蔡永香，劉學(xué)鋒，劉遠(yuǎn)剛

（長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢434010）

實(shí)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。建構(gòu)主義（Constr uctivis m）教學(xué)觀(guān)認(rèn)為人對(duì)知識(shí)的獲取不是被動(dòng)地接受，而是由認(rèn)知主體主動(dòng)建構(gòu)的［1］。實(shí)踐教學(xué)是課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要目的是幫助學(xué)生理解和鞏固課程理論知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，學(xué)習(xí)過(guò)程是以任務(wù)為中心，任務(wù)作為學(xué)生的學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)力，教學(xué)評(píng)價(jià)著眼于任務(wù)的完成情況。加強(qiáng)任務(wù)的社會(huì)真實(shí)性和可完成性的設(shè)計(jì)，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。因此設(shè)計(jì)出合適的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、有效提高教學(xué)效果的關(guān)鍵。

遙感（RS）技術(shù)、全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）的飛速發(fā)展使得傳統(tǒng)的地圖學(xué)在應(yīng)用和理論上都發(fā)生了根本性的變化，形成了現(xiàn)代地圖學(xué)的學(xué)科體系框架［2］。近年來(lái)隨著通信技術(shù)和電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)覆蓋越來(lái)越廣，信息傳輸速率越來(lái)越快，而用戶(hù)終端的體積越來(lái)越小，設(shè)備與服務(wù)的價(jià)格越來(lái)越低。伴隨著這些科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，地圖學(xué)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，社會(huì)對(duì)地圖產(chǎn)品、應(yīng)用以及時(shí)效性上提出了更高的要求，而這些需求又促使地圖學(xué)在理論和技術(shù)上的更進(jìn)一步發(fā)展，特別是三維仿真虛擬地理環(huán)境的普及也給地圖學(xué)提供了新的生長(zhǎng)點(diǎn)［3］。

地圖實(shí)習(xí)是掌握現(xiàn)代地圖學(xué)的重要教學(xué)內(nèi)容和手段［4］。針對(duì) 《地圖學(xué)》理論和技術(shù)上的這些特點(diǎn)，筆者在分析地圖學(xué)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì) 《地圖學(xué)》實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，并將該實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容用在了 《地圖學(xué)》教學(xué)中。

1 信息化時(shí)代的地圖學(xué)

信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，帶動(dòng)了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展變化。在由傳統(tǒng)地圖學(xué)到數(shù)字化地圖學(xué)并進(jìn)一步向信息化地圖學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，地圖學(xué)的思想觀(guān)念、技術(shù)手段、產(chǎn)品形式和服務(wù)方式等，都在發(fā)生深刻的變化［5］，這些變化的外在表現(xiàn)形式主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

1.1 地理數(shù)據(jù)的獲取與更新

以前編制地圖主要是以各種地圖、文字資料和數(shù)據(jù)資料為主要資料來(lái)源。遙感（RS）技術(shù)的發(fā)展使得信息的獲取方式發(fā)生了根本性的改變，全天候、大范圍、高精度、高分辨率、高光譜的海量信息在地理制圖方面得到了廣泛應(yīng)用，使得地圖的資料來(lái)源、現(xiàn)勢(shì)性、制圖工藝等方面都發(fā)生了顯著變化。這種變化為縮短成圖周期、降低制圖成本提供了可能。遙感圖象信息主要用于地理數(shù)據(jù)的獲取與更新、影象地圖的制作和專(zhuān)題地圖的編制。而隨著社會(huì)對(duì)層次需求的深入，結(jié)合衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、遙感影像和其他地理信息，異構(gòu)地理空間數(shù)據(jù)的同化問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注并將成為研究的熱點(diǎn)［6］。而社會(huì)對(duì)地圖產(chǎn)品時(shí)效性的要求，構(gòu)建實(shí)時(shí)信息反饋與增量更新體系，來(lái)提高數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性和降低生產(chǎn)和應(yīng)用成本的快速增量及在線(xiàn)更新技術(shù)也是目前研究的熱點(diǎn)。

1.2 產(chǎn)品模式與分發(fā)上的變化

數(shù)字地圖的出現(xiàn)打破了模擬地圖一統(tǒng)天下的局面［5］。數(shù)字地圖與計(jì)算機(jī)高效、準(zhǔn)確處理功能相結(jié)合易于產(chǎn)生各種滿(mǎn)足不同需求的新的產(chǎn)品模式，具體表現(xiàn)在存貯介質(zhì)由過(guò)去的以本地計(jì)算機(jī)存貯器為主，向網(wǎng)絡(luò)端、云端轉(zhuǎn)移；顯示設(shè)備由過(guò)去的以計(jì)算機(jī)屏幕、電視屏幕為主，向個(gè)人數(shù)字助理（PDA）、手機(jī)等移動(dòng)手持設(shè)備轉(zhuǎn)移，移動(dòng)地圖學(xué)（Mobile Geography）的概念正由此產(chǎn)生。

