陳陽　李冠

［摘 要］國土空間規(guī)劃在全國范圍內(nèi)如火如荼地開展，為土地信息系統(tǒng)的課程革新提供了新的機遇和挑戰(zhàn)。文章從土地信息系統(tǒng)的課程教學(xué)切入，從課程內(nèi)容、技術(shù)方法、課程定位等方面分析了課程特征和問題，結(jié)合國土空間規(guī)劃實施的背景，提出了土地信息系統(tǒng)課程教學(xué)在應(yīng)用支撐、技術(shù)拓展、學(xué)生培養(yǎng)等層次的改革需求?；诖?，構(gòu)建以課程結(jié)構(gòu)多元化、技術(shù)方法集成化、教學(xué)模式實用化為核心的教學(xué)改革路徑，為推進土地信息系統(tǒng)課程的教學(xué)改革提供參考。

［關(guān)鍵詞］土地信息系統(tǒng)；國土空間規(guī)劃；教學(xué)改革；多學(xué)科交叉

［中圖分類號］G642［文獻標(biāo)識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）04-0045-04

土地信息系統(tǒng)（Land Information System，以下簡稱LIS）是面向土地數(shù)據(jù)信息應(yīng)用，集存儲、管理、分析、仿真、決策等功能于一體的計算機系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用于國土監(jiān)測、空間規(guī)劃、土地登記等領(lǐng)域[1-3]。經(jīng)過多年發(fā)展，LIS已蛻變?yōu)橐婚T集成土地管理、地理科學(xué)、遙感測繪、計算機技術(shù)的交叉學(xué)科，兼具理論性、實踐性與操作性[4]。目前，LIS被設(shè)為土地資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、地理科學(xué)等專業(yè)的核心課程，為培養(yǎng)技術(shù)型和科研型人才提供專業(yè)技能抓手?？紤]到LIS課程教學(xué)在學(xué)生掌握學(xué)科內(nèi)容與技術(shù)過程中的基礎(chǔ)性地位，探索多元化、全方位、深層次的LIS課程教學(xué)模式對推動土地信息人才培養(yǎng)具有重要意義。

隨著國土空間規(guī)劃的全面實施，LIS課程教學(xué)面臨新的機遇與挑戰(zhàn)。一方面，2019年，中共中央、國務(wù)院出臺《關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的若干意見》，提出建立全國統(tǒng)一的國土空間基礎(chǔ)信息平臺，標(biāo)志著LIS管理與技術(shù)創(chuàng)新已成為國家“五位一體”總體布局的重要支撐[5]。這為LIS教學(xué)注入了新的視角與內(nèi)容，為課程體系建設(shè)提供了革新的契機。另一方面，國土空間規(guī)劃不僅依賴于LIS，也需要大數(shù)據(jù)、云計算、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)集成支持實踐決策[6]，這對LIS課程涉及的技術(shù)深度和領(lǐng)域廣度提出了拓展的新要求。然而，目前對LIS課程教學(xué)改革的探討多從教研互動[7]、“三創(chuàng)”教育理念[8]、新工科[9]等視角切入，融入國土空間規(guī)劃的研究仍然缺乏。因此，結(jié)合國土空間規(guī)劃的實踐需求，完善LIS課程體系迫在眉睫。

鑒于此，本文致力于梳理LIS課程教學(xué)現(xiàn)狀，闡述國土空間規(guī)劃對LIS課程的現(xiàn)實需求，提出LIS課程教學(xué)改革路徑，以期為服務(wù)于國土空間治理的土地信息人才優(yōu)化培養(yǎng)提供思路。

一、LIS課程教學(xué)現(xiàn)狀

厘清LIS課程教學(xué)現(xiàn)狀是優(yōu)化課程體系的基礎(chǔ)。LIS課程教學(xué)現(xiàn)狀的特點與問題表現(xiàn)為以下幾方面。

在課程內(nèi)容上，針對土地管理現(xiàn)實需求構(gòu)建教案，側(cè)重土地利用和規(guī)劃的實務(wù)。在理論上，LIS涉及數(shù)據(jù)獲取與存儲、數(shù)據(jù)庫管理、空間分析、應(yīng)用系統(tǒng)等知識體系；在應(yīng)用上，涉及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、拓撲應(yīng)用分析、土地定量評價、土地分等定級、規(guī)劃數(shù)據(jù)庫、用地擴張模擬等案例[9]。其中，土地利用與土地規(guī)劃在課程體系中扮演重要角色。在需求端，土地利用與土地規(guī)劃市場份額大，業(yè)務(wù)種類繁多，也是土地信息人才就業(yè)的重要抓手；在供給端，LIS是支撐土地利用和土地規(guī)劃決策的基本工具。在此背景下，LIS理論和實踐多沿用土地利用與土地規(guī)劃的素材，便于與實務(wù)銜接。

