信息时代城乡规划专业高校本科生基础数据分析能力教学改革与创新

戚路辉　马瑜培　林汉森　吴薇　李建军

摘  要：随着信息时代的发展，手机、5G等技术的普及，城市数字化迅速崛起，智能城市等管理手段越来越离不开数据分析。城乡规划专业作为城市建设的龙头专业，也面临研究方式与手段的改变。文章通过总结近年本专业在基础数据分析能力培养方面的改革经验，为今后专业人才的培养提出改革策略。

关键词：信息时代;城乡规划;基础数据分析能力;教学改革与创新

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）10-0053-04

Abstract： With the development of the information age， the popularization of mobile phone， 5G and other technologies， the rapid rise of urban digitization， intelligent city and other management means are increasingly inseparable from data analysis， urban and rural planning major， as the leading major of urban construction， is also facing changes in research methods and means. This paper summarizes the reform experience of basic data analysis ability training in recent years， and puts forward reform strategies for future professional training.

Keywords： information age; major in urban and rural planning; basic data analysis ability; teaching reform and innovation

目前，我国各大城市建设都非常重视信息化的硬件设施投入，数字化城市管理平台、城乡建设数据中心纷纷建立，然而在信息技术不断完善的同时，真正利用数据的人才却很少。已有的信息技术人才主要来自地图学以及地理信息科学专业，缺乏城乡规划的专业人才。且由于我国的GIS、RS等先进技术发展起步于上世纪九十年代，城乡规划专业更是缺乏学科与先进信息技术融合的教育模式。

一、时代背景

（一）经济社会发展背景

我国面临疫情期间，全球经济衰退，对外出口低迷，科技发展带来就业结构性调整等问题，“十四五”规划中明确提出工作重心是稳民生、促城镇化、增就业。李克强总理指出，中国已进入中等收入国家行列，但发展还很不平衡，尤其是城乡差距量大面广，差距就是潜力，未来几十年最大的发展潜力在城镇化。城镇化可以拓展投资空间，增加基础设施投资需求，带动中上游制造业及相关行业的投资。基础设施投资需求有其公共物品的特点，在创造就业、消耗需求的同时，并不能产生新的产能;而城镇化在开拓投资空间、继续释放人口红利、维持经济高速增长的同时，推进收入分配改革，逐渐形成消费橄榄形的经济体，能有效拉动内需，实现经济增长的结构性调整。

（二）专业发展背景

城市规划专业学科的特点是以城市、乡村作为研究对象，它既是一门工程学科，在有限的空间地域内，合理安排建筑功能、城市景观、生态、交通以及公共设施等布局的同时，促进经济发展，协调解决社会问题，改善投资环境，因此也是社会方方面面问题在空间上的体现，合理优化与协调的规划成为学科研究的重点;另一方面，城乡规划是一种政策管理行为，是政府对建设活动的控制、管理与协调，因此也有着社会人文的特征。城市复杂的特性决定了城乡規划需要横跨人文社科与自然科学，虽然不同的院校将城乡规划归为工科、理科，但参照国际经验，经济学、社会学、政治学、公共管理学（MPA）等已纳入现代城市规划的支撑体系，统计学、计算机编程甚至法学都成为城乡规划教学中的一部分，学科构成多元化的趋势是城市规划教育发展的必然潮流。综上所述，城市规划学科面临的不仅仅是单一数据的收集与整理，而是需要跨越各部门，从中发掘核心数据并进行归纳分析，这是信息化社会向大数据时代发展的特点。数据时代的大发展必然推动城乡规划学科的发展，因此有必要抓住这一时代特征，前瞻性布局教学改革，推动城乡规划学科发展。

（三）职业发展需要

广州市自动化中心在全国领先建成规划地理信息系统应用平台，汇集城市用地、土地功能规划等建设信息于一体的信息交换平台中心，集成从二维至三维的庞大数据库，然而各地政府机构建设数字化城市、智慧城市大多面临拥有大量信息，但缺乏既懂城乡规划专业又能分析数据的人才，未能充分发挥数据价值;另外，其设计机构乃至房地产策划与开发企业同样面临该类人才短缺的现象。未来，由信息平台化建设带来工作效率上的提高，一个职位可以服务更多人;同时职业分工日益精细化，越来越多的智能设备替代重复劳动的职位，21世纪的毕业生将 “不仅是工作岗位的找寻者，更重要的是工作岗位的创造者”。富·安德鲁（F.Andrea）指出，新时期规划职业的实践、形象和角色正在改变，城市规划专业教育不再是知识的积累，而是创新性的解决问题。在未来大数据的发展进程中，必然会产生更多的城乡规划数据分析的职位需求。

