IT背景下地圖制圖專業本科教學改革探討

黃麗娜，艾廷華

（武漢大學資源與環境科學學院，湖北武漢430079）

IT背景下地圖制圖專業本科教學改革探討

黃麗娜，艾廷華

（武漢大學資源與環境科學學院，湖北武漢430079）

IT技術在地理空間數據處理和可視化表達領域的滲透對高素質地圖制圖人才培養提出了迫切需要。本文圍繞地圖制圖專業本科教育的學科定位、培養目標、教學內容建設、人才培養模式創新等方面進行了探討，提出了與IT背景作深度融合，深化學科優勢，發揚學科特色，培養創新型、創業型和創造型地圖制圖人才的教學改革建議。

地圖學專業；教學改革；人才培養；IT背景

地圖制圖學是研究以地圖圖形反映與解釋各種自然和社會現象的空間分布、相互聯系及動態變化的科學、技術與藝術相結合的科學［1］，與測繪工程、遙感科學與技術并列為測繪學領域的三大學科方向［2］。隨著數字技術，特別是IT在地理空間數據處理和可視化表達領域的滲透，新的數字地圖產品形式和生產技術層出不窮，地圖制圖的內涵從傳統地圖的圖形化表達擴展到對多源地理空間數據的綜合處理和多維可視化［3］，這對高素質地圖制圖人才提出了迫切的需求［4］。因此，需要審視地圖學科發展的歷史傳承及所面臨的機遇與挑戰，圍繞學科定位和培養目標、教學內容建設、人才培養模式創新等方面進行深入探討，思考和完善地圖制圖專業的教學理念和教學實踐，為深化高等教育改革、培養高素質地圖制圖專門人才進行有益的探索。

一、新環境下的專業培養目標和學科定位

1.地圖制圖專業人才培養目標

隨著地圖與空間信息成為個人、社會公眾、政府機構不可缺少的信息資源，地圖學專業的服務領域已滲透到多個部門與行業。地圖制圖專門人才在國家、社會和行業各層次的需求日益廣泛:一方面，民用測繪部門、地理信息中心、地圖出版機構等事業單位的傳統就業市場逐漸深化；另一方面，大量地理信息產業的出現，特別是微軟、谷歌、百度、阿里巴巴等IT企業涉足地理信息產業，也開辟了新的地圖制圖人才就業市場。圍繞新型地圖服務，地圖制圖專業已經跨越國家兩大戰略產業領域，即IT信息產業和文化（創意）產業［5］，高素質地圖制圖人才的社會需求將更加旺盛。

地圖制圖專業是從屬于測繪類的二級學科，與研究生專業“地圖制圖學與地理信息工程”相銜接［1］。本科階段的培養目標為:培養具備地理空間信息獲取、管理、分析、表達和地理信息工程設計、開發、應用等方面的知識，能在基礎測繪建設、城市規劃建設、國土資源調查與管理、環境保護等事業單位與生產部門，或地理空間信息工程及IT相關企業從事數字地圖與空間信息工程設計、開發、管理等工作的高級技術人才。

2.“地圖化”學科定位

在現代測繪類學科體系中，地圖制圖專業與傳統地圖制圖和數字地圖制圖一脈相承［6］，強調“地圖化”特征［7］。地圖制圖以信息服務的視角在測繪、地學和信息科學等眾多學科領域的支持下形成了利用數字技術進行從地理信息到地圖模型映射的數字地圖與空間信息工程特色［8］。

值得注意的是，地圖學科雖然有獨立的碩士和博士研究生專業，但由于歷史原因，長期缺少相應的本科專業，僅作為 GIS專業的一個培養方向而存在［9］。這使得地圖制圖專業定位往往與GIS專業混淆。地圖制圖專業與GIS專業具有明顯的區別。前者屬于測繪學范疇，側重于空間數據的表達，強調技術性、工程化和藝術創意；后者是地理學下的一個分支，側重地理規律的分析與發現，強調地理現象的科學理論、原理的方法。因此，要切實推進地圖制圖專業的學科發展，亟待開設獨立的地圖制圖本科專業，明確該學科的“地圖化”特色與定位，通過完成與“地圖制圖學與地理信息工程”研究生專業的銜接，完善地圖制圖專業的學科體系。

