專題地圖編制實習內容與指導方法探討

◆李 晶 劉 獻 趙艷玲

(中國礦業大學〈北京〉地球科學與測繪工程學院)

專題地圖編制實習內容與指導方法探討

◆李 晶 劉 獻 趙艷玲

(中國礦業大學〈北京〉地球科學與測繪工程學院)

專題地圖編制，是測繪工程、地理信息系統、地理科學等相關專業本科生應該掌握的專業技能，綜合實習是掌握此項技能的重要環節之一。介紹了基于建構主義指導思想設計的專題地圖編制實習內容體系及相應的實習指導方法。該教學模式在實際實習指導過程中激發了學生學習積極性和獨創性思維，提高了學生的綜合能力，取得了滿意的效果。

專題地圖 實習指導 方法探討 建構主義

一、引言

建構主義認為，教學不是知識的傳遞，而是知識的處理和轉換;學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生，而是由學生自主建構形成的過程。基于建構主義的教學模式，教學應以學生為中心，教師起組織、指導和促進的作用。因此，在教學中為了發揮學生的主觀能動性，提高學習興趣，有必要豐富教學內容，增加實踐環節。本文圍繞教學目標，基于建構主義思想，設計了相關實習內容并總結提煉了相關實習指導方法，以促進同行交流。

二、實習目標與任務設計

1.總體教學目標

專題地圖作為空間信息的圖形表達以及認知和分析研究的手段，在經濟建設、科學研究、國防軍事等部門越來越受重視，在分析評價、預測預報、規劃設計、決策管理等領域也發揮著日益重要的作用。通過專題地圖編制相關章節的課堂教學，學生了解了專題地圖發展歷程及其現狀，并重點學習了專題地圖數據源類型、數據獲取與處理、底圖編制、專題要素表達方法、圖版設計、專題地圖應用等相關理論知識。課程實習的目標則是通過完成綜合實踐題目，加深對專題地圖編制理論的理解并培養和提高制圖技能。

2.實習任務設計

圍繞總體目標，設計了相互關聯的三類任務板塊(見圖1)。一是單項技能實驗，包括空間數據轉換、地圖數字化、專題數據管理與預處理、圖面配置等，目標是使學生了解計算機制圖應具有的一般流程并學會相關的技能，了解容易出錯的操作環節并掌握規避和糾錯的技巧。該模塊以練為主，講練結合;二是編圖技能綜合實習，包括編圖大綱撰寫、底圖編制、專題要素表達、地圖整飾等，即讓學生綜合運用板塊一的各項技能，完成一幅專題圖的編制任務，教學目標是培養學生綜合制圖的能力，以及分析問題和解決問題的能力。該模塊以學生獨立設計和實現為主，答疑為輔;三是地圖應用實習，通過該模塊的教學，使學生切身體驗到現代地圖的魅力，即作為“人類的第二語言”，它不是靜態的、死板的，而是可以與人類對話互動，能對“查詢”給出響應，且可以通過表象的地圖信息分析挖掘，得出空間規律性的或未來變化趨勢的信息，教學目標是增強學生地圖情感和培養用圖意識，該模塊以講為主，講練結合。三個內容板塊，編圖技能綜合實習板塊是中心;單項技能實驗板塊是基礎，服務于中心板塊;地圖應用實習是中心板塊的延伸，屬于拓展任務板塊。

圖1 實習任務關系圖

三、實習內容與進度安排

1.單項技能實驗內容

在實習過程中，我們針對該模塊分項任務采用了同一的數據(比例尺為1︰10000某縣土地利用現狀分幅圖，柵格數據)，其優點是前后內容關聯，整個模塊的實驗成果是完整的地圖作品，有助于加深學生對各單項技能實驗作用及其相關性的理解。具體實驗內容如下:

(1)空間數據轉換是專題地圖編制的基礎，主要涉及地圖配準、投影變換、數據格式變換等;

(2)地圖數字化，使學生熟悉GIS制圖時分主題、按要素特征(點、線、面)組織圖層的方法，實驗內容包括屏幕數字化點、線和面狀要素，以及圖形的非拓撲編輯和拓撲編輯等;

(3)專題數據管理與預處理，包括屬性數據的錄入、編輯，以及數據的簡單分類與分級處理。其中分級處理，可以選取某一類要素如鄉鎮行政地域面積等進行數據處理練習;

(4)圖面配置，重點是主圖外要素添加，如圖名、圖例、指北針、比例尺、圖幅邊框等。

2.專題地圖編制技能綜合實習

根據建構主義教學思想，該實習模塊采取目標式訓練方式。首先，向學生講清任務，即完成“中國人口狀況圖”的編制，圖上要表達的專題內容是2009年中國各省(自治區、自轄市)人口總量、三大產業人口構成和人口密度;其次，引導學生主動思考人口專題地圖的特點和人口專題地圖編制所需資料;然后，和學生共同討論專題地圖編制關鍵步驟，給予學生正確的引導;最后，讓學生獨立完成中國人口專題地圖編制的全部任務，包括資料獲取、底圖編制、專題要素表達(要求學生配合使用2～3種制圖方法)、地圖整飾等，教師僅起協助指導的作用。這個過程，可以充分培養學生自我思考、主動創新和自主建構知識體系的能力。學生雖然感覺該任務有難度，但基于模塊一的知識經驗，還是能夠圓滿地完成任務和實現預定教學目標。

