大數據時代應用型大學“地圖學”課程教學改革

摘 要：在大數據時代，地圖學和地理信息系統（GIS）的應用范圍日益廣泛，“地圖學”課程在應用型大學中的教學改革迫在眉睫，需要結合現代地圖學有關的最新的理論、技術和成果，不斷更新“地圖學”的教學內容和教學模式。本文以池州學院地學相關專業的“地圖學”課程教學為例，分析了應用型大學“地圖學”課程的教學現狀和存在的問題，提出了相應的教學改革措施，以期提升教學質量和學生的地理信息分析、可視化等方面的能力，培養適應大數據時代需求的復合型人才。

關鍵詞：地圖學；應用型大學；教學改革；大數據時代

中圖分類號：G640

地圖是地理信息的載體，具有重要的傳遞功能。地圖學是研究地圖的理論、編制技術與應用方法的學科，是一門研究以地圖圖形反映與揭示各種自然和社會現象空間分布、相互聯系及動態變化的科學、技術與藝術相結合的學科［1］，具有教學內容緊湊、涵蓋知識點多、理論體系復雜、實踐性強等特點［2］。池州學院是一所地方應用型高校，著重培養學生的實踐能力和專業技能，旨在為地方經濟發展和社會需求提供直接的服務和支持。地圖學知識是地理學及相關學科的基石，“地圖學”課程作為池州學院人文地理與城鄉規劃、地理科學、土地資源管理、遙感科學與技術和測繪工程等本科專業的專業基礎必修課［3］，主要的目標是通過“地圖學”課程的學習，培養學生空間認知與思維、地圖表達的能力，為專業后續課程的學習打下堅實的基礎。

隨著大數據技術的飛速發展，地圖學作為地理信息科學的重要組成部分，在數據分析與可視化中發揮著關鍵作用，以傳統手工制圖為主的教學內容已不再適應時代發展的需求。以池州學院為例，開設地學相關專業的應用型大學的“地圖學”課程如何順應時代發展需求，通過教學改革提升學生的綜合素質和實踐能力，成為當前教育研究的重要課題。

一、應用型大學“地圖學”教學現狀

在應用型大學的“地圖學”教學現狀中，盡管國內高校普遍開設了“地圖學”課程，但其教學內容和方法仍存在一定的局限性。教學內容設置基本一致，主要包括地圖與地圖學基礎、地圖的數學法則（即坐標系統、地圖投影、比例尺）、地圖數據源、地圖概括（即制圖綜合）、地圖符號制作、地圖表示方法、普通地圖與專題地圖、數字制圖、地圖分析等內容，大多以傳統地圖學理論為主［4］。目前，應用型大學的“地圖學”課程主要側重于理論教學，實踐環節較為薄弱，這與當前“地圖學”作為一門技術性和實踐性并重的課程的要求不相匹配。以池州學院地學相關專業為例，人文地理與城鄉規劃、地理科學、土地資源管理專業“地圖學”課程基本課時均為48學時，其中人文地理與城鄉規劃和土地資源管理專業理論教學39學時，實踐教學9學時；地理科學專業理論教學40學時，實踐教學8學時。雖然配有GIS實驗室，每臺電腦均安裝了“地圖學”實踐教學所需的軟件，但是“地圖學”整體教學課時不足，實踐教學課時更少［5］，容易出現追趕教學進度的情況，影響教學效果和教學質量。與此同時，許多高校的“地圖學”課程教材內容更新滯后，如池州學院地學相關專業采用的教材，毛贊猷等主編的《新編地圖學教程（第三版）》已出版多年，未能及時反映地圖制圖新技術和新方法的發展，這種教材現勢性不足的問題限制了學生對現代地圖學技術的理解和掌握。此外，教學方法以傳統的教師講授為主，教師講，學生聽，被動學習，結合相關制圖軟件輔以少量實踐教學環節，學生在實際操作和應用中的鍛煉機會較少，最后以考試的形式完成課程教學的考核，學生學習的主觀能動性和實踐操作能力較弱。而在實際教學過程中，學生對實踐教學內容更感興趣，課堂上認真學習、動手操作，課后遇到問題及時跟老師溝通，學生反饋實踐教學受益匪淺，地圖學的實踐教學激發了其對專業學習的興趣。因此，地圖學教學需要與時俱進，結合新技術和新方法，優化教學內容和模式，以更好地適應現代地理信息科學的發展需求。

二、應用型大學“地圖學”教學存在的問題

（一）課時不足，實踐教學環節薄弱，理論與實踐脫節

實踐教學是培養學生應用能力的關鍵環節［6］?！暗貓D學”課程的實踐教學環節存在明顯不足，總課時有限導致實踐教學時間不足，無法全面覆蓋理論知識的應用。此外，實踐教學內容與理論教學脫節，學生難以將理論知識有效應用于實踐中。這不僅影響了學生對知識的掌握程度，也制約了其應用能力的提升。

