OBE理念下“地图学”课程教学设计与实践*

范士杰 彭秀英 樊彦国 刘瑞娟

(中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院，山东 青岛 266580)



OBE理念下“地图学”课程教学设计与实践*

范士杰 彭秀英 樊彦国 刘瑞娟

(中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院，山东 青岛 266580)

文章基于成果导向教育(OBE)教学理念，对“地图学”课程教学活动进行设计。采用教学活动的反向设计正向实施原则，明确聚焦于学习成果。为帮助学生获得学习成果，笔者对课程教学内容、教学方式等进行了改革。通过教学内容的提炼与整合，构建“知识模块”与“知识矩阵”，进一步明确各阶段的学习成果。转变传统的教学方式，实现“学生为中心”的教、“成果为导向”的学；培养“应用知识”学习观，提高学生发现问题、解决问题的能力，实现创新能力培养。

地图学；成果导向教育(OBE)；学习成果；创新能力

成果导向教育(Outcome Based Education，简称OBE)是1981年由William Spady 率先提出，主要强调如下四个问题[1-2]：想让学生取得的学习成果是什么?为什么要让学生取得这样的学习成果?如何有效地帮助学生取得这些学习成果?如何判断学生是否取得了这些学习成果?实践中，OBE教学理念紧紧围绕如下基本原则[3-4]：清楚聚焦于有意义的学习成果，提供支援，为成功扩大机会，对成功寄予较高的期待，以最终学习成果为起点反向设计和开展教学活动。因此，OBE理念下的教学活动是围绕明确的学习成果来组织，并以学生为中心展开。

“地图学”课程是地理信息科学专业的核心课程之一，具有很强的理论性和实践性，对该专业创新型人才的培养至关重要。为此，国内部分高等院校相继开展了“地图学”课程教学改革与研究，主要涉及该课程理论和实践教学内容的设计、教学方法和考核方式的改革等[5-7]。但在教学改革过程中也遇到一些问题，如：现有“地图学”教材篇幅庞大、内容宽泛、知识点零碎；理论和实践教学的学时数有限；学生的学习目标不够明确，主观能动性较差；应用知识能力、解决实际问题的能力以及创新能力培养缺失等。

针对上述问题，结合作者多年“地图学”课程教学实践经验，通过对该课程的教学特点及OBE教学理念的分析，发现该课程教学活动与OBE教学理念具有很高的适切性。为此，将OBE教学理念引入该课程教学活动中，在OBE理念的指导下，对“地图学”课程教学进行了改革与实践。通过教学活动的反向设计正向实施、教学内容的提炼与整合、传统教学方式的转变等，充分体现以学生为中心、以成果为导向的教学理念，旨在加强学生应用知识能力与创新能力的培养。

一、教学活动的反向设计正向实施，聚焦学生创新能力的培养

学习知识的目的是应用和创造知识，而应用和创造知识所要的技能和创造力，归根到底是创新的能力。创新能力培养的主体是学生，而最能体现学生创新能力高低的标准是学习成果(Learning Outcome)。因此，本文基于OBE理念中的反向设计正向实施原则，确定“地图学”课程教学活动的设计思路和实施步骤。

教学活动反向设计的思路为：需求(教学目标)—学习要求—教学内容。首先，为了确保“地图学”课程教学活动设计的合理性和可行性，作者组织本校2011—2012级87名地理信息科学本科专业学生，开展了课程教学目标的讨论与座谈，进一步明确“地图学”课程的教学目标为：使学生能够熟练掌握数字专题地图的设计、制作与应用相关的理论基础和方法，提高实践动手能力，培养创新思维能力以及分析问题和解决问题的能力。根据上述教学目标确定具体的课程学习要求，并进一步提炼和整合课程教学内容。

教学活动正向实施的步骤为：讲授教学内容—提出学习要求—培养相关能力—完成学习成果。首先，以课程教学内容为载体，在讲解各知识点的过程中，提出具体的学习要求；然后，通过作业、实验等形式，进行专业实践训练，完成数字专题地图设计与制作(学习成果)，达成相关能力培养的目标。