3.地圖應用實習內容

作為拓展模塊，僅設計了簡單的實習內容。模塊二的實習成果“中國人口狀況專題圖”作為模塊三的實習數據，這樣可以延長知識鏈，進一步強化知識體系的建構并使教學效果提升鞏固。一是地圖查詢和統計，設計訓練題目遵循的原則是由易到難，先是單約束查詢，再到雙約束、多約束條件查詢，最后是空間統計的題目;二是地圖分析，GIS的空間分析功能非常強大，實習過程中僅能以點帶面，讓學生領略一二，知道學有所用后，興趣迸發自然就水到渠成。以選址問題為例，可以設計這樣的題目:為推進農業人口集中省份的工業化和城市化進程，擬建設大型工業項目吸納農村人口就業，選址區域的要求:(1)所在省份第一產業人口比重超過55%;(2)所在省區水域面積相對較大，居全國前50%;(3)距離省會城市方圓100公里以內。

4.進度安排

上述任務是針對3周(15天)實習設計的，執行過程中，三個模塊耗時分別是6天、4天、2天，其余3天時間在完成實習報告基礎上，給學有余力的學生增加了地圖投影變換、專題表達方法實現和符號設計、空間分析等內容。

四、實習指導方法

基于建構主義理論和專題地圖編制的自身特點，筆者也初步探索出了一些有益的指導方法。

1.邊做邊講，理論結合實踐

所謂“邊做邊講”，就是由指導教師按操作步驟帶著全體學生操作，同時穿插講解關鍵的理論和原理。學生在課程學習階段對理論知識已經有了一定的認識，指導教師在實習講解時稍加引導學生即可理解。如在實習模塊一中的圖像配準操作中，如果采用“先講后做”的做法，學生聽完后也只有抽象印象，這時放手讓學生自己去操作，他們往往會茫然失措并錯誤迭出，到頭來仍要帶著學生重新操作。而采用“先做后講”甚至是“只做不講”的做法，學生“只知以為然而不知所以然”，對操作步驟的理解記憶只能事倍功半。實踐證明，對某些環節和內容而言，采用“先做后講”的方法指導實習能起到事半功倍的滿意效果，尤其在實習指導的初期階段。

2.先合作后獨立，合作與獨立并舉

學生接觸新任務時會感覺比較陌生，此時可以采取合作的形式完成，此外對大量重復、繁雜的內容為節省時間也應合作完成;在學生對任務有一定程度的了解時，則要求學生獨立完成，培養獨立解決問題的能力。如模塊一工作量集中的內容“土地利用現狀圖矢量化”，學生采取二人合作的方式完成，這一過程中學生可以相互交流，取長補短，加快對操作流程的熟悉和階段任務的完成;基于模塊一的知識經驗，模塊二則要求學生獨立完成，這有助于學生自主構建知識模型和主動探索問題，并增強知識技能的循環鞏固。實踐證明，采用先合作后獨立，合作結合獨立的指導方法，有助于又好又快的達到實習目的。此外，對于大規模專題地圖編制任務，本身就是一個團隊合作的項目，在培養專題制圖技能的同時培養學生的團隊合作能力，可以達到一箭雙雕的效果。

3.先講后聽，講結合聽

所謂“先講后聽”，是指在開始的“集中”階段指導教師先對操作流程和關鍵技術進行“邊做邊講”方式的講解和演示，之后在“分散”階段讓學生多想多說，指導教師以聽為主，協助為輔。在民主、平等與合作的師生關系氛圍中，有助于激學生的學生學習的主觀能動性。以模塊三“某項目選址”任務為例，學生經過“新建項目選址”操作，雖然有了一定的理解，但在繼續探索過程中仍會遇到五花八門的問題。此時，指導教師應該以聽為主，讓學生自己解釋問題的可能原因并思考和探尋解決方法;遇到學生不能解決的問題時，指導教師應是輔導，協助和引導學生解決問題。在每完成一個實習任務后，指導教師及時進行總結，以向學生反饋信息并交換實習意見，了解學生的所得和所需，以便之后的實習指導相應做出靈活的變換或調整。

五、結語

專題地圖編制實習，用建構主義理論指導教學十分合適。設計適宜的邏輯內容體系并盡量采用同一或前后關聯的實習數據，有助于學生明確知識聯系、延伸知識鏈和自主建構知識體系。本文談及的實習內容板塊體系以及相應的指導方法，實踐證明，在培養學生綜合制圖能力、主動探索和解決問題能力等方面是行之有效的。其設計思想無論是對于幾學時的實驗內容，還是持續數天的綜合實習，都有可資借鑒之處。但對于各環節具體任務和題目設計方面，仍有待于進一步完善。

［1］王效梅.建構主義視域下高校師生關系的重建［J］.現代教育科學，2010，(5).

［2］劉萬青，劉詠梅，袁勘省.數字專題地圖［M］.北京:科學出版社，2011.

［3］池建.精通ArcGIS地理信息系統［M］.北京:清華大學出版社，2011.

中國礦業大學(北京)2008教學改革項目，項目編號:J080102。