新工科和专业评估背景下《地图学》课程的教学改革——以宿州学院为例

方 刚

(宿州学院 环境与测绘工程学院，安徽 宿州 234000)

2017年2月20日，教育部发布《高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》，各高等学校相继开展了“新工科”研究与实践活动，深化工程教育改革，不断推进“新工科”的建设与发展。“新工科”针对的是新兴产业和传统工科专业的升级改造。与传统工科相比，“新工科”更加强调学科的实用性、交叉性与综合性[1]。在“新工科”人才培养中对学生的核心能力提出了新的要求，主要包括五类核心能力: 知识能力、技术能力、学术能力、社会能力和个人效能[2]。根据教育部“新工科”建设要求、全面实施《安徽省五大发展行动计划》、贯彻落实《一流学科专业与高水平大学建设五年行动计划》(皖政〔2016〕115号)精神及《安徽省教育厅关于成立安徽省普通本科高校专业合作委员会的通知》(皖教高〔2017〕1号)文件精神，各专业均要培养引领经济社会发展的创新创业型人才，地学及相关专业也不例外。为达到“新工科”及安徽省省级专业评估建设要求，培养社会发展所需的高技能人才，《地图学》课程的改革也势在必行。

《地图学》课程是一门既年轻又古老的学科，是全国高等学校地学及其相关专业(如测绘工程、遥感科学与技术、地理科学、地理信息科学、自然地理与资源环境、土地资源管理等本科专业及地理教育、工程测量等专科专业)的一门学科基础课或专业核心课，课程开设面非常大。众所周知，《地图学》课程既是一门综合性的学科，又是一门技术性非常强的应用学科。因此，《地图学》课程在地学及其相关专业课程体系中都占有其他学科不可替代的地位。《地图学》课程不仅是地学及其相关专业学生必须掌握的基本技能，还是“新工科”建设和素质教育中一项不可或缺的内容[3]。

《地图学》课程在高等学校地学及其相关专业中具有承上启下作用，不仅与中低年级地学学科基础课程相衔接，而且为以后学习后续相关课程(如地理信息系统理论及应用(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、测量学等)打下坚实的专业基础。《地图学》课程作为地理科学、测绘工程、自然地理与资源环境、遥感科学与技术、工程测量和地理教育等专业的学科基础课或专业核心课，既包括理论教学，又包括实践(上机)教学，教学内容丰富且知识面广，对地学专业学生的能力、知识和素质的培养都具有深远的影响。在确定《地图学》课程教学内容上，一定要本着“实、宽、新、活”的基本原则，要求地学专业学生牢固掌握《地图学》课程基本结构和系统功能及各子系统间的关系的基本知识，并且能熟练掌握和了解《地图学》课程的现状、热点和前沿，使学生充分认识到《地图学》课程在所学地学专业中的重要地位、善于从所学地图知识中探求其内在规律、能运用所学的地图知识去探索地学中与地球空间信息科学有关的问题[4]。

随着“数字中国”“数字城市”“数字安徽”“数字宿州”建设的不断深入，社会对地图技术人员的需求量日益增大。为了达到“新工科”及省级专业评估建设要求，更好地促进宿州学院高水平大学建设，更好地促进地方经济发展，更好地培养出高素质人才和应用型人才，更好地服务校企合作与产学研合作，加强《地图学》课程改革建设显得尤其重要，既可满足学校培养“厚基础、强技能、高素质”应用型专门人才的需要，也能满足相关专业学生综合、设计性实验教学及科学研究需要。

一、《地图学》课程的教学现状与改革基础

1.《地图学》课程的教学现状

宿州学院自然地理与资源环境、测绘工程、地理科学、遥感科学与技术、工程测量和地理教育等专业都开设《地图学》课程，《地图学》课程是这些专业的专业基础课或专业核心课，既包括理论又包含实践。《地图学》在宿州学院各地学专业开课学期、理论课时、实验课时、学分等随着培养方案的修订而变化(论文以地理科学和测绘工程人才培养方案为例进行介绍)，从2010年到2019年，本科人才培养方案经历了四次修订(详见表1)。由表1可知，从2010年到2019年，地理科学专业《地图学》课程总课时由64学时减少到54学时，而实验课时先减少后增加，由24学时减少到10学时再增加到12学时，开课学期为第三或第四学期；测绘工程专业《地图学》课程总课时出现先增加后减少现象，由56学时增加到60学时再减少到48学时，实验学时出现先增加后减少再增加现象，由8学时增加到15学时，后减少到12学时再增加到16学时，开课学期主要为第一学期(极度不合理，因为大一新生第一学期开设《地图学》课程，学生缺少地学思想和高等数学知识，《地图学》课程学起来非常吃力)。

