地理信息科學專業“地圖學”課程教學內容研究與實踐

彭秀英，萬劍華

(中國石油大學 地球科學與技術學院，山東 青島 266580)

一、引 言

“地圖學”課程從多個角度系統地講授地圖學原理、方法與應用，是地理信息科學專業的一門專業基礎課。地理信息科學作為多種科學與技術融合而成的交叉性學科，發展非常迅速。但無論現代地理信息科學技術如何發展，地圖始終是其數據可視化最主要的表現形式[1]。地圖學作為專門研究地圖的一門學科，在地理信息科學專業人才培養中，始終居于重要地位[2]。

我國高校地理信息科學專業的學科背景不同，各高校該專業“地圖學”課程的教學內容、廣度和深度也應有所側重。本文結合筆者所在學校該專業依托測繪學科而設立的特點，對該專業主要專業課程與“地圖學”課程的聯系和前后銜接進行綜合分析。在總結多年教學經驗的基礎上，對地理信息科學專業“地圖學”課程的教學內容進行系統地研究和設計，并對教學方法進行總結，以推進“地圖學”課程的教學改革和整體教學水平的提高。

二、課程的教學目標和定位

1. 教學目標

“地圖學”是一門理論性和技術性很強的專業基礎課。對地理信息科學專業的學生來說，通過本課程的學習要掌握地圖學的基本理論、技能和方法，培養閱讀、使用和編制地圖的能力，提高自身的專業融合能力和創新能力。

2. 課程定位

基于上述教學目標，“地圖學”課程教學內容的設計需考慮如下幾個方面：

1) 注重地圖學基本概念和基礎理論知識的教學，為學生構建“地圖學”課程的基礎理論框架。地圖學基本概念和基礎理論知識(如地圖投影、地圖概括、地圖符號等)，是該課程教學的基礎，無論過去還是現在，都應作為重點教學內容[3]。

2) 重視專業所涉及的地圖學理論知識講授，為學生深入理解GIS系統設計和開發奠定理論基礎。“地圖學”作為地理信息科學專業的核心課程，其理論是深入理解地理信息系統原理和系統設計與開發的基礎。地圖學是具有完整體系的獨立學科，由多個分支學科組成，內容非常豐富[4]。在有限的課時內，更加注重與專業有密切關系內容的講授，如地圖投影部分，在講授地圖投影的基本原理與方法的基礎上，重點是GIS系統中投影轉換的方法。

3) 加強對實際問題的理論剖析，培養學生的探究意識，提高學生的知識運用能力。課堂教學中，注重利用相應理論剖析實際問題，還原問題的來龍去脈。在剖析過程使分析和解決問題的方法逐步滲透到學生的思維活動中，培養學生發現問題、分析問題、解決實際問題的能力，實現知識與應用的有機結合，提高學生的創新能力。

三、課程教學內容的設計與實施

1. 依據教學大綱，整合最優教學內容

依據課程教學大綱，對教學內容進行優化整合，進一步完善“地圖學”課程知識體系。根據筆者所在學校地理信息科學專業的特點，結合專業培養目標，通過對2013級地理信息科學專業主要課程的設置(見表1)進行綜合分析，同時考慮“地圖學”課程的教學學時以及該課程與相關專業課程的前后銜接情況，確定該課程的具體教學內容，見表2。

表1 地理信息科學專業的主要專業課程設置

表2 “地圖學”教學內容設計

對“地圖學”教學內容設計的幾點說明：

1) 地圖數學基礎部分沒安排橢球體基本常識的內容。在第2學年第2學期已開設大地測量學基礎，因此僅在地圖學教學中稍作提及，重點是地圖投影、地圖投影轉換及幾種常見投影的應用。

2) 地圖數據源部分沒安排數據采集的內容。地理信息科學專業開設相關課程(如：測量學、遙感原理及應用、衛星定位原理及應用等)，因此僅安排數據處理內容，重點是數據預處理。

3) 教材的選用。目前國內公開出版的地圖學高校教材普遍存在以下問題：① 教材內容有一定的針對性和學科依托；② 教材更新慢，難與學科的發展同步。因此，筆者認為地圖學教材應由基礎教材和補充教材組成。經過綜合比較和分析，筆者認為《新編地圖學教程》可作為基礎教材。另外，根據專業學科背景和課程教學的需要編寫補充教材。這樣既可做到知識講述的系統性；又可吸納最新研究成果更新教學內容，優化學生知識結構，拓寬學生視野，拓展學生思維，提高其創新能力；還可緊跟社會需要，吸納社會不同領域的需求，為學生將來就業做好知識儲備[5]。

2. 結合不同教學模式，設計最適宜的教學方法

教學的本質就是“教學生學”，教學生“樂學、會學、學會”[6]，而教學方法則直接影響到學生學習的積極性和教學效果。因此，筆者在課程教學中十分重視多種教學方法的合理利用，體現在如下幾點。

(1) 板書與多媒體相結合，加強對教學內容的理解

課堂教學中，類似公式推導、計算等邏輯性強的內容采用板書方式講解，以便學生能跟上思路，做到層層理解，如地圖投影經典公式的推導。涉及概念、原理等內容則借助多媒體，一方面可以增加課堂信息量；另一方面可以利用大量的多媒體素材，增強學生對相關理論知識的感性認識，從而使學生能夠更好地理解相關知識點，如地圖色彩設計、地圖版面設計等。

