［摘 要］ 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)的地理信息科學(xué)專業(yè)致力于農(nóng)業(yè)應(yīng)用的發(fā)展，在為農(nóng)林和旅游類專業(yè)提供專業(yè)基礎(chǔ)的地圖制圖教學(xué)服務(wù)方面具有優(yōu)勢(shì)。“計(jì)算機(jī)地圖制圖”作為地理信息科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，如何針對(duì)缺乏地圖制圖知識(shí)的非測(cè)繪專業(yè)學(xué)生，以實(shí)際地圖制圖應(yīng)用需求為出發(fā)點(diǎn)實(shí)施科學(xué)有效的科普式教學(xué)，是課程教學(xué)研究的難點(diǎn)問題?！坝?jì)算機(jī)地圖制圖”教學(xué)研究注重尊重學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)曲線，構(gòu)建從接受到理解再到創(chuàng)造的學(xué)習(xí)層次，通過教學(xué)與學(xué)習(xí)的互相反饋，實(shí)施地圖制圖課程的科普推廣式教學(xué)。

［關(guān)鍵詞］ 地圖制圖；科普式教學(xué)；學(xué)習(xí)梯度

［基金項(xiàng)目］ 2020年度江西農(nóng)業(yè)大學(xué)校級(jí)教改課題“《計(jì)算機(jī)地圖制圖》課程教學(xué)研究”（2020B2ZZ25）

［作者簡(jiǎn)介］ 黃鶴聲（1986—），女，湖北黃石人，工學(xué)博士，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源與環(huán)境學(xué)院講師，主要從事地圖制圖研究；黃宏勝（1976—），男，江西南城人，理學(xué)博士，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源與環(huán)境學(xué)院副教授，主要從事土地利用變化研究；段 萍（1978—），男，江西萍鄉(xiāng)人，農(nóng)學(xué)博士，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源與環(huán)境學(xué)院講師，主要從事土地生態(tài)研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）26-0093-04 ［收稿日期］ 2023-07-06

地圖是利用圖形圖像傳遞空間信息的語言，在農(nóng)業(yè)資源保護(hù)、旅游資源開發(fā)、生態(tài)環(huán)境規(guī)劃等方面起著基礎(chǔ)作用。地圖應(yīng)用范圍廣泛，信息傳達(dá)準(zhǔn)確，是農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域研究的有力工具。農(nóng)林高校將地理信息科學(xué)專業(yè)（以下縮寫為GIS專業(yè)）的“計(jì)算機(jī)地圖制圖”課程作為多個(gè)非GIS專業(yè)的選修課程，以推廣GIS專業(yè)的計(jì)算機(jī)地圖制圖知識(shí)，提高學(xué)生的地圖閱讀和制作能力，培養(yǎng)學(xué)生的地圖空間認(rèn)知綜合素質(zhì)。

“計(jì)算機(jī)地圖制圖”作為GIS專業(yè)的基礎(chǔ)課程，前導(dǎo)課程有“GIS概論”“地圖學(xué)”“計(jì)算幾何學(xué)”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”等，這些地圖學(xué)類和測(cè)繪類專業(yè)前導(dǎo)課程涵蓋數(shù)理邏輯和計(jì)算機(jī)知識(shí)?！坝?jì)算機(jī)地圖制圖”課程的部分知識(shí)點(diǎn)在前導(dǎo)課程的基礎(chǔ)上進(jìn)一步展開深入，如地圖投影系統(tǒng)、地圖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。對(duì)于非GIS專業(yè)的學(xué)生，如旅游管理專業(yè)、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)等，在缺乏前導(dǎo)課程講授的情況下，對(duì)本門課程講授的知識(shí)梯度理解難度較大。作為地圖制圖課程，“計(jì)算機(jī)地圖制圖”實(shí)踐性很強(qiáng)，需要學(xué)生重現(xiàn)完整的地圖制圖過程，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，將個(gè)人對(duì)地理世界的理解轉(zhuǎn)化為制圖語言，利用多來源地理數(shù)據(jù)和多樣化地圖制圖工具制作可讀性強(qiáng)、具備一定科學(xué)可靠性的地圖。因此，本門課程需要花費(fèi)較多時(shí)間研究如何劃分知識(shí)點(diǎn)的難易層次，設(shè)計(jì)科學(xué)的階梯式知識(shí)學(xué)習(xí)過程，著重于地圖制圖技能的實(shí)踐可操作性，課程的教學(xué)要充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生從接受知識(shí)，到理解知識(shí)，最后到自主尋求知識(shí)，在理論與實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的空間認(rèn)知力。

