“美學與技術雙驅動”的地圖學教學理念探究

摘要：目的：針對當前地圖學教學多關注精準制圖而未將其必要的美學特性充分融入課程體系建設的問題，文章旨在改革地圖學的傳統工科教育模式，通過融合美學教育與工學教育的相關理論與方法，拓展地圖學課程的內容深度和應用廣度，并有效提升學生的綜合能力和創新精神。方法：文章分析傳統工科教學模式中地圖學課程教學存在的問題，進而提出一種“美學與技術雙驅動”的新型地圖學教學模式。該模式的核心在于強調藝術美學與技術科學并重，實現跨學科知識的融合教學。在課程設計上，重視理論教學和實踐操作的結合，通過案例分析、實驗牽引和團隊合作等多種手段，為學生構建一套教學相長、智育和美育協同發展的科學培養方案。結果：在實施新教學模式后，學生在地圖設計和制作方面展現出顯著的創造性和積極性。同時，學生的自主學習能力和團隊協作精神也得到了顯著提升，課程反饋和學生作品評價均達到預期。結論：“美學與技術雙驅動”的教學模式能有效提升地圖學教學質量和學生的綜合素質。這種教學模式不僅促進了學生技術能力和藝術審美的全面發展，還為地圖學教育領域提供了一種創新的教學策略。此外，其還有助于學生更好地適應未來多學科融合的學習與工作環境，有望為學生未來的研究興趣培養和職業生涯發展打下良好基礎。

關鍵詞：地圖學；美學；視覺設計；跨學科；育人理念

中圖分類號：G642；P28-4 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）09-00-03

0 引言

當前，針對地圖學課程的教學模式，眾多學者和相關院校進行了多種創新嘗試，如“產學研用”一體化的教學模式［1］、“案例式”教學方法［2］、課程思政元素融入［3-5］以及信息技術與地圖學教學的融合［6］等教學改革舉措。這些模式共同展示了教育領域對地圖學教學創新的廣泛探索以及在提高地圖學課程教學質量上作出的積極嘗試。盡管這些努力旨在根據學科特色創新教育教學理念和方法，然而目前大部分研究還是依據傳統的工科教學定位來設計培養方案。這種模式往往忽視了地圖學課程藝術和科學的雙重屬性，也不利于培養學生的綜合素質。黃建毅等人（2018）提出地圖學的知識學習亟須融入美學思維［7］。然而，目前該研究僅限于特定知識點的教學設計，未能解答全課程體系下如何實現美學知識與工程技術的有機結合的問題。

要應對這些挑戰，學科交叉是一種極具潛力的解決方案。整合地圖學與計算機科技、環境科學、視覺藝術等領域的知識，不僅可以豐富教學內容，還可以提升學生的綜合能力，增強他們的創新精神和實踐能力。本文旨在探討當前傳統工科地圖學教學模式存在的問題，研究如何通過學科交叉，打破傳統工科教學模式的局限，從而探索地圖學教學新模式、激發課堂活力并促進學生專業素質與綜合能力的全面提升。

1 傳統工科地圖學教學模式存在的問題

地圖學系統研究地圖的理論實質、制作方法、分析和使用技能等，涉及測繪學、地理信息科學、計算機圖形學、視覺藝術和設計等多個領域。地圖作為人類認識所處環境的重要工具，在人類生產生活中發揮著重要作用。因此，地圖學既是測繪地理信息大類學科建設的核心基礎課程，又是現代素質教育中不可缺少的內容［8］。在中國測繪學會教育工作委員會和中國衛星導航定位協會教育與發展專業委員會主辦的全國性高等學校測繪學科教學大賽中，多屆比賽都將地圖學作為參賽課程，充分體現了該課程的核心地位。當前開設地圖學課程的多為具有地理信息和測繪類專業的高等院校，多數學校都按照工科培養模式確定課程教學方案。此外，部分土地管理等相關人文地理學科也將地圖學作為學生素質培養的課程［9］，其主要沿用測繪地理信息學科的培養模式，突出其在具體學科領域中的應用。綜合當前高校地圖學的教學設計和實踐來看，基于傳統工科思維的地圖學教學模式主要面臨以下幾個問題。

1.1 重“技”輕“藝”的傳統工科教學模式，無法彰顯地圖學的學科特色

在現有的傳統工科教學模式下，地圖學課程往往側重于技術技能的培養，如地圖制作、空間數據處理和GIS軟件操作等。這種以技術技能為核心的教學模式雖然能夠提高學生的操作能力，但忽視了藝術美學在地圖學中的重要性。地圖不僅是一種技術產品，還是一種藝術作品，其設計和表現須兼顧美觀與實用性。因此，傳統工科教學模式下的地圖學課程往往不能充分展現地圖設計的藝術性和創造性，也難以激發學生在地圖美學方面的興趣和創新思維。