总的说来，面向未来的城市规划专业教学改革，侧重提升基础数据分析能力的教学水平，促使教师从未来社会需求的角度出发，进行教学内容体系和管理方法的调整优化，有助于迎接未来数据化时代的挑战。通过教学改革，对锻炼和培养本专业教师的数据意识和提升专业实践素质起到积极的作用。

二、国内外研究现状及学术思想

（一）大数据相关研究现状分析

近些年来，由于数据几何式增长，信息处理技术与理论正蓬勃发展，打破原有的规划思路与理念，“不要随机样本，而是全体数据”“不是精确性，而是混杂性”“不是因果关系，而是相关关系”，大数据的发展趋势契合了城市规划领域对数据应用的需求;其次，原有讲求数据分析的精确性，转变为更多讲求效率、相关性而非绝对准确，需要发挥不同数据各自的优势。这些具有前瞻性的大数据研究主要来自国外。

美国非常重视对数据分析的教学。2005年美国统计协会（ASA）发布GAISE（“Guidelines for Assessment and Instruction in Statistics Education”的缩写），即“统计学评估和教育指导纲要”;2007年对美国学龄前儿童及中小学的统计教育作出规划，由此形成了绵密的统计教育体系。国外发达地区由于数据积累量大且公布全面，基于数据的研究观念深入城市规划（City Planning）的职业发展。在数据处理分析中GIS（地理信息系统）起源于二十世纪六十年代的加拿大与美国，华盛顿大学土木工程和城市规划教授霍伍德（Horwood）表示，自己研制出计算机地图处理软件，并发起成立城市与区域信息系统协会（URISA），推广地理信息系统在城乡规划上的运用。随着美国第一颗民用遥感卫星的发射，GIS的运用得到普遍推广;到二十世纪末已经普及到物流、医疗及治安防灾等领域。在城乡规划行业，GIS现已成为专业标准工具，规划设计、编制与管理几乎都离不开GIS。

我国由于信息行业起步较晚，对数据的运用与分析以及重视程度落后于欧美发达国家。教育部科技发展中心在西安举办的2014年高等教育信息化创新论坛针对大数据时代促进科研信息化、复合型信息创新人才培养、教育云平台、高校数字化发展与运用创新等课题进行了研讨，促使我国教育迅速跟进世界潮流。

城乡规划专业对数据的运用，目前主要在计算机表达领域，如计算机辅助设计（CAD）、三维建模（3DMAX）等。早在1975年已有学者开始使用地理信息系统（GIS），但中国地理信息系统协会直至1994年才正式成立，推动GIS在各行业的运用;1987年城乡规划行业召开“遥感、计算机技术在城市规划中应用交流会”，进入信息技术领域，但至今鲜有规划院校着重对地理信息的利用进行相关的教学。与西方发达国家相比，我国由于数据基础薄弱、大部分数据由于各种原因不对外开放、城乡规划业务重形象设计等，造成地理信息系统在行业与高校中推广缓慢，GIS专业过于依赖测绘、地图学专业，在社会、经济和人文的领域应用偏弱。整体的数据挖掘与研究领域，除部分领域有自己的特色，整体应用水平相对落后。

（二）城乡规划学科相关教学改革

国外发达国家多数进入老龄化社会，人口减少趋势严重，城市建设放缓。自二十世纪六十年代， 西方城市规划的核心领域逐渐从工程学科的主导地位向社会人文方向转型，社会、经济、管理和生态环境学对城市规划产生重大影响， 城乡规划的教学中心也进行相应的转变，加强了社会人文的教学，协调规划、社区规划成为国外目前主要的规划工作。由于城市发展动力不足，除了國际性城市如伦敦、纽约仍在建设，其他中小型城市发展放缓;薪酬方面，城乡规划毕业生工资收入偏低，导致目前西方的规划院校普遍面临生源质量和数量下降的状况， 造成国外大数据对城乡规划教学改革力量不足的影响。