（二）教學內容滯后，缺乏最新科研成果

地圖學作為一門應用性很強的學科，其教學內容需要與時俱進。然而，隨著大數據時代的到來和3S技術的迅速發展，傳統地圖學的教學內容已無法適應信息化時代下地圖制圖的要求［7］?！暗貓D學”課程的教學內容未能及時更新，未能融入數字制圖、大數據分析等新技術和新方法，這使得學生在數據挖掘和可視化能力方面存在明顯短板，導致學生難以適應信息化時代的需求。

（三）課程銜接不足，思政教育融合不夠

不同專業對“地圖學”教學要求的深度和側重點不同，“地圖學”課程與其他相關課程（如“地理信息系統”“遙感概論”等）的銜接不夠緊密［8］，未能為學生后續學習打下堅實基礎。此外，當前的“地圖學”課程中思政教育融入不足，未能充分發揮“地圖學”課程在培養學生職業道德、愛國主義精神等方面的潛力。

（四）教學模式單一，教學水平參差不齊

“地圖學”課程的教學模式較為單一，多采用傳統的灌輸式教學方法，學生被動學習，難以理解抽象復雜的理論知識［910］。同時，教師的教學水平差異較大，老一輩教師在傳統手工制圖方面有優勢，但缺乏數字制圖經驗，而青年教師雖然掌握數字制圖技術，但在傳統手工制圖和科研項目經驗方面相對欠缺，難以用最新的科研成果來輔助教學。

三、應用型大學“地圖學”教學改革

（一）結合大數據平臺、遙感技術和地理信息系統技術，強化實踐教學

在大數據時代，“地圖學”課程的教學內容和方法需要與時俱進。增加實踐教學環節，提供更多實踐操作的機會，讓學生在實踐中掌握知識，降低學生的理解難度，提高學生的動手操作能力，激發學生對專業的興趣和創新能力。通過大數據平臺和遙感技術，為地理信息研究和地圖制圖獲取數據，運用地理信息系統技術能大大提升學生的空間數據分析和空間可視化的能力，提高其實踐操作水平?！暗貓D學”課程可以結合大數據平臺、遙感技術和地理信息系統技術在數據獲取、地圖概括、空間數據可視化、專題地圖制圖等不同教學環節設置實踐課程。具體而言，在地圖數據源部分，可以通過大數據平臺讓學生了解如何從互聯網獲取不同來源的地理信息數據，并通過遙感技術學習如何提取有用信息；運用ArcGIS軟件根據所學的知識對掃描地圖進行配準和屏幕跟蹤矢量化，學生可以直觀地看到圖片如何轉化為可編輯的地圖數據。在地圖概括部分，運用地理信息系統技術通過地理信息的選取和分類等實現自動概括。在專題地圖制作環節，學生可以運用GIS軟件設計制作土地利用現狀圖、人口分布圖等專題地圖。例如，通過選擇不同的地圖符號庫和表示方法，學生可以直觀地展示地理現象的變化趨勢，并通過可視化手段增強信息傳遞的效果。此外，還可以結合最新的數字制圖技術，如三維可視化和動態地圖展示，使學生能夠更全面地掌握現代地圖學的技術手段。

（二）更新教學內容，融入課程思政元素

在“地圖學”課程中，地圖的理論知識主要用于指導地圖制作和地圖應用，地圖數據是地理信息可視化和地圖制作的關鍵要素，地理信息可視化是地理數據和地圖內容的空間化表達，地圖應用是地圖學與其他相關學科聯系的重要接口。根據大數據時代的發展需求，應從地圖理論、地圖數據、地理信息可視化以及地圖應用等方面及時更新“地圖學”課程內容。例如，引入地圖與地圖學最新的理論；從測量數據、遙感數據、已有的地圖資料和地理信息數據庫、地理信息服務網站等方面讓學生明白地圖數據的多源化；運用ArcGIS、CorelDraw等多種制圖軟件讓學生感受地理信息可視化的多樣化；引入最新的地圖制圖技術和應用案例，使課程更加貼近實際應用；引用標準地圖服務網站下載的中國標準地圖以及專業相關的最新研究成果，讓學生了解國家最新的標準地圖以及通過地圖了解相關領域的研究進展。

“地圖學”課程不僅是傳授專業知識的載體，也是培養學生愛國情懷和文化自信的重要途徑［11］。例如，在地圖與地圖學基礎部分，通過介紹中國古代地圖制作的成就，讓學生感受到中華文明的博大精深，從而增強學生的文化自信、民族自豪感和愛國情懷；在地圖數據源部分，可以重點介紹中國國產衛星遙感數據，如高分系列衛星影像，引導學生深入了解國家科技成就，增強國家認同感；在地圖制作部分，結合地圖的制作和使用規范，引導學生樹立正確的國家版圖意識。

（三）豐富教學方法，提高教學水平

傳統的教師單向傳授知識的教學模式已難以滿足現代教育的需求。因此，在“地圖學”課程教學過程中應積極采用案例式、探究式、討論式、啟發引導式、項目驅動教學等多種教學方法，以學生為本，以問題為導向，增加課堂互動［12］。例如，在緒論部分，通過展示學習、生活中常見的地圖（如旅游地圖、交通地圖、天氣預報圖、地形圖等），引導學生觀察并分析其基本特征，從而激發學生的學習興趣，引入地圖的基本特征的教學內容；在地圖投影部分，通過呈現不同類型地圖投影的地圖，讓學生判斷其地圖投影類型并說明其各自特征，使學生更直觀地理解地圖投影的類型劃分，從而加深對理論知識的理解；在地圖概括部分，展示系列對比地圖，通過提問，引導學生探究、分析影響地圖概括的因素。

