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摘要：地图学原理作为测绘工程、地信工程、人文地理与城乡规划等专业课程的重要基础课，在如今的多源化信息时代中正面临着一些机遇和挑战。本文从当前地图学原理教学的内容和方式这两方面出发，探讨了地图学原理在多源化信息时代下应做出的调整与改进，即在教学内容上的丰富性，教学方式的多样性，以及多源化教学方式的综合运用，从而进一步推进地图学课程的教学改革和教学水平的提高。
关键词：地图学原理；多源化；信息时代；教学改革
本文引用格式：贾燕，等.多源化信息时代地图学原理课程教学改革与实践[J].教育现代化,2020,7(44):78-80.
一 引言
地图学原理是一门讲授地图学、制图、地图分析与应用等相关基本原理、方法和应用的课程，是测绘工程、地理信息系统、人文地理与城乡规划等专业课程体系的一门重要的专业基础课。该课程一般以“数据库技术与应用”“手工绘图基础”“自然地理学”为先修课程。同时开设的课程一般有“计算机辅助制图”“人文地理学”“遥感原理与方法”“城市地理学”等课程。作为一门联系地图制图、地理信息系统设计以及毕业设计的专业基础课，其目的主要是培养学生具备普通地图和专题地图等地图认知、综合分析应用以及制作的能力。这门课程涉及的内容范围广，部分内容较难理解,特别是在地图投影、Arcgis制图和地图应用分析这部分。随着大数据和信息时代的发展，地图学制图的数据和应用范围不再局限于测绘地理信息方面的数据和应用，还包括了各种种类繁多的卫星遥感、车载导航类的数据。也就是说，随着科技的进步和信息时代的发展，各式各样的传感器所提供的数据都可以成为地图学制图的数据源。不仅如此，大数据时代还给我们带来了多源化的教学方式，丰富了地图学教学的相关内容，也给地图学原理这门课程带来了更多的机遇和可能性。现针对于地图学教学相关的内容，谈谈其在多源化信息时代背景下教学内容和方式的改革。
二 多源化遥感数据的应用
传统地图学理论知识的讲授，特别是实践课的内容，数据源多来自于相关规划设计单位的普通、专题地图、统计数据或者各种档案文字。在多源信息时代背景下，特别是遥感技术的飞速发展，给地图学教学的内容增添了更多的可能性。
遥感的全称是“遥感科学与技术”，其是指非接触的，可以通过远距离探测物体的技术。一般利用电磁波的辐射、反射特性进行测量。在大学本科生和研究生的地图学教育和研究中起着重要作用。特别是随着SVGA，IDRISI之类的低成本图像处理软件的可用性不断提高，通过使用多种多样的遥感数据，学生可以从另外一个角度观察地球的变化过程，从而增强他们对人类和环境相互作用的认知，进一步加强他们对地图学原理相关概念的理解[1]。更进一步的讲，使用遥感数据有许多优点[2]。与大多数其他形式的视觉辅助工具相比，学生更喜欢使用遥感数据，例如，法国SPOT卫星所拍摄的香港卫星影像图，其最高分辨率可达到5米。跟传统地图相比，不仅色彩丰富，分辨率高，遥感影像也保留了更多的实地信息。
遥感技术还允许在非常大的尺度关系条件下，比如以天气尺度检查地球要素之间的关系，以及可以顺序获取图像，从而提供随时间变化的环境以及地表变化情况，进一步帮助学生理解自然和人为变化情况。虽然使用遥感数据具有诸多好处与优势，但是遥感信息的使用也存在着一定的局限性，例如，使用遥感图像需要通过教师的解释，而不是简单的阅读图像。在这个层面上，教师是否具有丰富的经验就起到了关键性的作用。不过，针对于这方面的问题，NCGE，EOSAT和NASA等一系列研究组织最近已采取了许多措施，试图为教师们改变和提高这些遥感数据的可用性和性质。比如，GEO/SAT项目、PATHWAYS出版物、新的NCGE/GPN幻灯片组和激光磁盘上的航天飞机摄影作品，这些出色的基于遥感技术的新产品，可以更大程度上迎合地图学的教学方式和内容。不仅如此，NCGE PATHWAYS的出版物为教授地图学相关课程的教师提供八张幻灯片格式的遥感图像，并为每幅图像提供相应详细的教学计划。自1982年以来，美国航天局（NASA）航天飞机摄影的激光磁盘收藏了包括大约92,000张航天飞机宇航员记录的地球数字化照片[2]。NCGE研究机构现在也正在探索开发一些可以与该激光盘一起使用的方法。由此我们可以看到，遥感科学与技术日新月异的发展，丰富着地图学相关的教学内容和资料。作为教师也应该及时吸取专业领域里的新知识和理念，以实现地图学相关内容的不断更新。
