測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)地圖學(xué)課程教學(xué)淺論

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摘要:“地圖學(xué)”是測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的必修課，在測(cè)繪學(xué)科中處于基礎(chǔ)地位。本文分析了國(guó)內(nèi)典型院校測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)“地圖學(xué)”課程的開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀及特點(diǎn)，針對(duì)其課時(shí)短、內(nèi)容多的特點(diǎn)，對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);同時(shí)，結(jié)合筆者教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為提升教學(xué)效果提出幾點(diǎn)建議，以期為同類(lèi)教學(xué)提供思路。

關(guān)鍵詞:短課時(shí);地圖學(xué);教學(xué)內(nèi)容;測(cè)繪工程

0引言

“地圖學(xué)”是研究地理信息的表達(dá)、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(shù)和使用方法［1］。該課程廣泛開(kāi)設(shè)于地理類(lèi)、測(cè)繪類(lèi)、土地管理類(lèi)、資源環(huán)境類(lèi)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)。由于專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)及背景不同，“地圖學(xué)”課程在不同專(zhuān)業(yè)中所占學(xué)時(shí)、授課重點(diǎn)、難點(diǎn)有很大差別。本文對(duì)國(guó)內(nèi)部分高校測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)“地圖學(xué)”課程的開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行探討。隨著新技術(shù)、新理論不斷涌現(xiàn)，地圖學(xué)課程也呈現(xiàn)出內(nèi)容多、密度大、實(shí)踐操作性強(qiáng)、知識(shí)更新快的特點(diǎn)［2］。然而，地圖學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容滯后生產(chǎn)實(shí)踐和時(shí)代要求;教學(xué)觀(guān)念重理論，輕實(shí)踐;教學(xué)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(duì)這些問(wèn)題，結(jié)合測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)“地圖學(xué)”課程的特點(diǎn)，對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，并提出提升教學(xué)效果的建議，以期促進(jìn)該門(mén)課程的教學(xué)。

1國(guó)內(nèi)高校測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)“地圖學(xué)”課程開(kāi)課情況分析

1．1課程開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀

“地圖學(xué)”課程屬測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)核心課程之一［4］。國(guó)內(nèi)高校的測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)均開(kāi)設(shè)了這門(mén)課程，部分典型院校對(duì)該課程的設(shè)置情況見(jiàn)表1。

1．2課程特點(diǎn)

1．2．1課時(shí)短、內(nèi)容多從表1可以看出，測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的“地圖學(xué)”課程，學(xué)時(shí)普遍較短、學(xué)分較少。多數(shù)學(xué)校的測(cè)繪專(zhuān)業(yè)將該門(mén)課程壓縮至2－2．5學(xué)分，其中實(shí)驗(yàn)課約0．5學(xué)分。然而，地圖學(xué)理論是一套完備的知識(shí)體系，地圖制圖也有相對(duì)固化的設(shè)計(jì)流程，授課內(nèi)容不能隨課時(shí)減少而減少。如何在短課時(shí)背景下，合理安排各知識(shí)點(diǎn)的講授，是測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)《地圖學(xué)》授課的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。1．2．2授課內(nèi)容重理論、輕實(shí)踐。目前，多數(shù)“地圖學(xué)”教材都是針對(duì)地圖學(xué)理論進(jìn)行闡述，一般包括緒論、地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、地圖語(yǔ)言、制圖綜合、地圖編制、地圖印制和地圖應(yīng)用。而在實(shí)際工作中，多數(shù)是圍繞地圖產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)進(jìn)行，其中地圖設(shè)計(jì)是核心。但是，教材中地圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容被埋沒(méi)于各章節(jié)之中，使之作為地圖學(xué)重頭戲的地位不能得以體現(xiàn)，這樣不利于學(xué)生對(duì)地圖學(xué)原理的理解和掌握［12］。同時(shí)，地圖學(xué)實(shí)驗(yàn)課也大多是圍繞理論課，各部分內(nèi)容各自設(shè)置實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏完整性和系統(tǒng)性，在這種實(shí)習(xí)模式下，制圖流程按照章節(jié)切割開(kāi)來(lái)，學(xué)生只掌握了部分制圖方法，并沒(méi)有全面掌握和認(rèn)識(shí)地圖制圖的整個(gè)流程［13］。因此，如果教學(xué)過(guò)程中，僅僅按照教材內(nèi)容來(lái)授課，勢(shì)必造成學(xué)生只懂制圖理論、但不會(huì)動(dòng)手制圖的問(wèn)題。如何在授課過(guò)程中融入地圖設(shè)計(jì)理念、合理安排理論授課與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)“地圖學(xué)”教學(xué)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

