測繪工程專業(yè)地圖學課程教學淺論

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摘要:“地圖學”是測繪工程專業(yè)的必修課，在測繪學科中處于基礎地位。本文分析了國內(nèi)典型院校測繪工程專業(yè)“地圖學”課程的開設現(xiàn)狀及特點，針對其課時短、內(nèi)容多的特點，對該課程的教學內(nèi)容進行優(yōu)化設計;同時，結合筆者教學經(jīng)驗，為提升教學效果提出幾點建議，以期為同類教學提供思路。

關鍵詞:短課時;地圖學;教學內(nèi)容;測繪工程

0引言

“地圖學”是研究地理信息的表達、處理和傳輸?shù)睦碚摵头椒?，以地理信息可視化為核心，探討地圖的制作技術和使用方法［1］。該課程廣泛開設于地理類、測繪類、土地管理類、資源環(huán)境類等相關專業(yè)。由于專業(yè)特點及背景不同，“地圖學”課程在不同專業(yè)中所占學時、授課重點、難點有很大差別。本文對國內(nèi)部分高校測繪工程專業(yè)“地圖學”課程的開設現(xiàn)狀進行調(diào)研，并對其特點進行探討。隨著新技術、新理論不斷涌現(xiàn)，地圖學課程也呈現(xiàn)出內(nèi)容多、密度大、實踐操作性強、知識更新快的特點［2］。然而，地圖學課程教學內(nèi)容滯后生產(chǎn)實踐和時代要求;教學觀念重理論，輕實踐;教學方法單一，手段落后，內(nèi)容陳舊，創(chuàng)新思維滯后［3］。本文針對這些問題，結合測繪工程專業(yè)“地圖學”課程的特點，對該課程進行教學內(nèi)容的設計和優(yōu)化，并提出提升教學效果的建議，以期促進該門課程的教學。

1國內(nèi)高校測繪工程專業(yè)“地圖學”課程開課情況分析

1．1課程開設現(xiàn)狀

“地圖學”課程屬測繪工程專業(yè)核心課程之一［4］。國內(nèi)高校的測繪工程專業(yè)均開設了這門課程，部分典型院校對該課程的設置情況見表1。

1．2課程特點

1．2．1課時短、內(nèi)容多從表1可以看出，測繪工程專業(yè)的“地圖學”課程，學時普遍較短、學分較少。多數(shù)學校的測繪專業(yè)將該門課程壓縮至2－2．5學分，其中實驗課約0．5學分。然而，地圖學理論是一套完備的知識體系，地圖制圖也有相對固化的設計流程，授課內(nèi)容不能隨課時減少而減少。如何在短課時背景下，合理安排各知識點的講授，是測繪工程專業(yè)《地圖學》授課的一個重點和難點。1．2．2授課內(nèi)容重理論、輕實踐。目前，多數(shù)“地圖學”教材都是針對地圖學理論進行闡述，一般包括緒論、地圖的數(shù)學基礎、地圖語言、制圖綜合、地圖編制、地圖印制和地圖應用。而在實際工作中，多數(shù)是圍繞地圖產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)進行，其中地圖設計是核心。但是，教材中地圖設計的內(nèi)容被埋沒于各章節(jié)之中，使之作為地圖學重頭戲的地位不能得以體現(xiàn)，這樣不利于學生對地圖學原理的理解和掌握［12］。同時，地圖學實驗課也大多是圍繞理論課，各部分內(nèi)容各自設置實驗，實驗內(nèi)容缺乏完整性和系統(tǒng)性，在這種實習模式下，制圖流程按照章節(jié)切割開來，學生只掌握了部分制圖方法，并沒有全面掌握和認識地圖制圖的整個流程［13］。因此，如果教學過程中，僅僅按照教材內(nèi)容來授課，勢必造成學生只懂制圖理論、但不會動手制圖的問題。如何在授課過程中融入地圖設計理念、合理安排理論授課與實驗教學，是測繪工程專業(yè)“地圖學”教學需要重點考慮的問題。

2教學內(nèi)容的設計與優(yōu)化

地圖學是一門集科學、技術和藝術為一體的綜合性學科［14］。對“地圖學”教學內(nèi)容的設計與優(yōu)化要綜合考慮其科學性、技術性和藝術性。針對此，筆者結合多年“地圖學”課程的教學經(jīng)驗，對地圖學的知識體系進行梳理，并按照大部分學校的對該門課程的課時分配方法(總學時32=理論學時24+實驗學時8)，為每個章節(jié)的授課課時提出建議，見表2。針對測繪工程專業(yè)地圖學課程學時較短的特點，結合表2所列教學內(nèi)容，筆者提出了“三大主題、兩大模塊、一條主線”的地圖學教學內(nèi)容優(yōu)化方案，具體如下:

2．1三大主題

“三大主題”指的是地圖學理論教學中“地圖的數(shù)學基礎”“地圖語言”“地圖綜合”，這3個方面構成了地圖學的理論基礎，無論是過去還是現(xiàn)在，都應作為重點來學習［15］。從表2的教學內(nèi)容設計中，“三大主題”的授課學時為18學時，占理論教學的3/4，這體現(xiàn)了它們在地圖學中的重要地位，同時，對其重點講授也會為學生實際制圖打下堅實的理論基礎。

2．2兩大模塊

“兩大模塊”指的是地圖學教學中的“理論授課”“實驗教學”兩大模塊。盡管測繪工程專業(yè)的地圖學課程學時普遍較短，但是實驗教學不可省略。目前較為普遍的做法是設置0．5學分的上機實驗課程，即8個學時。筆者結合自己多年教學感悟，采用ArcGIS軟件，圍繞“專題地圖制作”這一主題進行“地圖學”實驗教學設計，主要包括:實驗1地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)(4課時)、實驗2地圖數(shù)據(jù)可視化(2課時)、實驗3地圖整飾與出圖(2課時)，具體如下:實驗1地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn):學生自行從自然資源部標準地圖服務網(wǎng)(bzdt．ch．mnr．gov．cn/)下載京津冀都市圈區(qū)域圖，以此作為底圖，進行地理配準、矢量化和定義投影，生成河北省行政區(qū)劃圖(面狀)、市級行政中心圖(點狀)，并以此作為后續(xù)實驗課中專題地圖的地理底圖;實驗2地圖數(shù)據(jù)可視化:基于“NAME”字段，對河北省行政區(qū)劃圖進行符號化，即專題要素表達方法中的“質(zhì)底法”;結合河北省各地市歷年月均降水量、某日平均氣溫、產(chǎn)業(yè)構成、經(jīng)濟產(chǎn)值、人口數(shù)、湖泊分布等數(shù)據(jù)，分別采用“定位圖表法”“等值線法”“分區(qū)統(tǒng)計圖表法”“分級統(tǒng)計圖法”“點數(shù)法”“范圍法”進行符號化;采用“定點符號法”對市級行政中心圖進行分級符號化;實驗3地圖整飾與出圖:選擇上述專題圖的一種或幾種，進行版面設置、添加制圖元素，并導出地圖。

2．3一條主線

“一條主線”是指地圖學教學過程中要以“地圖設計”為主線，貫穿于理論授課和實驗教學中?，F(xiàn)有教材多缺乏對地圖設計的系統(tǒng)講解，因此在理論授課中，特意安排了2個課時的“專題地圖編制”，從投影設計、工藝方案設計、地理底圖設計與編制、專題要素設計與編制4個方面進行講解。這里需要說明的是，由于工作中遇到的普通地圖編制大多屬于國家基本比例尺地形圖，其編制方法有明確的國家標準進行約定，照章執(zhí)行即可，所以本門課的授課重點不在“普通地圖編制”上。同時，實驗課的教學設計也是圍繞專題地圖生產(chǎn)進行的，將“地圖設計”貫穿于其中，包括數(shù)學基礎設計、表示方法設計、版面設計等。完整而成體系的實驗課程使學生系統(tǒng)體會到制圖流程、地圖設計思路，是對地圖學理論的實踐與鞏固。