三多源化教学方式的使用
在现代社会，信息时代的发展一直依赖着计算机技术的发展，地图学理论、制图都处于关键时刻。借助于信息技术的发展，我们可以为学生提供和增加学习的新机会。随着地理信息系统，遥感和计算机制图学中新的空间分析技术的出现。各部分的教学内容都必须找到新方式、新方法，即使在最基本的地图设计层次上，也要尝试利用这些先进的教学方法。课程的设计，尤其是大学课程，需要重新设计一些将空间科学的概念要素联系起来的新内容[3,4]。
计算机软件，辅助材料和图形功能的快速发展使地图学成为新技术的理想合作伙伴。不仅仅是在大学教育中，甚至在中小学的教育中，越来越多的使用了计算机，并且较大比例的青年在家中可以使用计算机。可以说，现代的青少年们是跟着鼠标一起长大的，因此，能够利用现代信息技术非常重要[1]。例如，各种免费的软件(例如Google Earth)和数据（例如人口普查数据）已经广泛的被使用[2]。在地图学的教学和实验中，可以利用这些数据制作专题地图，来展示专题要素中各种表示方法的具体使用规则和异同。特别是，在比较形象化和抽象化的教学章节中，例如传统的地图投影方式多选用理论结合平面图形的方式，讲述地球椭球体与大地测量控制、地图投影的基本理论、常用的地图投影及其应用以及地图投影选择、地图投影变换等。结合现代信息化技术，地图投影中重要的墨卡托投影（图1），就可以利用制作好的动画或视频影像来动态的演示其整个投影的过程，展示投影中经纬线网的变形情况，简化数学公式方面的计算，使学生们更好的理解和记忆。当我们展望未来，硬件和软件将会变得越来越不可见，因此与技术本身相比，更多的重点应当放在利用这些技术来解决地图问题上[3,4]。
位于实验室、寝室和家里的电脑、工作站将成为部分青少年的教育设备，这一天正在迅速临近。除了教师课堂上的授课内容之外，在正规教室之外的，利用计算机技术对地图学的学习将成为未来的规范[5]。有了地图学的相关理论和基础，通过计算机的相关软件，学生能够看到世界的不同区域，甚至可以与这些区域的学生直接互动。除此之外，通过使用卫星定位软件，学生将能够动态的观察到地球的各种变化的地理格局[6]。
四 多源信息化时代下地图学教学内容和方式的调整及建议
（一）理论教学部分
地图学其实更多考验学生的操作能力，让学生如何独立地做出一份有价值的地图才是教学最重要的部分，但理论课的学习有时会稍显枯燥。能提高学生的学习兴趣是解决方法之一，可以在理论授课中穿插当今实时的热点新闻或消息，从现实切入理论，更有趣也更利于学生理解其知识点。除此之外，地图学的演示教学也是提高趣味性的一种，投放不同种类和样式的地图，二维、三维、多维以及不同地图所展现出来的不同特点，可以更直观地在多媒体软件上表示出来。教师可将其与周边实例进行串讲，通过网络上的视频资料、VR体验、课外图书等来让学生能够深度了解地图学的理论知识[7]。
教学内容可以但不仅仅局限于教材本身，可以适当拓展。结合当前信息化的时代特点，拓展基于位置服务方面的实际应用讲解，因为当前时代，物流、外卖、共享单车等业务都是基于位置的各种应用，如果所学仅仅局限于传统静态地图，仅仅描述地理环境特征，是无法与大众生活相衔接，也无法为大众生活创造新思路[8]。这并不意味着传统地图不重要，而是基于对传统地图知识的掌握下，可另外开辟新的内容。
（二）上机实践部分
上机实践课的内容相对单一、时间短，而书本上内容是十分丰富的。我们在进行实践教学的相关操作时，往往只就一个知识点的内容进行操作，没有展开。对于相关内容进行扩展以及充分的联系实际，才有利于学生理解和掌握相关知识，在今后才能做到脱离课本进行操作。而充分合理的时间安排，更有利于学生反复进行操作，熟悉和掌握牢固。
