郭立新　常亮　朱瑞芳

【摘 要】由于各種歷史原因，國內(nèi)目前只有少數(shù)高校開設(shè)了海洋測繪專業(yè)。與海洋測繪專業(yè)的其他主干課程一樣，《海圖學(xué)》教學(xué)一開始就面臨著師資薄弱、缺少教材和經(jīng)驗等多面的困難。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，在課程建設(shè)策略、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置及教學(xué)方法等方面收獲了一些經(jīng)驗和成果，以期通過分享和相互交流，來促進課程的深入改革和創(chuàng)新，并藉“重點課程建設(shè)項目”的契機，力爭創(chuàng)建精品課程。

【關(guān)鍵詞】海洋測繪；海圖學(xué)；課程建設(shè)

0 引言

海圖是一類國際性的特殊專題地圖[1]。它以描述海洋及其毗連陸地區(qū)域為主，反映了制圖范圍內(nèi)自然對象、社會對象的空間分布、相互關(guān)系及其動態(tài)變化特征[2]。海圖學(xué)是研究海圖理論實質(zhì)、制作技術(shù)和使用方法的綜合性科學(xué)[3]，是古老地圖學(xué)的一個重要分支。

20世紀(jì)60年代以后，海圖學(xué)在理論、生產(chǎn)技術(shù)和使用方式等方面出現(xiàn)了一次由量變到質(zhì)變的飛躍[4]，并隨著計算機技術(shù)在海圖領(lǐng)域的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)字海圖和電子海圖等產(chǎn)品。與普通地圖產(chǎn)品不同，海圖的生產(chǎn)、發(fā)布、更新和應(yīng)用執(zhí)行由國際海道測量組織（IHO，International Hydrographic Organization）、國際海事組織（IMO，International Maritime Organization）、國際電工委員會（IEC， International Electrotechnical Commission）等制定的一系列國際規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)[5]，如：IHO S-57海洋測繪數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)（IHO S-57 Transfer Standard for Digital Hydrographic Data）、IHO S-52海圖內(nèi)容和顯示規(guī)范（Specifications for Chart Content and Display Aspects of ECDIS， Publication S-52）等。1996年以后， 電子海圖開始全面替代紙質(zhì)海圖。2010年初，為了統(tǒng)一的地理空間框架，IHO又發(fā)布了S-100通用海道測量數(shù)據(jù)模型（IHO S-100 Universal Hydrographic Data Model），作為下一代海道測量數(shù)據(jù)源、數(shù)字產(chǎn)品以及服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)。

依據(jù)國際慣例，海圖通常由各國海道測量官方機構(gòu)（海軍）負責(zé)生產(chǎn)、發(fā)布和更新[6]，雖然海圖理論及生產(chǎn)技術(shù)歷來是海洋測繪學(xué)科研究的核心內(nèi)容之一，但是在民用領(lǐng)域?qū)ζ溲芯坎欢?。新中國成立后，中國人民解放軍海軍司令部航海保證部（原海道測量部）與中國海事局（原交通部海運總局）共同承擔(dān)了我國海洋測繪的管理職能，然而由于種種歷史原因，海洋測繪形成了一個非常特別、獨立的學(xué)科體系[7]。它橫跨海洋學(xué)和測繪學(xué)二大學(xué)科，但又不從屬于兩者之一。60多年來，國內(nèi)只有一所培養(yǎng)海洋測繪專門人才的院校——海軍大連艦艇學(xué)院，一個科研單位——海軍海洋測繪研究所，因而在我國民用海洋測繪領(lǐng)域留下了許多空白點。

隨著建設(shè)海洋強國戰(zhàn)略的實施，海洋測繪學(xué)科迎來了新的發(fā)展機遇。2010年，上海海洋大學(xué)開設(shè)了民用海洋測繪專業(yè)，并將《海圖學(xué)》列入專業(yè)主干課程，也因此展開了相關(guān)課程的建設(shè)與實踐。

1 課程建設(shè)策略

海洋測繪專業(yè)在上海海洋大學(xué)是一個新專業(yè)，《海圖學(xué)》和其它主干課程一樣，需要在堅持學(xué)科特色的前提下，與學(xué)校特色相結(jié)合，通過完善師資隊伍、教學(xué)環(huán)境和教材體系，改革教學(xué)模式和教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)“特色、創(chuàng)新和務(wù)實”發(fā)展。

1.1 堅持專業(yè)特色、學(xué)校特色，合理定位和規(guī)劃海圖學(xué)課程

海圖是海洋地理空間信息的基礎(chǔ)載體，它與海洋漁業(yè)、海洋環(huán)境、海洋科學(xué)、海洋技術(shù)等學(xué)科專業(yè)有著緊密聯(lián)系。為了解決師資、教材等方面的困難，實現(xiàn)特色發(fā)展，需要以“聚焦、錯位、合作”為原則，展開廣泛的交流與合作，不斷積累學(xué)術(shù)與科研成果，合理定位和規(guī)劃海圖學(xué)課程，形成具有特色的海圖學(xué)課程體系。