一、地圖制圖課程的推廣式教學(xué)需求

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)土地資源管理專業(yè)、旅游管理專業(yè)、農(nóng)業(yè)水利等專業(yè)的研究對(duì)象為農(nóng)業(yè)資源和旅游資源，有著較強(qiáng)的區(qū)域性、實(shí)時(shí)性和綜合性。農(nóng)業(yè)資源和旅游資源的充分利用必須建立在掌握相應(yīng)地理特征的基礎(chǔ)上，譬如，江西省的柑橘種植產(chǎn)業(yè)，就是具備地方地理特色的農(nóng)業(yè)資源，適宜柑橘種植的土壤類型、降水、光照、濕度和地貌等都具有地理環(huán)境約束特征；江西省的旅游資源地理分布位置遍布全省，旅游產(chǎn)業(yè)對(duì)地圖在內(nèi)容性、實(shí)時(shí)性、表現(xiàn)性等方面都有較高要求。這需要GIS專業(yè)教師在充分掌握地圖制圖學(xué)教學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合其他專業(yè)對(duì)地圖制作和推廣使用的要求，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，總結(jié)教學(xué)成效，制作循序漸進(jìn)的地圖制圖教學(xué)方案。

二、課程定位和課程重心的轉(zhuǎn)變

當(dāng)前的大數(shù)據(jù)時(shí)代，眾源地圖制圖是關(guān)注的方向。眾源即多種來源，人人都可以是地圖數(shù)據(jù)的來源，一些開源地圖網(wǎng)站如超圖、天地圖等均鼓勵(lì)人們收集和傳播自己的地理信息，非測(cè)繪從業(yè)人員能夠使用開源地圖平臺(tái)的地圖模板，創(chuàng)建自己的地理數(shù)據(jù)，公開發(fā)布和共享行業(yè)信息地圖。

高俊院士對(duì)地圖學(xué)的定位闡述為：地圖制圖是一種從數(shù)到圖、從圖到人的信息流動(dòng)模型［1］。一幅設(shè)計(jì)精良的地圖，必須充分考慮人作為認(rèn)知主體，對(duì)地理要素的位置、數(shù)量、質(zhì)量、方位、關(guān)系的處理機(jī)制，人的空間認(rèn)知規(guī)律是驅(qū)動(dòng)地圖制圖學(xué)發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵［2-4］?！坝?jì)算機(jī)地圖制圖”課程的理論部分僅8個(gè)課時(shí)，所以在理論課講授環(huán)節(jié)，必須將教材章節(jié)進(jìn)行適當(dāng)刪減和順序調(diào)整，設(shè)計(jì)較為平緩的知識(shí)學(xué)習(xí)曲線，使非GIS專業(yè)學(xué)生更易接受。

“計(jì)算機(jī)地圖制圖”作為科普應(yīng)用型的專業(yè)選修課時(shí)，定位不同于GIS專業(yè)的基礎(chǔ)課程，應(yīng)略過計(jì)算機(jī)制圖原理內(nèi)容，將課程講授的重點(diǎn)放在數(shù)字地圖產(chǎn)品的生產(chǎn)方式上，重點(diǎn)講授地圖的制作過程，關(guān)注農(nóng)林、旅游等應(yīng)用案例中的地理信息如何在有限的地圖上科學(xué)高效地表達(dá)，關(guān)注學(xué)生對(duì)于地理信息的理解和展示方式。

三、教學(xué)內(nèi)容和節(jié)奏的創(chuàng)新改革

為充分利用“計(jì)算機(jī)地圖制圖”課程的32個(gè)課時(shí)（其中理論課時(shí)8個(gè)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)24個(gè)），課程教學(xué)從學(xué)生對(duì)地圖的認(rèn)知習(xí)慣出發(fā)，到接受地圖制圖基本知識(shí)，再到理解地圖制圖中的一些關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，最后到主觀實(shí)踐環(huán)節(jié)，地圖制圖知識(shí)遵循接受—理解—?jiǎng)?chuàng)造的學(xué)習(xí)規(guī)律，并設(shè)計(jì)合理的知識(shí)難度梯度，讓非GIS專業(yè)學(xué)生得到較為平緩的知識(shí)學(xué)習(xí)反饋曲線。

（一）地圖閱讀環(huán)節(jié)

