基于学生视角的人工智能对城乡规划专业教学影响研究

摘  要：人工智能的发展与信息化程度的提高为城乡规划专业教学改革提供新方法与新路径，但也对城乡规划专业既定的教学体系和人才培养体系产生冲击，适应新环境和新技术的发展已经成为城乡规划专业教学改革的重要要求。学生是大学专业教育的接受主体，对信息技术的发展接受程度高，其中人工智能是当前最重要的信息技术革命之一，是大学生群体所关注的重要技术前沿，学生对人工智能的理解也影响其对本专业的认知。面对发展环境和新技术的变革，该文以人工智能的影响为研究切入点，探讨城乡规划专业教学改革。该文从学生视角出发，在梳理人工智能在国内外规划院校城乡规划专业教学领域进展的基础上，通过问卷调查的方式，分析学生对人工智能的认知情况，从培养方向、课程设置、学习模式和就业方向等方面探讨人工智能在城乡规划专业教学中的影响和未来改革方向，以期为我国城乡规划专业教学改革提供参考和启示。

关键词：人工智能；城乡规划；学生认知；教学改革；跨学科教学

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）36-0001-06

Abstract： The development of artificial intelligence and the improvement of information technology have provided the new methodological and theoretical support for the teaching of urban and rural planning major， but it has also had an impact on the established teaching system of urban and rural planning. Adapting to the development of new technologies has become an important direction for teaching reform in urban and rural planning. Students are the recipients of professional education in universities， with the highest level of acceptance for the development of information technology. Their understanding of information technology also affects their understanding of their major. This article starts from the perspective of students， based on reviewing the progress of artificial intelligence in the teaching field of urban and rural planning in domestic and foreign planning colleges， and analyzes students' cognition of artificial intelligence through a questionnaire survey. It explores the impact and future reform direction of artificial intelligence in the teaching of urban and rural planning from four aspects： training direction， curriculum design， employment direction， and learning mode， to provide reference and inspiration for the teaching of urban and rural planning majors in China.

Keywords： Artificial Intelligence; urban and rural planning; student cognition; teaching reform; interdisciplinary teaching

国家“十四五”规划中进一步将人工智能作为建设科技强国的重要内容，新一代人工智能被置于七大科技前沿领域攻关的首位。人工智能（Artificial Intelligence，AI）起源于20世纪50年代的数据处理研究，人工智能诞生以来，理论和技术不断完善，应用领域不断扩大，对人的意识、思维、行为等信息和活动过程模拟的准确程度不断提升，甚至在特定领域呈现超越人的趋势[1-4]。近年来我国人工智能领域快速发展，2017年国务院印发的《新一代人工智能发展规划》指出，将大力培养符合社会要求的人工智能创新人才。2018年教育部发布的《高等学校人工智能创新行动计划》中提出，加强人工智能与相关学科的交叉融合。2020年教育部、国家发展改革委、财政部印发《关于“双一流”建设高校促进学科融合 加快人工智能领域研究生培养的若干意见》的通知，明确提出“深化人工智能与基础科学、信息科学、医学、哲学社会科学等相关学科的交叉融合”。在新工科建设背景下，人工智能的跨学科应用和融合成为诸多专业教学改革的新方向[5]。

