地理信息科學(xué)專業(yè)“地圖學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容研究與實(shí)踐

彭秀英，萬(wàn)劍華

(中國(guó)石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580)

一、引 言

“地圖學(xué)”課程從多個(gè)角度系統(tǒng)地講授地圖學(xué)原理、方法與應(yīng)用，是地理信息科學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。地理信息科學(xué)作為多種科學(xué)與技術(shù)融合而成的交叉性學(xué)科，發(fā)展非常迅速。但無論現(xiàn)代地理信息科學(xué)技術(shù)如何發(fā)展，地圖始終是其數(shù)據(jù)可視化最主要的表現(xiàn)形式[1]。地圖學(xué)作為專門研究地圖的一門學(xué)科，在地理信息科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中，始終居于重要地位[2]。

我國(guó)高校地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)科背景不同，各高校該專業(yè)“地圖學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容、廣度和深度也應(yīng)有所側(cè)重。本文結(jié)合筆者所在學(xué)校該專業(yè)依托測(cè)繪學(xué)科而設(shè)立的特點(diǎn)，對(duì)該專業(yè)主要專業(yè)課程與“地圖學(xué)”課程的聯(lián)系和前后銜接進(jìn)行綜合分析。在總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)地理信息科學(xué)專業(yè)“地圖學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)地研究和設(shè)計(jì)，并對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行總結(jié)，以推進(jìn)“地圖學(xué)”課程的教學(xué)改革和整體教學(xué)水平的提高。

二、課程的教學(xué)目標(biāo)和定位

1. 教學(xué)目標(biāo)

“地圖學(xué)”是一門理論性和技術(shù)性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。對(duì)地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說，通過本課程的學(xué)習(xí)要掌握地圖學(xué)的基本理論、技能和方法，培養(yǎng)閱讀、使用和編制地圖的能力，提高自身的專業(yè)融合能力和創(chuàng)新能力。

2. 課程定位

基于上述教學(xué)目標(biāo)，“地圖學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)需考慮如下幾個(gè)方面：

1) 注重地圖學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論知識(shí)的教學(xué)，為學(xué)生構(gòu)建“地圖學(xué)”課程的基礎(chǔ)理論框架。地圖學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論知識(shí)(如地圖投影、地圖概括、地圖符號(hào)等)，是該課程教學(xué)的基礎(chǔ)，無論過去還是現(xiàn)在，都應(yīng)作為重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容[3]。

2) 重視專業(yè)所涉及的地圖學(xué)理論知識(shí)講授，為學(xué)生深入理解GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。“地圖學(xué)”作為地理信息科學(xué)專業(yè)的核心課程，其理論是深入理解地理信息系統(tǒng)原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的基礎(chǔ)。地圖學(xué)是具有完整體系的獨(dú)立學(xué)科，由多個(gè)分支學(xué)科組成，內(nèi)容非常豐富[4]。在有限的課時(shí)內(nèi)，更加注重與專業(yè)有密切關(guān)系內(nèi)容的講授，如地圖投影部分，在講授地圖投影的基本原理與方法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)是GIS系統(tǒng)中投影轉(zhuǎn)換的方法。

3) 加強(qiáng)對(duì)實(shí)際問題的理論剖析，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力。課堂教學(xué)中，注重利用相應(yīng)理論剖析實(shí)際問題，還原問題的來龍去脈。在剖析過程使分析和解決問題的方法逐步滲透到學(xué)生的思維活動(dòng)中，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決實(shí)際問題的能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與實(shí)施

1. 依據(jù)教學(xué)大綱，整合最優(yōu)教學(xué)內(nèi)容

依據(jù)課程教學(xué)大綱，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合，進(jìn)一步完善“地圖學(xué)”課程知識(shí)體系。根據(jù)筆者所在學(xué)校地理信息科學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，通過對(duì)2013級(jí)地理信息科學(xué)專業(yè)主要課程的設(shè)置(見表1)進(jìn)行綜合分析，同時(shí)考慮“地圖學(xué)”課程的教學(xué)學(xué)時(shí)以及該課程與相關(guān)專業(yè)課程的前后銜接情況，確定該課程的具體教學(xué)內(nèi)容，見表2。

