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MARS软件在《国土空间规划制图》课程中的应用融合
摘要:根据《国土空间规划制图》课程教学的实际,研究应用AutoCAD及光辉城市 Mars 软件在课程融合教学的可行性及必然性。通过MARS软件在课程教学中融合应用,充分利用该软件强大的可视化能力特点,可以作为学生在课程学习过程中有效的辅助工具,加深学生对课程知识的理解应用,提高学生学习的积极性有效性,提升学生的综合素质,有利于专业人才的培养。
关键词:国土空间规划制图;MARS软件;应用;融合
国土空间规划图件包括全域、城镇功能控制区的现状图及规划图,是国土空间规划重要成果[1],规范的成果图件,对反映规划成果、指导规划实施管理具有
重要的意义。《国土空间规划制图》是人文地理与城乡规划专业一门基础专业课程。在“多规合一”实施的背景下,通过学习,有利于学生通过核心绘图软件的学习,提升自身的专业技能,通过规划图件反映规划意图;让学生掌握国土空间规划的逻辑、原理、内容和规划方法,加深规划理解深化,培养国家需要的新型规划人才。AutoCAD具有操作简单高效、定位准确快速等特点,广泛应用在规划设计单位,在规划设计各个阶段如城镇体系规划、总体规划、详细规划等发挥着重要作用;对AutoCAD软件掌握,已成为规划专业学生必须掌握基本技能之一。随着数字技术的发展,特别是三维技术广泛应用于国土空间规划的各个方面,传统的CAD二维规划图件的绘制满足不了专业发展的需要,这对绘图课程提出新的挑战,同时三维建模技术必将成为学生必须掌握的技能,将二维规划制图与三维建模融合的教学势在必行。在课程教学中,通过AutoCAD和三维软件应用融合,创新教学过程,可以提高教学质量,有利于规划专业人才培养。
一、《国土空间规划制图》课程教学现状
国土空间规划制图作为城乡规划专业的重要专业课程,契合国家生态文明建设的战略要求,同时也是课程理论与规划实践重要的联系环节,是专业学习较早接触的专业课程之一,一般在大学一年级第二学期开设,作为规划专业的先修课程[2]。由于目前的国土空间规划融合了主体功能区规划、土地利用规划及城乡规划,具有综合性、复杂性、整体性等特点。涉及内容多且复杂抽象,学生缺少相关涉及空间规划布局知识储备,同时教学中要求学生具有一定的空间思维能力,这在一定程度上部分学生增加了学习的难度。
现阶段开设国土空间规划制图课程,主要讲授绘图软件AutoCAD的应用操作。课程的教学大纲强调城乡总体规划制图、详细性规划制图标准以及二维 CAD 规划图件的绘图,难以满足国土空间规划三维空间立体表达要求。
由于空间规划制图课程内容中缺少实践应用教学环节,致使学生难以将所学理论知识用于解决实际问题,实践能力难以得到锻炼,也无法检测学生对知识掌握的真实程度。课程学时少,无法组织学生进行实地考察、分析空间结构及规划原理,最终完成空间规划图绘制的全过程。但对实际规划成果不能很好的判断,缺少规划成果的可视性及实际应用效果的展示。这不但使得学生因知识点难度较大而学习积极性低下,而且容易造成理论与实践脱节、纸上谈兵的情况。
由于国土空间规划的实施应用,关于制图的规范不断更新,使得国土空间规划课程内容不断充实增加,同时也增加了教师教学的难度:如何让学生在有限的时间内掌握国土空间规划制图的知识,提高制图能力成为教学的关键。
二、《国土空间规划制图》课程教学融合必要性
随着计算机技术不断发展,国土空间规划三维建模技术日渐成熟,在国土空间规划各个环节,特别在规划可视化、公众参与等方面得到广泛应用。
将三维技术融入 “国土空间规划制图” 教学能够切实有效地解决诸多问题。教师可以依据教学内容运用三维国土空间模型,向学生直观地展示复杂的国土空间规划中各个要素之间的关系,如不同功能区的布局、基础设施的分布等。同时,能够让学生深切感受三维立体空间与二维平面图形之间的转换过程,这有助于提升学生的思维想象能力和空间分析能力。