1.2 提高專業(yè)教師素質(zhì)和能力，保證海圖學(xué)課程建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展

樹立專業(yè)教師“教書育人”、“愛崗敬業(yè)”的職業(yè)精神，采用人才引進，外出進修，解決缺少專業(yè)教師的困難；通過以老帶新，個人鉆研與集體討論結(jié)合、集中備課等方法，提高海圖學(xué)師資的學(xué)術(shù)水平、教學(xué)能力和科研能力，為課程建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

1.3 注重教材建設(shè)，解決海圖學(xué)課程建設(shè)的難點問題

高水平教材是海圖學(xué)課程建設(shè)的基礎(chǔ)，也是培育海洋測繪專業(yè)優(yōu)秀人才所面臨的一個難點問題。目前，國內(nèi)公開出版的《海圖學(xué)》書籍極少，距今最新的一本舊版教材已有20多年了。由于計算機信息技術(shù)的飛速發(fā)展，引領(lǐng)了海圖理論、技術(shù)的巨大變革，凸顯了舊版教材中“內(nèi)容陳舊”、“專業(yè)面窄”、“方向單一”等問題。為此，我們參照IHO相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)、國際海圖制圖師的培訓(xùn)大綱，翻譯和引進部分國外教材，并融入現(xiàn)代海圖學(xué)領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)和新方法，編寫一部適于我校教學(xué)大綱的《海圖學(xué)》教材。

2014年，自編的《海圖學(xué)講義（試用版）》已經(jīng)用于本科教學(xué)。今后將加快修訂教材的體系結(jié)構(gòu)，更新和完善教學(xué)內(nèi)容，編寫配套的實習(xí)教材，爭取推出《海圖學(xué)》系列教材，實現(xiàn)課程建設(shè)的“跨越式”發(fā)展。

1.4 改革教學(xué)模式和教學(xué)方法，提高海圖學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量

提高教學(xué)質(zhì)量是《海圖學(xué)》課程建設(shè)的目標(biāo)和出發(fā)點，需要以理論基礎(chǔ)、目標(biāo)傾向、實現(xiàn)條件、操作程序和效果評價[8]等作為基本要素，來修訂教學(xué)大綱、課程標(biāo)準(zhǔn)、考試大綱、教學(xué)計劃等各類教學(xué)文檔，改革和創(chuàng)新教學(xué)模式、教學(xué)方法，完善教學(xué)總結(jié)制度[9-10]，充分利用集體討論、集中備課、發(fā)表教學(xué)論文等多種形式，交流教學(xué)經(jīng)驗，不斷積累研究成果和實踐成果。在教學(xué)工作中，堅持以學(xué)生為本，重視學(xué)生的實踐活動和師生互動[11-12]，強化基礎(chǔ)知識、基本技能的教育，提高學(xué)生在實踐中自覺發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，激發(fā)他們的創(chuàng)新潛能。

2 主要教學(xué)內(nèi)容

《海圖學(xué)》課程具有很強的理論性和技術(shù)性。依據(jù)課程特點，通過借鑒IHO國際海圖制圖師的培訓(xùn)大綱，以海圖的科學(xué)性、技術(shù)性、文化性和藝術(shù)性為主線，制訂了教學(xué)大綱和課程標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容涵蓋：基本知識、海圖學(xué)史、海圖學(xué)理論、海圖制圖學(xué)、電子海圖學(xué)等五大模塊，并設(shè)定了“掌握”、“知道”、“了解”等三個教學(xué)層次。

2.1 基本知識模塊

該模塊主要以概論形式介紹海圖和海圖學(xué)的定義。要求學(xué)生初步了解海圖和海圖學(xué)理論，知道海圖是海洋地理信息的基礎(chǔ)載體，是人類現(xiàn)代海上活動的重要安全保障，知道海圖國際化等基本特征，掌握海圖的功能、分類和用途，知道海圖制圖的一般過程，以及對于建設(shè)“海洋強國”、發(fā)展海洋產(chǎn)業(yè)、海洋科學(xué)研究、構(gòu)建“智慧漁業(yè)”等方面的重要意義。