為了進一步提升教學效果，教師還可以設置多層次的實踐環節，重視學生自主學習和探索能力的培養，提高學生的參與度，加深學生對知識點的理解，提升教學效果。例如，在地圖制作部分，結合制圖軟件在地圖符號設計、地圖表示方法選擇、數字制圖等教學過程中設置實踐環節，使學生更深入地理解相關知識點；在基礎理論學習完成后，可以組織學生分組完成實際項目任務，如土地資源管理和城鄉規劃項目中的地圖設計與分析，通過這種方式，學生不僅可以鞏固所學知識，還能培養團隊協作能力和解決實際問題的能力。

（四）科教融合，以科研反哺教學

將教學與科研緊密結合，為學生提供理論知識學習和科學研究的機會，提升教學的實際應用性。一方面，教師可以將主持或參與的科研項目成果融入“地圖學”教學中，激發學生的學習興趣，例如，在講解地圖表示方法、專題地圖制作和數字制圖時，可以結合最新的科研成果展示如何利用GIS技術進行生態環境評價方面地圖的制作。另一方面，鼓勵學生參與教師主持的科研項目，指導學生參加全國大學生測繪學科創新創業智能大賽、安徽省大學生GIS應用技能大賽、全國高等院校大學生鄉村規劃方案競賽、“共享杯”科技資源共享服務創新大賽等各類學科競賽，指導學生申報國家級大學生創新創業訓練計劃項目等，并圍繞各類競賽和大學生創新創業訓練計劃項目指導學生撰寫科研論文，讓學生可以學以致用，不斷提升學生的實踐能力和激發學生的創新能力，培養高質量復合型人才。

結語

在大數據時代，地圖已經實現傳統地圖向數字地圖的跨越式發展，地圖不僅僅承擔地理信息可視化功能，在地理信息時空分析和地理現象挖掘等方面也發揮著很重要的作用。應用型大學“地圖學”課程的教學改革是提高學生實踐能力和教學質量的關鍵，通過強化實踐教學、更新教學內容、豐富教學方法、科教融合等措施，可以有效提升“地圖學”課程的教學水平，綜合提升學生的地理信息分析和可視化等方面的能力，進一步深化對學生地理信息應用能力的培養，培養適應新時代需求的高素質人才，從而更好地服務地方，助力區域經濟發展。

參考文獻：

［1］毛贊猷，朱良，周占鰲，等.新編地圖學教程［M］.3版.北京：高等教育出版社，2017.

［2］李華蓉，潘國兵.基于ArcGIS的地圖學與GIS實驗課程貫通教學［J］.西南師范大學學報（自然科學版），2017，42（04）：151157.

［3］賈燕，江暢，姜杰，等.多源化信息時代地圖學原理課程教學改革與實踐［J］.教育現代化，2020，7（44）：7880.

［4］劉慧敏，鄧敏，劉寶舉，等.大數據智能時代地圖學課程內容改革探索［J］.測繪通報，2021（06）：152155.

［5］方剛.新工科和專業評估背景下《地圖學》課程的教學改革：以宿州學院為例［J］.黑河學院學報，2020，11（03）：8688.

［6］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）：121124.

［7］劉憲鋒，任志遠，馬耀峰.信息化時代下地圖學教學內容與教學模式探索［J］.首都師范大學學報（自然科學版），2018，39（06）：7175.

［8］劉璐璐，徐萬福，王錫琴.科研項目驅動下的地方應用型大學“地圖學”課程教學改革：以成都大學為例［J］.西部素質教育，2020，6（11）：147148.

［9］王曉延，方坤，王雨雙，等.新時代《地圖學》的教學思考［J］.地理空間信息，2022，20（01）：145148+10.

［10］煙貫發，張冬有，齊少群.基于OBE教育理念的地圖學課程教學改革實踐［J］.高教學刊，2021，7（30）：130133.

［11］江南，陳敏頡，鄧術軍，等.融入課程思政的地圖學分類混合式教學模式［J］.測繪通報，2022（S1）：5761.

［12］陳敏頡，江南，鄧術軍.基于SPOC的“地圖學”課程混合教學模式探索與實踐［J］.教育教學論壇，2021（16）：9396.

基金項目：安徽省哲學社會科學規劃項目“長江流域安徽段生態安全格局構建與優化”（AHSKQ2022D024）

作者簡介：黃銀蘭（1988— ），女，漢族，安徽安慶人，碩士研究生，講師，主要從事資源與生態環境評價、地圖學教學研究。

*通信作者：陳實（1987— ），男，漢族，安徽安慶人，博士研究生，副教授，主要從事資源與生態環境遙感、地理信息系統教學研究。