表1 地理科学与测绘工程专业《地图学》课程开设情况一览表

2.《地图学》课程的改革基础

《地图学》课程通过十多年的建设，课程建设成效显著：2005年，《地图学》课程获批宿州学院精品课程；2007年，《地图学》课程获批安徽省首批本科精品课程，“新升格本科院校地图学教学改革与实践”获批宿州学院教学研究项目，《地图学》课件荣获宿州学院多媒体课件比赛二等奖；2008年，“新升格本科院校地图学教学改革与实践”荣获宿州学院教学成果奖三等奖；2010年，《地图学》课程获全国第十届多媒体课件比赛优秀奖；2011年，《地图学》课件获安徽省多媒体课件比赛二等奖；2012年，“《地图学》精品课程建设的探索与实践”获宿州学院教学成果二等奖，《地图学》课件获第八届全国高校计算机课件比赛优胜奖；发表《地图学》相关教学研究论文3篇(关于新升格本科院校地图学教学改革的几点思考，《地图学》省级精品课程建设的探讨，地形图图幅编号计算变换的设计与实现)。这些成果的取得，为基于“新工科”和省级专业评估背景下的《地图学》课程教学改革打下坚实基础。

二、《地图学》课程教学过程中存在的问题

目前，相对其他高校而言，宿州学院《地图学》课程虽在教学改革方面取得一定的成果，但在教学过程中由于受到教学资源和传统教学方法的限制，与省级专业评估和“新工科”建设要求还存在一定差距，主要存在的问题和不足有6个方面：

1.师资队伍不稳定，教学水平参差不齐

《地图学》专业教师数量不足，教学水平也参差不齐，且整体教学水平不高。《地图学》专业教师只有3人，其中教授1人(已转教其他课程，多年未教授《地图学》)，副教授1人(已转教其他课程，多年未教授《地图学》)，讲师1人。

2.教材建设缺失，选定的教材实用性不强

《地图学》教材内容滞后于地图制图技术，这就造成理论教材内容落后于实验，理论教学内容相对陈旧。上课选定的理论教材要么太难、要么内容太多、要么太陈旧，教材实用性不强，很难与应用型本科高校教学相适应，缺乏自编教材。

3.教师缺乏高质量教科研经历，教学内容缺少新的教科研成果

《地图学》课程前沿发展的速度比较快，而理论教学内容相对于实践具有一定的滞后性，很多年轻教师由于教学经验不足和科研水平有限，在课堂上不能及时将《地图学》相关的最新科研成果补充到教学内容，导致《地图学》课程教学质量不高。

4.课时严重不足，工程实践能力得不到有效训练

宿州学院本科人才培养方案基本2—3年变更一次，而且每次变化很大(见左侧表1)，导致人才培养方案实施起来却难以保证课堂教学质量。《地图学》课程教学内容在不断扩充更新，而课时数却在不断减少，地图学的学科综合性、交叉性在不断加强[5]。例如，在2016年人才培养方案中，地理科学专业《地图学》54学时(其中实验10学时)，测绘工程专业《地图学》48学时(实验12学时)，实践学时普遍偏低。一方面，教师在实际课堂教学中要按质按量完成教学要求；另一方面，又要注重学生动手能力的培养，二者是相互矛盾的。无论是10课时还是12课时的实践学时，实践学时都是很少的，导致《地图学》课程实验内容也相应减少，学生的工程实践能力不能得到有效训练，学生创新设计能力受限。

5.教学手段和教学方法落后

《地图学》理论课还是采用PPT结合板书的传统教学方式，很少利用“互联网+”背景下的MOOC、翻转课堂、微课及微视频等新教学模式，教学手段和教学方法严重滞后。

6.制图软件多以盗版为主，正版软件数量少

《地图学》制图软件所需投入经费大，而宿州学院每年投入地学专业实验经费非常有限，很难购买大批量最新的专业制图软件，这就造成正版绘图软件数量非常少，多以盗版软件为主。