对新技术的快速应用是城乡规划专业保持发展活力和规划效能的重要方式，如在智慧城市领域城乡规划专业的参与度不断提升[6]。在当前人工智能应用飞速发展的背景下，城乡规划作为一门具有跨学科属性的应用学科，其实践性要求学科建设和专业教育不断改进，以紧跟行业需求的变化和信息技术手段的发展。特别是当前土建类专业面临招生问题，持续提升城乡规划的专业吸引力、扩大毕业生就业领域变得越来越重要。人工智能对于城乡规划专业教学的应用与影响也日益成为国内高校重点教学改革关注点[7]，将人工智能与传统专业课程的有机结合也成为不少院校提升专业吸引力的新尝试。在相关研究上，黄经南等[8]研究提出，人工智能引领的第四次技术革命将对城市及空间造成一系列冲击，将加快城市规划的响应。单卓然等[9]提出以深度学习和机器学习为代表的人工智能进入规划领域，为城市规划提供了新的技术手段，且人工智能深度参与将加深规划从业人员的职业分化。孔宇等[10]研究提出，智能技术已对城市产生方位的影响，城市功能需根据居民活动的变化而进行调整，城市空间的智能化发展与运营管理是未来城市空间规划的重要课题。金弟等[11]探讨了关于新型人工智能课程体系的构建，认为当前人工智能课程体系存在教学手段单一、与前沿研究与新型应用场景脱节等问题，无法满足新工科的教育要求。总体来看，既有相关研究主要关注于人工智能对城市和行业发展的影响，对人工智能如何被城乡规划专业体系结构调整和专业教学所响应的研究相对不足。

综上，面对发展环境变化下城乡规划专业教学体系改革，本研究以人工智能的引入为例，试图探讨城乡规划专业教学改革方向和路径。本研究将对人工智能对城乡规划专业教学的影响开展研究，并重点从学生视角分析人工智能对学生专业认知的影响，以期从提升专业兴趣的角度找寻专业教学改革的切入口。在研究方法上，本研究采用问卷形式对城乡规划专业不同年级学生进行匿名问卷调查，共回收有效问卷103份，有效性88.3%。其中本科生占55.56%，研究生占44.44%。本研究将探讨提升学生专业兴趣的人工智能在城乡规划专业教学中的应用，以期为人工智能与城乡规划专业教学领域的实践提供参考。

一  城乡规划专业课程体系中信息技术融合教学进展

信息技术应用是国内外规划院校课程体系中的重要组成部分。从手工制图到软件制图、调查走访到大数据分析、纸质图文到动态平台，城乡规划专业的发展始终紧跟信息技术的进步，不断引入先进分析应用工具，提升专业效率和精确性。近年，城乡规划与信息技术的交叉融合趋势更加明显，如麻省理工学院在2018年开设了要求同时学习城市规划和计算机科学的本科专业——城市科学与规划（Urban Science and Planning with Computer Science），以探索城市规划与计算科学的深度融合[12]。从其课程设置来看，开设的城市规划学相关课程主要包括行为科学、人工智能和城市交通、地理信息系统简介、空间分析与地理信息系统、GIS应用、空间数据库管理基础、交互式数据可视化与社会、技术与社会：探索公共决策的计算模型等。在城市科学导向下，国外高校在培养学生运用新技术进行城市规划实践运用的过程中对信息技术课程的融入灵活，通过专业课程的交叉和重组形成新的专业培养体系。

从国内代表性高校城乡规划专业的本科及硕士研究生培养方案与课程设置来看，在学生培养和专业教学上强化空间信息技术和数据分析相关课程已经成为重要课程探索方向之一，并以智慧城市技术为重点，主要依托GIS课程和城市定量研究方法论课程开展。如清华大学设置了空间信息技术导论课程和地理信息系统与遥感规划综合实践课程，介绍GIS和RS等技术在规划中的实践应用。南京大学在其本科课程中设置了Python程序设计、遥感与GIS基础、数字城市规划与设计、城市大数据与智慧规划等课程，介绍相关信息技术在城市规划中的应用。哈尔滨工业大学在其本科学生的培养计划里设置了多项信息技术相关课程，如人工智能与建筑设计课程。华中科技大学的学科基础课程包括计算机辅助设计、3S技术与应用、城乡信息及其分析等课程，专业选修课程包括计算机及程序设计基础（Python）、计算思维、大数据导论、人工智能导论、机器学习和智慧规划等课程。深圳大学建筑与城市规划学院设立了建筑系、城市规划系、风景园林系和城市空间信息工程系，共享了城市空间信息工程系专业课程，通过课程和师资共享交叉，强化了城乡规划专业课程体系中的信息技术应用教学。