(2) 課堂教學與實際應用相結合，調動學生主動學習的積極性

問卷調查結果反映學生普遍對將來“有用的”知識感興趣。因此，在課堂教學中，采用啟發式教學法，借助實際問題引出有待講解的內容，使學生對課程知識的實際應用有全面的了解和認識，進一步激發學生主動學習的積極性，使學生“樂學”。如講解地圖投影變形及投影選擇時，采取“(學生)閱讀同一區域不同類型的專題圖—(教師)啟發提問—(學生)獨立思考—(學生)小組討論—(教師)講解總結”的課堂組織形式，不僅有效調動了學生學習的積極性，還有助于提高學生“會學”的能力。

(3) 理論教學與實踐教學相結合，培養學生知識運用和實際動手的能力

地圖學具有很強的實踐性, 許多內容須親自動手實踐, 才能真正理解掌握[7]。為此，在教學活動中，“講講練練”的方法貫穿始終，使學生 “思中學，做中學”，如為讓學生全方位接觸計算機制圖的各個環節，在大板塊的課堂教學結束之后，安排相應的實驗，通過實驗加深對相關知識的理解，培養學生利用理論指導實踐的能力，提高實際動手能力。

(4) 課堂講授與自學相結合，培養學生的自學能力

自學能力是學習能力的最重要體現[6]。地理信息科學專業的“地圖學”課程教學只有32學時，而課程理論基礎較深、內容多。因此，在課堂講授的基礎上，選擇部分難度適宜的內容以實驗或作業的形式安排學生自學，以培養學生的自學能力。如地圖符號化中圖形視覺的心理效應，學生通過自學完全可以領悟。因此，要求學生自學，然后結合圖形視覺心理效應具體分析地圖的心理感受特點。

(5)理論考試和實踐考核相結合，注重知識和能力的雙重評價

為客觀、真實地評價學生學習情況，鼓勵學生用理論指導實踐，在實踐中加深理論知識的理解，更好地體現“學思結合、知行統一”。在課程評價中，理論考試成績占70%，實踐考核成績占30%；另外，理論考試中適當增加與實踐操作密切相關的知識點的考核，強調對基礎理論和方法的理解與應用。

四、“地圖學”課程實驗的設計與實施

“地圖學”課程實驗教學對于鞏固理論知識的學習，強化對理論知識的理解與應用，提高實際動手操作能力以及分析問題和解決問題的能力，進而培養初步的科研創新能力具有重要作用。因此，如何利用有限的實驗教學課時達到培養技能和提高能力的目的，是實驗教學環節需要著重考慮的問題[8]。

1. 結合教學目標，精選適宜的實驗內容

按照課堂教學與實驗教學有機結合的原則，從知識點的系統性和整體性出發，并注意與GIS課程實習內容的差別，對理論知識和實驗內容進行科學的分析和整合，確定實驗教學內容，見表3[9]。表3中實驗1、2借助多媒體完成；實驗3、4、5借助計算機利用MapInfo軟件完成。

2. 結合先進教學理念，巧妙設計實驗教學方法

在實驗教學中，對于基礎性內容，采用傳輸型教學模式與自主式教學模式相結合的方法。如地圖的設色，課堂上通過大量閱讀紙質和電子地圖，結合教師的講解，增強對地圖色彩的感性認識；課下結合相關的內容搜集素材，自主完成地圖的手工設色。對于理論知識在GIS系統中應用的內容，結合研究型教學模式，創設類似于科學研究的教學氛圍，引導學生自主地發現問題、分析問題和解決問題，逐步完成整個實驗內容[10]。如專題地圖編制所涉及內容，設計大型實驗，要求學生根據自己的知識積累搜集資料，撰寫地圖編制設計書，使用MapInfo軟件完成整個專題圖的制作。

五、結束語

本文結合筆者所在學校地理信息科學專業的學科背景，通過對“地圖學”與主要專業課程的聯系和前后銜接的綜合分析，對該課程教學內容和教學實踐進行了系統研究。教學內容的優化整合，進一步完善了課程的理論知識體系。先進的教學理念和適宜的教學方法，更加體現了高校教學的本質所在。在實驗教學中，將理論知識、軟件操作、專題地圖的設計和制作與實際應用緊密結合，可提高學生運用所掌握的理論知識、 技術和方法解決實際問題的能力，使學生真正體會到學習的意義，激發學生積極探索的熱情，增強學生的創新意識，從而最終達到提高學生綜合能力的目的。

表3 “地圖學”課程實驗設計

參考文獻：

[1] 劉萬青，劉詠梅，袁勘省，等.高校GIS本科專業“地圖學”課程板塊的教學內容優化[J].高等理科教育,2008(3): 56-61.

[2] 高俊.地圖學四面體——數字化時代地圖學的詮釋[J].測繪學報,2004,33(1):6-11.

[3] 頡耀文，任建波.地圖學的現代發展與教學內容改革[J].高等理科教育,2004(5):77-79.

[4] 徐京華.地理信息系統與地圖學教育[J].四川測繪, 2000,23(3):178-181.

[5] 張安富.改革教學方法 探索研究型教學[J].中國大學教學，2012(1):65-67.

[6] 李志義.對大學教學的“三思” [J].中國高等教育,2009(7):26-28.

[7] 徐京華.GIS時代的高校特色地圖學教育[J].測繪通報,2010(8):70-73.

[8] 頡耀文，史建堯，張曉東.論地圖學實習環節的加強與改革[J].測繪通報,2007(6):75-78.

[9] 蔡孟裔，毛贊猷，田德森，等.新編地圖學實習教程[M].北京：高等教育出版社,2000.

[10] 鐘華，韓伯棠.創新型、研究型人才培養實踐教學范式及應用[J].中國大學教學，2012(3):39-42.