回顾城乡规划专业从属于土木工程学科发展到今日，城乡规划的教学改革变化不大，虽然有来自德国的金经昌教授、英国的朱泰信教授以及美国的梁思成教授等教育先驱引入各国先进的教育理念，但主要是沿袭基于1952年苏联模式建立的框架。传统城乡规划院校的教学模式依然是以建筑学为背景，除新增城市社会学、经济学等选修课程，引入计算机辅助设计等相关教学，整体教学框架变化不大。近年城乡规划专业教学改革主要围绕应用型本科专业教学、创新人才培养模式、地方院校实践教学体系构建三大课题，相关城乡规划的教育教学改革课题是少之又少。

三、教学改革实践过程

本次教学改革主要是基于广州市教育科学规划“信息时代本科生基础数据分析能力培养的实践研究——以城乡规划专业为例”（1201534004）、广东省教育局省教育厅科技项目（重点项目）“面向大数据应用的建筑学复合型创新型研究生培养改革与实践”（2016JGXM_ZD_55）

资助的研究。本次教学改革首先针对现有社会行业需求进行调研，通过走访广州市自动化中心等城乡规划设计单位、广州市各区规划局等政府建设管理机构、部分著名房地产开发企业以及房地产策划研究所等机构对大数据的运用现状和问题，汇集今后城乡规划行业发展对人才的期望与需求;同时对本市学校的相关专业对基础数据教学与运用进行走访，总结已有的经验与教训。

将行业需求作为本次教改的研究目标，结合已有改革实践和借鉴经验，对本次教改进行深入论证，并通过学生课堂访问与调查、邀请专家讲学与指正、查阅国内外相关资料等方式，确立课程体系整体优化的方式与途径，探索新的教学方式，重点创新教学内容与教学模式。之后进行针对性教学改革实验，包括新增课程教学内容，例如新增市规划方法论、城市大数据应用等课程;在设计课、实习课程中加入大数据的相关知识点，形成混合式教学;最终在毕业设计中考核学生的量化分析能力，检验教学改革的适用性，最终在教学体系、教学内容与方法上实现改革与创新。

四、教学创新与策略

（一）教学创新

本次教学针对本科基础数据分析能力进行教学提升，主要通过理论课-专业课与低年级-高年级一体式教学方式，使得学生的基础数据分析能力在不断训练中得到巩固与加强。

1. 理论课、专业课一体式教学

数据分析的教育主要通过搭配专业设计课要求进行针对性的理论教学，如针对居住区规划搭配城市物理环境评价与设计课程，进行建筑环境模拟分析教学;针对控制性详细规划搭配社会科学研究方法与城市分析课程，进行社会调查教学;针对国土空间规划搭配城市大数据应用1课程，进行大数据入门、AHP方法等教学，使得每项课程设计涵盖相应的基础数据分析能力的教学培养。

2. 低年级、高年级一体式教学

低年级期间，通过城乡规划导论课程开始强调大数据等量化研究方法的重要性;并从低年级的建筑设计1设计课开始进行街道空间的认知，建筑设计2设计课进行校园环境分析，居住区设计课程针对用地周边城市的用户需求、竞争对手分析等方式，由浅入深，使得数据分析成为规划思辨能力的基础，而不是像以往一样靠经验进行设计决策。

3. 毕业设计的多专业创新研究

在毕业设计这个最后设计能力检验的过程中，尝试以解决城市空间问题为核心，通过邀请土木工程学院针对城市交通、管理学院旅游管理专业针对旅游开发与策划、地理科学与遥感学院针对建成环境虚拟仿真模拟、公共管理学院针对城市开发成本综合测算等六个学院以联合毕业设计的方式，探讨城乡规划专业对各个专业的研究信息进行整合分析，以规划目标引导其他专业联动配合，培养本科学生的数据整合分析与创新能力。

（二）教学改革策略

1. 教学方法上，强化理性思维能力的培养

以往的城乡规划构思主要来自于设计师自身对社会、生活的理解，以经验定性分析为主，难以产生定量化的研究结论。而成熟的城乡规划方案应该来自对产业、社会需求等理性分析与艺术的再创造。数据分析可以成为辅助设计师更好地了解社会需求，更好地进行人性化设计的手段。随着网络大数据的出现以及各类新兴信息技术，如手机信令数据，使得量化分析越来越成为可能。在教学方法上，要强化数据分析的重要性，不能仅仅通过定性分析确定设计目标，而是通过量化研究明确规划目标与手段，使得量化分析能力成为城乡规划设计的基础能力。

