地理信息科学专业“地图学”课程教学内容研究与实践

2014-08-16彭秀英万剑华

测绘通报 2014年3期

彭秀英，万剑华

(中国石油大学地球科学与技术学院，山东青岛 266580)

一、引言

“地图学”课程从多个角度系统地讲授地图学原理、方法与应用，是地理信息科学专业的一门专业基础课。地理信息科学作为多种科学与技术融合而成的交叉性学科，发展非常迅速。但无论现代地理信息科学技术如何发展，地图始终是其数据可视化最主要的表现形式[1]。地图学作为专门研究地图的一门学科，在地理信息科学专业人才培养中，始终居于重要地位[2]。

我国高校地理信息科学专业的学科背景不同，各高校该专业“地图学”课程的教学内容、广度和深度也应有所侧重。本文结合笔者所在学校该专业依托测绘学科而设立的特点，对该专业主要专业课程与“地图学”课程的联系和前后衔接进行综合分析。在总结多年教学经验的基础上，对地理信息科学专业“地图学”课程的教学内容进行系统地研究和设计，并对教学方法进行总结，以推进“地图学”课程的教学改革和整体教学水平的提高。

二、课程的教学目标和定位

1. 教学目标

“地图学”是一门理论性和技术性很强的专业基础课。对地理信息科学专业的学生来说，通过本课程的学习要掌握地图学的基本理论、技能和方法，培养阅读、使用和编制地图的能力，提高自身的专业融合能力和创新能力。

2. 课程定位

基于上述教学目标，“地图学”课程教学内容的设计需考虑如下几个方面：

1) 注重地图学基本概念和基础理论知识的教学，为学生构建“地图学”课程的基础理论框架。地图学基本概念和基础理论知识(如地图投影、地图概括、地图符号等)，是该课程教学的基础，无论过去还是现在，都应作为重点教学内容[3]。

2) 重视专业所涉及的地图学理论知识讲授，为学生深入理解GIS系统设计和开发奠定理论基础。“地图学”作为地理信息科学专业的核心课程，其理论是深入理解地理信息系统原理和系统设计与开发的基础。地图学是具有完整体系的独立学科，由多个分支学科组成，内容非常丰富[4]。在有限的课时内，更加注重与专业有密切关系内容的讲授，如地图投影部分，在讲授地图投影的基本原理与方法的基础上，重点是GIS系统中投影转换的方法。

3) 加强对实际问题的理论剖析，培养学生的探究意识，提高学生的知识运用能力。课堂教学中，注重利用相应理论剖析实际问题，还原问题的来龙去脉。在剖析过程使分析和解决问题的方法逐步渗透到学生的思维活动中，培养学生发现问题、分析问题、解决实际问题的能力，实现知识与应用的有机结合，提高学生的创新能力。

三、课程教学内容的设计与实施

1. 依据教学大纲，整合最优教学内容

依据课程教学大纲，对教学内容进行优化整合，进一步完善“地图学”课程知识体系。根据笔者所在学校地理信息科学专业的特点，结合专业培养目标，通过对2013级地理信息科学专业主要课程的设置(见表1)进行综合分析，同时考虑“地图学”课程的教学学时以及该课程与相关专业课程的前后衔接情况，确定该课程的具体教学内容，见表2。

表1 地理信息科学专业的主要专业课程设置

表2 “地图学”教学内容设计

对“地图学”教学内容设计的几点说明：

1) 地图数学基础部分没安排椭球体基本常识的内容。在第2学年第2学期已开设大地测量学基础，因此仅在地图学教学中稍作提及，重点是地图投影、地图投影转换及几种常见投影的应用。

2) 地图数据源部分没安排数据采集的内容。地理信息科学专业开设相关课程(如：测量学、遥感原理及应用、卫星定位原理及应用等)，因此仅安排数据处理内容，重点是数据预处理。

3) 教材的选用。目前国内公开出版的地图学高校教材普遍存在以下问题：① 教材内容有一定的针对性和学科依托；② 教材更新慢，难与学科的发展同步。因此，笔者认为地图学教材应由基础教材和补充教材组成。经过综合比较和分析，笔者认为《新编地图学教程》可作为基础教材。另外，根据专业学科背景和课程教学的需要编写补充教材。这样既可做到知识讲述的系统性；又可吸纳最新研究成果更新教学内容，优化学生知识结构，拓宽学生视野，拓展学生思维，提高其创新能力；还可紧跟社会需要，吸纳社会不同领域的需求，为学生将来就业做好知识储备[5]。

2. 结合不同教学模式，设计最适宜的教学方法

教学的本质就是“教学生学”，教学生“乐学、会学、学会”[6]，而教学方法则直接影响到学生学习的积极性和教学效果。因此，笔者在课程教学中十分重视多种教学方法的合理利用，体现在如下几点。

