“美學與技術(shù)雙驅(qū)動”的地圖學教學理念探究

摘要：目的：針對當前地圖學教學多關(guān)注精準制圖而未將其必要的美學特性充分融入課程體系建設(shè)的問題，文章旨在改革地圖學的傳統(tǒng)工科教育模式，通過融合美學教育與工學教育的相關(guān)理論與方法，拓展地圖學課程的內(nèi)容深度和應(yīng)用廣度，并有效提升學生的綜合能力和創(chuàng)新精神。方法：文章分析傳統(tǒng)工科教學模式中地圖學課程教學存在的問題，進而提出一種“美學與技術(shù)雙驅(qū)動”的新型地圖學教學模式。該模式的核心在于強調(diào)藝術(shù)美學與技術(shù)科學并重，實現(xiàn)跨學科知識的融合教學。在課程設(shè)計上，重視理論教學和實踐操作的結(jié)合，通過案例分析、實驗牽引和團隊合作等多種手段，為學生構(gòu)建一套教學相長、智育和美育協(xié)同發(fā)展的科學培養(yǎng)方案。結(jié)果：在實施新教學模式后，學生在地圖設(shè)計和制作方面展現(xiàn)出顯著的創(chuàng)造性和積極性。同時，學生的自主學習能力和團隊協(xié)作精神也得到了顯著提升，課程反饋和學生作品評價均達到預(yù)期。結(jié)論：“美學與技術(shù)雙驅(qū)動”的教學模式能有效提升地圖學教學質(zhì)量和學生的綜合素質(zhì)。這種教學模式不僅促進了學生技術(shù)能力和藝術(shù)審美的全面發(fā)展，還為地圖學教育領(lǐng)域提供了一種創(chuàng)新的教學策略。此外，其還有助于學生更好地適應(yīng)未來多學科融合的學習與工作環(huán)境，有望為學生未來的研究興趣培養(yǎng)和職業(yè)生涯發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：地圖學；美學；視覺設(shè)計；跨學科；育人理念

中圖分類號：G642；P28-4 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）09-00-03

0 引言

當前，針對地圖學課程的教學模式，眾多學者和相關(guān)院校進行了多種創(chuàng)新嘗試，如“產(chǎn)學研用”一體化的教學模式［1］、“案例式”教學方法［2］、課程思政元素融入［3-5］以及信息技術(shù)與地圖學教學的融合［6］等教學改革舉措。這些模式共同展示了教育領(lǐng)域?qū)Φ貓D學教學創(chuàng)新的廣泛探索以及在提高地圖學課程教學質(zhì)量上作出的積極嘗試。盡管這些努力旨在根據(jù)學科特色創(chuàng)新教育教學理念和方法，然而目前大部分研究還是依據(jù)傳統(tǒng)的工科教學定位來設(shè)計培養(yǎng)方案。這種模式往往忽視了地圖學課程藝術(shù)和科學的雙重屬性，也不利于培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)。黃建毅等人（2018）提出地圖學的知識學習亟須融入美學思維［7］。然而，目前該研究僅限于特定知識點的教學設(shè)計，未能解答全課程體系下如何實現(xiàn)美學知識與工程技術(shù)的有機結(jié)合的問題。

要應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，學科交叉是一種極具潛力的解決方案。整合地圖學與計算機科技、環(huán)境科學、視覺藝術(shù)等領(lǐng)域的知識，不僅可以豐富教學內(nèi)容，還可以提升學生的綜合能力，增強他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。本文旨在探討當前傳統(tǒng)工科地圖學教學模式存在的問題，研究如何通過學科交叉，打破傳統(tǒng)工科教學模式的局限，從而探索地圖學教學新模式、激發(fā)課堂活力并促進學生專業(yè)素質(zhì)與綜合能力的全面提升。