二、教学内容的提炼与整合，促进学生创新能力的培养

“地图学”课程教学内容具有理论与实践相结合、常规方法与新技术相结合、科学与艺术相结合、定性描述与定量研究相结合的特点[7]35。该课程重点在于使学生掌握有关数字专题地图设计、制作与应用的基本理论、方法和技能，难点是理论性强、知识点多，学生在有限的课堂教学中难以理解和掌握。为此，将“地图学”课程教学聚焦于数字专题地图的设计、制作与应用，体现教学活动的过程思维性，以便有步骤、有层次地推进教学，使学生习得知识、获得学习体验并最终固化为能力[8]。从地图学知识的纵向和横向联系出发，按照数字专题地图制作的过程提炼和整合基本教学内容，并以专题地图的编辑与制作为桥梁，实现理论教学内容和实践教学内容的有机融合，从而构建起此课程完整的知识体系。

(一)以知识点之间的纵向联系为纽带，将相关知识点提炼为知识模块，防止教学内容的零碎

“地图学”课程的知识点非常多，为使学生更加牢固地理解和掌握这些知识点，对本课程参考教材[9-11]的基本内容进行系统地梳理和归纳，按照知识点之间的纵向联系，将相关知识点提炼为同一知识模块(表1)。例如：将地图描述的主要对象(地球体)、地球球面到地图平面的转化(地图投影)、地图坐标系以及地图比例尺等相关知识点，构成“地图的数学基础”模块。这样学生就可以按照地球空间信息到地图信息的转化这一主线，借助相关知识点之间的联系，更加系统地学习本模块的教学内容。同时，基于OBE的教学理念，在教学过程中，每一个知识模块均提出具体的学习成果要求(见表1)。

表1 地图学课程的知识模块、内容及学习成果

(二)以专题地图的制作过程为主线，将知识模块整合为知识矩阵，防止教学内容的割裂

通过上述各知识模块的学习及模块学习成果的完成，学生已经掌握了地图学课程的基本教学内容。但是，学生对这些知识模块之间的联系以及各知识模块对实现地图学课程教学目标的作用还是模糊不清。为此，以专题地图的设计、制作与应用的过程为主线，将主要知识模块整合为知识矩阵(见图1)，一目了然地表明每一个知识模块与课程教学目标“专题地图的设计、制作与应用”之间的关系，从而使学生明白“为什么学习该知识模块”，明确各知识模块对完成课程教学目标的贡献。地图学课程的知识矩阵是该课程主要知识模块内容的融合，充分体现了该课程的教学目标，其学习成果就是制作一副专业化的数字专题地图。

图1 地图学课程的知识矩阵

(三)以专题地图的设计、制作与应用为桥梁，将教学内容在时空上延伸，实现理论与实践的有机结合

结合本校“地图学”课程教学的实际情况，以问题为导向，积极开展以学生为中心的自主学习模式，充分利用学生的课余时间，实现教学内容在时间上的拓展；以专题地图的设计、制作与应用为桥梁，引领学生走进实验室，进行思维方法和实践能力的训练，将理论教学内容与实践教学内容融为一体，实现教学内容在空间上的延伸。比如，在“地图数据”模块的教学设计中，要求学生利用课下时间查找自己家乡的相关专题数据，如人口、经济产值、产业构成等统计数据；在课堂理论教学的基础上，独立完成地图数据的分类、分级等数据处理工作，并以书面报告的形式完成“地图专题数据的处理方法”大作业，以此引导学生积极查阅相关的文献资料，培养学生的自主学习能力；理论与实践相结合，促使学生形成对相关知识的多维认知，自觉走向科学探究。

(四)以发展、联系的观点为导向，注重地图学史教育与学科交叉，实现创新能力培养

以发展的观点，阐述“地图学”的建立、形成和发展，让学生深刻地理解“地图学”理论、技术的发展过程和规律，进而掌握其基本原理和方法，领会地图制作理论与技术的独特思维方法和风格，从而启发学生创新的灵感，拓宽学生创新的思路[12]。以联系的观点，阐述“地图学”与相关学科的关系，注重学科之间的交叉，以拓展学生的专业知识面，培养学生的发散性思维能力，从而提高学生的创新能力。如，将“地图符号化”模块中地图符号设计与“生理学”和“心理学”相联系，鼓励学生利用相关学科知识，设计能够准确传输地理信息的最佳地图符号，以加强其应用能力和创新能力训练。