在技術(shù)方法上，以學(xué)習(xí)軟件功能為主，但對新興技術(shù)的拓展不足。土地信息系統(tǒng)課程的技術(shù)重點是掌握專業(yè)軟件，如ArcGIS。技術(shù)方法學(xué)習(xí)囊括數(shù)據(jù)庫建設(shè)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、拓撲處理、綜合制圖等環(huán)節(jié)，涵蓋數(shù)據(jù)編輯、存儲、分析、建模、表達等操作?？傮w上，課程側(cè)重軟件內(nèi)置技術(shù)工具的運用，推動學(xué)生掌握不同的模塊功能。然而，LIS實踐應(yīng)用性強，技術(shù)迭代更新快，新技術(shù)層出不窮，大數(shù)據(jù)、云計算、機器學(xué)習(xí)等新興技術(shù)在土地信息領(lǐng)域廣受推崇。目前，課程對這些新興技術(shù)關(guān)注不夠，也缺少實踐訓(xùn)練的銜接，未凸顯LIS前沿化、智能化、信息化特色。

在課程定位上，強調(diào)工具屬性與技術(shù)操作，但對應(yīng)用的啟發(fā)性教學(xué)薄弱。LIS的課程內(nèi)容包含理論講解與實驗操作，但大多高校的課程安排以實驗操作為主，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用LIS相關(guān)軟件的能力，囿于LIS軟件與案例原理復(fù)雜且理論內(nèi)容繁多，通常采用單向講授方式，將知識點逐一灌輸給學(xué)生[10]。學(xué)生更多的是被動接受知識傳輸，對技術(shù)原理興趣有限且理解不深。特別是一些土地資源管理、城市管理、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃等社會科學(xué)專業(yè)學(xué)生，數(shù)理基礎(chǔ)較為薄弱，常常陷入“不知其所以然”的困境。同時，教師演示與學(xué)生模仿的實驗教學(xué)方式，未給學(xué)生預(yù)留充足空間來了解具體原理，容易導(dǎo)致其對技術(shù)操作的認知停留在課堂案例，難以實現(xiàn)具體問題具體應(yīng)用。

二、國土空間規(guī)劃背景下LIS教學(xué)改革的多維需求

國土空間規(guī)劃突破傳統(tǒng)土地利用規(guī)劃范疇，將主體功能區(qū)規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃等納入統(tǒng)一的空間規(guī)劃體系，對LIS教學(xué)改革提出了多層次需求。

首先，LIS教學(xué)改革的基本性需求是為國土空間規(guī)劃提供應(yīng)用支撐。LIS作為一門實踐應(yīng)用性極強的課程，是面向土地管理實務(wù)的，恰恰國土空間規(guī)劃的實施推動LIS課程由土地管理范疇向空間治理領(lǐng)域拓展。這意味著課程內(nèi)容需突破對土地利用與土地規(guī)劃的關(guān)注，銜接國土空間規(guī)劃的相關(guān)業(yè)務(wù)，重組知識結(jié)構(gòu)和內(nèi)容框架。具體地，錨定國土空間規(guī)劃實務(wù)，選擇一定規(guī)劃專題為素材，輔以土地信息技術(shù)的實踐教學(xué)，推進課程教學(xué)的空間治理轉(zhuǎn)向。

其次，提供應(yīng)用支撐僅明確了課程內(nèi)容改革，而在其之上的技術(shù)延伸才是應(yīng)有之義。這對LIS課程教學(xué)改革提出“發(fā)展性”需求。應(yīng)針對國土空間規(guī)劃編制、實施、監(jiān)測、監(jiān)督等技術(shù)，開展技術(shù)方法革新，包括：第一，面向國土空間規(guī)劃“一張圖”，改變以土地信息軟件介紹為主的教授方式，融入規(guī)劃技術(shù)方法；第二，根據(jù)課程內(nèi)容的外延，加入相關(guān)領(lǐng)域的軟件應(yīng)用；第三，嘗試引入大數(shù)據(jù)、云計算、機器學(xué)習(xí)等新興技術(shù)，拓展課程廣度和學(xué)生視野。

最后，培養(yǎng)學(xué)生解決實踐應(yīng)用問題的能力是提升性需求。事實上，國土空間規(guī)劃是一項全新的集成性空間規(guī)劃，涌現(xiàn)出新問題和新方案。例如，集成“雙評價”（資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)適宜性評價）、三類空間劃定、主體功能權(quán)衡的主體功能區(qū)劃優(yōu)化方案充分體現(xiàn)國土空間規(guī)劃特色[11]，但與傳統(tǒng)思路差異較大。相應(yīng)地，LIS課程教學(xué)改革需以實踐教案為起點，從邏輯思路和技術(shù)流程推進，形成系統(tǒng)化、有層次、可操作的過程式培養(yǎng)方式，培養(yǎng)學(xué)生理解和建構(gòu)方案的能力。