二、與IT背景作深度結合，深化學科優勢

IT技術為地圖制圖專業的發展提供了雙重驅動力。一方面，以互聯網、云計算、位置服務等為核心的泛在技術，為地理/地圖數據在云端的加工、處理、分析和可視化提供了良好的技術支撐；另一方面，隨著大數據和VGI的出現，地理空間信息資源得到極大豐富［10］，地圖制圖學面臨著前所未有的發展機遇，對地圖制圖專業的教學內容和教學實踐也將產生深刻的影響。

1.拓展“互聯網+”的專業外延

2015年國務院明確提出了“互聯網+”行動計劃，推動移動互聯網、云計算、大數據、物聯網與各行業結合的戰略部署［11］。網絡虛擬空間中，空間信息的模擬與可視化表達的內涵和外延都將發生變化，這為地圖制圖學提供了難得的發展契機。如社交語義網的空間不再是歐氏空間，利用傳統方法難以對社交網的空間信息進行處理、度量和圖形化表達。如何選取可理解的內容并用可視化方法呈現出來，使得網絡空間信息更易于洞察，需要突破傳統的“地理”表達思維局限。并且，各行業的“互聯網+”擴展將促進各部門的多空間和多目標動態結合。而對海量、多源、異質的數據和多維、動態空間進行建模，將會極大地擴展數字地圖制圖理論與技術。

2.引入新媒體地圖技術

經過長期的積累和發展，藝術創作和美學加工已成為地圖制圖過程不可分割的環節，地圖制圖專業具有藝術化的特征［12］。許多高等院校的地圖類人才培養方案相應開設了地圖設計與編制、地圖藝術設計、色彩構成等特色課程［13-15］。IT環境下，網絡技術、移動通信技術等新媒體技術深刻改變了人們對地圖的理解和實踐，地圖服務由單一、靜態表達的推式服務轉變為多維、動態、眾包的拉式服務［10］。地圖制圖專業的教學內容需要進行相應的調整與擴展:

1）及時總結新技術和新方法，提煉成理論體系并與經典知識融合。如講授地圖符號的設計與制作時，既要注意保持可視化理論基礎的穩定性，也要對機助制圖技術、網絡在線制圖工具、眾源設計平臺等技術和方法進行補充和總結。

2）將制圖技術與藝術設計融合到課程內容中，加強復合型課程教學。數字條件下，地圖藝術的設計決定了制圖技術的選擇，地圖可視化技術反過來又會直接影響地圖呈現的效果，如利用移動技術和魚眼特效、三維效果實現導航電子地圖。教學實踐中應該注意兩者的配合。

3）注重培養學生的思維方法，將大量個例化知識點、不同時代的特色技術、不同領域的實踐方法轉化成范式化、理論體系強的知識內容。IT內容豐富且發展迅速，專業課程教學不可能面面俱到，應通過實踐性教學，使學生加深對空間數據可視化方法和技術的理解，幫助學生不斷豐富對地圖制圖特點和規律的認知。

3.強化“數/圖”定量分析特色

對地圖數據進行定量分析是地圖制圖專業區別于其他圖像藝術類專業的特征之一。目前，武漢大學等高校的地圖學相關專業本科培養方案中，均設置了地圖信息數值處理和分析方面的課程，如空間分析與地學統計、地圖制圖數學模型等［13］。然而，圖形分析和應用方面的課程內容較少，僅在地圖制圖綜合、DEM分析與可視化等課程中有所涉及。因此，需要補充地圖的數/圖分析內容，繼承和強化定量分析專業特色。

