“城市可持续发展”课程的开发探讨

[摘 要] 在多年“城市可持续发展”相关课程教学的基础上，探讨了“城市可持续能源规划与低碳发展”及“韧性城市”课程的开发。基于“城市可持续能源规划与低碳发展”及“韧性城市”的关键要素，开发了17个课程模块，设计了与课程模块密切相关的学生作业方案，精选了若干分析“城市可持续能源规划与低碳发展”及“气候韧性城市”的工具和案例。以期为高校相关专业的大学本科三、四年级学生及研究生开设“城市可持续发展”“城市可持续能源管理”“低碳城市发展”及“气候韧性城市”等课程提供有益借鉴。

[关键词] 可持续能源;低碳城市;研究生课程;城市可持续发展

[基金项目] 欧盟ERASMUS Mundus项目（2013-3119/001-001 EM ACTION 3）

[作者简介] 张明顺（1964—），男，湖北荆州人，理学博士，北京建筑大学环境与能源工程学院教授，主要从事环境教育、环境规划管理以及低碳城市发展战略研究。

[中图分类号] C229.29   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）11-0161-04    [收稿日期] 2020-12-09

一、前言

由于碳排放所导致的气候变化、化石燃料的枯竭和日益严重的环境破坏这三个致命问题，城市将不得不寻找其他的能源来源。除了引入可再生能源技术和能效解决方案外，城市还必须在运输和土地利用体系、城市设施和城市设计原则以及由此引发的使用模式方面进行重新设计[1-3]。“城市可持续能源规划和低碳发展”课程模块从可持续能源和低碳的角度介绍了如何规划和发展城市。模块的第一部分向学生介绍与可持续能源概念和低碳发展相关的主要定义。其次，该模块指导如何掌握这些与可持续能源规划和低碳发展有关的主要概念。第三部分介绍了如何将这些概念应用于实际环境的一系列工具。总体而言，模块提供了示范、练习和案例研究，以及有关使用工具及其与相关文献的关系。

气候韧性城市发展模块为了解城市如何暴露在气候变化下及面对气候变化的敏感性奠定了学习的基础，了解城市如何在与日俱增的不确定性下应对气候变化带来的影响[4-6]。此模块介绍了有关城市韧性和适应性的基本概念和实例，以及关于不同城市的案例研究。模块还通过让目标学习者在模拟练习中运用他们的知识和练习决策技巧以加强关于建设城市韧性的讨论。

本课程开发着重于气候脆弱性、发展与气候韧性之间有什么联系、已有什么方法来了解气候适应性并使之具有可操作性、这些方法如何运作、应该采取哪些政策和措施来顾及气候韧性城市发展的各个方面等，最后，如何在不同的适应措施和其他可持续发展目标之间进行选择。

二、课程开发的目的

本课程旨在帮助学生了解可持续能源规划和低碳发展、气候韧性城市的定义和关键要素;了解可持续能源和低碳发展、气候韧性城市的概念，以及如何将它们融合到传统的城市规划学科中;了解可持续能源和低碳发展的主要规划工具;进行经验案例研究，思考和讨论可持续能源规划和低碳发展的关键内涵。

本课程开发成果适用于城市规划，环境科学和其他相关学科领域的本科生（三年级或四年级）、大学毕业生、研究生以及希望加深对气候韧性城市发展的认识和了解的学生。

三、“城市可持续能源规划和低碳发展”课程开发成果

本课程开发的成果包括：九个涵盖“城市可持续能源规划和低碳发展”核心内容的课件;与课程内容相关联的学生作业设计;“城市可持续能源规划和低碳发展”工具介绍;案例分析。

（一）九个课件

课件1：主要概念和定义。本课件向学生介绍有关“可持續能源规划和低碳发展”的重要概念。这些概念包括能源形式、能源转换和转化效率、热力学、城市能源系统、能源效率和节约、城市的可持续能源规划、低碳城市、能源综合城市发展规划、韧性城市和能源韧性等。

