◆李 晶 劉 獻(xiàn) 趙艷玲

(中國礦業(yè)大學(xué)〈北京〉地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院)

專題地圖編制實(shí)習(xí)內(nèi)容與指導(dǎo)方法探討

◆李 晶 劉 獻(xiàn) 趙艷玲

(中國礦業(yè)大學(xué)〈北京〉地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院)

專題地圖編制，是測繪工程、地理信息系統(tǒng)、地理科學(xué)等相關(guān)專業(yè)本科生應(yīng)該掌握的專業(yè)技能，綜合實(shí)習(xí)是掌握此項(xiàng)技能的重要環(huán)節(jié)之一。介紹了基于建構(gòu)主義指導(dǎo)思想設(shè)計的專題地圖編制實(shí)習(xí)內(nèi)容體系及相應(yīng)的實(shí)習(xí)指導(dǎo)方法。該教學(xué)模式在實(shí)際實(shí)習(xí)指導(dǎo)過程中激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和獨(dú)創(chuàng)性思維，提高了學(xué)生的綜合能力，取得了滿意的效果。

專題地圖 實(shí)習(xí)指導(dǎo) 方法探討 建構(gòu)主義

一、引言

建構(gòu)主義認(rèn)為，教學(xué)不是知識的傳遞，而是知識的處理和轉(zhuǎn)換;學(xué)習(xí)不是由教師把知識簡單地傳遞給學(xué)生，而是由學(xué)生自主建構(gòu)形成的過程?；诮?gòu)主義的教學(xué)模式，教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為中心，教師起組織、指導(dǎo)和促進(jìn)的作用。因此，在教學(xué)中為了發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)習(xí)興趣，有必要豐富教學(xué)內(nèi)容，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)。本文圍繞教學(xué)目標(biāo)，基于建構(gòu)主義思想，設(shè)計了相關(guān)實(shí)習(xí)內(nèi)容并總結(jié)提煉了相關(guān)實(shí)習(xí)指導(dǎo)方法，以促進(jìn)同行交流。

二、實(shí)習(xí)目標(biāo)與任務(wù)設(shè)計

1.總體教學(xué)目標(biāo)

專題地圖作為空間信息的圖形表達(dá)以及認(rèn)知和分析研究的手段，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科學(xué)研究、國防軍事等部門越來越受重視，在分析評價、預(yù)測預(yù)報、規(guī)劃設(shè)計、決策管理等領(lǐng)域也發(fā)揮著日益重要的作用。通過專題地圖編制相關(guān)章節(jié)的課堂教學(xué)，學(xué)生了解了專題地圖發(fā)展歷程及其現(xiàn)狀，并重點(diǎn)學(xué)習(xí)了專題地圖數(shù)據(jù)源類型、數(shù)據(jù)獲取與處理、底圖編制、專題要素表達(dá)方法、圖版設(shè)計、專題地圖應(yīng)用等相關(guān)理論知識。課程實(shí)習(xí)的目標(biāo)則是通過完成綜合實(shí)踐題目，加深對專題地圖編制理論的理解并培養(yǎng)和提高制圖技能。

