“美学与技术双驱动”的地图学教学理念探究

摘要：目的：针对当前地图学教学多关注精准制图而未将其必要的美学特性充分融入课程体系建设的问题，文章旨在改革地图学的传统工科教育模式，通过融合美学教育与工学教育的相关理论与方法，拓展地图学课程的内容深度和应用广度，并有效提升学生的综合能力和创新精神。方法：文章分析传统工科教学模式中地图学课程教学存在的问题，进而提出一种“美学与技术双驱动”的新型地图学教学模式。该模式的核心在于强调艺术美学与技术科学并重，实现跨学科知识的融合教学。在课程设计上，重视理论教学和实践操作的结合，通过案例分析、实验牵引和团队合作等多种手段，为学生构建一套教学相长、智育和美育协同发展的科学培养方案。结果：在实施新教学模式后，学生在地图设计和制作方面展现出显著的创造性和积极性。同时，学生的自主学习能力和团队协作精神也得到了显著提升，课程反馈和学生作品评价均达到预期。结论：“美学与技术双驱动”的教学模式能有效提升地图学教学质量和学生的综合素质。这种教学模式不仅促进了学生技术能力和艺术审美的全面发展，还为地图学教育领域提供了一种创新的教学策略。此外，其还有助于学生更好地适应未来多学科融合的学习与工作环境，有望为学生未来的研究兴趣培养和职业生涯发展打下良好基础。

关键词：地图学；美学；视觉设计；跨学科；育人理念

中图分类号：G642；P28-4 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2024）09-00-03

0 引言

当前，针对地图学课程的教学模式，众多学者和相关院校进行了多种创新尝试，如“产学研用”一体化的教学模式［1］、“案例式”教学方法［2］、课程思政元素融入［3-5］以及信息技术与地图学教学的融合［6］等教学改革举措。这些模式共同展示了教育领域对地图学教学创新的广泛探索以及在提高地图学课程教学质量上作出的积极尝试。尽管这些努力旨在根据学科特色创新教育教学理念和方法，然而目前大部分研究还是依据传统的工科教学定位来设计培养方案。这种模式往往忽视了地图学课程艺术和科学的双重属性，也不利于培养学生的综合素质。黄建毅等人（2018）提出地图学的知识学习亟须融入美学思维［7］。然而，目前该研究仅限于特定知识点的教学设计，未能解答全课程体系下如何实现美学知识与工程技术的有机结合的问题。

要应对这些挑战，学科交叉是一种极具潜力的解决方案。整合地图学与计算机科技、环境科学、视觉艺术等领域的知识，不仅可以丰富教学内容，还可以提升学生的综合能力，增强他们的创新精神和实践能力。本文旨在探讨当前传统工科地图学教学模式存在的问题，研究如何通过学科交叉，打破传统工科教学模式的局限，从而探索地图学教学新模式、激发课堂活力并促进学生专业素质与综合能力的全面提升。

1 传统工科地图学教学模式存在的问题

地图学系统研究地图的理论实质、制作方法、分析和使用技能等，涉及测绘学、地理信息科学、计算机图形学、视觉艺术和设计等多个领域。地图作为人类认识所处环境的重要工具，在人类生产生活中发挥着重要作用。因此，地图学既是测绘地理信息大类学科建设的核心基础课程，又是现代素质教育中不可缺少的内容［8］。在中国测绘学会教育工作委员会和中国卫星导航定位协会教育与发展专业委员会主办的全国性高等学校测绘学科教学大赛中，多届比赛都将地图学作为参赛课程，充分体现了该课程的核心地位。当前开设地图学课程的多为具有地理信息和测绘类专业的高等院校，多数学校都按照工科培养模式确定课程教学方案。此外，部分土地管理等相关人文地理学科也将地图学作为学生素质培养的课程［9］，其主要沿用测绘地理信息学科的培养模式，突出其在具体学科领域中的应用。综合当前高校地图学的教学设计和实践来看，基于传统工科思维的地图学教学模式主要面临以下几个问题。

1.1 重“技”轻“艺”的传统工科教学模式，无法彰显地图学的学科特色

在现有的传统工科教学模式下，地图学课程往往侧重于技术技能的培养，如地图制作、空间数据处理和GIS软件操作等。这种以技术技能为核心的教学模式虽然能够提高学生的操作能力，但忽视了艺术美学在地图学中的重要性。地图不仅是一种技术产品，还是一种艺术作品，其设计和表现须兼顾美观与实用性。因此，传统工科教学模式下的地图学课程往往不能充分展现地图设计的艺术性和创造性，也难以激发学生在地图美学方面的兴趣和创新思维。