课件2：能源挑战与可持续性。本课件概述了21世纪的重大能源趋势和挑战，这些趋势和挑战在于如何用清洁、可靠和廉价的能源平衡能源供需之间的差距。主题包括：全球能源趋势和应用场景、能源法规、城市能源挑战、能源安全、可持续发展所需能源，世界能源结构/技术的变化。

课件3：能源、规划和城市形态。本课件探讨了能源、规划与城市形态之间的关系。从能源整合的城市规划概述开始，探讨了能源整合的城市土地利用规划;节能、高能效、可再生能源的能源整合空间规划;合适的规模;能源整合的城市规划治理;能源整合的城市规划影响力;能源整合的城市规划方法。

课件4：能源规划：能源基础设施。本课件将向学生介绍现代能源的基础设施，将这些基础设施融入城市的能源市场对于实现其能源和气候目标至关重要。其中包括各种可再生能源技术，区域供热和制冷，热电联产，智能电网，能源存储，智能城市信息通信讯技术，绿色屋顶和能源影响。

课件5：能源规划：运输。本课件深入探讨了在运输趋势、挑战、政策和实际解决方案的背景下，能源与运输之间的关系。课程涵盖的主要课题包括：运输能源问题，运输部门能源消耗的驱动因素;运输部门的能源效率和潜力;降低车辆能耗的方法;交通运输部门如何实现降低能耗的目标;关于替代燃料和高效车辆的政策;在运输部门提高能源效率的政策/措施;创造经济激励和抑制因素;促进可持续交通低碳转型的驱动条件。

课件6：低碳发展和碳排放核算。本课件为了让学生了解与低碳发展和碳排放核算相关的一些课题。学习完此课程后学生将全面了解碳排放与环境风险（如气候变化）之间的关系，探索为未来的低碳发展铺平道路的趋势和策略。此外，学生还将了解到如何进行碳/GHG排放核算和报告的程序要求。

课件7：能源的投资、融资和管理。本课件介绍了能源利益相关者可以使用的各种融资和投资选择。涵盖的主题包括：融资类型，融资模式，现有的地方和国际资金，并探讨众筹作为融资的选项之一。最后将提供关于城市能源管理和能源治理的概述。

课件8：可持续能源行动计划。作为一种能源计划工具，本课件对可持续能源行动计划进行详细的核算，说明了该行动计划如何通过更好地利用和产生能源来减少碳排放。为了阐明该可持续能源行动计划的流程和有效性，本课程将详细介绍博尔扎诺市所经历的流程，并研究其概念、规划和实施。

课件9：热需求描绘，城市热岛描绘和太阳能利用。本课件将探讨三种工具，这些工具已成功用于协助城市能源规划和帮助决策。这些工具包括城市需求描绘、SWOT工具和太阳能描绘（PVGIS）。

（二）学生作业设计

学生需要选择一个已实施了可持续能源规划和低碳发展战略的城市作为案例研究，并对其采用的规划过程、方法和工具进行研究。该练习的目的是使学生从已实施了可持续能源规划和低碳发展战略的城市中获得关于对最佳实践和流程的实际了解。

（三）工具介绍

本课件主要介绍“城市可持续能源规划和低碳发展”使用的主要分析工具[4-6]，这些工具在其他教科书中有详细介绍，本课件主要介绍其应用。这些工具包括：可持续能源行动计划（SEAP）;太阳能评价;城市热岛描绘;热需求描绘;SWOT分析，力场分析，问题树分析;层次分析法。

（四）案例

教师需要准备足够多的典型案例，学生需要选择两个已实施可持续城市能源规划的城市案例，在教师的指导下开展案例学习和交流。

四、气候韧性城市课程开发成果

本课程旨在使学生认识到气候变化对发展中和发达城市的影响以及气候变化与发展目标和适应能力之间的联系;獲得技能以描绘城市缓解气候变化或如何适应其影响的不同方式;通过在不同城市环境中进行有针对性的练习来实践气候变化规划的主要组成部分。