三、《地图学》课程教学改革措施与成效

1.加强师资队伍建设，提高《地图学》课程教学水平

为了弥补《地图学》专业教师数量不足，2019年引进2名地图制图学与地理信息工程专业硕士补充到《地图学》课程教学团队，使《地图学》课程专业教师数达到5人，其中教授1人、副教授1人、讲师1人、助教2人。为了提高《地图学》课程教师的专业教学水平，2019年，选派2名教师到国内外高校技术深造学习，其中1名教师到安徽师范大学进行访问学者一年，1名教师到美国伯米吉州立大学研修半年。

2.加强课程教学现状的调查研究，改革教学内容和教学体系

根据“新工科”专业建设要求和安徽省省级专业评估要求，通过对省内外高校地学及相关专业《地图学》课程教学现状的调查研究，在认真梳理调查结果和总结地学各专业特点的基础上，对《地图学》课程现有教学内容和教学体系进行优化，与此同时，精简理论课时(有些难而信息量大的知识点，以课程讲座形式传授)，适当增加实验学时(详见上页表1中2019年人才培养方案)。

3.制定完整的《地图学》课程教学大纲

根据“新工科”专业建设和安徽省省级专业评估文件精神，结合宿州学院地学各专业发展的特点，系统地总结《地图学》课程教学内容方面的优缺点，制定了一套比较完整的适合地理科学、自然地理与资源环境、遥感科学与技术、测绘工程等专业的《地图学》(含实验)课程教学大纲，做到因专业和因人施教。

4.不断补充和优化《地图学》课程教学资源，努力打造《地图学》课程“金课”建设

在《地图学》省级精品课程建设基础上，充分利用校园网及互联网资源，利用课件获奖优势或资源，结合线上、线下和混合优质教学资源，深入研究《地图学》课程教学方法与手段的改革，2018年已将《地图学》课程建成宿州学院智慧课堂，“基于新工科和专业评估背景下的《地图学》教学改革与实践”获批2019年安徽省教育厅教研项目。2020年计划把《地图学》课程建设成省级精品资源共享课或省级大规模在线开放课程或省级智慧课堂，与此同时，加强《地图学》课程“金课”建设力度，不断提高《地图学》课堂教学效果。

5.加大实验改革力度，不断提升学生的工程实践能力和创新设计能力

通过到省内外高校地学及相关专业的实地调研，充分利用《地图学》线上、线下精品资源共享课和MOOC等优势资源，适时精简理论课时，适量增加实验课时，结合“新工科”和省级“专业评估”文件精神及时调整实验项目内容，加大力度对《地图学》实验课程的教学改革，调整后的实验项目都是综合性和设计性，更显“新工科”特点，学生的工程实践能力和创新设计能力不断得到提升。例如，在2018年和2019年Esri杯中国大学生GIS软件开发竞赛中获优胜奖5组，在2019年安徽省大学生GIS应用技能大赛中获一等奖1组、二等奖3组、优胜奖6组，在安徽省第九届大学生GIS技能大赛中获二等奖1组，2018年在第十届全国高校GIS技能大赛中获优秀奖1组。

6.加大考试改革力度

通过实验，研究《地图学》课程考试内容和方式的改革，以及成绩计算方法的改革，把《地图学》课程实验考试作为期末考试成绩的一个重要组成部分(占40%)，而且实验考勤和实验报告成绩纳入平时成绩考核，占平时成绩的40%。

7.加大实验经费投入，购买正版制图软件

针对正版绘图软件数量少，使《地图学》课程建设达到“新工科”和省级“专业评估”建设要求，加大实践经费投入，一次性购买了75个节点正版Arcgis10软件，改变了过去绘图以盗版软件为主的局面。

四、结语

《地图学》课程作为宿州学院地学类专业的专业必修课或核心课，在高素质人才和应用型人才培养中起重要作用。在“新工科”和省级“专业评估”背景下，《地图学》课程的教学改革与实践是一项复杂而长期的系统工程。针对新形势下对人才培养的新要求，《地图学》课程在教学过程中要不断总结和反思，对现有教学内容、教学体系要及时进行调整，对教学方法与手段及时进行改进，切实加强实验教学，注重学生动手能力和创新能力的培养，完善省级精品课程建设，积极改善教学条件，不断提高《地图学》课堂教学质量和教学效果，努力把《地图学》课程教学打造成宿州学院的“金课”。