在具體教學實踐中，如地圖制圖數學模型課程的講授，除介紹地圖制圖數理統計分析模型外，還可結合社交網絡可視化技術引入語義要素圖形化關聯分析；又如地圖制圖綜合課程，講解地圖符號關系處理方法時，可擴展幾何圖形測算方法、地理目標拓撲關系評價算法、地理現象空間布局的邏輯推理模型等內容；在地圖色彩設計等藝術類特色課程的教學中，需面向數字地圖的可視化表達，在符號樣式、色彩搭配等方面引入定量分析的理論、技術與方法。

三、發揚地圖學科特色，培養“三創”型地圖制圖人才

1.探索“三創”型專業人才培養機制

創造教育重在實施創造型教學和培養創造性思維；創新教育重在培養創新理論和傳授創新技術與方法，養成創新品格；創業教育重在培養學生的創業精神、創業技能和創業人格。地圖制圖專業“三創”型人才培養的基本思路是:融合傳授地圖學相關知識技術、培育學生創造性思維和創新創業能力、提高專業科學素養為一體，以素質教育為中心，通過建立以探究為特征的研究型教學、探索式學習、個性化培養的教學模式，培養口徑寬泛、基礎扎實、專業突出的創造、創新、創業人才。

結合專業特色和教學實踐經驗，武漢大學資源與環境科學學院為培養“三創”型地圖制圖人才的工作具有一定借鑒意義:

1）建立寬口徑、厚基礎的課程結構。將作為測繪類二級學科的地圖制圖專業與地理學的地理信息科學專業打通招生，并將測繪學概論、數字測圖與GPS等跨院系課程納入專業必修課范疇，積極促進多學科融合，為交叉型人才培養奠定基礎。

2）形成科教協同的育人模式。通過指導大學生科研課題，及時發現新技術思想，培養學生創造創新思維；將地圖學領域的創新性學術成果，如自然科學基金等課題的前沿成果及時充實到課程教學中，使學生對學科前沿有所了解；吸收本科生積極參與科研課題，在地理信息工程研發、網絡地圖設計實踐中積累經驗，為未來創業打下基礎。

3）探索校企合作與國際合作培養機制。建立了教育部和國家測繪地理信息局重點實驗室，以及“數字地圖設計與出版”產學研基地，并與荷蘭、德國、瑞典、美國等多所世界知名高校建立地圖學專業人才聯合培養合作項目。

4）加強創新實踐環節。在本科專業培養方案中，增加實踐教學環節比重至總學時的28.6%［13］，并設立大學生科研創新專項基金，與地圖學與GIS相關軟件公司聯合開辦地圖設計競賽，并鼓勵學生參與各類國家級、校級的創新創業實踐項目。

2.建立創新創業教學體系

根據地圖學專業人才培養定位和創新創業教育目標，可形成由通識課程、主干課程、實踐課程構成的三級課程體系。其中，通識選修課涉及人文科學、社會科學、數學與自然科學等領域；主干課程包含計算機地圖制圖、地圖投影與變換、地圖設計、普通/專題地圖編制等；實踐課程包括普通/專題地圖編制課程設計、數字地圖制圖課程設計、地理學綜合實習等。這些課程依次遞進、有機銜接，形成地圖制圖專業創新創業課程群。

建設“科研教學并重型”師資隊伍。鼓勵教師結合科研課題，把前沿學術發展、最新研究成果和實踐經驗融入課堂教學中，培養學生的批判性和創造性思維，激發創新創業靈感。教師角色定義為:幫助學生建立地圖制圖學的知識基礎，啟發學生求知興趣，培養學生創新思維，引導學生在掌握基本課程內容基礎上完成高階知識的自主學習。學生角色不再以單純學習為目的，而是注重掌握專業基本技能和學習方法。