在课程结尾，学生应该能够对气候韧性，脆弱性和适应性的相关概念进行批判性的描述和思考。他们将对气候变化周期规划形成解析性的理解，对城市气候韧性和气候韧性发展道路战略有所理解。参与者还应能够区分和分析不同城市环境下脆弱性的成因，并识别和优化安排各种适应性行动。

（一）八个课件

课件1：城市地区的气候变化。本课件介绍了气候变化—气候变化的城市成因和影响，以及城市在适应和缓解气候变化方面所采取的行动。

课件2：低收入住区的风险和脆弱性模式。在城市内部和城市之间，风险和韧性能力的分布是通过一系列物理、社会、经济和政治过程来调节的。课程的第一部分将讨论低收入城市居民所承受的社会角度的脆弱性。课程将为了解低收入居民和社区的脆弱性及评定导致此脆弱性的不同因素提供解析基础。

课件3：理论和实践中的韧性。本课件将分析在理论上如何理解韧性，以及在实践中如何以不同方式应用韧性。

课件4：鹿特丹的城市生态系统服务与生态系统管理。本课件将介绍城市生态学和社会生态系统思维的基本概念，对城市如何应对地方和全球环境变化过程进行韧性思考。生态系统服务的框架基于两个评估基础进行了阐述和说明：对具有生态系统服务框架的城市进行的全球评估，揭示了如何对城市生物多样性进行评估和管理的十个主要见解;讲解了鹿特丹是如何本地化地利用生态系统服务框架去了解城市生态系统是如何管理的。

课件5：了解和分析适应过程中的挑战。近年来，在科学和政策议程上对于如何适应气候变化的重视程度大幅增加。越来越多的研究人员试图解释一个广泛存在的“适应缺陷”现象。例如，为现有气候变化做好充足准备的社会和该社会目前并不充足的准备状况之间的差距。这种差距不仅在较贫穷的国家和发展中国家社区普遍存在，在发达国家也明显存在。本课程还将根据基于高收入和低收入国家的证据展示市级适应能力方面所面临的一系列障碍。同时还将介绍一个用于分析适应过程的不同阶段所面临的挑战，以及如何在实践中应用这个诊断框架。

课件6：气候变化规划。课件解释了想要发展气候韧性的城市是如何进行气候变化规划的过程和步骤。课程涉及几个关键过程，如脆弱性评估，利益相关者参与度，行动评估和气候融资。此外，本课程还讨论了广泛用于支持城市决策者的主要气候行动评估方法和工具。

课件7：气候变化决策分析。本课件介绍了针对环境和气候变化问题的决策分析框架，特别着重于多标准分析（MCA）方法。该方法广泛应用于环境和气候变化评估和决策中，它根据多个标准对不同的政策，行动和措施进行了优先排序。除了纯粹与环境相关的利益外，环境和气候变化行动通常会产生多种可持续性利益（共同利益）。城市应探索如何将行动的这些多重可持续性优势纳入决策中。本课程还将讨论MCA的主要内容、特征、步骤和优缺点。

课件8：气候变化的多层次管理。本课件将详细分析气候变化管理框架，重点将放在管理结构和流程的垂直和水平维度上。通过具体例子阐明一些具体的安排是如何促进或阻碍气候变化目标的实现。

（二）课堂练习设计

地方政府正在采取各种行动，这些行动的附加好处是通过管理自然灾害和具有环境影响的活动，协助当地社区应对或适应气候变化的影响。为了减少其居民的脆弱性并提高适应能力，市长和地方政府需要气候变化专家的帮助以克服这些困难，并且需要采取行动以减少城市层面所受到的气候变化影响。参与者将扮演气候变化专家，他们会向市长提供有关如何优先考虑气候变化行动以解决城市特定需求的建议。

该练习的目的是确定并优先安排减少城市脆弱性的地方适应行动。练习所进行的分析不仅要确定适应措施，还要选择应首先实施的措施（此过程称为优先排序）。该练习有七个关键活动：（1）脆弱群体的群体识别;（2）选择适应行动;（3）适应行动排序;（4）选择评判标准;（5）根据评判标准评分选出最优级的适应行动;（6）为评判标准分配权重;（7）计算加权分数。

