基于GIS的地圖學課程教學與課程設計改革研究

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2012)O7-0160-02

摘要：在研究地圖學課程特點的基礎上，分析了當前地圖學教學中存在的問題，并針對存在的問題，提出了地圖學理論教學和課程設計實踐教學的改革方法。分別從教學內容、教學手段、實踐教學、考核體系等等角度詳細闡述具體的改革措施，以促進地圖學教學質量的提高。

關鍵詞：GIS；地圖學；教學改革

1、引言

地圖學融理論與實踐于一體，是一門綜合性和技術性極強的學科。它以地圖信息可視化為核心，涉及到地圖的數學基礎、地圖符號系統、制圖綜合、普通地圖及專題地圖制作、地圖應用等各類綜合性知識。地圖學與地理信息系統(GIS)、遙感(RS)、全球定位系統(GPS)、測量學關系非常密切，是一門真正培養學生動手能力的基本技能課。目前地圖學是我國高等院校地學各專業的一門專業基礎課。學好地圖學是學好地理科學及其相關專業的關鍵，可其他課程的學習打下堅實的專業基礎。

“3S”技術的發展，使地圖學在理論基礎、制作技術和使用方式上都發生了巨大的變革，迫使必須對地圖學教學內容進行改革才能與科學技術和社會的需求相適應。地球科學類專業本科專業人才應是具備相關專業勞動能力的復合型人才。因此，在計算機技術不斷向地圖學滲透的過程中，探討數字環境下的現代地圖學教學與改革，構建數字環境下現代地圖學的教學體系，統籌地圖學與地理信息系統教學之間的關系，對于提高教學質量、培養相關專業技術人才、提高學生的制圖實踐能力等方面具有重要的意義[1]。

2、地圖學課程的特點

地圖學教學內容由偏重理論的地圖學原理部分和偏重實踐操作的實習部分組成。地圖學在普通高等院校開設的目的，主要是為后繼相關課程的學習提供必要的知識儲備，以及為空間信息成果的科學表達提供必要的技術技能。地圖學是一門具有承上啟下作用的專業基礎課程，學生如果能夠很好地掌握這門課程，將為各相關專業其他相關課程的學習打下堅實的基礎。

地圖學課程具有涵蓋內容多、信息密度大、實踐操作性強、知識更新快等特點[2]。地圖的內容所反映出的文化特征非常豐富。一張圖勝過千言萬語。隨著地圖的應用越來越廣，要求相關專業的畢業生需熟練掌握制作地圖的流程和方法。此外，地圖學的教學手段、教學方法改變了過去板書式、填鴨式的傳統手段，多媒體技術成為現代地圖學的主要教學手段，計算機技術與地圖學的結合成為數字環境下現代地圖學的主要特征[1]。

地圖學是一門古老而年輕的學科，其研究內容、研究手段、研究方法、研究技術一直隨著社會的進步而不斷變化。隨著計算機技術、網絡技術、3S技術不斷向地圖學滲透，地圖學學科發展進入到數字化時代。在數字環境下，地圖學的理論體系發生了深刻變化，地圖制圖已逐步從手工模擬制圖技術體系向現代數字化制圖技術體系轉化，并呈現出地圖制圖數據源的多樣化，生產工藝的數字化，產品多樣化的趨勢。

3、當前地圖學教學中存在的問題

雖然，各高校在教學內容、教學手段及實踐教學方面有一定的改進，目前在地圖學教學中仍存在著一些問題：

首先，選用的教材編著時間較早，時效性不強，教學內容滯后時代要求和生產實踐，教材中沒能體現出最新的一些地圖制作的技術和最新的地圖研究成果。

第二，教學方法不靈活，教學手段單一，課件質量亟待提高，不利于學生掌握學科前沿技術，不利于培養學生地圖制作和使用的創新思維。

第三，最新的地圖制作技術采用較少。地圖學與遙感、GIS關系密切，在實際教學中三者經常脫節，使得與地圖學教學有關的地圖生產和制作實踐環節，仍然停留在傳統的紙質地圖的較低層次水平上，學生缺少嘗試運用遙感、GIS、WebGIS、三維GIS等技術進行較高層次地圖實踐活動的機會，更缺乏利用GIS技術對地圖進行深入分析和應用的實踐[3]；