三、土地信息系統(tǒng)課程優(yōu)化路徑

針對LIS課程教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合國土空間規(guī)劃的多維需求，本研究提出以課程結(jié)構(gòu)多元化、技術(shù)方法集成化、教學(xué)模式實用化為核心的教學(xué)改革路徑（見表1）。

（一）課程結(jié)構(gòu)多元化

LIS是一項集成多學(xué)科門類、覆蓋多專業(yè)內(nèi)容、涉及多技術(shù)領(lǐng)域的新興學(xué)科。國土空間規(guī)劃進一步豐富了LIS既有知識體系，在土地利用和管理基礎(chǔ)上，賦予其生態(tài)保護、用途管制、國土整治等新內(nèi)容和新任務(wù)。在此背景下，解決國土空間規(guī)劃實務(wù)問題作為LIS課程教學(xué)的出口，特別強調(diào)對信息科學(xué)、土地管理、地理科學(xué)、生態(tài)學(xué)等多學(xué)科內(nèi)容的集成運用。對此，除LIS基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法外，重點加入國土空間規(guī)劃相關(guān)的知識點和操作應(yīng)用，將國土空間規(guī)劃內(nèi)容與LIS技術(shù)有機融合，實現(xiàn)課程結(jié)構(gòu)的升級迭代。

對此，本文以34個LIS課時為例，提出以既有LIS課程結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)、以規(guī)劃多元業(yè)務(wù)為導(dǎo)向的課程體系優(yōu)化思路。首先，遵循慣有的LIS課程內(nèi)容的章節(jié)組織，由簡入難開展LIS課程教學(xué)。其次，充分吸取已有的LIS理論精華，沿用課程原有的緒論、土地信息數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫和管理、數(shù)據(jù)分析等經(jīng)典理論。最后，在LIS實踐應(yīng)用方面，在動態(tài)監(jiān)測、集成評價、模擬仿真與應(yīng)用、綜合應(yīng)用等環(huán)節(jié)上，引入國土空間的規(guī)劃實務(wù)，開展國土監(jiān)測預(yù)警、“雙評價”、空間模擬與“三線劃定”、“三區(qū)優(yōu)化”等課程內(nèi)容教學(xué)。

（二）技術(shù)方法集成化

LIS涉及數(shù)據(jù)庫、空間分析、遙感應(yīng)用等技術(shù)，國土空間規(guī)劃實施和新興技術(shù)盛行為LIS技術(shù)方法革新注入活力。對此，可以從三個層次著手，探索LIS技術(shù)方法的集成化思路。

第一，對接國土空間規(guī)劃，強化已有的LIS技術(shù)方法。在LIS基礎(chǔ)平臺和數(shù)據(jù)上，打通土地管理與城鄉(xiāng)規(guī)劃的融合路徑。對于LIS介紹，應(yīng)包含ArcGIS、ENVI、CAD等傳統(tǒng)“多規(guī)”基礎(chǔ)工具的基本功能與適應(yīng)范圍；在數(shù)據(jù)獲取上，強化土地管理與城鄉(xiāng)規(guī)劃常用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集成與格式轉(zhuǎn)換；在數(shù)據(jù)庫上，嘗試將城鄉(xiāng)規(guī)劃的城區(qū)宗地數(shù)據(jù)納入數(shù)據(jù)庫建設(shè)，開展細粒度的拓撲分析訓(xùn)練。

第二，拓展規(guī)劃相關(guān)技術(shù)與軟件的應(yīng)用。實際上，LIS本就是廣義的，涵蓋了其上下游技術(shù)方法、應(yīng)用程序與軟件工具，如早期利用WalkISurvey軟件輔助土地利用規(guī)劃。課程內(nèi)容多元化進一步拓展了相關(guān)專業(yè)性的技術(shù)軟件應(yīng)用。在空間分析上，引入Fragstats、Guidos等工具；在空間模擬上，采用PLUS（Patch?generating Land Use Simulation）、FLUS（Future Land Use Simulation）等模型；在綜合應(yīng)用上，推介InVEST模型、Linkage Mapper、Circuitscape等軟件。

第三，引入新興技術(shù)方法。大數(shù)據(jù)、云計算、機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)方法是LIS課程的進階要求，但由于專業(yè)基礎(chǔ)和課程學(xué)時所限，宜作為LIS課程的興趣拓展?？赏ㄟ^兩種途徑將新興技術(shù)融入課程體系中：一是引入大數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)源，如將興趣點、熱力圖、建筑輪廓等用于城鎮(zhèn)空間優(yōu)化；二是推介云處理技術(shù)，如將Google Earth Engine云平臺融入國土動態(tài)監(jiān)測專題。