3提升教學效果的建議

3．1豐富教學手段、拓展學習渠道

由于測繪工程專業(yè)“地圖學”課程學時普遍較短、授課進程較緊張，因此，除了課堂授課之外，應積極探索多樣化的教學手段、收集各類教學資源、拓展學生的學習渠道，可從以下幾個方面入手:3．1．1結合慕課(MOOC)資源，彌補課時不足，提升學生的自學能力。MOOC即大規(guī)模開放在線課程，是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的產(chǎn)物。其豐富的教學資源、針對知識點的小視頻講解、學習時間的靈活性使得MOOC很快成為傳統(tǒng)課堂的有力補充。目前，“地圖學”課程的MOOC資源有:中國大學MOOC，南京師范大學“地圖學”;愛課程iCourse，解放軍信息工程大學“地圖學”。這兩個學校“地圖學”課程的學時較長，對知識點的講解較為全面和細致，可以與線下授課相結合。例如，由于本門課課時短，課上教學不再安排“地圖出版與印刷”這一章節(jié)的講授，但是會要求學生自學MOOC中的對應內(nèi)容，并要求學生撰寫學習心得，對該部分知識點進行梳理。這樣線上線下同步教學的模式，可以彌補課時不足，同時也提升了學生的自學能力。3．1．2生產(chǎn)單位實地參觀。由于制圖技術更新較快，教材中的相關內(nèi)容難以緊跟技術發(fā)展。對于這類內(nèi)容，如地圖的復制、出版和印刷等，建議安排學生到生產(chǎn)單位參觀學習。這種教學模式更直觀，也深受學生歡迎。將這種教學模式與理論授課、線上MOOC學習相結合，大大強化了學生對地圖學理論的掌握，值得推廣。

3．2考慮課程銜接關系，合理安排授課學期

從表1可以看出，測繪工程專業(yè)的“地圖學”課程大多在第3或第5學期開設，即大學二年級或三年級;少部分學校在大一、大四開設。我?！暗貓D學”課程開設于第1學期，在教學過程中發(fā)現(xiàn)由于沒有“測量學”課程的基礎，對于地球體、大地測量系統(tǒng)、地面測量數(shù)據(jù)等均需要詳細講解，而這些內(nèi)容均是“測量學”的授課重點。因此，“地圖學”應開設于“測量學”之后，特別是對于短課時背景下的“地圖學”課程，這一點尤為重要，這也是我校測繪工程專業(yè)培養(yǎng)方案需要改進的方面之一。另一方面，“地圖學”作為GIS的先修課程，應開設于“GIS原理與應用”之前。此外，為了加強對地形圖的認識，在野外實習中要設置地形圖的識讀、基本知識、分幅和編號及地形圖的應用環(huán)節(jié)。結合實地地形，更能加深學生對這部分知識的掌握。

3．3理論聯(lián)系實際，激發(fā)學生學習興趣

“地圖學”教材多側重于理論講解，實際生產(chǎn)中則多參考相應的國家標準和行業(yè)規(guī)范。因此在教學過程中，除參考所選教材外，還要結合相關國家標準與行業(yè)規(guī)范，這樣使得課堂教學更接“地氣”、更有深度。比如在講解地圖分幅和編號時，可參閱《GB/T13989－2012國家基本比例尺地形圖分幅和編號》，不僅對地圖分幅和編號方法進行講解，還對相關計算進行深入介紹，如已知圖幅內(nèi)某點的經(jīng)、緯度或圖幅西南圖廓點的經(jīng)緯度，計算其在某比例尺下的編號;已知圖號計算該圖幅西南圖廓點的經(jīng)、緯度;在同一幅1:1000000地形圖圖幅內(nèi)不同比例尺地形圖的行列關系換算等。這些知識是工作中經(jīng)常用到的，但是現(xiàn)有絕大部分教材均未對其進行深入講解［16］，參閱相關國家標準和行業(yè)規(guī)范進行教學恰巧解決了這一問題，值得在教學中推廣。地圖編制需遵守《測繪法》《地圖管理條例》等相關法律法規(guī)的要求，如果學生不懂相關規(guī)定，在日后的實習和工作中很容易制作出“問題地圖”來。因此，十分有必要在教學中強化學生的法律法規(guī)意識，具體可參考注冊測繪師考試中《測繪管理與法律法規(guī)》的“地圖管理”部分。在教學內(nèi)容設計上，對該部分內(nèi)容分配了一個課時，置于最后一次課，見表2。在歷屆的教學中，筆者發(fā)現(xiàn)學生對該部分內(nèi)容興趣濃厚、課堂互動也較多，實習報告、畢業(yè)設計(論文)中問題地圖也隨之減少。因此，這種教學模式同樣值得推廣。

4結束語

“地圖學”是測繪工程專業(yè)的基礎課程，學好這門課對后續(xù)的學習、工作有重要意義。筆者通過分析國內(nèi)典型院校測繪工程專業(yè)“地圖學”課程的開設現(xiàn)狀及特點，并結合自己的教學心得，對短課時背景下測繪工程專業(yè)“地圖學”課程進行教學內(nèi)容設計，并提出提升教學效果的建議，以期提高本門課的授課質(zhì)量，同時也望為同類教學提供參考。

作者:高彥麗 尚國 趙占輕 劉亞立 單位:河北地質(zhì)大學土地科學與空間規(guī)劃學院