表1 地理信息科學(xué)專業(yè)的主要專業(yè)課程設(shè)置

表2 “地圖學(xué)”教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

對(duì)“地圖學(xué)”教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)說明：

1) 地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)部分沒安排橢球體基本常識(shí)的內(nèi)容。在第2學(xué)年第2學(xué)期已開設(shè)大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)，因此僅在地圖學(xué)教學(xué)中稍作提及，重點(diǎn)是地圖投影、地圖投影轉(zhuǎn)換及幾種常見投影的應(yīng)用。

2) 地圖數(shù)據(jù)源部分沒安排數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容。地理信息科學(xué)專業(yè)開設(shè)相關(guān)課程(如：測(cè)量學(xué)、遙感原理及應(yīng)用、衛(wèi)星定位原理及應(yīng)用等)，因此僅安排數(shù)據(jù)處理內(nèi)容，重點(diǎn)是數(shù)據(jù)預(yù)處理。

3) 教材的選用。目前國(guó)內(nèi)公開出版的地圖學(xué)高校教材普遍存在以下問題：① 教材內(nèi)容有一定的針對(duì)性和學(xué)科依托；② 教材更新慢，難與學(xué)科的發(fā)展同步。因此，筆者認(rèn)為地圖學(xué)教材應(yīng)由基礎(chǔ)教材和補(bǔ)充教材組成。經(jīng)過綜合比較和分析，筆者認(rèn)為《新編地圖學(xué)教程》可作為基礎(chǔ)教材。另外，根據(jù)專業(yè)學(xué)科背景和課程教學(xué)的需要編寫補(bǔ)充教材。這樣既可做到知識(shí)講述的系統(tǒng)性；又可吸納最新研究成果更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)，拓寬學(xué)生視野，拓展學(xué)生思維，提高其創(chuàng)新能力；還可緊跟社會(huì)需要，吸納社會(huì)不同領(lǐng)域的需求，為學(xué)生將來就業(yè)做好知識(shí)儲(chǔ)備[5]。

2. 結(jié)合不同教學(xué)模式，設(shè)計(jì)最適宜的教學(xué)方法

教學(xué)的本質(zhì)就是“教學(xué)生學(xué)”，教學(xué)生“樂學(xué)、會(huì)學(xué)、學(xué)會(huì)”[6]，而教學(xué)方法則直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和教學(xué)效果。因此，筆者在課程教學(xué)中十分重視多種教學(xué)方法的合理利用，體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)。

(1) 板書與多媒體相結(jié)合，加強(qiáng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解

課堂教學(xué)中，類似公式推導(dǎo)、計(jì)算等邏輯性強(qiáng)的內(nèi)容采用板書方式講解，以便學(xué)生能跟上思路，做到層層理解，如地圖投影經(jīng)典公式的推導(dǎo)。涉及概念、原理等內(nèi)容則借助多媒體，一方面可以增加課堂信息量；另一方面可以利用大量的多媒體素材，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，從而使學(xué)生能夠更好地理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，如地圖色彩設(shè)計(jì)、地圖版面設(shè)計(jì)等。

(2) 課堂教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性

問卷調(diào)查結(jié)果反映學(xué)生普遍對(duì)將來“有用的”知識(shí)感興趣。因此，在課堂教學(xué)中，采用啟發(fā)式教學(xué)法，借助實(shí)際問題引出有待講解的內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用有全面的了解和認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生“樂學(xué)”。如講解地圖投影變形及投影選擇時(shí)，采取“(學(xué)生)閱讀同一區(qū)域不同類型的專題圖—(教師)啟發(fā)提問—(學(xué)生)獨(dú)立思考—(學(xué)生)小組討論—(教師)講解總結(jié)”的課堂組織形式，不僅有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還有助于提高學(xué)生“會(huì)學(xué)”的能力。

(3) 理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用和實(shí)際動(dòng)手的能力

地圖學(xué)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性, 許多內(nèi)容須親自動(dòng)手實(shí)踐, 才能真正理解掌握[7]。為此，在教學(xué)活動(dòng)中，“講講練練”的方法貫穿始終，使學(xué)生 “思中學(xué)，做中學(xué)”，如為讓學(xué)生全方位接觸計(jì)算機(jī)制圖的各個(gè)環(huán)節(jié)，在大板塊的課堂教學(xué)結(jié)束之后，安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生利用理論指導(dǎo)實(shí)踐的能力，提高實(shí)際動(dòng)手能力。