1.2 “學”與“用”分離教學方法，容易使學生喪失學習的自主性

當前地圖學教學多重理論輕實踐，特別是在教學實驗指導和考核過程中，以掌握理論知識和學習基本軟件操作為目標，沒有充分挖掘地圖學課程的實際價值。而將教學與實踐結合，以特定目標為導向，采用理論聯系實際、團隊互助協作的教學模式，既能幫助學生增強學習的自主性，還能輔助教師發現教學中存在的難點、疑點，進而拓展知識的內涵與外延，促進教學相長。

1.3 依賴單學科知識的課程教學設計，妨礙知識系統建構的完備性

地圖學是一個多學科交叉的領域，涉及地理信息科學、計算機技術、環境科學、歷史、藝術等多個學科。然而，當前的地圖學課程常常只依賴測繪和地理信息技術，學科框架單一，這限制了學生對地圖學知識體系的理解和掌握。單一學科的教學模式不利于學生形成系統的知識結構，也難以應對復雜的現實問題。尤其在表達、展示自然和人文現象的時候，僅從單學科角度出發難以深入刻畫表達對象，導致效果不如預期。

2 “美學與技術雙驅動”的教學理念與教學設計

綜合上述分析，針對現有工科技術式教學思維主導的傳統地圖學教學模式存在的問題，筆者提出“美學與技術雙驅動”的地圖學教學育人新理念。這一理念旨在實現美育相關知識、人文主義思想與工科技術思維的有機融合，進而貫徹到課程的教學大綱設計和課程考核制度的制定與實施中。

基于以上的教學理念，設計出一套相適應的地圖學課程教學大綱，在傳統培養方案中融入地圖美學知識和人文歷史知識。課程體系由以下幾個部分組成。

第一，地圖的數學基礎。涵蓋地圖投影、數字測圖、地圖制圖綜合等內容，主要論述為保證可量測性和有限空間內的地表信息，如何獲取、處理、轉換、有目的選取與表示。

第二，地圖的美學基礎。主要由地圖視覺變量、地圖符號和地圖配色，以及如何利用藝術地圖表達手段進行有效的視覺設計與組合理論，主要論述如何利用顏色、紋理、形狀等視覺感知信息的合理設計與有效組合實現地圖的可視化表達，在保證信息精確性的同時，實現地圖美觀可視化呈現。

第三，地圖構成與表示方法。主要包括普通地圖、專題地圖的基本知識，以及各類地圖的表示技術，如地貌表示方法、水系表示方法等。

第四，數字制圖方法與實踐：著重論述數字制圖的相關工具、地圖美學設計相關素材和常用地圖制作軟件與流程，具體介紹如何利用各類圖像處理工具、GIS軟件和python編程技術實現精美數字地圖制作的一般方法和完整技術流程。

與此同時，為了貫徹落實教學理念，并及時反饋和評估教學效果和學生掌握情況，還提出針對此教學理念的課程考核方法。將課程設計為目標引導式的理論與實踐有機結合的培養方式。具體來說，在課程的引入階段，提出貫穿整個課程教學過程的總體實驗設計，以校園專題地圖集的制作為總領，以地圖表達的藝術性和科學規范性為考察標準，通過分組合作的方式，實現從地圖選題、資料收集、數據處理、內容組織、符號設計、頁面排版、幅面優化等全流程的學習與實施，幫助學生充分發揮主觀能動性和團隊組織協作能力，在掌握基本技能的同時，實現目標驅動式學習，隨著教學進程的推進，通過學生的不斷溝通與反饋，實現教學相長、學用結合、師生互動的良性循環。

3 課程實踐與成效分析

根據上述提出的教學理念和構建的教學培養方案、課程設計，本校的地理信息科學本科專業采用了“美學與技術雙驅動”的地圖學教學理念與教學設計新模式。此方案已經在一屆學生中進行了完整實踐，驗證了此教學理念的潛力和初步成效。