地圖是以傳遞空間信息為目的的。地圖的分發(fā)是實(shí)現(xiàn)制圖者與讀圖者之間信息傳輸?shù)年P(guān)鍵步驟。過(guò)去以軟盤(pán)、光盤(pán)等計(jì)算機(jī)存貯介質(zhì)進(jìn)行分發(fā)的模式已得到根本的改變，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)數(shù)字地圖已成為地圖的一種全新分發(fā)模式。基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動(dòng)通信與便攜設(shè)備的結(jié)合已使地圖的使用徹底擺脫了時(shí)空的限制。

1.3 產(chǎn)品應(yīng)用與需求上的變化

產(chǎn)品應(yīng)用在種類(lèi)和功能上都發(fā)生了巨大的改變。在早期，紙質(zhì)地圖、靜態(tài)的電子地圖是產(chǎn)品的主要形式，但隨著技術(shù)的發(fā)展，電子地圖由導(dǎo)航地圖發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)地圖。移動(dòng)設(shè)備特有的便攜性與人們對(duì)空間信息的需求之間產(chǎn)生了一個(gè)新的結(jié)合點(diǎn)［7］，移動(dòng)地圖是目前的一種重要產(chǎn)品形式。同時(shí)，二維地圖也向三維地圖轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Aug mented Reality）是三維地圖進(jìn)一步發(fā)展的方向。這些轉(zhuǎn)變給地圖產(chǎn)品在有效性、實(shí)時(shí)性、內(nèi)容深加工智能化等方面都提出了更高的要求，基于位置的服務(wù)（LBS）正向基于上下文服務(wù)（LCS）發(fā)展。這些社會(huì)要求促進(jìn)了移動(dòng)本地搜索技術(shù)、快速增量在線(xiàn)更新技術(shù)、三維實(shí)景地圖技術(shù)、云端導(dǎo)航信息服務(wù)、深度興趣點(diǎn)（POI）信息集成等技術(shù)的發(fā)展［8－11］。

現(xiàn)代地圖這些新拓展的變化特點(diǎn)在傳統(tǒng)地圖學(xué)教學(xué)過(guò)程中很難展示出來(lái)，學(xué)生也難以體會(huì)和掌握，只有對(duì) 《地圖學(xué)》部分實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)對(duì)新的、具有現(xiàn)代技術(shù)特點(diǎn)的 《地圖學(xué)》實(shí)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充與完善，學(xué)生才能了解社會(huì)的需求和學(xué)科的發(fā)展，對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容深切體驗(yàn)和有效掌握。

2 《地圖學(xué)》實(shí)習(xí)平臺(tái)選擇

課程實(shí)習(xí)能夠讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法，其創(chuàng)造性思維能力能得到有效的培養(yǎng)。合適的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，能夠跟蹤學(xué)科發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)，反映本學(xué)科的研究進(jìn)展與最新成果，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有效提高教學(xué)效果。

經(jīng)比較分析，筆者選擇當(dāng)前GIS行業(yè)主流軟件Arc GIS作為實(shí)習(xí)平臺(tái)。Arc GIS是美國(guó)Esri公司開(kāi)發(fā)研制的一個(gè)可伸縮的、全面的GIS平臺(tái)，具有強(qiáng)大的地圖制作能力，包含更完備的直觀(guān)、交互的制圖編輯工具，支持生產(chǎn)多種地圖產(chǎn)品的多制圖表達(dá)，是一個(gè)高質(zhì)量的地圖生產(chǎn)系統(tǒng)。特別是在Arc GIS 10中，制圖的很多方面都有所改善，如制圖表達(dá)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制圖、自動(dòng)化制圖等，使得Arc GIS中的制圖工作在人性化、細(xì)致化、批量化和自動(dòng)化等方面得到了相應(yīng)的補(bǔ)充和完善［12］。該軟件是GIS軟件行業(yè)中的領(lǐng)頭羊，學(xué)生基于該軟件平臺(tái)實(shí)習(xí)，有利于快速了解GIS行業(yè)的最新發(fā)展動(dòng)向。

3 實(shí)習(xí)方案和內(nèi)容設(shè)計(jì)

《地圖學(xué)》實(shí)習(xí)方案的設(shè)計(jì)服務(wù)于專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的總目標(biāo)，以GIS軟件為核心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)際用圖、制圖的能力和素質(zhì)的訓(xùn)練培養(yǎng)。在鞏固學(xué)生課堂所學(xué)的 《地圖學(xué)》基礎(chǔ)知識(shí)，包括地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、地圖符號(hào)和地圖概括、地形圖和專(zhuān)題地圖等相關(guān)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，利用Arc GIS 10軟件平臺(tái)，達(dá)到讓學(xué)生了解信息化時(shí)代地圖產(chǎn)品所具有的新特性、社會(huì)發(fā)展的新需求的目的。