第四，教學中理論占用時間較多、實踐操作環節花費時間少，教學內容以傳統的理論內容居多，實驗課程學時嚴重不足，造成學生的動手能力與實踐能力欠缺。受授課學時、上課條件等限制與影響，理論課教學時間占用較多，實踐時間較少。不少抽象的理論知識，僅限于硬性記憶，缺少上機實踐去靈活掌握。

4、地圖學教學內容和教學方式中的改革措施

在地圖學教學內容、教學方式等理論教學和課程設計的實踐教學的改革中，首先，需立足于傳統的教學理論，突出“現代”和“高級”制圖手段和學科前沿等教學內容；其次，需優化教學手段與教學方式；第三，需密切聯系實際，強調“實踐”和“操作”，突出課程設計和動手分析操作綜合能力的培養；最后，改革課程考核體系，優化理論知識學習過程和實踐操作能力的比例；最終實現教學內容更科學化、更有感染力，教學方式更靈活化、新穎化，實踐教學更規范化、綜合化，評價體系更客觀化、人性化的教改目標[3]。

4.1加強相關地圖學前沿領域知識技能和地學領域專題地圖應用的教學內容

隨著計算機地圖制圖、遙感地圖、GIS制圖、電子地圖以及虛擬現實等新興技術手段的出現，隨之迅速發展了當今的地球科學的前沿領域——地球空間信息科學[4]。當今更應該重視加強有關現代地圖學的理論前沿、應用前景和最新發展動態的學習，順應時代的要求。

針對地學類專業及相關本科專業的特點，地圖學的教學內容改革應將教學目標與地球科學科技的進步密切結合，以現代的內容對傳統的內容進行拓寬及修訂，將新技術、新應用領域、新制圖理論與傳統的內容進行有機結合。如應增加有關“數字地球”、虛擬現實等方面的地圖學的前沿知識與技能的學習，應增加Googleearh、“天地圖”等電子地圖的特點、應用等知識內容的講解，應結合3S的特點，增加多個遙感地學領域中地圖這一最好的表現手段等案例，反映當前地圖學發展水平。

4.2 教學手段多樣化，教學方式靈活化

教學中，應充分研究地圖的特征、內涵，根據教學需要，設計活潑多樣的教學方式，把地圖學的基本理論知識與地圖設計制作整合起來。如可增加地圖賞析、地圖作品互評、地圖新技術簡介等環節，增加學生學習樂趣，有效激發學習興趣。便于在后續的實踐環節中，學生靈活運用理論，進行地圖制作和地圖分析。

4.3構建數字化環境下地圖學實踐教學體系，全面鍛煉綜合能力

構建數字化環境下的地圖學實踐教學體系，是地圖學課程教學改革的重點和立足點。實踐是地圖學教學的最關鍵環節，可讓學生注重理論基礎知識和基本技能的掌握，注重創新意識和動手能力的培養，擴寬知識面和提升快速的知識更新能力。其目的是鍛煉、培養學生進行地圖設計、地圖編繪，實現地理空間信息可視化的能力，并掌握地圖閱讀、地圖分析和地圖應用的科學方法。完整的地圖實踐須包括優秀地圖作品賞析、地圖編制、地圖應用3個模塊，應把品圖、讀圖、測圖、制圖、用圖等能力的培養作為實踐教學的主線，將學生綜合能力的鍛煉融人實踐教學全過程[6]。實踐對學生能較好地建立理論概念、理解知識、訓練技能和觀察分析問題的能力非常必要。

（1）督促學生熟練掌握軟件

當前，地圖制作已由傳統的手工紙質制作轉向計算機數字地圖的制作，數字地圖、電子地圖、網絡地圖、三維地圖等應用越來越廣。計算機制圖以逐漸代替傳統的手工編繪制圖。不管是地圖的矢量化過程、地圖數學基礎的選擇、地圖符號化、地圖概括綜合以及地圖制作修飾輸出等環節均可在軟件中來完成。因此，在教學過程中，要增強學生對專業制圖軟件的掌握，如常見的GIS制圖軟件：Arcmap、MapGIS、MapInfo、ArcView、ArcInfo以及大眾化繪圖軟件CorelDraw、Photoshop等。