3.打造交叉性新技術創新創業平臺

良好的創新創業平臺是有效開展創新創業實踐活動的切實保障:可充分利用地理學科和測繪學科的教育設施共享平臺和實踐基地，推進學科間的交叉融合；還可通過加強與相關事業部門、生產應用單位和大中型現代化IT企業的密切聯系與多樣化合作，爭取社會各界的支持。結合學科發展規劃制定多層次合作創新平臺，吸收一部分優秀學生參與開放實驗課題，將啟發式、引導式、開放式、研究式人才培養融入學科建設中。與此同時，有選擇地將一部分課題研究和實驗教學內容遷移到與企事業單位的合作平臺上，建立實踐基地，深化產學研合作成果。

四、結束語

IT環境下，地圖制圖專業的發展既迎來了巨大的機遇，又面臨著挑戰，具體體現在學科建設和人才培養兩個方面。因此需要明確學科定位，利用IT技術深化專業優勢，發揚學科特色，培養“三創”型高素質地圖專業人才，讓地圖制圖專業在IT背景下煥發生機，充滿活力。

［1］ 王家耀.我國地圖制圖學與地理信息工程學科發展研究［J］.測繪通報，2007（5）:1-6.

［2］ 李德仁.多學科交叉中的大測繪科學［J］.測繪學報，2007，36（4）:363-363.

［3］ 王家耀，孫力楠，成毅.創新思維改變地圖學［J］.地理空間信息，2011，9（2）:1-5，80.

［4］ 黃麗娜，艾廷華.《數字地圖制圖》教學改革探討［J］.測繪科學，2013，38（6）:200-203.

［5］ 新華社.文化產業振興規劃［EB/OL］.（2009-09-26）［2015-07-05］.http:∥news.xinhuanet.com/politics/ 2009-09/26/content_12114302.htm.

［6］ 寧津生，楊凱.從數字化測繪到信息化測繪的測繪學科新進展［J］.測繪科學，2007，32（2）:5-9.

［7］ 齊清文，張安定.論地圖學知識創新體系的構建［J］.地理科學進展，1999，18（1）:1-11.

［8］ 李德仁，邵振峰.論新地理信息時代［J］.中國科學（F輯:信息科學），2009，39（6）:579-585.

［9］ 彭秀英，萬劍華.地理信息科學專業“地圖學”課程教學內容研究與實踐［J］.測繪通報，2014（3）:128-130.

［10］ 李德仁，龔健雅，邵振峰.從數字地球到智慧地球［J］.武漢大學學報（信息科學版），2010，35（2）: 127-132.

［11］ 經濟參政.國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見［EB/OL］.（2015-07-04）［2015-07-05］.http:∥jjckb.xinhuanet.com/2015-07/04/content_553470.htm.

［12］ 曹冰，付洪貝，潘志超.地圖設計中的美學研究［J］.測繪與空間地理信息，2011，34（1）:231-233.

［13］ 武漢大學.地理信息系統（數字地圖與空間信息工程方向）本科生培養計劃［EB/OL］.（2015-07-04）［2013-03-22］.http:∥sres.whu.edu.cn/list_show.asp？id=674.

［14］ 齊清文，廖克，劉岳，等.知識創新工程中地圖學學科規劃若干問題［J］.地球信息科學，2001（1）:71-76.

［15］ 趙江洪，高峰.工科院校地圖學實踐教學規劃［J］.測繪科學，2009，34（S0）:219-220.

Discussion on Reform for Cartography Undergraduate Teaching on IT Background

HUANG Lina，AI Tinghua

10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0242.

G64

B

0494-0911（2016）07-0133-03

2015-07-06

國家基礎科學人才培養基金（J1103409）；國家自然科學基金（41101448）

黃麗娜（1982—），女，博士，講師，主要從事地圖制圖、地理信息可視化等方面的教學與研究工作。E-mail:linahuang@whu.edu.cn

引文格式：黃麗娜，艾廷華.IT背景下地圖制圖專業本科教學改革探討［J］.測繪通報，2016（7）:133-135.