1.2 “学”与“用”分离教学方法，容易使学生丧失学习的自主性

当前地图学教学多重理论轻实践，特别是在教学实验指导和考核过程中，以掌握理论知识和学习基本软件操作为目标，没有充分挖掘地图学课程的实际价值。而将教学与实践结合，以特定目标为导向，采用理论联系实际、团队互助协作的教学模式，既能帮助学生增强学习的自主性，还能辅助教师发现教学中存在的难点、疑点，进而拓展知识的内涵与外延，促进教学相长。

1.3 依赖单学科知识的课程教学设计，妨碍知识系统建构的完备性

地图学是一个多学科交叉的领域，涉及地理信息科学、计算机技术、环境科学、历史、艺术等多个学科。然而，当前的地图学课程常常只依赖测绘和地理信息技术，学科框架单一，这限制了学生对地图学知识体系的理解和掌握。单一学科的教学模式不利于学生形成系统的知识结构，也难以应对复杂的现实问题。尤其在表达、展示自然和人文现象的时候，仅从单学科角度出发难以深入刻画表达对象，导致效果不如预期。

2 “美学与技术双驱动”的教学理念与教学设计

综合上述分析，针对现有工科技术式教学思维主导的传统地图学教学模式存在的问题，笔者提出“美学与技术双驱动”的地图学教学育人新理念。这一理念旨在实现美育相关知识、人文主义思想与工科技术思维的有机融合，进而贯彻到课程的教学大纲设计和课程考核制度的制定与实施中。

基于以上的教学理念，设计出一套相适应的地图学课程教学大纲，在传统培养方案中融入地图美学知识和人文历史知识。课程体系由以下几个部分组成。

第一，地图的数学基础。涵盖地图投影、数字测图、地图制图综合等内容，主要论述为保证可量测性和有限空间内的地表信息，如何获取、处理、转换、有目的选取与表示。

第二，地图的美学基础。主要由地图视觉变量、地图符号和地图配色，以及如何利用艺术地图表达手段进行有效的视觉设计与组合理论，主要论述如何利用颜色、纹理、形状等视觉感知信息的合理设计与有效组合实现地图的可视化表达，在保证信息精确性的同时，实现地图美观可视化呈现。

第三，地图构成与表示方法。主要包括普通地图、专题地图的基本知识，以及各类地图的表示技术，如地貌表示方法、水系表示方法等。

第四，数字制图方法与实践：着重论述数字制图的相关工具、地图美学设计相关素材和常用地图制作软件与流程，具体介绍如何利用各类图像处理工具、GIS软件和python编程技术实现精美数字地图制作的一般方法和完整技术流程。

与此同时，为了贯彻落实教学理念，并及时反馈和评估教学效果和学生掌握情况，还提出针对此教学理念的课程考核方法。将课程设计为目标引导式的理论与实践有机结合的培养方式。具体来说，在课程的引入阶段，提出贯穿整个课程教学过程的总体实验设计，以校园专题地图集的制作为总领，以地图表达的艺术性和科学规范性为考察标准，通过分组合作的方式，实现从地图选题、资料收集、数据处理、内容组织、符号设计、页面排版、幅面优化等全流程的学习与实施，帮助学生充分发挥主观能动性和团队组织协作能力，在掌握基本技能的同时，实现目标驱动式学习，随着教学进程的推进，通过学生的不断沟通与反馈，实现教学相长、学用结合、师生互动的良性循环。

3 课程实践与成效分析

根据上述提出的教学理念和构建的教学培养方案、课程设计，本校的地理信息科学本科专业采用了“美学与技术双驱动”的地图学教学理念与教学设计新模式。此方案已经在一届学生中进行了完整实践，验证了此教学理念的潜力和初步成效。

3.1 实践出真知，探索激潜能——课程教学安排与主要特色

整个课程的教学安排包括四个独具特色的环节。首先，在课程导言中设计南邮校园地图集作品设计与制作贯穿整个学习过程，以此目标作为授课主线，带动整个知识体系的构建。其次，在课时分配上，按照6∶4的比例开展理论课与实验课的讲授。为了配套理论课的学习，巩固课堂知识，分别在地图的数学基础、地图的美学基础、地图构成与表示方法和数字制图方法与实践各个章节设置数据收集、户外调查、跨专业学生讨论、兴趣分组、软件学习和专题图制作等环节，促进学生在互动式学习中掌握专业知识和技能，培养学科兴趣爱好，激发学生学习和研究的潜能。再次，为了鼓励学生积极探索最新学科发展前沿技术和研究方向，还设置了人工智能的计算机视觉技术与地图美学相结合的课外兴趣研究特别讨论课堂，通过教师演示、圆桌讨论互动的方式，向学生呈现如何利用图像的风格迁移技术，实现艺术作品风格向地图制作的自动色彩、纹理和符号的转移，充分展现当今技术在跨学科知识协同方面的最新探索。最后，此课程将校园地图制作分为地图投影、数据矢量化、点线面符号设计、地图配色设计、地图排版设计和专题出图等部分进行考察，结合教师评分和学生互评，评价学生各个环节的掌握情况，以及作品的认可度。