三、传统教学方式的转变，加强学生自主学习能力的培养

(一)强化思维训练，促使教学活动由“重学轻思”到“学思结合”的转变

思考是创新的关键，只有善于思考，才可能有创新、有发展。思考从质疑开始，经过质疑或疑惑后，才可达到深刻理解、深信无疑。以问题为基础，在教师的有效引导下，学生针对相关问题进行探究，更加有利于培养学生的创新能力[13]。因此，将“地图学”每个知识模块的重点内容整理成几个主要问题，然后以问题为驱动，为学生提供自主学习的空间[14]，诱导学生在知识学习和解答问题的过程中主动思考；同时，在讲解时注重讲思路、讲方法，引导学生学会思考，从而培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。例如，“地图数学基础”模块中的“地图投影变形”知识点是该模块的重点和难点，该内容环环相扣，逻辑性强，其中涉及的概念、原理和方法均以长度变形、角度变形和面积变形进行定性描述，以长度比进行定量描述。结合该教学内容的特点，在课堂教学中，预先设置问题“如何进行地图投影的判别”，给学生留出足够的思考时间；然后以此问题引出变形的定性描述和定量描述，进而总结出地图投影判别的原理；最后，在给予学生启迪和引导的基础上，鼓励学生自己总结形成地图投影判别的方法。接下来，借助同一制图区域采用不同投影方式的两幅地图，使学生产生疑惑、发现问题，利用上述已有知识去分析问题，并通过查阅相关的文献资料尽可能地解决问题。

(二)以学生为中心，实现教学活动从封闭性向开放性的转变

传统的教学活动是围绕着教师、教室、教材展开的。在这种情况下，学生获取的知识局限于教师的讲授，教师的讲授局限于教室，讲授的内容局限于特定教材。在这样过于单一和封闭的教学活动空间内，难以实现教学内容、教学过程和思维空间的全面开放，难以做到以学生为中心的开放式教学[15]。为此，需要切实转变课堂教学方式，以学生为中心，充分调动学生的主观能动性，促使教学活动在时间上从课内向课外延伸，在空间上从教室向图书馆、实验室拓展，在内容上从教材向文献资料扩充，使学生真正做到“乐学”“会学”“学会”，在“学会”的基础上能够“学以致用”，在“用”和“思”的基础上实现创新。例如，“地图符号的设计”模块涉及符号与图形的心理感受效应等内容。针对此特点，在课堂上通过展示几何图形的视错觉图片，以激起学生对此项内容的兴趣；然后，建议学生课下查找并制作与“视错觉”有关的图片；同时借助实验室、图书馆等教学资源平台，主动获取“视错觉”相关知识，完成相关专题内容所需的地图符号设计，从而达成本知识模块的学习成果。

(三)树立“多重角色”教学观，促进教学活动由灌输到对话的转变

当今时代，大学教师应该扮演三重角色：其一，大学教师应当成为学生所学学科知识“参照系”的提供者。为此，需要以学科的发展历史和理论成就为基础，面向学科前沿，适时融入最新科研成果，为学生构建一个有纵深感的学科知识“参照系”。其二，大学教师应当成为学生获取知识的“对话者”[16]。教师不能以知识的“占有者”自居，把教学活动当做是向学生灌输现成理论、枯燥知识点的过程，而应以“对话者”的姿态，使教学活动成为学生有足够自由思考和自由言说空间的知识和思维对话的过程。其三，大学教师应当成为学生探求专业知识的“同路人”。大学教师不能仅仅是被动的专业知识传授者，而应当是积极的专业知识探索者和创造者。基于上述观点，在教学中引导学生把握课程的系统性，逐步理解和掌握课程的重点和难点，促使学生构建起自己的专业知识体系。在教学内容中吸纳最新研究成果，如地图概括中的“地图自动综合”技术，使学生体会到“外面的世界很精彩”，引起学生对学科的兴趣；同时，在教学活动中，采用研究型教学方式实现知识对话和思维对话，通过对学科难点、热点问题的探讨，拓宽学生的视野，拓展学生的思维，在传授知识的同时，着力培养探索精神和创新能力。

(四)培养“应用知识”学习观，实现教学活动从知识性向能力性的转变

厦门大学史秋衡等[17]指出大学生的学习观主要有2种：“应用知识”学习观和“记忆知识”学习观。“应用知识”学习观认为学习是应用知识、解决实际问题、提高自身能力和实现自我发展；“记忆知识”学习观认为学习是记忆知识和信息。持不同学习观会促使其采用不同的学习策略和学习方式。因此，大学生的学习观会直接影响到学习方式，并通过学习方式间接影响学习收获。为此，结合作者在OBE理念下设计的“地图学”课程的“能力性”教学目标，采用启发式、探究式、讨论式等教学方式，促使学生利用已有知识，积极主动思考，发现、提出问题，进而分析问题、解决问题。由此，帮助学生形成“应用知识”学习观，并以知识点作为能力培养的载体，使整个教学活动成为能力主宰下的知识学习的过程。