2教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

地圖學(xué)是一門(mén)集科學(xué)、技術(shù)和藝術(shù)為一體的綜合性學(xué)科［14］。對(duì)“地圖學(xué)”教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與優(yōu)化要綜合考慮其科學(xué)性、技術(shù)性和藝術(shù)性。針對(duì)此，筆者結(jié)合多年“地圖學(xué)”課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)地圖學(xué)的知識(shí)體系進(jìn)行梳理，并按照大部分學(xué)校的對(duì)該門(mén)課程的課時(shí)分配方法(總學(xué)時(shí)32=理論學(xué)時(shí)24+實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)8)，為每個(gè)章節(jié)的授課課時(shí)提出建議，見(jiàn)表2。針對(duì)測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)地圖學(xué)課程學(xué)時(shí)較短的特點(diǎn)，結(jié)合表2所列教學(xué)內(nèi)容，筆者提出了“三大主題、兩大模塊、一條主線(xiàn)”的地圖學(xué)教學(xué)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(xué)理論教學(xué)中“地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)”“地圖語(yǔ)言”“地圖綜合”，這3個(gè)方面構(gòu)成了地圖學(xué)的理論基礎(chǔ)，無(wú)論是過(guò)去還是現(xiàn)在，都應(yīng)作為重點(diǎn)來(lái)學(xué)習(xí)［15］。從表2的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)中，“三大主題”的授課學(xué)時(shí)為18學(xué)時(shí)，占理論教學(xué)的3/4，這體現(xiàn)了它們?cè)诘貓D學(xué)中的重要地位，同時(shí)，對(duì)其重點(diǎn)講授也會(huì)為學(xué)生實(shí)際制圖打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

2．2兩大模塊

“兩大模塊”指的是地圖學(xué)教學(xué)中的“理論授課”“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”兩大模塊。盡管測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的地圖學(xué)課程學(xué)時(shí)普遍較短，但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可省略。目前較為普遍的做法是設(shè)置0．5學(xué)分的上機(jī)實(shí)驗(yàn)課程，即8個(gè)學(xué)時(shí)。筆者結(jié)合自己多年教學(xué)感悟，采用ArcGIS軟件，圍繞“專(zhuān)題地圖制作”這一主題進(jìn)行“地圖學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，主要包括:實(shí)驗(yàn)1地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)(4課時(shí))、實(shí)驗(yàn)2地圖數(shù)據(jù)可視化(2課時(shí))、實(shí)驗(yàn)3地圖整飾與出圖(2課時(shí))，具體如下:實(shí)驗(yàn)1地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn):學(xué)生自行從自然資源部標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)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(jìn)行地理配準(zhǔn)、矢量化和定義投影，生成河北省行政區(qū)劃圖(面狀)、市級(jí)行政中心圖(點(diǎn)狀)，并以此作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)課中專(zhuān)題地圖的地理底圖;實(shí)驗(yàn)2地圖數(shù)據(jù)可視化:基于“NAME”字段，對(duì)河北省行政區(qū)劃圖進(jìn)行符號(hào)化，即專(zhuān)題要素表達(dá)方法中的“質(zhì)底法”;結(jié)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(gòu)成、經(jīng)濟(jì)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(xiàn)法”“分區(qū)統(tǒng)計(jì)圖表法”“分級(jí)統(tǒng)計(jì)圖法”“點(diǎn)數(shù)法”“范圍法”進(jìn)行符號(hào)化;采用“定點(diǎn)符號(hào)法”對(duì)市級(jí)行政中心圖進(jìn)行分級(jí)符號(hào)化;實(shí)驗(yàn)3地圖整飾與出圖:選擇上述專(zhuān)題圖的一種或幾種，進(jìn)行版面設(shè)置、添加制圖元素，并導(dǎo)出地圖。