1 傳統(tǒng)工科地圖學教學模式存在的問題

地圖學系統(tǒng)研究地圖的理論實質(zhì)、制作方法、分析和使用技能等，涉及測繪學、地理信息科學、計算機圖形學、視覺藝術(shù)和設(shè)計等多個領(lǐng)域。地圖作為人類認識所處環(huán)境的重要工具，在人類生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要作用。因此，地圖學既是測繪地理信息大類學科建設(shè)的核心基礎(chǔ)課程，又是現(xiàn)代素質(zhì)教育中不可缺少的內(nèi)容［8］。在中國測繪學會教育工作委員會和中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會教育與發(fā)展專業(yè)委員會主辦的全國性高等學校測繪學科教學大賽中，多屆比賽都將地圖學作為參賽課程，充分體現(xiàn)了該課程的核心地位。當前開設(shè)地圖學課程的多為具有地理信息和測繪類專業(yè)的高等院校，多數(shù)學校都按照工科培養(yǎng)模式確定課程教學方案。此外，部分土地管理等相關(guān)人文地理學科也將地圖學作為學生素質(zhì)培養(yǎng)的課程［9］，其主要沿用測繪地理信息學科的培養(yǎng)模式，突出其在具體學科領(lǐng)域中的應(yīng)用。綜合當前高校地圖學的教學設(shè)計和實踐來看，基于傳統(tǒng)工科思維的地圖學教學模式主要面臨以下幾個問題。

1.1 重“技”輕“藝”的傳統(tǒng)工科教學模式，無法彰顯地圖學的學科特色

在現(xiàn)有的傳統(tǒng)工科教學模式下，地圖學課程往往側(cè)重于技術(shù)技能的培養(yǎng)，如地圖制作、空間數(shù)據(jù)處理和GIS軟件操作等。這種以技術(shù)技能為核心的教學模式雖然能夠提高學生的操作能力，但忽視了藝術(shù)美學在地圖學中的重要性。地圖不僅是一種技術(shù)產(chǎn)品，還是一種藝術(shù)作品，其設(shè)計和表現(xiàn)須兼顧美觀與實用性。因此，傳統(tǒng)工科教學模式下的地圖學課程往往不能充分展現(xiàn)地圖設(shè)計的藝術(shù)性和創(chuàng)造性，也難以激發(fā)學生在地圖美學方面的興趣和創(chuàng)新思維。

1.2 “學”與“用”分離教學方法，容易使學生喪失學習的自主性

當前地圖學教學多重理論輕實踐，特別是在教學實驗指導和考核過程中，以掌握理論知識和學習基本軟件操作為目標，沒有充分挖掘地圖學課程的實際價值。而將教學與實踐結(jié)合，以特定目標為導向，采用理論聯(lián)系實際、團隊互助協(xié)作的教學模式，既能幫助學生增強學習的自主性，還能輔助教師發(fā)現(xiàn)教學中存在的難點、疑點，進而拓展知識的內(nèi)涵與外延，促進教學相長。

1.3 依賴單學科知識的課程教學設(shè)計，妨礙知識系統(tǒng)建構(gòu)的完備性

地圖學是一個多學科交叉的領(lǐng)域，涉及地理信息科學、計算機技術(shù)、環(huán)境科學、歷史、藝術(shù)等多個學科。然而，當前的地圖學課程常常只依賴測繪和地理信息技術(shù)，學科框架單一，這限制了學生對地圖學知識體系的理解和掌握。單一學科的教學模式不利于學生形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，也難以應(yīng)對復雜的現(xiàn)實問題。尤其在表達、展示自然和人文現(xiàn)象的時候，僅從單學科角度出發(fā)難以深入刻畫表達對象，導致效果不如預(yù)期。

2 “美學與技術(shù)雙驅(qū)動”的教學理念與教學設(shè)計

綜合上述分析，針對現(xiàn)有工科技術(shù)式教學思維主導的傳統(tǒng)地圖學教學模式存在的問題，筆者提出“美學與技術(shù)雙驅(qū)動”的地圖學教學育人新理念。這一理念旨在實現(xiàn)美育相關(guān)知識、人文主義思想與工科技術(shù)思維的有機融合，進而貫徹到課程的教學大綱設(shè)計和課程考核制度的制定與實施中。

基于以上的教學理念，設(shè)計出一套相適應(yīng)的地圖學課程教學大綱，在傳統(tǒng)培養(yǎng)方案中融入地圖美學知識和人文歷史知識。課程體系由以下幾個部分組成。