（三）使用的工具

本课程学习的主要工具CLIMACT Prio，这是一项由住房和城市发展研究所开发的针对气候意识、决策支持和能力建设的工具，该工具用于评估、筛选和确定气候适应行动的优先次序。CLIMACT Prio采用多标准方法来协助地方政府，决策者和城市规划者确立一系列的决策标准并在目标之间设定优先级。

该工具的目的是为决策者提供支持，以在城市级别（在给定情况下）确定和优先排序当地的适应行动。分析不仅要确定适应行动，还要选择应首先实施的措施（优先排序）。分析的结果将有助于在决策过程选择优先适应措施。该分析的目的不是重新评估脆弱性，而是根据现有的信息填补科学知识与决策过程之间的空白。此外，通过采用这种方法还可确立其他目标（评判标准），例如本地发展收益。

（四）供学生参考的案例

通过运用CLIMACT Prio工具，学生将查阅以下城市的脆弱性评估和气候变化适应计划：（1）岘港，越南;（2）尼甘布，斯里兰卡;（3）堪培拉，澳大利亚;（4）哥本哈根，丹麦;（5）纽约，美国;（6）索索贡，菲律宾。

学生应仔细研究选定城市的脆弱性评估和气候变化适应计划，并确定最脆弱的地区或可能受到气候变化影响的地区/资产。此外，学生还应研究城市所面临的其他可能问题（例如贫困、住房、水和卫生、健康）。

五、结语

课程开发成果在大学环境专业试用了三年。通过试用，可以得出以下几点结论：（1）课程方案实用性强，课程内容符合当前低碳可持续城市发展的需求，总体上，课程内容涵盖了该领域的主要知识点和实践需求;（2）课程实施过程，学生的参与度高，尤其应用课程教学内容，针对性的分析案例，使学生能够使用所学知识。大大提高了学生的学习兴趣和教学的針对性;（3）17个课件之间关联性好，内容能很好地衔接，便于学生从理论到实践，逐步学习和深入理解课程内容（4）本课程开发成果在研究生中使用时，由于研究生大学教育专业的差异和知识背景的差异，部分学生存在对部分课件理解不够，基础知识确实，影响了教学效果。

参考文献

[1]王建国.21世纪初中国城市设计发展再探[J].城市规划学刊，2012（1）：1-8.

[2]孙一民.近期美国麻省理工学院的城市设计教育[J].建筑学报，2019（5）：50-52.

[3]汤慧，宁启蒙.新型城镇化背景下城市设计课程教学优化研究[J].山西建筑，2015（10）：226-227.

[4]章丽萍，朱凌，李晨，等.高层次工程人才联合培养的两个国际案例[J].高等工程教育研究，2013（2）：53-59.

[5]单海校，刘国平，张华.应用型本科高校工程技能教学的探索与研究[J].实验技术与管理，2006（12）：107-109..

[6]章丽萍，朱凌，李晨，等.高层次工程人才联合培养的两个国际案例[J].高等工程教育研究，2013（2）：53-59.

Discussion on the Development of Sustainable Urban Development Course

ZHANG Ming-shun

（School of Environment and Energy Engineering， Beijing University of Civil Engineering and Architecture， Beijing 100044， China）

Abstract： Based on many years practice of teaching the course of Sustainable Urban Development， this paper discusses the offering of two new courses： Urban Sustainable Energy Planning and Low-carbon Development， and Climate Resilient City. By taking into account the key elements of the two new courses， we have developed 17 course modules， designed student assignments that are closely related to the course modules， and selected tools and cases for the teaching of the two courses， in order to provide useful reference for some colleges and universities to set up courses such as Urban Sustainable Development， Urban Sustainable Energy Management， Low-carbon Urban Development and Climate Resilient City and so on for the third and fourth year undergraduate students and graduate students of related majors.

Key words： sustainable energy; low-carbon city; postgraduate courses; Sustainable Urban Development