（三）教學(xué)模式實用化

LIS教學(xué)模式的核心之一是培養(yǎng)學(xué)生使用LIS解決國土空間規(guī)劃實踐問題的能力。特別對于土地資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、地理科學(xué)等專業(yè)學(xué)生，LIS是未來就業(yè)擇業(yè)和科研深造的基本工具，是理論聯(lián)系實務(wù)的橋梁，亟須培養(yǎng)解決規(guī)劃問題的啟發(fā)性思維和應(yīng)用性能力。對此，可以從案例專題、教學(xué)主體、教學(xué)過程等方面，建構(gòu)面向?qū)嵺`應(yīng)用的教學(xué)模式。

1.實務(wù)化案例專題

引入國土空間規(guī)劃專題，以LIS為支撐，實現(xiàn)課程技術(shù)應(yīng)用和實務(wù)問題的嫁接。圍繞國土空間綜合監(jiān)測與評估、優(yōu)化開發(fā)、關(guān)鍵區(qū)帶協(xié)同與融合、動態(tài)診斷與預(yù)警、整治修復(fù)與功能提升、智能優(yōu)化與管控技術(shù)體系等關(guān)鍵領(lǐng)域[12]，選擇國土空間規(guī)劃實務(wù)案例。同時，為匹配課程內(nèi)容體系變化，替換部分專題的實踐操作內(nèi)容，如將土地適宜性評價對接為“雙評價”、將城市用地擴張模擬拓展為“三線”劃定、增設(shè)全域土地綜合整治和生態(tài)修復(fù)專題等。

2.多主體參與教學(xué)

在LIS應(yīng)用實踐課程中，探索教師與學(xué)生多主體參與、“授課—評論—分析”多維分工的多元化主體教學(xué)模式。在課前，教師將國土空間規(guī)劃和LIS應(yīng)用的文件、資料和視頻發(fā)給學(xué)生，指導(dǎo)學(xué)生開展課前預(yù)習(xí)。在課上，由部分學(xué)生輪流講授專題內(nèi)容和操作步驟，以反映預(yù)習(xí)成果；由其余學(xué)生承擔(dān)評論者，提出肯定意見或疑問；教師針對參與授課和評論同學(xué)對國土空間規(guī)劃和LIS應(yīng)用的掌握程度，分析課程重點難點。

3.研討式教學(xué)過程

針對LIS課程重要實務(wù)問題，推行多元化研討式教學(xué)。針對某個專題案例和技術(shù)操作，在課堂上倡導(dǎo)學(xué)生對多方案和多流程的探討，分析可行性和可操作性；設(shè)定重點專題案例的課后作業(yè)，根據(jù)學(xué)生的課后作業(yè)完成情況，于后續(xù)課上概括典型問題；選擇8～10個實務(wù)案例，以3～4位學(xué)生為小組單位，開展學(xué)習(xí)、調(diào)研、研討和設(shè)計，花費2～4個課時，開展課程匯報。

四、結(jié)語

土地信息系統(tǒng)是一門面向國土空間規(guī)劃現(xiàn)實需求的多學(xué)科交叉課程。目前，土地信息系統(tǒng)課程面向土地管理現(xiàn)實需求構(gòu)建教案，關(guān)注相關(guān)軟件學(xué)習(xí)，重視工具屬性與技術(shù)操作。然而，也存在對新興技術(shù)拓展不足、對實踐應(yīng)用的啟發(fā)性教學(xué)薄弱等問題。國土空間規(guī)劃的實施對土地信息系統(tǒng)課程教學(xué)改革提出了應(yīng)用支撐轉(zhuǎn)向、技術(shù)方法革新、培養(yǎng)學(xué)生實踐能力等多維需求。對此，可以圍繞課程結(jié)構(gòu)多元化、技術(shù)方法集成化、教學(xué)模式實用化，探索土地信息系統(tǒng)教學(xué)改革路徑。在課程結(jié)構(gòu)上，強調(diào)多學(xué)科內(nèi)容的集成運用，基于已有課程架構(gòu)，以規(guī)劃多元業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，優(yōu)化課程體系；在技術(shù)方法上，強化已有的土地信息技術(shù)，拓展國土空間規(guī)劃相關(guān)技術(shù)與軟件應(yīng)用，引入新興技術(shù)方法；在教學(xué)模式上，建構(gòu)以實務(wù)化案例專題、多主體參與教學(xué)、研討式教學(xué)過程為核心的路徑。

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［責(zé)任編輯：雷 艷］