第一，地圖的數(shù)學基礎(chǔ)。涵蓋地圖投影、數(shù)字測圖、地圖制圖綜合等內(nèi)容，主要論述為保證可量測性和有限空間內(nèi)的地表信息，如何獲取、處理、轉(zhuǎn)換、有目的選取與表示。

第二，地圖的美學基礎(chǔ)。主要由地圖視覺變量、地圖符號和地圖配色，以及如何利用藝術(shù)地圖表達手段進行有效的視覺設(shè)計與組合理論，主要論述如何利用顏色、紋理、形狀等視覺感知信息的合理設(shè)計與有效組合實現(xiàn)地圖的可視化表達，在保證信息精確性的同時，實現(xiàn)地圖美觀可視化呈現(xiàn)。

第三，地圖構(gòu)成與表示方法。主要包括普通地圖、專題地圖的基本知識，以及各類地圖的表示技術(shù)，如地貌表示方法、水系表示方法等。

第四，數(shù)字制圖方法與實踐：著重論述數(shù)字制圖的相關(guān)工具、地圖美學設(shè)計相關(guān)素材和常用地圖制作軟件與流程，具體介紹如何利用各類圖像處理工具、GIS軟件和python編程技術(shù)實現(xiàn)精美數(shù)字地圖制作的一般方法和完整技術(shù)流程。

與此同時，為了貫徹落實教學理念，并及時反饋和評估教學效果和學生掌握情況，還提出針對此教學理念的課程考核方法。將課程設(shè)計為目標引導式的理論與實踐有機結(jié)合的培養(yǎng)方式。具體來說，在課程的引入階段，提出貫穿整個課程教學過程的總體實驗設(shè)計，以校園專題地圖集的制作為總領(lǐng)，以地圖表達的藝術(shù)性和科學規(guī)范性為考察標準，通過分組合作的方式，實現(xiàn)從地圖選題、資料收集、數(shù)據(jù)處理、內(nèi)容組織、符號設(shè)計、頁面排版、幅面優(yōu)化等全流程的學習與實施，幫助學生充分發(fā)揮主觀能動性和團隊組織協(xié)作能力，在掌握基本技能的同時，實現(xiàn)目標驅(qū)動式學習，隨著教學進程的推進，通過學生的不斷溝通與反饋，實現(xiàn)教學相長、學用結(jié)合、師生互動的良性循環(huán)。

3 課程實踐與成效分析

根據(jù)上述提出的教學理念和構(gòu)建的教學培養(yǎng)方案、課程設(shè)計，本校的地理信息科學本科專業(yè)采用了“美學與技術(shù)雙驅(qū)動”的地圖學教學理念與教學設(shè)計新模式。此方案已經(jīng)在一屆學生中進行了完整實踐，驗證了此教學理念的潛力和初步成效。

3.1 實踐出真知，探索激潛能——課程教學安排與主要特色

整個課程的教學安排包括四個獨具特色的環(huán)節(jié)。首先，在課程導言中設(shè)計南郵校園地圖集作品設(shè)計與制作貫穿整個學習過程，以此目標作為授課主線，帶動整個知識體系的構(gòu)建。其次，在課時分配上，按照6∶4的比例開展理論課與實驗課的講授。為了配套理論課的學習，鞏固課堂知識，分別在地圖的數(shù)學基礎(chǔ)、地圖的美學基礎(chǔ)、地圖構(gòu)成與表示方法和數(shù)字制圖方法與實踐各個章節(jié)設(shè)置數(shù)據(jù)收集、戶外調(diào)查、跨專業(yè)學生討論、興趣分組、軟件學習和專題圖制作等環(huán)節(jié)，促進學生在互動式學習中掌握專業(yè)知識和技能，培養(yǎng)學科興趣愛好，激發(fā)學生學習和研究的潛能。再次，為了鼓勵學生積極探索最新學科發(fā)展前沿技術(shù)和研究方向，還設(shè)置了人工智能的計算機視覺技術(shù)與地圖美學相結(jié)合的課外興趣研究特別討論課堂，通過教師演示、圓桌討論互動的方式，向?qū)W生呈現(xiàn)如何利用圖像的風格遷移技術(shù)，實現(xiàn)藝術(shù)作品風格向地圖制作的自動色彩、紋理和符號的轉(zhuǎn)移，充分展現(xiàn)當今技術(shù)在跨學科知識協(xié)同方面的最新探索。最后，此課程將校園地圖制作分為地圖投影、數(shù)據(jù)矢量化、點線面符號設(shè)計、地圖配色設(shè)計、地圖排版設(shè)計和專題出圖等部分進行考察，結(jié)合教師評分和學生互評，評價學生各個環(huán)節(jié)的掌握情況，以及作品的認可度。