2.實(shí)習(xí)任務(wù)設(shè)計

圍繞總體目標(biāo)，設(shè)計了相互關(guān)聯(lián)的三類任務(wù)板塊(見圖1)。一是單項(xiàng)技能實(shí)驗(yàn)，包括空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、地圖數(shù)字化、專題數(shù)據(jù)管理與預(yù)處理、圖面配置等，目標(biāo)是使學(xué)生了解計算機(jī)制圖應(yīng)具有的一般流程并學(xué)會相關(guān)的技能，了解容易出錯的操作環(huán)節(jié)并掌握規(guī)避和糾錯的技巧。該模塊以練為主，講練結(jié)合;二是編圖技能綜合實(shí)習(xí)，包括編圖大綱撰寫、底圖編制、專題要素表達(dá)、地圖整飾等，即讓學(xué)生綜合運(yùn)用板塊一的各項(xiàng)技能，完成一幅專題圖的編制任務(wù)，教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生綜合制圖的能力，以及分析問題和解決問題的能力。該模塊以學(xué)生獨(dú)立設(shè)計和實(shí)現(xiàn)為主，答疑為輔;三是地圖應(yīng)用實(shí)習(xí)，通過該模塊的教學(xué)，使學(xué)生切身體驗(yàn)到現(xiàn)代地圖的魅力，即作為“人類的第二語言”，它不是靜態(tài)的、死板的，而是可以與人類對話互動，能對“查詢”給出響應(yīng)，且可以通過表象的地圖信息分析挖掘，得出空間規(guī)律性的或未來變化趨勢的信息，教學(xué)目標(biāo)是增強(qiáng)學(xué)生地圖情感和培養(yǎng)用圖意識，該模塊以講為主，講練結(jié)合。三個內(nèi)容板塊，編圖技能綜合實(shí)習(xí)板塊是中心;單項(xiàng)技能實(shí)驗(yàn)板塊是基礎(chǔ)，服務(wù)于中心板塊;地圖應(yīng)用實(shí)習(xí)是中心板塊的延伸，屬于拓展任務(wù)板塊。

圖1 實(shí)習(xí)任務(wù)關(guān)系圖

三、實(shí)習(xí)內(nèi)容與進(jìn)度安排

1.單項(xiàng)技能實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在實(shí)習(xí)過程中，我們針對該模塊分項(xiàng)任務(wù)采用了同一的數(shù)據(jù)(比例尺為1︰10000某縣土地利用現(xiàn)狀分幅圖，柵格數(shù)據(jù))，其優(yōu)點(diǎn)是前后內(nèi)容關(guān)聯(lián)，整個模塊的實(shí)驗(yàn)成果是完整的地圖作品，有助于加深學(xué)生對各單項(xiàng)技能實(shí)驗(yàn)作用及其相關(guān)性的理解。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下:

(1)空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是專題地圖編制的基礎(chǔ)，主要涉及地圖配準(zhǔn)、投影變換、數(shù)據(jù)格式變換等;

(2)地圖數(shù)字化，使學(xué)生熟悉GIS制圖時分主題、按要素特征(點(diǎn)、線、面)組織圖層的方法，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括屏幕數(shù)字化點(diǎn)、線和面狀要素，以及圖形的非拓?fù)渚庉嫼屯負(fù)渚庉嫷?

(3)專題數(shù)據(jù)管理與預(yù)處理，包括屬性數(shù)據(jù)的錄入、編輯，以及數(shù)據(jù)的簡單分類與分級處理。其中分級處理，可以選取某一類要素如鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政地域面積等進(jìn)行數(shù)據(jù)處理練習(xí);

(4)圖面配置，重點(diǎn)是主圖外要素添加，如圖名、圖例、指北針、比例尺、圖幅邊框等。

2.專題地圖編制技能綜合實(shí)習(xí)

根據(jù)建構(gòu)主義教學(xué)思想，該實(shí)習(xí)模塊采取目標(biāo)式訓(xùn)練方式。首先，向?qū)W生講清任務(wù)，即完成“中國人口狀況圖”的編制，圖上要表達(dá)的專題內(nèi)容是2009年中國各省(自治區(qū)、自轄市)人口總量、三大產(chǎn)業(yè)人口構(gòu)成和人口密度;其次，引導(dǎo)學(xué)生主動思考人口專題地圖的特點(diǎn)和人口專題地圖編制所需資料;然后，和學(xué)生共同討論專題地圖編制關(guān)鍵步驟，給予學(xué)生正確的引導(dǎo);最后，讓學(xué)生獨(dú)立完成中國人口專題地圖編制的全部任務(wù)，包括資料獲取、底圖編制、專題要素表達(dá)(要求學(xué)生配合使用2～3種制圖方法)、地圖整飾等，教師僅起協(xié)助指導(dǎo)的作用。這個過程，可以充分培養(yǎng)學(xué)生自我思考、主動創(chuàng)新和自主建構(gòu)知識體系的能力。學(xué)生雖然感覺該任務(wù)有難度，但基于模塊一的知識經(jīng)驗(yàn)，還是能夠圓滿地完成任務(wù)和實(shí)現(xiàn)預(yù)定教學(xué)目標(biāo)。