2.2 海圖學(xué)史模塊

該模塊基于現(xiàn)存的海（地）圖實物、考古文獻資料、古漢字等，從科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)（文化）的角度，揭示海圖的起源與發(fā)展進程。通過比較古代中國人和西方人世界觀的差異，介紹西方中世紀(jì)的海圖、地理大發(fā)現(xiàn)時期海圖、近代實測海圖、國際海道測量機構(gòu)的發(fā)展，尤其是古代中國地（海）圖的起源、發(fā)展和新中國海圖的成果，使學(xué)生了解世界觀、方法論對于空間認(rèn)知方法和結(jié)果的影響，知道海圖內(nèi)容、制圖技術(shù)、載體形式等方面的演化特點和規(guī)律，知道空間認(rèn)知是海圖始終不變的基本功能。

2.3 海圖學(xué)理論模塊

該模塊重點介紹海圖學(xué)的理論基礎(chǔ)——現(xiàn)代地圖學(xué)理論，包括：地圖信息論、地圖傳輸論、地圖模式論、地圖認(rèn)知理論、地圖符號學(xué)和地圖感受論等，是教學(xué)難點之一。

要求學(xué)生知道海圖學(xué)理論與地圖學(xué)理論的關(guān)系，了解信息論、控制論、系統(tǒng)論是現(xiàn)代地圖學(xué)理論的重要基礎(chǔ)，掌握現(xiàn)代地圖學(xué)理論的主要內(nèi)容，知道隨著信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代海圖學(xué)作為地圖學(xué)的重要組成部分，正在成為一門研究利用空間圖形反映自然和社會經(jīng)濟現(xiàn)象空間分布、相互聯(lián)系及其動態(tài)變化，并對空間地理環(huán)境信息進行獲取、智能抽象、存儲、管理、分析、利用和可視化，以及圖形和數(shù)字形式傳輸空間地理環(huán)境信息的科學(xué)與技術(shù)[13]。

2.4 海圖制圖學(xué)模塊

該模塊以海圖制圖技術(shù)和方法為主，是教學(xué)的重點內(nèi)容，包括：海圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，海圖制圖綜合、海圖符號和海圖表示方法等內(nèi)容[14]。由于 “3S”技術(shù)、計算機圖形學(xué)、圖像處理等技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，改變了海圖數(shù)據(jù)源及生產(chǎn)流程，所以合并或刪除了紙質(zhì)海圖的設(shè)計、編制、整飾，印刷、復(fù)制等部分內(nèi)容。

在海圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)部分，要求學(xué)生知道地球坐標(biāo)系與大地控制原理，知道海圖常用投影以及投影的選擇和變換原理，掌握海圖比例尺、海圖坐標(biāo)系、海圖基準(zhǔn)面等概念、海圖的分幅和編號方法。在海圖符號部分，要求學(xué)生知道海圖符號視覺變量及其對視覺感受效果的影響，掌握海圖符號、色彩和注記的設(shè)計及應(yīng)用方法。在海圖表示方法部分，掌握普通航海圖的陸部和海部要素的表示方法。在海圖制圖綜合部分，重點掌握海圖制圖綜合的基本概念，以對及水系、居民地、交通線、陸地地貌、海岸、干出灘、島嶼、海底地貌、航行障礙物、助航設(shè)備等的綜合原則與基本方法，了解海圖自動制圖綜合技術(shù)的發(fā)展。

2.5 電子海圖學(xué)模塊

該模塊主要培養(yǎng)學(xué)生對海圖學(xué)基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能的綜合應(yīng)用能力，是教學(xué)重點之一，包括：電子海圖的總體設(shè)計、IHO國際標(biāo)準(zhǔn)海圖規(guī)范和CARIS COMPOSER制圖系統(tǒng)應(yīng)用等三個部分內(nèi)容。

要求學(xué)生知道數(shù)字海圖、電子海圖系統(tǒng)的基本概念；掌握海圖投影、比例尺、圖幅、編號、圖名、圖廓、圖面配置的基本設(shè)計方法；知道IHO、IMO和IEC等國際性組織發(fā)布的主要國際海圖標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，掌握IHO S-57、IHO S-52、IHO S-58（電子航海圖有效性檢核規(guī)范）、IHO S-63（電子海圖數(shù)據(jù)保護方案）的主要內(nèi)容，知道海圖物標(biāo)分類及其編碼規(guī)則，了解電子海圖符號表達、數(shù)據(jù)檢核與發(fā)布的基本知識；知道CARIS COMPOSER制圖系統(tǒng)的基本功能、支持的主要海圖格式，熟練掌握軟件系統(tǒng)的使用方法，能夠獨立編輯和輸出IHO S-57標(biāo)準(zhǔn)的電子海圖。

3 教學(xué)實踐

依據(jù)教學(xué)大綱、課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)計劃，運用課堂授課、多媒體課件演示、討論、參觀、實作、第二課堂等多種教學(xué)方法和手段，達到教學(xué)內(nèi)容及層次的要求。在教學(xué)中，精講重點和難點內(nèi)容；泛講相對簡單或次要的內(nèi)容，并鼓勵學(xué)生自學(xué)。