從上述的課程安排來看，此教學方案具有如下特色：

一是智育與美育綜合發(fā)展，自主與互助協(xié)同共進；二是理論與實踐有機結(jié)合，眼界與動手操作能力均衡開發(fā)；三是地理學、設(shè)計學和計算機技術(shù)多學科融合，創(chuàng)新性、應(yīng)用性與綜合性全面培養(yǎng)。

3.2 以作品促教學，以合作共成長——培養(yǎng)結(jié)果分析

基于以上教學內(nèi)容設(shè)計和課程作業(yè)安排，經(jīng)過一個學期的授課實踐，學生們較好地完成了課業(yè)，并培養(yǎng)了他們的團隊協(xié)作能力和專業(yè)素養(yǎng)。同時也激發(fā)了學生對于地圖制作和地理信息可視化的研究興趣。部分學生在課程結(jié)束后，將繼續(xù)跟進地圖制作相關(guān)的大學生作品競賽。下文通過分析學生的課程作業(yè)來展現(xiàn)此教學理念的執(zhí)行效果和后續(xù)提升方向。

學生通過自行組隊，將校園地圖集的制作分為多個主題進行分開探索。根據(jù)繪制地圖的類型，各組選擇的主題涉及校園交通地圖制作、校園動植物專題圖制作、校園樓宇專題圖制作、校園服務(wù)設(shè)施專題圖制作以及校園歷史傳承專題圖制作等。各小組選擇一般電子地圖制作、基于手繪的地圖制作和基于繪畫藝術(shù)作品風格遷移的地圖制作等類型。地圖作品風格多樣、內(nèi)容豐富、形式活潑、要素齊全且規(guī)范，95%以上的作品均達到課程教學的預(yù)期效果，其中不乏一些具有創(chuàng)意和美感的地圖。

在未來的教學中，一方面，要加強對中華文化內(nèi)涵底蘊的挖掘，通過地圖制圖學的教與學，補充和構(gòu)建“講好中國故事”的敘事地圖課程；另一方面，通過加強與媒體設(shè)計、美術(shù)學院等相關(guān)專業(yè)師生的合作，共同促進跨專業(yè)聯(lián)合的地圖學教學新模式的探索與實踐。

4 結(jié)語

“我們建設(shè)教育強國的目的，就是培養(yǎng)一代又一代德智體美勞全面發(fā)展的社會主義事業(yè)建設(shè)者和接班人”，這是習近平總書記關(guān)于教育的重要論述。在面向本專業(yè)的具體實踐中，加強多個學科之間的聯(lián)系，在工科教育中融入文科和藝術(shù)學科特色，促進智育和美育的協(xié)同全面發(fā)展是專業(yè)建設(shè)的可取方向。希望本文提出的面向工科地圖學課程的“美學與技術(shù)雙驅(qū)動”教學理念與教學設(shè)計可應(yīng)用于跨學科融合的課程建設(shè)，進而推動學生的全面發(fā)展，培養(yǎng)具有自主創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才。

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基金項目：本論文為2022年度南京郵電大學校引進人才科研啟動基金項目“基于多模態(tài)信息融合的旅游者活動建模與分析”成果，項目編號：NY222028

作者簡介：劉少俊 （1991—），男，博士，講師，研究方向：地圖制圖學與可視化、跨模態(tài)數(shù)據(jù)融合的地理空間智能相關(guān)理論與方法的研究與教學。