2. 教学内容上，课程内容与教学方式相互配合，突出创新性实践

在教学内容上，数据分析能力培养的教学按照学科分为：（1）数学，特别是以应用统计学为主，需要掌握相关性分析、多元回归分析等基本工具以及应用SAS、SPSS等基本计算机程序，涉及矩阵计算、模糊数学等相关知识;（2）计算机应用与编程，包括大数据基本原理、数据库管理、GIS编程、网络数据抓取、数据可视化分析、分布式计算工具等;（3）城乡规划专业应用，如城市设计方法论、参数化设计、城市与建筑环境模拟、绿色建筑设计、CIM工具、GIS地理空间分析等。量化分析相关课程涉及较多补充知识，而目前学习任务已比较繁重，因此建议超出原有专业知识部分以了解与应用为主，更深入的学习可以分至其他专业辅修或选修，通过学分互认，促进学有所长的学生深入学习。

3. 培养方式上，开展复合型教学

现有城乡规划专业前二年的教学主要承袭以往建筑学设计的教学方式，以培养学生对空间的认知与美感;在三年级上学期的居住区设计，该教学方式达到整合;之后的控制性详细规划、城乡空间规划则转到以产业、空间、交通分析为主，逐步突出对经济、公共设施、道路交通的侧重研究;在四年级下学期的城市设计则着重培养学生对社会问题的思考。因此，在城乡规划专业的基础教学上，如何整合各方面学习能力的培养，必须从复合型教学上实现各部分教学内容以及思维方式的结合，才能培养出具有较为全面分析能力的专业设计师。

复合型教学改革不仅仅意味着补充跨学科相关知识的教学，也要掌握团队合作的能力。各科专业因为知识跨度较大、难度较高，只有建立学生之间的跨专业合作，才能相互取长补短，创新成果。如设置跨学科教学平台或课题团队，在第三学期教学中选拔数学、计算机、地理、工商管理与建筑学专业的老师与学生参与，以城市建设实际项目课题进行有目标的融合性教学，从跨学科合作中摸索复合型教学内容的整合。

4. 加强社会联合实践

现有的数据分析技术层出不穷，GIS、模拟软件学习比重增加，相关社会需求也与日俱增，但基础数据能力培养的教学仍处于摸索阶段，高校需要通过服务地方企业将技术转化为生产力，积累实战经验;其次，多学科、新课程开發需要大量物质基础与人力资源，现有高校难以获得全部的发展要素;而地方企业往往拥有大量数据，但缺乏技术积累;两者强强合作，必然为教学改革注入活力。社会联合实践结合教学，可以通过校企联合办学、联合制定人才培养目标与方案、联合科研与教学、为企业设置培训项目、加强“双师”教学管理团队等形式开展。

五、结束语

本科生基础数据分析能力培养的教学改革应面向新工科建设，紧密结合城乡规划学科实践特点与创新发展趋势，从教学方式、教学内容与人才培养方面进行实践探索。教学方式上，以信息数据理解与应用为主线，贯穿教学全过程，提高学生社会认知能力;教学内容上，逐步掌握数据分析技术，学会灵活地运用数据，突出案例式教学，帮助学生建立新时期的数据应用能力;人才培养上，优化课程体系，建立跨学科、面向创新的教学平台，鼓励复合型教学以及跨专业联合教学，以提高本科生的基础数据分析能力。

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基金项目：广东省高等教育教学改革项目“大数据背景下城乡规划专业应用型人才教学改革与实践”（无编号）;广东省教育局省教育厅科技项目（重点项目）“面向大数据应用的建筑学复合型创新型研究生培养改革与实践”（2016JGXM_ZD_55）;广东省本科教学质量改革工程项目“城乡规划重点专业教学改革”（粤教高函【2020】19号）;广州市教育科学规划“信息时代本科生基础数据分析能力培养的实践研究——以城乡规划专业为例”（1201534004）

作者简介：戚路辉（1976-），男，汉族，广东广州人，博士，副教授，系副主任，研究方向为城市规划与策划。

通信作者：李建军（1968-），男，汉族，河北三河人，博士，教授，院长，研究方向为国土空间规划，城市规划与设计。