(1) 板书与多媒体相结合，加强对教学内容的理解

课堂教学中，类似公式推导、计算等逻辑性强的内容采用板书方式讲解，以便学生能跟上思路，做到层层理解，如地图投影经典公式的推导。涉及概念、原理等内容则借助多媒体，一方面可以增加课堂信息量；另一方面可以利用大量的多媒体素材，增强学生对相关理论知识的感性认识，从而使学生能够更好地理解相关知识点，如地图色彩设计、地图版面设计等。

(2) 课堂教学与实际应用相结合，调动学生主动学习的积极性

问卷调查结果反映学生普遍对将来“有用的”知识感兴趣。因此，在课堂教学中，采用启发式教学法，借助实际问题引出有待讲解的内容，使学生对课程知识的实际应用有全面的了解和认识，进一步激发学生主动学习的积极性，使学生“乐学”。如讲解地图投影变形及投影选择时，采取“(学生)阅读同一区域不同类型的专题图—(教师)启发提问—(学生)独立思考—(学生)小组讨论—(教师)讲解总结”的课堂组织形式，不仅有效调动了学生学习的积极性，还有助于提高学生“会学”的能力。

(3) 理论教学与实践教学相结合，培养学生知识运用和实际动手的能力

地图学具有很强的实践性, 许多内容须亲自动手实践, 才能真正理解掌握[7]。为此，在教学活动中，“讲讲练练”的方法贯穿始终，使学生 “思中学，做中学”，如为让学生全方位接触计算机制图的各个环节，在大板块的课堂教学结束之后，安排相应的实验，通过实验加深对相关知识的理解，培养学生利用理论指导实践的能力，提高实际动手能力。

(4) 课堂讲授与自学相结合，培养学生的自学能力

自学能力是学习能力的最重要体现[6]。地理信息科学专业的“地图学”课程教学只有32学时，而课程理论基础较深、内容多。因此，在课堂讲授的基础上，选择部分难度适宜的内容以实验或作业的形式安排学生自学，以培养学生的自学能力。如地图符号化中图形视觉的心理效应，学生通过自学完全可以领悟。因此，要求学生自学，然后结合图形视觉心理效应具体分析地图的心理感受特点。

(5)理论考试和实践考核相结合，注重知识和能力的双重评价

为客观、真实地评价学生学习情况，鼓励学生用理论指导实践，在实践中加深理论知识的理解，更好地体现“学思结合、知行统一”。在课程评价中，理论考试成绩占70%，实践考核成绩占30%；另外，理论考试中适当增加与实践操作密切相关的知识点的考核，强调对基础理论和方法的理解与应用。

四、“地图学”课程实验的设计与实施

“地图学”课程实验教学对于巩固理论知识的学习，强化对理论知识的理解与应用，提高实际动手操作能力以及分析问题和解决问题的能力，进而培养初步的科研创新能力具有重要作用。因此，如何利用有限的实验教学课时达到培养技能和提高能力的目的，是实验教学环节需要着重考虑的问题[8]。

1. 结合教学目标，精选适宜的实验内容

按照课堂教学与实验教学有机结合的原则，从知识点的系统性和整体性出发，并注意与GIS课程实习内容的差别，对理论知识和实验内容进行科学的分析和整合，确定实验教学内容，见表3[9]。表3中实验1、2借助多媒体完成；实验3、4、5借助计算机利用MapInfo软件完成。

2. 结合先进教学理念，巧妙设计实验教学方法

在实验教学中，对于基础性内容，采用传输型教学模式与自主式教学模式相结合的方法。如地图的设色，课堂上通过大量阅读纸质和电子地图，结合教师的讲解，增强对地图色彩的感性认识；课下结合相关的内容搜集素材，自主完成地图的手工设色。对于理论知识在GIS系统中应用的内容，结合研究型教学模式，创设类似于科学研究的教学氛围，引导学生自主地发现问题、分析问题和解决问题，逐步完成整个实验内容[10]。如专题地图编制所涉及内容，设计大型实验，要求学生根据自己的知识积累搜集资料，撰写地图编制设计书，使用MapInfo软件完成整个专题图的制作。

五、结束语

本文结合笔者所在学校地理信息科学专业的学科背景，通过对“地图学”与主要专业课程的联系和前后衔接的综合分析，对该课程教学内容和教学实践进行了系统研究。教学内容的优化整合，进一步完善了课程的理论知识体系。先进的教学理念和适宜的教学方法，更加体现了高校教学的本质所在。在实验教学中，将理论知识、软件操作、专题地图的设计和制作与实际应用紧密结合，可提高学生运用所掌握的理论知识、技术和方法解决实际问题的能力，使学生真正体会到学习的意义，激发学生积极探索的热情，增强学生的创新意识，从而最终达到提高学生综合能力的目的。