2．3一條主線(xiàn)

“一條主線(xiàn)”是指地圖學(xué)教學(xué)過(guò)程中要以“地圖設(shè)計(jì)”為主線(xiàn)，貫穿于理論授課和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中?，F(xiàn)有教材多缺乏對(duì)地圖設(shè)計(jì)的系統(tǒng)講解，因此在理論授課中，特意安排了2個(gè)課時(shí)的“專(zhuān)題地圖編制”，從投影設(shè)計(jì)、工藝方案設(shè)計(jì)、地理底圖設(shè)計(jì)與編制、專(zhuān)題要素設(shè)計(jì)與編制4個(gè)方面進(jìn)行講解。這里需要說(shuō)明的是，由于工作中遇到的普通地圖編制大多屬于國(guó)家基本比例尺地形圖，其編制方法有明確的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行約定，照章執(zhí)行即可，所以本門(mén)課的授課重點(diǎn)不在“普通地圖編制”上。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)設(shè)計(jì)也是圍繞專(zhuān)題地圖生產(chǎn)進(jìn)行的，將“地圖設(shè)計(jì)”貫穿于其中，包括數(shù)學(xué)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、表示方法設(shè)計(jì)、版面設(shè)計(jì)等。完整而成體系的實(shí)驗(yàn)課程使學(xué)生系統(tǒng)體會(huì)到制圖流程、地圖設(shè)計(jì)思路，是對(duì)地圖學(xué)理論的實(shí)踐與鞏固。

3提升教學(xué)效果的建議

3．1豐富教學(xué)手段、拓展學(xué)習(xí)渠道

由于測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)“地圖學(xué)”課程學(xué)時(shí)普遍較短、授課進(jìn)程較緊張，因此，除了課堂授課之外，應(yīng)積極探索多樣化的教學(xué)手段、收集各類(lèi)教學(xué)資源、拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)渠道，可從以下幾個(gè)方面入手:3．1．1結(jié)合慕課(MOOC)資源，彌補(bǔ)課時(shí)不足，提升學(xué)生的自學(xué)能力。MOOC即大規(guī)模開(kāi)放在線(xiàn)課程，是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的產(chǎn)物。其豐富的教學(xué)資源、針對(duì)知識(shí)點(diǎn)的小視頻講解、學(xué)習(xí)時(shí)間的靈活性使得MOOC很快成為傳統(tǒng)課堂的有力補(bǔ)充。目前，“地圖學(xué)”課程的MOOC資源有:中國(guó)大學(xué)MOOC，南京師范大學(xué)“地圖學(xué)”;愛(ài)課程iCourse，解放軍信息工程大學(xué)“地圖學(xué)”。這兩個(gè)學(xué)校“地圖學(xué)”課程的學(xué)時(shí)較長(zhǎng)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解較為全面和細(xì)致，可以與線(xiàn)下授課相結(jié)合。例如，由于本門(mén)課課時(shí)短，課上教學(xué)不再安排“地圖出版與印刷”這一章節(jié)的講授，但是會(huì)要求學(xué)生自學(xué)MOOC中的對(duì)應(yīng)內(nèi)容，并要求學(xué)生撰寫(xiě)學(xué)習(xí)心得，對(duì)該部分知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理。這樣線(xiàn)上線(xiàn)下同步教學(xué)的模式，可以彌補(bǔ)課時(shí)不足，同時(shí)也提升了學(xué)生的自學(xué)能力。3．1．2生產(chǎn)單位實(shí)地參觀(guān)。由于制圖技術(shù)更新較快，教材中的相關(guān)內(nèi)容難以緊跟技術(shù)發(fā)展。對(duì)于這類(lèi)內(nèi)容，如地圖的復(fù)制、出版和印刷等，建議安排學(xué)生到生產(chǎn)單位參觀(guān)學(xué)習(xí)。這種教學(xué)模式更直觀(guān)，也深受學(xué)生歡迎。將這種教學(xué)模式與理論授課、線(xiàn)上MOOC學(xué)習(xí)相結(jié)合，大大強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)地圖學(xué)理論的掌握，值得推廣。