按照實(shí)踐方式來(lái)分，《地圖學(xué)》實(shí)驗(yàn)可分為課間實(shí)驗(yàn)和課后綜合實(shí)驗(yàn)（課程設(shè)計(jì)）。具體的實(shí)習(xí)內(nèi)容可分為3個(gè)層次，包括基礎(chǔ)理論鞏固類(lèi)、基本制圖技術(shù)類(lèi)和高級(jí)制圖技術(shù)類(lèi)，具體的實(shí)習(xí)教改內(nèi)容設(shè)計(jì)如表1所示。

1）理論基礎(chǔ)鞏固類(lèi)指通過(guò)一些項(xiàng)目實(shí)習(xí)加深學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)的地圖學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，包括對(duì)地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、地圖符號(hào)和地圖概括、地形圖和專(zhuān)題地圖等相關(guān)理論知的認(rèn)識(shí)和理解。這部分內(nèi)容共包括地圖投影、地圖符號(hào)設(shè)計(jì)與制作、地圖閱讀和制圖綜合練習(xí)4個(gè)實(shí)習(xí)項(xiàng)目，在教學(xué)過(guò)程中可根據(jù)具體的實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)安排課堂實(shí)習(xí)或者課外實(shí)習(xí)。

2）基本制圖技術(shù)類(lèi)指通過(guò)該類(lèi)項(xiàng)目實(shí)習(xí)，學(xué)生學(xué)會(huì)制圖的一般步驟和基本技能，包括數(shù)字化地圖和專(zhuān)題地圖制圖2個(gè)實(shí)習(xí)項(xiàng)目。

3）高級(jí)制圖技術(shù)類(lèi)包括遙感制圖、網(wǎng)絡(luò)地圖制作和三維電子地圖的制作，這3個(gè)項(xiàng)目是目前電子地圖制作的主要技術(shù)和手段的反映。學(xué)生通過(guò)該類(lèi)項(xiàng)目實(shí)習(xí)，能夠了解現(xiàn)代地圖制圖手段和一般方法，有利于學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)和社會(huì)的實(shí)際需求，對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有指導(dǎo)作用。這部分內(nèi)容屬綜合類(lèi)實(shí)習(xí)，可在 《地圖學(xué)》課程設(shè)計(jì)中選做，其余項(xiàng)目可作為興趣小組的課外實(shí)習(xí)項(xiàng)目。

表1 《地圖學(xué)》實(shí)習(xí)教改內(nèi)容設(shè)計(jì)

4 實(shí)際效果

長(zhǎng)江大學(xué)地理信息專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)2個(gè)班的學(xué)生采用了該實(shí)習(xí)教改方案。92%以上的學(xué)生反映實(shí)習(xí)收獲很大，能夠初步掌握Arc GIS軟件的基本操作；8%的學(xué)生認(rèn)為有些難度，部分實(shí)習(xí)項(xiàng)目不能很好的完成，主要表現(xiàn)為對(duì)軟件英語(yǔ)菜單不適應(yīng)；80%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)習(xí)激發(fā)了他們對(duì) 《地圖學(xué)》的學(xué)習(xí)熱情與興趣，有助于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。特別是高級(jí)制圖技術(shù)類(lèi)實(shí)習(xí)項(xiàng)目，學(xué)生們表現(xiàn)出極大的熱情，他們成立了多個(gè)興趣小組，在課余時(shí)間主動(dòng)積極的去完成。學(xué)生普遍認(rèn)為，通過(guò)該教改方案不僅鞏固了課堂教學(xué)所學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，而且切實(shí)有效的提高了教學(xué)效果，鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

5 結(jié)語(yǔ)

在這個(gè)信息化時(shí)代，3S技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，極大地促進(jìn)了現(xiàn)代地圖學(xué)的發(fā)展。地圖的制作技術(shù)和社會(huì)需求都發(fā)生了根本性的改變，相應(yīng)的，高校的 《地圖學(xué)》教學(xué)也要改革，教學(xué)實(shí)習(xí)內(nèi)容也要對(duì)此有所改變。在分析 《地圖學(xué)》產(chǎn)生的變化的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了 《地圖學(xué)》實(shí)習(xí)內(nèi)容改革。實(shí)踐表明，新的實(shí)踐教學(xué)方法既能讓學(xué)生加深理解和掌握課程理論知識(shí)，又能讓學(xué)生了解學(xué)科的發(fā)展方向，達(dá)到了實(shí)踐教學(xué)的目的。

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