管理科學之間的一門新興技術，是規劃、管理、環境和土地等專業的必修課程。因此，筆者將本課程的教學目的設置為：通過教與學，使學生初步了解CAD、RS、VR和網絡技術的基本原理，理解地理信息系統(GIS)原理和技術；通過ArcGIS軟件的上機實習，將CAD、Rs、網絡技術和VR與城市規劃有關內容穿插在其中，使學生熟悉地理信息系統技術軟件的基本操作技能和其在城市規劃中的主要功能，為今后的學習和工作奠定良好的基礎。

(二)設計模塊化的教學內容

在本課程之前，學生已經學習了城市規劃的大部分設計和理論課程，對本專業已有了較為深入的了解和理解。因此，在本課程教學內容的設置中，涉及城市總體規劃、城市詳細設計等課程的知識。

1 教學安排

本課程的教學內容主要分為三個章節：應用在城市規劃中的現代信息技術、GIS和GIS軟件ArcGIS 9，x的操作。在課時的安排上，為突出本課程的實踐性，學生的上機實習學時占課程的1/2，共計18學時。本課程的教學內容安排如表1所示。

2 模塊化的教學內容

田雨等在設置GIS課程實驗教學體系時認為：“根據GIS教學實習計劃進行模塊化的設計，以期能夠收到良好的效果”。筆者認為這種方式對于城市規劃學生在有限的學時內熟悉GIS軟件的基本操作很有幫助。因此，在本課程的設計中將GIS的上機實習內容設計成4個實習模塊：數據輸入與編輯模塊、地圖布局和輸出模塊、空間分析模塊和不規則三角網模塊，分別對應于作業一、二、三和四。

(三)確立案例式、啟發式的教學手段

1 教學方式

筆者主要運用課堂講授、課堂演示和現場教學這三種教學方式。課堂教學主要是講授GIS、RS、CAD、VR和網絡技術的基本概念和理論。使學生了解Rs、CAD、VR和網絡技術的一般知識，較全面、深入地理解GIS領域的知識，為上機實習作準備。課堂演示主要是穿插在學生上機實習和課堂作業的過程中，一般在學生上機實習新內容之前，由教師通過集中的課堂演示，使學生在學習使用軟件新操作的同時，更深入地理解在課堂教學中學到的一些GIS相關原理和概念。現場教學除了指導學生上機操作和完成作業之外，另一個很重要的作用就是與學生的現場交流和作業反饋。

2案例式教學

GIS技術是一門技術性和實踐性很強的學科，而且在城市規劃領域的應用非常廣。本課程的學習目的之一就是使學生應用所學的知識解決實際問題。為達到這一目的，在教學的很多環節都是應用實際的案例來輔助教學的。如利用鄰近區來分析道路密度，詳細講解GIS解決這一問題的一般步驟。

3 啟發式教學

啟發式教學主要是體現在學生上機實習的作業設計中的，比如將作業設計成有多種解決方法的題目，引導學生利用已有的實驗方法，獨立思考，提出解決問題的多種方式，從而提高學生的學習興趣。

三、結束語

對比國內外規劃院校本課程的教學，筆者認為以培養應用型人才為目的的工科院校的城市規劃專業開設的信息技術課程需要注意以下幾個方面：

一是加大對教材的編寫投入，填補實驗教材與理論教材的脫節。編寫一本既可以指導學生上機，又可以教授學生GIs、RS和VR的一些基本理論的教材。

二是改革教學體系，將本課程與城市規劃設計課程結合設置。例如，在城市規劃設計課程，利用GIs技術和Rs技術進行城市現狀的空間分析和非空間分析(屬性分析)，以及進行城市景觀預測。

三是在保持對cAD技術的應用訓練的同時，加強對GIs技術的應用和訓練，加強未來規劃師的綜合分析能力。

(文字編輯、責任校對：王香麗)