3.1 采用課堂授課為主，多媒體課件輔助的教學(xué)形式

課堂授課是海圖學(xué)課程教學(xué)的主要形式。授課前，提出本次課的教學(xué)目的和要求，以及教學(xué)內(nèi)容在課程中的地位和作用。精講難點和重點內(nèi)容，通過合理設(shè)計問題、提出問題，激發(fā)學(xué)生的興趣性和主動性，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考尋求答案，由被動的“學(xué)答”到主動的“學(xué)問”，逐步提高學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，從而系統(tǒng)地掌握教學(xué)內(nèi)容。

與此同時，還要充分利用互聯(lián)網(wǎng)、校園網(wǎng)資源，通過多媒體課件、視頻短片、電子海圖系統(tǒng)等把抽象的概念、變化過程等具象化，有利于解決教學(xué)的重點和難點，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率。如：利用海圖投影課件，能夠生動地演示出各種投影變換的變化過程和結(jié)果，使學(xué)生能夠直觀地理解各種海圖投影特征，更好地掌握和使用海圖投影知識。

3.2 應(yīng)用討論式教學(xué)方式，開展專題討論，幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)

討論式教學(xué)有利于加強教學(xué)互動性，形成和諧的教學(xué)環(huán)境，是創(chuàng)新教學(xué)和幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)的一種重要方法。如：引入一些國際上的海圖理論和技術(shù)最新成果，組織學(xué)生開展專題討論，引導(dǎo)學(xué)生基于現(xiàn)有專業(yè)知識及唯物辯證法的哲學(xué)思想，分析學(xué)科前沿問題的背景和實質(zhì)，認(rèn)識海圖學(xué)理論發(fā)展的動力及其未來方向。既開闊了學(xué)生專業(yè)視野，又促進了理論與實際的結(jié)合，同時也克服了課本知識滯后于學(xué)科前沿發(fā)展的問題。

3.3 加強實作練習(xí)，提高學(xué)生的動手應(yīng)用能力

組織學(xué)生實地參觀海圖生產(chǎn)單位（上海海事局東海航海保障中心），通過現(xiàn)場講解，使學(xué)生建立起感性認(rèn)識，并將海圖學(xué)理論知識與生產(chǎn)實際結(jié)合起來。加強實作訓(xùn)練，合理安排閱讀海圖、應(yīng)用海圖和制作海圖等實作練習(xí)，提高學(xué)生綜合運用知識的能力。

3.4 重視課后作業(yè)，開展第二課堂教學(xué)

合理布置課后作業(yè)，鞏固課堂教學(xué)成果，拓展課堂教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻資料，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主思考和自主解決問題的能力。

開展第二課堂教學(xué)，鼓勵和幫助學(xué)生與海洋漁業(yè)、海洋環(huán)境、海洋科學(xué)等其他學(xué)科專業(yè)相結(jié)合，參加教師的研究項目以及全國、上海市、學(xué)校組織的大學(xué)生科技創(chuàng)新活動。在實習(xí)、實踐中，使他們不斷開拓視野，積累科研與實際工作經(jīng)驗，撰寫研究報告、論文等。截至目前，學(xué)生們已在全國、省市級大學(xué)生科技創(chuàng)新活動中多次獲獎，申報了多項軟件著作權(quán)，有的學(xué)生已公開發(fā)表了學(xué)術(shù)論文。

此外，為全面考察學(xué)生綜合素質(zhì)，檢驗和完善課程建設(shè)成果，依據(jù)考試大綱，合理設(shè)置了考核內(nèi)容、題型、分量、權(quán)重、時間及分?jǐn)?shù)等，并建立了標(biāo)準(zhǔn)化題庫，嚴(yán)格了考試管理制度，形成了完整的量化評價機制。

4 結(jié)束語

幾年來，我們秉持“特色、務(wù)實和創(chuàng)新”思想，以“聚焦、錯位、合作”為原則，以培養(yǎng)海洋測繪復(fù)合型人才為目標(biāo)，不斷提高師資隊伍的學(xué)術(shù)水平、教學(xué)能力和科研能力，相繼制訂了海圖學(xué)教學(xué)大綱、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)計劃和考試大綱等一系列教學(xué)文檔，編寫了《海圖學(xué)講義》教材，進行了教學(xué)模式和教學(xué)方法的探索與實踐，保證和提高了教學(xué)質(zhì)量。未來將以“重點課程建設(shè)項目”為契機，堅持改革和創(chuàng)新，為把《海圖學(xué)》課程建設(shè)成為一門精品課程而努力。

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[責(zé)任編輯：王偉平]