由国内高校本硕课程的比对发现，涉及信息技术的课程大多为基于地理信息系统课程的扩展和延伸，以智慧城市技术应用为基础，重视培养学生城市空间分析和综合应用能力。总体上，随着信息技术和人工智能的迭代发展，城乡规划既有课程体系是能够对新技术的发展进行调整和适应的，并且已在空间数据分析、空间技术应用、空间统计分析等方面具有相对成熟的教学基础，且国内院校还通过专业选修课、公共选修课等多种方式对信息技术理论和应用等课程内容进行补充，为人工智能相关课程的接入设置了“接口”。

二  基于学生视角的人工智能认识分析

从学生视角对当前城乡规划专业教学展开调查和评价，能较好地体现学生对专业的认知情况，有助于理解当前城乡规划教学所面临的问题。在人工智能的专业应用上，大学生群体对新技术的接受程度高，不少同学主动应用于专业课程作业之中。本研究基于问卷调查结果，从学生视角分析人工智能与专业融合的可能性，为人工智能在城市规划专业教学的应用和融合提供参考。

（一）  人工智能认识总体分析

调查结果显示，受访学生对人工智能及其进展情况的了解程度不高，对人工智能及其进展了解程度为一般及不太了解的受访学生占比较大，为73.5%；但认为人工智能对人类社会发展产生很大影响的受访学生占比却达到84.62%，且愿意主动了解、学习人工智能相关知识或应用的占比为70.09%。在人工智能所产生的影响方面（图1），受关注最多的是人工智能对生活和工作方式的影响，占比41.88%，其次为人工智能对社会发展的积极影响和人工智能作为一种新技术的应用，分别为17.95%和19.66%。在关于人工智能相关技术在城乡规划领域的应用方面，“了解一些”的占60.68%，“不太了解”的占30.77%，“了解的比较多”和“完全不了解”的受访学生人数较少。据以上调查结果可知，总体上多数学生对于人工智能的了解程度较浅，但却普遍认为人工智能将对社会发展产生深远的影响，且多数同学表达了愿意主动了解学习人工智能应用的意愿。由此可见，人工智能与城乡规划的融合将是专业教学中新的“兴趣点”，将有助于提升学生的专业学习兴趣。在城乡规划专业教学的过程中，可以适当融入人工智能专业知识，探索人工智能与城乡规划交叉课程，由浅至深展开教学活动。

（二）  人工智能技术在专业课程的使用分析

对学生在人工智能相关技术在专业课程学习过程中的应用情况进行调查，结果显示，在完成课程作业的过程中使用人工智能相关技术辅助的人数略少于不会使用人工智能相关技术的人数，占比分别为49.57%和50.43%。但在“是否有同专业同学在完成课程作业的过程中使用人工智能相关技术辅助”的调查中，受访学生认为有的占比却达到了63.25%，认为没有的仅占36.75%。另外，有81.2%的受访学生认为，在完成城乡规划专业课程学习的过程中，有必要学习人工智能相关技术的专业应用；有71.79%的受访学生认为人工智能技术的进步对城乡规划专业的影响越来越大；有35.04%的学生担心本专业内容存在落后或被替代的风险，一般或是不担心的占47.01%和17.95%。在人工智能技术对城乡规划专业领域影响方面（图2），认为对城市交通、城市设计、城市管理影响较大的受访学生较多，分别占35.9%、23.08%、12.82%；认为对城市交通和城市设计两个方向的应用价值较大的受访学生也相对较多，分别占21.37%和22.22%，前者可能与交通数据分析与交通模拟有关，后者可能与机器制图的应用相关。根据调查结果可知，受访学生中采用人工智能相关技术辅助专业学习的人数较多，且普遍认为人工智能对于专业的影响及其学习的必要性将越来越重要，同时还有相当一部分学生对于专业被人工智能所取代有一定的担忧。