平緩的知識(shí)學(xué)習(xí)過程一般是由學(xué)生已經(jīng)掌握的舊有的知識(shí)向待學(xué)習(xí)的陌生知識(shí)點(diǎn)遷徙。因此，在本課程的地圖閱讀環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生閱讀普通地圖及專題地圖，建立關(guān)于地圖符號(hào)表示、地圖編制內(nèi)容的感性認(rèn)知，并觀察同一地理區(qū)域不同坐標(biāo)系、不同比例尺的地圖表示差別，建立關(guān)于地圖坐標(biāo)系、地圖投影的感性認(rèn)知，使學(xué)生能夠在最短時(shí)間內(nèi)了解本門課程知識(shí)的主要重點(diǎn)和難點(diǎn)。

地圖坐標(biāo)系是隱含知識(shí)點(diǎn)，在紙質(zhì)地圖上無法直觀地了解地圖坐標(biāo)系原理，需要結(jié)合專業(yè)GIS軟件演示才能讓學(xué)生熟悉地圖坐標(biāo)框架體系。在地圖上，地圖符號(hào)這一知識(shí)點(diǎn)最為直觀。地圖符號(hào)包含地圖符號(hào)的設(shè)計(jì)和制作、地圖上信息的表示方法等。地圖編繪是完整的地圖生產(chǎn)過程，包括地圖的制圖內(nèi)容和資料準(zhǔn)備、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、內(nèi)容設(shè)計(jì)、圖面設(shè)計(jì)、制圖工藝方案等，在本環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在閱讀地圖的過程中對(duì)地圖編制的知識(shí)點(diǎn)有感性認(rèn)知，串聯(lián)起各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，具體的學(xué)習(xí)需要在實(shí)踐環(huán)節(jié)加強(qiáng)。

（二）階梯式知識(shí)模塊設(shè)計(jì)

“計(jì)算機(jī)地圖制圖”涉及“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”“GIS概論”“地圖學(xué)”“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”等課程的知識(shí)點(diǎn)。非GIS專業(yè)學(xué)生缺乏前導(dǎo)課程的知識(shí)基礎(chǔ)作支持，在“計(jì)算機(jī)地圖制圖”授課時(shí)應(yīng)做簡(jiǎn)化教學(xué)，講解入門層次的地圖制圖知識(shí)點(diǎn)和地圖學(xué)的通識(shí)概念，主要包括地圖學(xué)的坐標(biāo)系和投影、數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系及地圖設(shè)計(jì)編繪等知識(shí)點(diǎn)。

“計(jì)算機(jī)地圖制圖”作為地圖學(xué)課程方陣群中的重要課程，知識(shí)點(diǎn)具備擴(kuò)展性，因此，學(xué)生需要具備發(fā)散思維。用科學(xué)可視化作主線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生從數(shù)字?jǐn)U展到圖形圖像，圖形圖像又能反映科學(xué)規(guī)律的觀察，從中建構(gòu)自己的空間想象能力。本門課程旨在引導(dǎo)學(xué)生理解地圖學(xué)體系的重要知識(shí)點(diǎn)，盡快地掌握制圖知識(shí)，所以知識(shí)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)科學(xué)地分解和簡(jiǎn)化為接受型知識(shí)點(diǎn)、理解型知識(shí)點(diǎn)和創(chuàng)造型知識(shí)點(diǎn)三個(gè)階梯層次（如圖1所示）。其中，接受型知識(shí)點(diǎn)包括地圖投影和坐標(biāo)系、普通地圖和專題地圖的表示方法、地圖符號(hào)設(shè)計(jì)、地圖圖層；理解型知識(shí)點(diǎn)要求學(xué)生能夠理解空間信息的數(shù)形結(jié)合表達(dá)、地圖布局和地圖版面設(shè)計(jì)、地圖數(shù)據(jù)組織方式、地圖數(shù)據(jù)來源；創(chuàng)造型知識(shí)點(diǎn)要求學(xué)生在掌握基礎(chǔ)制圖知識(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)揮主觀能動(dòng)性，收集并分析專題地圖制圖資料、設(shè)計(jì)專題地圖數(shù)據(jù)庫，且能夠進(jìn)行多來源地理數(shù)據(jù)制圖。在這些知識(shí)點(diǎn)中，地圖投影與地理坐標(biāo)系是地圖知識(shí)方陣中的難點(diǎn)內(nèi)容，在講授過程中要注重概念代替和數(shù)形結(jié)合思想，給學(xué)生閱讀電子球面地圖和平面方里網(wǎng)地圖，讓學(xué)生形成關(guān)于球面坐標(biāo)和平面坐標(biāo)的感性認(rèn)知，再利用教學(xué)演示動(dòng)畫，形象化地說明從曲面地理坐標(biāo)到平面地圖坐標(biāo)的拉伸變形過程。最后實(shí)操演示如何在ArcGIS軟件中查看規(guī)范地圖的坐標(biāo)點(diǎn)信息，演示如何做地理坐標(biāo)校正處理。讓學(xué)生形成從空間感性到邏輯理性的認(rèn)知過程。