3.地圖應(yīng)用實(shí)習(xí)內(nèi)容

作為拓展模塊，僅設(shè)計了簡單的實(shí)習(xí)內(nèi)容。模塊二的實(shí)習(xí)成果“中國人口狀況專題圖”作為模塊三的實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)，這樣可以延長知識鏈，進(jìn)一步強(qiáng)化知識體系的建構(gòu)并使教學(xué)效果提升鞏固。一是地圖查詢和統(tǒng)計，設(shè)計訓(xùn)練題目遵循的原則是由易到難，先是單約束查詢，再到雙約束、多約束條件查詢，最后是空間統(tǒng)計的題目;二是地圖分析，GIS的空間分析功能非常強(qiáng)大，實(shí)習(xí)過程中僅能以點(diǎn)帶面，讓學(xué)生領(lǐng)略一二，知道學(xué)有所用后，興趣迸發(fā)自然就水到渠成。以選址問題為例，可以設(shè)計這樣的題目:為推進(jìn)農(nóng)業(yè)人口集中省份的工業(yè)化和城市化進(jìn)程，擬建設(shè)大型工業(yè)項(xiàng)目吸納農(nóng)村人口就業(yè)，選址區(qū)域的要求:(1)所在省份第一產(chǎn)業(yè)人口比重超過55%;(2)所在省區(qū)水域面積相對較大，居全國前50%;(3)距離省會城市方圓100公里以內(nèi)。

4.進(jìn)度安排

上述任務(wù)是針對3周(15天)實(shí)習(xí)設(shè)計的，執(zhí)行過程中，三個模塊耗時分別是6天、4天、2天，其余3天時間在完成實(shí)習(xí)報告基礎(chǔ)上，給學(xué)有余力的學(xué)生增加了地圖投影變換、專題表達(dá)方法實(shí)現(xiàn)和符號設(shè)計、空間分析等內(nèi)容。

四、實(shí)習(xí)指導(dǎo)方法

基于建構(gòu)主義理論和專題地圖編制的自身特點(diǎn)，筆者也初步探索出了一些有益的指導(dǎo)方法。

1.邊做邊講，理論結(jié)合實(shí)踐

所謂“邊做邊講”，就是由指導(dǎo)教師按操作步驟帶著全體學(xué)生操作，同時穿插講解關(guān)鍵的理論和原理。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)階段對理論知識已經(jīng)有了一定的認(rèn)識，指導(dǎo)教師在實(shí)習(xí)講解時稍加引導(dǎo)學(xué)生即可理解。如在實(shí)習(xí)模塊一中的圖像配準(zhǔn)操作中，如果采用“先講后做”的做法，學(xué)生聽完后也只有抽象印象，這時放手讓學(xué)生自己去操作，他們往往會茫然失措并錯誤迭出，到頭來仍要帶著學(xué)生重新操作。而采用“先做后講”甚至是“只做不講”的做法，學(xué)生“只知以為然而不知所以然”，對操作步驟的理解記憶只能事倍功半。實(shí)踐證明，對某些環(huán)節(jié)和內(nèi)容而言，采用“先做后講”的方法指導(dǎo)實(shí)習(xí)能起到事半功倍的滿意效果，尤其在實(shí)習(xí)指導(dǎo)的初期階段。