四、学习评价方式的改革，注重学生学习成果的达成

结合OBE理念，在制定评价标准时，提高对学生学习的期待，制定具有一定挑战性的可执行标准，以鼓励学生深度学习。在评价过程中，适当分离基础内容和创新性内容的考核，考虑学生的个体差异，在时间和资源上保障每个学生都有达成“学习成果”的机会。最后，采用过程评价与结果评价相结合的方式，对学生达成的所有“学习成果”进行综合评价。具体来讲，“学习成果”的评价包括两个方面：其一，知识模块学习成果的评价。在教学过程中，根据每个学生各知识模块的学习成果与理想成果的接近程度，评判学生该模块的学习情况。如：“地图符号设计”模块中的专题符号色彩设计，学生对自己选定的专题要素符号进行设色，并上交自己最满意的设计作品；教师对作品设计的专业程度进行评判。其二，知识矩阵学习成果(即一幅专业化的数字专题地图)的评价。学生利用6个学时的课程实验教学环节，对课程各知识模块所获取的学习成果进行组织和润色，并制作完成一幅数字专题地图；教师对该数字专题地图的专业程度进行评判，对学生专业知识的掌握程度、应用知识分析和解决问题能力以及创新能力进行评判。

五、结束语

OBE是一种系统的、具有创新力的现代教学理念，将其引入“地图学”课程教学中是一次积极、大胆的尝试。本文通过教学活动的反向设计正向实施，最大限度地保证了教学目标与学习成果的一致性。在地图学教学实践中，以学习成果——数字专题地图的设计、制作与应用为主线，实现了课程“知识模块”“知识矩阵”之间的无缝连接，较“模块化教学”更能体现教学活动的过程性思维，较“传统教学”更易实现理论与实践的有机结合，从而为学生构建起了更加完善的课程知识体系。

以学生为中心，改革传统的教学方式，实现教学活动由“重学轻思”到“学思结合”、“封闭性”到“开放性”、“灌输”到“对话”、“知识性”向“能力性”的转变，激发学生的求知欲、探索欲，开发学生的创新潜能，进一步提高学生应用知识的能力、解决实际问题的能力及创新能力。OBE理念下“地图学”课程教学实践取得了明显的效果，体现在期末测试中，学生对综合性问题的解答更加全面、完善；在后续专业课程学习中，普遍反映地图学相关知识的应用更加得心应手；尤其是毕业设计阶段涉及专题地图制作时，地图制作更加专业和规范。但是，在教学实践中也发现部分学生的“学习目标”不够明确，导致“学习成果”达不到预期要求，这有待于课程知识模块学习成果的进一步细化以及教学方法和评价方式的进一步优化。

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(责任编辑 李世萍)

Design and Practice of Cartography Teaching Based on the Concept of OBE

FANShi-jie，PENGXiu-ying，FANYan-guo，LIURui-juan

(School of Geosciences，China University of Petroleum(Easter China)，Qingdao，266580，China)

In this paper, the teaching activities of "cartography" are designed based on the concept of outcome-based education (OBE).Using the principles of the reverse design and forward implement of teaching activities，it focuses on the learning outcomes.In order to help these students achieve the learning outcomes，the teaching contents and teaching methods are reformed.Meanwhile，the "knowledge modules" and "knowledge matrixes" are also constructed through the integration of teaching contents followed by the further clarified learning outcomes of each stage.The changing of teaching way has achieved the student-centered teaching and outcome-based learning.Cultivating the concept of "applied knowledge" learning and improving the abilities of discovering and solving questions，and achieving the cultivation of the innovative abilities.

Cartography；outcome-based education(OBE)；learning achievements；innovative ability

2016-04-29

国家自然科学基金面上项目(项目编号：41274011)；中国石油大学(华东)校级教学改革项目(项目编号：JY-A201601；JY-B201267).

范士杰(1969-)男，山东聊城人，副教授，博士，主要从事测绘工程及地理信息科学专业教学与研究.

G642.0

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