在創(chuàng)造型知識(shí)點(diǎn)的講授過程中，根據(jù)學(xué)生的專業(yè)背景設(shè)計(jì)地圖制作作業(yè)。如旅游管理專業(yè)的學(xué)生可布置旅游地圖的設(shè)計(jì)與制作，在課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)為學(xué)生提供江西省旅游地圖的設(shè)計(jì)素材和范例地圖，引導(dǎo)學(xué)生從模仿到創(chuàng)造，制作自定義的旅游地圖。

四、實(shí)踐環(huán)節(jié)

當(dāng)前地圖的信息傳播方式已從專門部門制作地圖分發(fā)的廣播式向自媒體時(shí)代人人皆為地圖制圖者的散點(diǎn)分發(fā)式轉(zhuǎn)變，數(shù)字地圖制圖技術(shù)從過去的實(shí)驗(yàn)室繪圖審圖向電子網(wǎng)頁制圖快速出版轉(zhuǎn)變，在眾源地圖時(shí)代，越來越多的非GIS專業(yè)人士在設(shè)計(jì)和使用地圖，這一趨勢(shì)要求地圖制圖類課程能夠設(shè)計(jì)一些應(yīng)用，幫助非GIS專業(yè)背景的學(xué)生快速掌握地圖制圖技術(shù)。

“計(jì)算機(jī)地圖制圖”課程有24個(gè)實(shí)踐課時(shí)，其中，12個(gè)課時(shí)作為基礎(chǔ)練習(xí)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，做分章節(jié)基礎(chǔ)練習(xí)，包括熟悉GIS制圖軟件界面和基礎(chǔ)功能、地圖編制過程中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、為地理數(shù)據(jù)配置和轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系、地圖數(shù)據(jù)處理與編輯四個(gè)小節(jié)。此部分為GIS軟件操作基礎(chǔ)知識(shí)，需要學(xué)生熟練掌握。另外12個(gè)課時(shí)作為學(xué)生自主設(shè)計(jì)制作地圖的課時(shí)。本課程為學(xué)生設(shè)計(jì)了南昌市公交線路圖制作、北京市出租車時(shí)空分布圖制作和江西省地形模型的制作三個(gè)題目，學(xué)生可自由組隊(duì)選擇一個(gè)題目，利用GIS地圖制圖軟件工具，以模擬競(jìng)賽的形式制作自己的地圖案例，并講述地圖設(shè)計(jì)的思路。在此環(huán)節(jié)，學(xué)生需要練習(xí)的技能包括地理數(shù)據(jù)搜集、地理數(shù)據(jù)處理、地理數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換與多源數(shù)據(jù)的集成，分析制圖需求、設(shè)計(jì)地圖編制內(nèi)容、設(shè)計(jì)地圖符號(hào)庫、針對(duì)行業(yè)應(yīng)用需求設(shè)計(jì)地圖專題表達(dá)內(nèi)容和可視化分析內(nèi)容等。

實(shí)踐環(huán)節(jié)起著連接理論知識(shí)與項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)際需求的作用，能夠幫助學(xué)生理解知識(shí)、消化知識(shí)，進(jìn)而把知識(shí)同化為自身空間認(rèn)知體系的一部分，形成感性的空間理解經(jīng)驗(yàn)，起到“授人以魚不如授人以漁”的教學(xué)效果。

五、教學(xué)總結(jié)

“計(jì)算機(jī)地圖制圖”課程在本校旅游管理專業(yè)和農(nóng)業(yè)資源專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐過程中，已總結(jié)出一套有效的從易到難、從科普性知識(shí)點(diǎn)到專業(yè)制圖知識(shí)點(diǎn)的螺旋式提升的教學(xué)模式，理論環(huán)節(jié)和實(shí)踐環(huán)節(jié)緊緊相扣。在理論環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)要講授入門的地圖學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，包括地圖坐標(biāo)系和投影、地理數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)的采集、電子地圖的設(shè)計(jì)四個(gè)章節(jié)的部分內(nèi)容，在有限的課時(shí)內(nèi)充分精簡(jiǎn)課程教材中過于專業(yè)的理論闡述段落，用科普語言讓學(xué)生熟悉地圖學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)，充分激發(fā)學(xué)生的動(dòng)手興趣，模擬GIS學(xué)科應(yīng)用競(jìng)賽，讓學(xué)生分組互助制作地圖，展示地圖作品并相互答辯，使教師在學(xué)生動(dòng)手交流合作的過程中了解學(xué)生掌握知識(shí)的情況。在本門課程的實(shí)踐答辯環(huán)節(jié)中，學(xué)生的不足主要集中在專題地理數(shù)據(jù)的獲取受限和遙感影像數(shù)據(jù)的處理技術(shù)方面，這部分內(nèi)容還需要學(xué)生進(jìn)行測(cè)繪和GIS類后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