(4) 課堂講授與自學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力

自學(xué)能力是學(xué)習(xí)能力的最重要體現(xiàn)[6]。地理信息科學(xué)專業(yè)的“地圖學(xué)”課程教學(xué)只有32學(xué)時(shí)，而課程理論基礎(chǔ)較深、內(nèi)容多。因此，在課堂講授的基礎(chǔ)上，選擇部分難度適宜的內(nèi)容以實(shí)驗(yàn)或作業(yè)的形式安排學(xué)生自學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。如地圖符號(hào)化中圖形視覺的心理效應(yīng)，學(xué)生通過自學(xué)完全可以領(lǐng)悟。因此，要求學(xué)生自學(xué)，然后結(jié)合圖形視覺心理效應(yīng)具體分析地圖的心理感受特點(diǎn)。

(5)理論考試和實(shí)踐考核相結(jié)合，注重知識(shí)和能力的雙重評(píng)價(jià)

為客觀、真實(shí)地評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，鼓勵(lì)學(xué)生用理論指導(dǎo)實(shí)踐，在實(shí)踐中加深理論知識(shí)的理解，更好地體現(xiàn)“學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一”。在課程評(píng)價(jià)中，理論考試成績(jī)占70%，實(shí)踐考核成績(jī)占30%；另外，理論考試中適當(dāng)增加與實(shí)踐操作密切相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)的考核，強(qiáng)調(diào)對(duì)基礎(chǔ)理論和方法的理解與應(yīng)用。

四、“地圖學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

“地圖學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于鞏固理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高實(shí)際動(dòng)手操作能力以及分析問題和解決問題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)初步的科研創(chuàng)新能力具有重要作用。因此，如何利用有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)達(dá)到培養(yǎng)技能和提高能力的目的，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)需要著重考慮的問題[8]。

1. 結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，精選適宜的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

按照課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合的原則，從知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)性和整體性出發(fā)，并注意與GIS課程實(shí)習(xí)內(nèi)容的差別，對(duì)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)的分析和整合，確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，見表3[9]。表3中實(shí)驗(yàn)1、2借助多媒體完成；實(shí)驗(yàn)3、4、5借助計(jì)算機(jī)利用MapInfo軟件完成。

2. 結(jié)合先進(jìn)教學(xué)理念，巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)于基礎(chǔ)性內(nèi)容，采用傳輸型教學(xué)模式與自主式教學(xué)模式相結(jié)合的方法。如地圖的設(shè)色，課堂上通過大量閱讀紙質(zhì)和電子地圖，結(jié)合教師的講解，增強(qiáng)對(duì)地圖色彩的感性認(rèn)識(shí)；課下結(jié)合相關(guān)的內(nèi)容搜集素材，自主完成地圖的手工設(shè)色。對(duì)于理論知識(shí)在GIS系統(tǒng)中應(yīng)用的內(nèi)容，結(jié)合研究型教學(xué)模式，創(chuàng)設(shè)類似于科學(xué)研究的教學(xué)氛圍，引導(dǎo)學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，逐步完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[10]。如專題地圖編制所涉及內(nèi)容，設(shè)計(jì)大型實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生根據(jù)自己的知識(shí)積累搜集資料，撰寫地圖編制設(shè)計(jì)書，使用MapInfo軟件完成整個(gè)專題圖的制作。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合筆者所在學(xué)校地理信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)科背景，通過對(duì)“地圖學(xué)”與主要專業(yè)課程的聯(lián)系和前后銜接的綜合分析，對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行了系統(tǒng)研究。教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合，進(jìn)一步完善了課程的理論知識(shí)體系。先進(jìn)的教學(xué)理念和適宜的教學(xué)方法，更加體現(xiàn)了高校教學(xué)的本質(zhì)所在。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將理論知識(shí)、軟件操作、專題地圖的設(shè)計(jì)和制作與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，可提高學(xué)生運(yùn)用所掌握的理論知識(shí)、 技術(shù)和方法解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生真正體會(huì)到學(xué)習(xí)的意義，激發(fā)學(xué)生積極探索的熱情，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，從而最終達(dá)到提高學(xué)生綜合能力的目的。

表3 “地圖學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

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