将三维技术融入 “国土空间规划制图” 课程中,是课程教学改革的必然趋势。如今,二维图形信息已经远远不能满足现代国土空间规划设计的需求。为了提高规划效率、缩短规划周期,三维设计已成为必然选择。因此,当今的国土空间规划制图应该面向三维设计,将制图与规划设计深度融合。这极大地丰富了 “国土空间规划制图” 课程的教学内容,但同时也给传统教学模式带来了严峻挑战。在基于三维技术的 “国土空间规划制图” 课程教学过程中,需要着重加强学生对立体结构的表达能力和建模能力的培养,促使学生形成系统的国土空间规划意识和创新思维,以便他们能够更好地适应未来国土空间规划工作的需求。
由光辉城市(重庆)科技有限公司开发的MARS软件,可以应用于建筑设计、城市规划、景观设计等领域,能够创建逼真的三维场景,帮助学生进行可视化展示、空间分析、方案比较等工作,具有强大的可视化能力、丰富的资源库以及环境模拟等功能。
采用融合教学模式,通过MARS软件学习和进行国土空间总体规划及城市建设区总体规划,学生通过自己的设计成果展示,更有利于学生对于规划的认识理解,提升学习的主动性积极性,有利于培养学生的创新意识和实践能力。
三、《国土空间规划制图》课程与MARS软件教学内容融合
在进行国土空间规划制图与MARS融合教学时,国土空间规划制图作为基础,CAD绘图软件为工具,对教学内容,教学顺序进行优化安排,互相补充,提高整体效果。在教学内容的优化中,紧紧围绕国土空间规划的现实需要确定课程的内容,确保紧抓课程重点环节,确实有利于培养学生的实际操作能力。
因为学生在之前已经掌握了计算机的基础知识,在此基础上,进行AutoCAD软件教学,主要进行基础知识,二维图形的绘制,二维图形的编辑和绘图环境设置,尺寸标注[3],块的创建应用等内容,在具有基本操作技能后,提供案例,布置学生进行市县国土空间规划底图的实习制作,通过案例的实践,一方面可以学习实际的绘图技能,让学生理解绘图软件可以做什么工作,提高学生操作软件的熟练程度,有利于融合教学的进行,提高学生的兴趣。
再开展市县国土空间规划及城市建设区总体规划的学习,在理论讲授的同时,可以安排学生之前做的实习底图为工具,进行城镇体系及用地布局的规划设计,充分融合Mars 软件为国土空间规划制图教学带来了全新的视角和方法。在教学内容上,它丰富了传统制图课程的维度。一方面,通过 Mars 软件,学生可以创建逼真的三维国土空间模型,直观地感受不同规划方案下的空间布局、地形地貌以及建筑景观等要素。例如在讲解城市功能分区时,学生可以利用 Mars 软件构建出不同功能区的三维模型,清晰地看到商业区、住宅区、工业区等之间的空间关系,以及它们与交通网络、公共设施等的连接情况。这使得抽象的规划概念变得具体可感,大大提高了学生的理解能力。
通过学生在底图的实践,可以直观的理解掌握空间规划的方法及应用,明白了空间规划是什么,怎么做,怎么用的问题。同时对国土空间规划课程有了更进一步的深入理解,增强了学生的自信心,达到了教学目的。
总之,将 Mars 软件与国土空间规划制图融合,为教学注入了新的活力,提升了教学质量,培养出更具实践能力和创新思维的国土空间规划专业人才。
四、《国土空间规划制图》课程与MARS软件教学场地及课程考核融合
将 Mars 软件与国土空间规划制图的教学场地及课程考核进行融合,为教学注入了新的活力,提高了教学质量和学生的实践能力。
《国土空间规划制图》课程以往主要在教室通过多媒体教学、线上线下教学等教法进行授课,学生往往处于被动听课的状态。为了实现课程融合,首先应将教学场地安排在配备投影设备及统一机房教学管理系统的计算机机房。这样的安排有利于统一管理,更重要的是,能够促进教师与学生之间的互动。在这个环境中,通过面对面的交流,学生可以在电脑上进行软件操作,及时掌握相关知识。一旦遇到问题,教师能够及时处理,从而提高双方的效率。