（2）設置課程設計，培養學生綜合實踐動手能力

地圖學課程中的一個重點就是如何制作地圖。在設置設計內容時，可以考慮基于GIS軟件，在制作某一區域普通地圖的基礎上，以此作為背景地理要素，并根據相關資料，選擇某一主題作為專題要素，采用合適的一種或多種專題地圖的表現手法，進行創造性地地圖版面配置，以求達到最大的信息傳輸效果。為了達到效果最優化，可以基于最新的統計年鑒和統計公報數據，每位同學選擇不同的區域和主題信息，通過地圖實例制作，加深對地圖知識的理解，提高專業軟件的使用效率，同時激發想象力和創造力，設計出最優的普通地圖和專題地圖各一幅。此外，實驗內容和實驗要求的安排要考慮學生實際的動手能力，循序漸進，根據學生實驗的進度，從簡單逐步加深，不斷啟發學生深入，激勵學生的創造性[5]。

（3）加強地圖的野外實踐，提高學生綜合實際應用的能力

地圖學實踐性較強、應用很廣。應培養學生正確讀圖、用圖的能力。野外實習操作是該課程教學中的一個重要環節，是課堂教學的繼續。通過轉移實踐場所，可以讓學生鞏固提高在課堂上所學的基礎理論知識，掌握地學野外等工作所需的地圖學知識與用圖技能。

地形圖的閱讀和野外使用是地圖學中所掌握的基本技能之一。可在傳統設備，如羅盤儀、指南針等基礎上，增加了現代化設備，如筆記本電腦或掌上電腦、GPS、數碼相機等。讓學生靈活掌握地圖閱讀、分析和解譯，可以正確的判讀所在位置，讀取典型地物的距離、方位等信息，并能進行一定的野外填圖工作。通過野外實習可使學生進一步鞏固課堂教學內容，深化對地圖學專業理論知識的理解，提高專業綜合能力[4]。

4.4改革課程考核體系，優化理論知識學習過程和實踐操作能力的比例

為了改變普遍的應試學習習慣和重技術、輕綜合能力培養的不良現狀，為了更好的挖掘學生專業潛力、發揮學生專業特長，提升表達能力、思維能力和知識整合能力等的全面發展，可綜合考慮課程學習全過程中的諸環節，如課堂發言、地圖欣賞、軟件操作、綜合作品以及解決上機實踐中的困難、野外實習綜合表現等過程的評估，引導學習的關注點，客觀、多樣化地評價和檢驗學生的能力和水平，促進考核方式多樣化、成績組成多元化，以利于激發學生發散思維，強化理論學習，促進師生交流，提升專業綜合能力。

此外，不管是課程設計，還是平時的作業，都要注意提高學生書寫科研報告能力，培養學生從事科學研究的素質以及提高他們的專業融合能力和創造力。可以給定一個大綱規范，如題目、摘要、正文、參考文獻等。讓學生在查找閱讀學習多篇參考文獻的過程中，了解所研究領域當前的現狀。在認真梳理前人工作的基礎上，自己動腦找出解決問題的適當方法，闡明制圖的流程和關鍵步驟，并撰寫心得體會。以科研報告的形式來匯總實驗的成果，將一定程度上提高學生書寫科研報告的能力，利于本科畢業論文和后續繼續深造科研論文的撰寫。

5、結束語

地圖學是地理信息系統專業和資源環境與城鄉規劃管理專業以及相關地學專業的基礎課程，是一門理論與實踐結合的課程，也是一門不斷發展的學科，應在實踐中不斷進行教學改革探索，這樣才能適應新時代的教學要求，達到教學改革的目的，提高教學質量，實現教學目標。無論是在理論教學環節還是在課程設計的實踐環節中，都需利用地圖閱讀、地圖分析和地圖設計與制作等來培養學生專業知識綜合能力。

資助項目: 重慶交通大學實驗教學與改革研究基金(SYT201107)

參考文獻：

[1]杜霞， 李婷婷. 地方高校數字環境下地圖學課程教學改革的實證研究[J]. 棗莊學院學報， 2011， 28(5):89-92.

[2]王文福， 馬俊海. “質量工程”背景下地圖學精品課程建設的思考和實踐[J]. 測繪與空間地理信息， 2011， 34(1)：22-25.

[3]徐凱， 孔春芳， 何珍文 等.《地圖學》課程建設與教學改革探討[J]. 中國科教創新導刊， 2011， 32: 47-49.

[4]趙雪蓮， 張利華， 李輝. 地圖學課程教學改革研究[J]. 中國地質教育， 2009， 70(2):88-91.

[5]趙春燕. GIS專業中地圖學實驗教學改革研究[J]. 大慶師范學院學報， 2011， 31(3):144-146.

[6]段煥娥， 閆浩文， 韓惠 等. 《地圖學》教學綜合能力培養探討[J]. 地理教育， 2011 (5): 59-60.