从上述的课程安排来看，此教学方案具有如下特色：

一是智育与美育综合发展，自主与互助协同共进；二是理论与实践有机结合，眼界与动手操作能力均衡开发；三是地理学、设计学和计算机技术多学科融合，创新性、应用性与综合性全面培养。

3.2 以作品促教学，以合作共成长——培养结果分析

基于以上教学内容设计和课程作业安排，经过一个学期的授课实践，学生们较好地完成了课业，并培养了他们的团队协作能力和专业素养。同时也激发了学生对于地图制作和地理信息可视化的研究兴趣。部分学生在课程结束后，将继续跟进地图制作相关的大学生作品竞赛。下文通过分析学生的课程作业来展现此教学理念的执行效果和后续提升方向。

学生通过自行组队，将校园地图集的制作分为多个主题进行分开探索。根据绘制地图的类型，各组选择的主题涉及校园交通地图制作、校园动植物专题图制作、校园楼宇专题图制作、校园服务设施专题图制作以及校园历史传承专题图制作等。各小组选择一般电子地图制作、基于手绘的地图制作和基于绘画艺术作品风格迁移的地图制作等类型。地图作品风格多样、内容丰富、形式活泼、要素齐全且规范，95%以上的作品均达到课程教学的预期效果，其中不乏一些具有创意和美感的地图。

在未来的教学中，一方面，要加强对中华文化内涵底蕴的挖掘，通过地图制图学的教与学，补充和构建“讲好中国故事”的叙事地图课程；另一方面，通过加强与媒体设计、美术学院等相关专业师生的合作，共同促进跨专业联合的地图学教学新模式的探索与实践。

4 结语

“我们建设教育强国的目的，就是培养一代又一代德智体美劳全面发展的社会主义事业建设者和接班人”，这是习近平总书记关于教育的重要论述。在面向本专业的具体实践中，加强多个学科之间的联系，在工科教育中融入文科和艺术学科特色，促进智育和美育的协同全面发展是专业建设的可取方向。希望本文提出的面向工科地图学课程的“美学与技术双驱动”教学理念与教学设计可应用于跨学科融合的课程建设，进而推动学生的全面发展，培养具有自主创新精神的高素质人才。

参考文献：

［1］ 杨敏，朱海红，李连营，等.“双万计划”背景下地图学课程建设与实践［J］.测绘通报，2023（S2）：121-124.

［2］ 袁平，张官进，马强，等.以案例和实践为导向的地图学教学研究［J］.科教导刊，2023（12）：132-134.

［3］ 朱海红，李思宇，黄丽娜，等.《地图学》课程思政建设探讨［J］.地理信息世界，2021，28（4）：45-48.

［4］ 江南，陈敏颉，邓术军，等.融入课程思政的地图学分类混合式教学模式［J］.测绘通报，2022（S1）：57-61.

［5］ 秦进，杨小锋，张孝存，等.思政元素在高校“测量与地图学”课程的导入研究［J］.教育教学论坛，2022（44）：46-49.

［6］ 刘宪锋，任志远，马耀峰.信息化时代下地图学教学内容与教学模式探索［J］.首都师范大学学报（自然科学版），2018，39（6）：71-75.

［7］ 黄建毅，张景秋，孟斌.美学思维下“地图学”课程改革探索研究：以地图投影内容为例［J］.测绘工程，2018，27（12）：75-80.

［8］ 毛赞猷，朱良，周占鳌，等.新编地图学教程［M］.北京：高等教育出版社，2008：12-15.

［9］ 吴旭东，崔晓梦.针对于土地资源管理专业的《地图学》教学改革探讨［C］//华教创新（北京）文化传媒有限公司，中国环球文化出版社. 2023教育理论与管理第三届“创新教育与精准管理高峰论坛”论文集（专题1）.石家庄：河北地质大学土地科学与空间规划学院，2023：4.

基金项目：本论文为2022年度南京邮电大学校引进人才科研启动基金项目“基于多模态信息融合的旅游者活动建模与分析”成果，项目编号：NY222028

作者简介：刘少俊 （1991—），男，博士，讲师，研究方向：地图制图学与可视化、跨模态数据融合的地理空间智能相关理论与方法的研究与教学。