在课程考核方面,以往《国土空间规划制图》课程主要通过考卷限时考试的方式,重点考查理论部分,难以全面了解学生的实际掌握程度。绘图课程则多以图件大作业的形式提交,但存在个别学生抄袭他人作业的问题。在课程融合模式下,考核方式发生了重大变化。结合学校要求,课程考核不再局限于卷面成绩,而是更加注重学生知识、能力、素质的综合考核,尤其强调过程考核。例如,在考核中,期末考试成绩为卷面成绩,占比 50%,其余为平时过程成绩,包括布置具有发散性思维、需要学生查找各种资料的课程论文和课程作业等。在课程结束后,要求学生用绘图软件制作一系列规划成果图件。通过综合评定,全面考核评价学生成绩,以便准确了解学生对知识的掌握程度。
将 Mars 软件与教学场地及课程考核进行融合,在多媒体实验室中,教师可以通过大屏幕展示 Mars 软件中的各种规划案例,激发学生的学习兴趣和创造力。学生也能在自己的电脑上实际操作 Mars 软件,亲身体验从二维图纸到三维模型的转换过程。在融合案例中,教师布置城市新区规划任务,要求学生使用 Mars 软件进行规划设计,并制作效果图和动画演示。教师根据软件操作熟练程度、规划方案合理性以及效果图和动画质量进行综合评分。这种考核方式更加全面地检验了学生的学习成果,促使学生更加积极地学习和掌握 Mars 软件的使用方法。
五、《国土空间规划制图》课程与MARS软件教学教材及师资融合
国土空间规划制图课程目前还未有权威教材出版。然而,这门课程对学生掌握基础及专业知识的要求却相当高。
对于国土空间规划制图的融合教学来说,对教师自身素质提出了更高的要求。一方面,教师不仅要进行理论教学,还需熟练操作相关软件。这就意味着教师要不断提高自身素质,增强自身业务水平[4]。同时,教师还应积极参与国土空间规划的科研项目[5],多与规划设计部门建立联系,真正了解行业需要什么样的人才,以便进行有目的的培养。只有当教师具备丰富的理论与实践经验时,才能在课堂上更好地培养学生。
在教学教材方面,将 Mars 软件的应用内容融入其中,极大地丰富了教材的多样性和实用性。新的教材可以详细介绍 Mars 软件的功能和操作方法,并结合实际的国土空间规划案例进行讲解。比如,在教材中设置专门的章节,介绍如何使用 Mars 软件进行地形分析、日照模拟、景观设计等,让学生在学习理论知识的同时,掌握先进的软件工具。
在师资融合方面,教师需要不断提升自己对 Mars 软件的熟悉程度和应用能力。学校可以组织教师参加相关的培训和研讨会,邀请行业专家进行讲座,以此提高教师的专业水平。
Mars 软件与国土空间规划制图在教学教材及师资方面的融合,为教学提供了更强大的支持,有助于培养出适应新时代国土空间规划需求的专业人才。
六、结语
通过国土空间规划制图与AutoCAD及MARS软件的融合教学实践,调动学生的学习主动性,增强了学生的自信心,同时学生的空间思维能力及绘图技能得到提高,教学得到学生和社会的肯定。特别是国土空间规划从CAD平台向地理信息平台的转变,作为融合教学实践,这是一个需要不断探索的过程。
参考文献:
[1]市县国土空间总体规划编制指南,国土空间规划局,2019年6月12日.
[2]张倩,许绿丝,洪俊明.绘图软件在《工程制图》课程中的应用融合[J].城市建筑,2019,16(24):2.
[3]周健,孙清娟,王靖,等.AUTOCAD 2007中文版应用教程(21世纪高等院校计算机教材系列)[M].机械工业出版社,2007.
[4]张伟,王涛,杨文杰.浅谈高等数学教学中的与时俱进[J].辽宁工业大学学报:社会科学版,2017,19(5):2.
[5]刘波,朱郴韦,李礼,等.基于科教融合理念的研究型本科教育改革实践[J].当代教育理论与实践,2019,11(6):4.
基金项目:新疆师范大学教学项目“融合三维模型的城乡规划制图课程教学实践研究”(SDJG2023-56);2022年教育部产学合作协同育人项目“基于MARS融合的国土空间规划制图教学实践研究”(202102136093)。
作者简介:董煜(1970—),男,河南长垣人,讲师,博士,主要从事空间规划制图教学。
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