3.1 實踐出真知，探索激潛能——課程教學安排與主要特色

整個課程的教學安排包括四個獨具特色的環節。首先，在課程導言中設計南郵校園地圖集作品設計與制作貫穿整個學習過程，以此目標作為授課主線，帶動整個知識體系的構建。其次，在課時分配上，按照6∶4的比例開展理論課與實驗課的講授。為了配套理論課的學習，鞏固課堂知識，分別在地圖的數學基礎、地圖的美學基礎、地圖構成與表示方法和數字制圖方法與實踐各個章節設置數據收集、戶外調查、跨專業學生討論、興趣分組、軟件學習和專題圖制作等環節，促進學生在互動式學習中掌握專業知識和技能，培養學科興趣愛好，激發學生學習和研究的潛能。再次，為了鼓勵學生積極探索最新學科發展前沿技術和研究方向，還設置了人工智能的計算機視覺技術與地圖美學相結合的課外興趣研究特別討論課堂，通過教師演示、圓桌討論互動的方式，向學生呈現如何利用圖像的風格遷移技術，實現藝術作品風格向地圖制作的自動色彩、紋理和符號的轉移，充分展現當今技術在跨學科知識協同方面的最新探索。最后，此課程將校園地圖制作分為地圖投影、數據矢量化、點線面符號設計、地圖配色設計、地圖排版設計和專題出圖等部分進行考察，結合教師評分和學生互評，評價學生各個環節的掌握情況，以及作品的認可度。

從上述的課程安排來看，此教學方案具有如下特色：

一是智育與美育綜合發展，自主與互助協同共進；二是理論與實踐有機結合，眼界與動手操作能力均衡開發；三是地理學、設計學和計算機技術多學科融合，創新性、應用性與綜合性全面培養。

3.2 以作品促教學，以合作共成長——培養結果分析

基于以上教學內容設計和課程作業安排，經過一個學期的授課實踐，學生們較好地完成了課業，并培養了他們的團隊協作能力和專業素養。同時也激發了學生對于地圖制作和地理信息可視化的研究興趣。部分學生在課程結束后，將繼續跟進地圖制作相關的大學生作品競賽。下文通過分析學生的課程作業來展現此教學理念的執行效果和后續提升方向。

學生通過自行組隊，將校園地圖集的制作分為多個主題進行分開探索。根據繪制地圖的類型，各組選擇的主題涉及校園交通地圖制作、校園動植物專題圖制作、校園樓宇專題圖制作、校園服務設施專題圖制作以及校園歷史傳承專題圖制作等。各小組選擇一般電子地圖制作、基于手繪的地圖制作和基于繪畫藝術作品風格遷移的地圖制作等類型。地圖作品風格多樣、內容豐富、形式活潑、要素齊全且規范，95%以上的作品均達到課程教學的預期效果，其中不乏一些具有創意和美感的地圖。

在未來的教學中，一方面，要加強對中華文化內涵底蘊的挖掘，通過地圖制圖學的教與學，補充和構建“講好中國故事”的敘事地圖課程；另一方面，通過加強與媒體設計、美術學院等相關專業師生的合作，共同促進跨專業聯合的地圖學教學新模式的探索與實踐。

4 結語

“我們建設教育強國的目的，就是培養一代又一代德智體美勞全面發展的社會主義事業建設者和接班人”，這是習近平總書記關于教育的重要論述。在面向本專業的具體實踐中，加強多個學科之間的聯系，在工科教育中融入文科和藝術學科特色，促進智育和美育的協同全面發展是專業建設的可取方向。希望本文提出的面向工科地圖學課程的“美學與技術雙驅動”教學理念與教學設計可應用于跨學科融合的課程建設，進而推動學生的全面發展，培養具有自主創新精神的高素質人才。

參考文獻：

［1］ 楊敏，朱海紅，李連營，等.“雙萬計劃”背景下地圖學課程建設與實踐［J］.測繪通報，2023（S2）：121-124.

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［3］ 朱海紅，李思宇，黃麗娜，等.《地圖學》課程思政建設探討［J］.地理信息世界，2021，28（4）：45-48.

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［8］ 毛贊猷，朱良，周占鰲，等.新編地圖學教程［M］.北京：高等教育出版社，2008：12-15.

［9］ 吳旭東，崔曉夢.針對于土地資源管理專業的《地圖學》教學改革探討［C］//華教創新（北京）文化傳媒有限公司，中國環球文化出版社. 2023教育理論與管理第三屆“創新教育與精準管理高峰論壇”論文集（專題1）.石家莊：河北地質大學土地科學與空間規劃學院，2023：4.

基金項目：本論文為2022年度南京郵電大學校引進人才科研啟動基金項目“基于多模態信息融合的旅游者活動建模與分析”成果，項目編號：NY222028

作者簡介：劉少俊 （1991—），男，博士，講師，研究方向：地圖制圖學與可視化、跨模態數據融合的地理空間智能相關理論與方法的研究與教學。