3．2考慮課程銜接關(guān)系，合理安排授課學(xué)期

從表1可以看出，測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的“地圖學(xué)”課程大多在第3或第5學(xué)期開(kāi)設(shè)，即大學(xué)二年級(jí)或三年級(jí);少部分學(xué)校在大一、大四開(kāi)設(shè)。我校“地圖學(xué)”課程開(kāi)設(shè)于第1學(xué)期，在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)由于沒(méi)有“測(cè)量學(xué)”課程的基礎(chǔ)，對(duì)于地球體、大地測(cè)量系統(tǒng)、地面測(cè)量數(shù)據(jù)等均需要詳細(xì)講解，而這些內(nèi)容均是“測(cè)量學(xué)”的授課重點(diǎn)。因此，“地圖學(xué)”應(yīng)開(kāi)設(shè)于“測(cè)量學(xué)”之后，特別是對(duì)于短課時(shí)背景下的“地圖學(xué)”課程，這一點(diǎn)尤為重要，這也是我校測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案需要改進(jìn)的方面之一。另一方面，“地圖學(xué)”作為GIS的先修課程，應(yīng)開(kāi)設(shè)于“GIS原理與應(yīng)用”之前。此外，為了加強(qiáng)對(duì)地形圖的認(rèn)識(shí)，在野外實(shí)習(xí)中要設(shè)置地形圖的識(shí)讀、基本知識(shí)、分幅和編號(hào)及地形圖的應(yīng)用環(huán)節(jié)。結(jié)合實(shí)地地形，更能加深學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的掌握。

3．3理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

“地圖學(xué)”教材多側(cè)重于理論講解，實(shí)際生產(chǎn)中則多參考相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范。因此在教學(xué)過(guò)程中，除參考所選教材外，還要結(jié)合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范，這樣使得課堂教學(xué)更接“地氣”、更有深度。比如在講解地圖分幅和編號(hào)時(shí)，可參閱《GB/T13989－2012國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)》，不僅對(duì)地圖分幅和編號(hào)方法進(jìn)行講解，還對(duì)相關(guān)計(jì)算進(jìn)行深入介紹，如已知圖幅內(nèi)某點(diǎn)的經(jīng)、緯度或圖幅西南圖廓點(diǎn)的經(jīng)緯度，計(jì)算其在某比例尺下的編號(hào);已知圖號(hào)計(jì)算該圖幅西南圖廓點(diǎn)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(guān)系換算等。這些知識(shí)是工作中經(jīng)常用到的，但是現(xiàn)有絕大部分教材均未對(duì)其進(jìn)行深入講解［16］，參閱相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范進(jìn)行教學(xué)恰巧解決了這一問(wèn)題，值得在教學(xué)中推廣。地圖編制需遵守《測(cè)繪法》《地圖管理?xiàng)l例》等相關(guān)法律法規(guī)的要求，如果學(xué)生不懂相關(guān)規(guī)定，在日后的實(shí)習(xí)和工作中很容易制作出“問(wèn)題地圖”來(lái)。因此，十分有必要在教學(xué)中強(qiáng)化學(xué)生的法律法規(guī)意識(shí)，具體可參考注冊(cè)測(cè)繪師考試中《測(cè)繪管理與法律法規(guī)》的“地圖管理”部分。在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，對(duì)該部分內(nèi)容分配了一個(gè)課時(shí)，置于最后一次課，見(jiàn)表2。在歷屆的教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)該部分內(nèi)容興趣濃厚、課堂互動(dòng)也較多，實(shí)習(xí)報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中問(wèn)題地圖也隨之減少。因此，這種教學(xué)模式同樣值得推廣。

4結(jié)束語(yǔ)

“地圖學(xué)”是測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，學(xué)好這門(mén)課對(duì)后續(xù)的學(xué)習(xí)、工作有重要意義。筆者通過(guò)分析國(guó)內(nèi)典型院校測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)“地圖學(xué)”課程的開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀及特點(diǎn)，并結(jié)合自己的教學(xué)心得，對(duì)短課時(shí)背景下測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)“地圖學(xué)”課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，并提出提升教學(xué)效果的建議，以期提高本門(mén)課的授課質(zhì)量，同時(shí)也望為同類(lèi)教學(xué)提供參考。

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