目前多平臺(tái)、多工具的地圖學(xué)習(xí)資料比較豐富，這些網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的地圖學(xué)課程視頻能夠?yàn)閷W(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)提供了良好的參考。學(xué)生的自學(xué)潛能到底發(fā)揮了多少？在教學(xué)總結(jié)環(huán)節(jié)，學(xué)生提供的反饋信息能夠給出答案。課程圍繞接受型、理解型和創(chuàng)造型三個(gè)層次的知識(shí)設(shè)計(jì)了調(diào)查問卷，以了解學(xué)生掌握的程度，對(duì)哪些知識(shí)點(diǎn)更感興趣等，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1中，星號(hào)越多表示得分越高，例如，知識(shí)點(diǎn)難度這個(gè)觀察維度下，投影和坐標(biāo)系為三顆星，表示學(xué)生認(rèn)為這個(gè)知識(shí)點(diǎn)較難；軟件操作界面知識(shí)點(diǎn)在自學(xué)資源豐富性這個(gè)維度上，學(xué)生打分結(jié)果為三顆星，表示軟件操作界面的網(wǎng)絡(luò)自學(xué)資源較多。

結(jié)語

“計(jì)算機(jī)地圖制圖”課程立足于計(jì)算機(jī)地圖制圖的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的地圖制作技術(shù)。在地圖的擴(kuò)展閱讀環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生了解國內(nèi)外地圖制圖領(lǐng)域的新進(jìn)展，結(jié)合自身的專業(yè)知識(shí)背景，開展多種地理來源、多種表達(dá)方式、多種傳播媒介的地圖閱讀，在自身理解的基礎(chǔ)上，利用制圖工具傳達(dá)地理要素和地理規(guī)律互相作用、地理對(duì)象這一概念在具體應(yīng)用領(lǐng)域的體現(xiàn)。在實(shí)踐環(huán)節(jié)鼓勵(lì)學(xué)生嘗試開源制圖工具和地理數(shù)據(jù)。課程教學(xué)由知識(shí)的單向灌輸型轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生制圖需求為主導(dǎo)的師生雙向流動(dòng)型。鼓勵(lì)學(xué)生使用超圖、天地圖等國產(chǎn)開源地圖網(wǎng)站的網(wǎng)絡(luò)制圖功能，充分利用已有的地圖資源，制作自己的網(wǎng)絡(luò)共享地圖。

參考文獻(xiàn)

［1］高俊.地圖學(xué)四面體：數(shù)字化時(shí)代地圖學(xué)的詮釋［J］.測(cè)繪學(xué)報(bào)，2004（1）：6-11.

［2］ 閭國年，俞肇元，袁林旺，等.地圖學(xué)的未來是場(chǎng)景學(xué)嗎？［J］.地球信息科學(xué)學(xué)報(bào)，2018，20（1）：1-6.

［3］黃曉君.地圖學(xué)課程傳統(tǒng)教學(xué)方法的改革探討［J］.教育教學(xué)論壇，2019（47）：117-118.

［4］朱宇，趙梅芳，朱良軍.“地理信息系統(tǒng)”愛國主義課程思政探索［J］.教育教學(xué)論壇，2023（13）：13-16.

Research on Popularized Teaching of Computer Aided Cartography Course

HUANG He-sheng， HUANG Hong-sheng， DUAN Ping

（College of Land Resources and Environment， Jiangxi Agricultural University， Nanchang， Jiangxi 330045， China）

Abstract： Jiangxi Agricultural University’s Geography Information Science department is committed to the advancement of agricultural applications and offers benefits to majors in agriculture， forestry， and tourism by offering expert instruction in fundamental cartography. Beginning with real-world cartographic application needs， computer cartography， a foundational course in the geography information science discipline， faces the difficult problem of how to apply scientifically effective popular science teaching for non-surveying professional students who lack cartographic knowledge. Respecting students’ knowledge learning curves， creating a learning gradient from acceptance to understanding to creation， and implementing popular science promotion teaching of cartography courses through mutual feedback between teaching and learning are all highlighted in research on computer cartographic teaching.

Key words： cartography; popularized teaching; learning gradients