学习一门学科应该调动全身心，不仅限于手和眼，多听多问也可以促进学习。在上机实践的时候，常常老师已经将数据整理好，步骤写好，然后学生来操作。这样不利于激发学生的创造力和自主学习的能力。实践教学中，老师可以带领学生们去实地勘测、分发调查表以及搜索数据。每个小组完成不同方面的专题地图的制作，并且在最后汇报各小组的专题地图以及讲解其意义等。同时要考虑到不同专业对地图学理论知识的需求不同，各有偏重。但是在数据搜集整理、制图、出图和汇报这些阶段不可缺少。此外，可以鼓励学生用不同的软件来完成专题地图，不必拘泥于同一个软件进行实验操作。一张图由不同的软件进行分析构建可以有更好的学习效果，调动学生的积极性和创造性。所有人都做同一张地图或许便于检查学习进度，但是这也造成了同学之间互相帮助，而缺乏自我思考的过程。可以尝试让学生按地区分组，每一组做不同地区的专题地图，对自己的家乡熟悉可以更好地去尝试学习如何抓取数据，将地图信息化，转移到我们所要做的地图上。
（三）考试内容与形式
操作上机的考试对于地图学原理的课程来讲，更合适些。这不仅包含了学生对于理论知识的掌握运用情况，还包括了对学生动手操作能力的考察。举例来说明，教师可给出几组数据，包含一个或多个城市或身份的某几项统计数据，例如GDP、居民用水量、旅游景点人流量等[9]，由学生自行挑选方向并独立完成一份详细的专题地图，最终上交的内容，包含地图一份、实验步骤以及专题地图的意义或者作用的描述。学生中途不可探讨交流，但可以自行查找书本资料完善实验。
（四）课外活动
鼓励学生多参与相关的课外组织、活动、以及竞赛。在课外的活动或比赛中，学生的紧迫感会提高，激发学生的自学能力。多鼓励学生参加课外的活动或者比赛，有助于促进学生学习的积极性，增长眼界，将地图学学习的知识与组织参加制图比赛活动相结合，既可以完成课程学业，又可以鼓励学生开拓创新，锻炼其自身的综合能力[10]。
总而言之，地图学其实是一门应用型强，需要实践来检验的课程，教学更多的是让学生拥有好奇心去自行探索地图、感知地图的奥妙，许多知识并不是一本教材和几份实验报告能够提供的，激发学生的兴趣、创造力、鼓励学生的自主学习，只有在学生自己的探索下知识才能够牢固地被掌握。使学生具备普通地图和专题地图等地图图像认知的能力，具备地图综合分析应用的能力，具备地图分类及地图制作的能力，以及具备针对特定应用和需求提出地图综合设计方案的能力。
为了充分利用可用于增强地图学教育的多源化的信息技术，我们必须朝着以下方向努力：（1）在各个级别上开发示例性课程材料，将空间技术整合到教学地图中（包括将这些材料与《国家地理标准》联系起来）；（2）创建一组专门研究地理技术应用的导师（教师）；（3）积极寻求各种联合机构和私人公司的资助，以促进基于地理的软件和硬件的传播；（4）制定策略，以确保在使用基于计算机的信息时确保地理数据质量标准和适当的道德规范；（5）促进主要地理组织（美国地理学家协会，国家地理教育委员会，国家地理学会和美国地理学会）之间的技术实施协调。
地图学和多源化信息技术结合的未来确实令人兴奋。通过现代信息技术增强地图学学习的机会是巨大的。我们必须利用这一特殊机会挑战自己，以促进地图学原理这一门专业基础课的教学和改革。
参考文献
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[7]雷文艳.文化多元化背景下澳洲高校教学模式的特点与借鉴——以澳大利亚昆士兰科技大学为例[J].教育现代化,2019,6(44):203-205.
[8]赵新新.应用技术大学内涵下的教学改革研究[J].教育现代化,2019,6(44):111-112.
[9]王晨曦.“互联网+教育”背景下，开展线上线下混合式教学的探讨[J].教育现代化,2019,6(44):68-69.
[10]张雅博,尹秋阳.地方本科高校围绕ACM竞赛培养人才新模式探索[J].教育现代化,2019,6(44):24-25.
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