2.先合作后獨(dú)立，合作與獨(dú)立并舉

學(xué)生接觸新任務(wù)時會感覺比較陌生，此時可以采取合作的形式完成，此外對大量重復(fù)、繁雜的內(nèi)容為節(jié)省時間也應(yīng)合作完成;在學(xué)生對任務(wù)有一定程度的了解時，則要求學(xué)生獨(dú)立完成，培養(yǎng)獨(dú)立解決問題的能力。如模塊一工作量集中的內(nèi)容“土地利用現(xiàn)狀圖矢量化”，學(xué)生采取二人合作的方式完成，這一過程中學(xué)生可以相互交流，取長補(bǔ)短，加快對操作流程的熟悉和階段任務(wù)的完成;基于模塊一的知識經(jīng)驗(yàn)，模塊二則要求學(xué)生獨(dú)立完成，這有助于學(xué)生自主構(gòu)建知識模型和主動探索問題，并增強(qiáng)知識技能的循環(huán)鞏固。實(shí)踐證明，采用先合作后獨(dú)立，合作結(jié)合獨(dú)立的指導(dǎo)方法，有助于又好又快的達(dá)到實(shí)習(xí)目的。此外，對于大規(guī)模專題地圖編制任務(wù)，本身就是一個團(tuán)隊(duì)合作的項(xiàng)目，在培養(yǎng)專題制圖技能的同時培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，可以達(dá)到一箭雙雕的效果。

3.先講后聽，講結(jié)合聽

所謂“先講后聽”，是指在開始的“集中”階段指導(dǎo)教師先對操作流程和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行“邊做邊講”方式的講解和演示，之后在“分散”階段讓學(xué)生多想多說，指導(dǎo)教師以聽為主，協(xié)助為輔。在民主、平等與合作的師生關(guān)系氛圍中，有助于激學(xué)生的學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。以模塊三“某項(xiàng)目選址”任務(wù)為例，學(xué)生經(jīng)過“新建項(xiàng)目選址”操作，雖然有了一定的理解，但在繼續(xù)探索過程中仍會遇到五花八門的問題。此時，指導(dǎo)教師應(yīng)該以聽為主，讓學(xué)生自己解釋問題的可能原因并思考和探尋解決方法;遇到學(xué)生不能解決的問題時，指導(dǎo)教師應(yīng)是輔導(dǎo)，協(xié)助和引導(dǎo)學(xué)生解決問題。在每完成一個實(shí)習(xí)任務(wù)后，指導(dǎo)教師及時進(jìn)行總結(jié)，以向?qū)W生反饋信息并交換實(shí)習(xí)意見，了解學(xué)生的所得和所需，以便之后的實(shí)習(xí)指導(dǎo)相應(yīng)做出靈活的變換或調(diào)整。

五、結(jié)語

專題地圖編制實(shí)習(xí)，用建構(gòu)主義理論指導(dǎo)教學(xué)十分合適。設(shè)計適宜的邏輯內(nèi)容體系并盡量采用同一或前后關(guān)聯(lián)的實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)，有助于學(xué)生明確知識聯(lián)系、延伸知識鏈和自主建構(gòu)知識體系。本文談及的實(shí)習(xí)內(nèi)容板塊體系以及相應(yīng)的指導(dǎo)方法，實(shí)踐證明，在培養(yǎng)學(xué)生綜合制圖能力、主動探索和解決問題能力等方面是行之有效的。其設(shè)計思想無論是對于幾學(xué)時的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還是持續(xù)數(shù)天的綜合實(shí)習(xí)，都有可資借鑒之處。但對于各環(huán)節(jié)具體任務(wù)和題目設(shè)計方面，仍有待于進(jìn)一步完善。

［1］王效梅.建構(gòu)主義視域下高校師生關(guān)系的重建［J］.現(xiàn)代教育科學(xué)，2010，(5).

［2］劉萬青，劉詠梅，袁勘省.數(shù)字專題地圖［M］.北京:科學(xué)出版社，2011.

［3］池建.精通ArcGIS地理信息系統(tǒng)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2011.

中國礦業(yè)大學(xué)(北京)2008教學(xué)改革項(xiàng)目，項(xiàng)目編號:J080102。