“我眼中的地图”开放式问题分析

0  引  言

随着国家“双一流”建设方案的推进，对教学和课程建设提出更新更高的要求。地理信息科学专业具有典型的知识性、实践性和探索性复合特征，学生在聚焦学习知识点的同时，其思路也是发散式的、多维的、开放的，充分利用学生未被“禁锢”的思维模式来发现他们对问题的不同见解，是大学培养人才的一个侧重点。地理信息科学教学中利用开放式问题可有效地调查大学新生对地理和地理信息科学的认识。由于兴趣爱好、思考角度、思维特性、知识背景、价值取向等不同，师生对问题的关注度不同。开放式问题一方面可以大力培育大学生自我能动性以及探索分析问题的能力，另一方面教师可以摸清学生对问题的不同理解。开放式问题讨论在中学教育中较多，包括地理、数学、英语等；在大学物理、大学数学、测绘与地理、地图等课程中，开放式问题更是引导大学生打开科学殿堂的一把钥匙。

地理信息科学专业的学生培养需要多学科的基础，包括地理、计算机、测绘、物理、数学等，设置开放式问题可以有效地培养学生跨学科通融思维，发挥个人特长，展现个人观点。“开放”是指答案未知、难以预期，没有也无法用固定的框架来分析和总结。学生通过观察、联想、对比、归纳、演绎、综合等多种思维方式来寻求自己的答案；教师通过汇总可清晰地把握学生群体对问题认识的共同点以及其中的特殊性。本文通过课堂布置“我眼中的地图”这一开放式问题，对学生的回答和展示进行梳理，摸清新生对地图的认识，发掘新生对地理世界、人文社会的不同关注，引导新生对地理信息可视化和地图的探索、发现和思考，把握认识地图的异与同。

1  地理信息科学开放式教学特点

教学理念的变化。知识的传统学习固然重要，但是大学生更应该训练其思考能力，开放式问题能够引导他们去分析问题、寻找自己的答案，并提供其独立思考、探索、分析和解决问题的能力。如在地理信息科学基本术语和概念的讲解中，可以按26个英文字母的顺序排列单词，探索相关基本知识，调动学生对术语、概念和知识的串联。

教学内容的开放。地理信息科学的理论来自自然规律及实践。地理信息科学的知识本身就具有开放性和探索性；在开放式的教学理念下，更能让大学生理解所学的知识，并贯彻到地理信息科学的实践中，如“地理信息与导航、自动驾驶有什么关系”问题，可以引导学生关注生活与地理信息的联系，加强认识专业与实践的紧密性，提高大学生的学习认知能力。

设置问题的开放式。开放式问题虽然开放，但是通常有一定的主题或约束，设置问题情境，来回答特定情境下的问题，尽管答案不是固定或唯一的。面对开放式问题，学生变被动为主动。大学生在接到开放式问题后，就由被动的“问”转向“主动”去寻找“自己的答案”，是一个自我定制的探索求知过程。

2  “我眼中的地图”问题设计与结果分析

面向武汉大学2020级资源与环境大类（含地理信息科学专业）的新生，在开课的第一周设置开放式问题“我眼中的地图”，要求描述印象最深、最吸引人、最感兴趣、最有意义的地图、地理信息可视化作品或相关作品，并叙述其特征和理由。接到该问题时感觉无从下手，教师在课堂上把问题解读成自由作文，学生就有兴趣、有积极性地参与到问题中来。该开放式问题具有明显的地理性、人文性，该问题可引导大学生从不同的地理视角、社会视角来思考地图和地理信息可视化，描述地理或社会人文现象，激活他们的探索性和创新性思维，为其提供展示自我观点的机会，同时对学生的陈述或描述给予充分的肯定，鼓励其对不同地图表达个人的认识和理解。

2.1  结果统计分析

针对开放式问题最简单的分析就是罗列各种调查结果，但更重要的是需要对调查结果进行多方面多维度的归纳和类比，试图发现其可能的相同点和不同点的特色。针对“我眼中的地图”，共收到100份答案，学生构成包括武汉大学2020级资源与环境大类（含地理信息科学专业） 88人、计算机科学专业7人、数学与统计科学专业1人和遥感科学与技术专业4人；选课新生全是理科生，此时只具备小学至高中阶段学习的自然和地理知识，未开展大学专业学习和训练，因此专业差别可忽略。从反馈结果看，地图媒介从传统的纸质、丝绸等，到当前数字地图，形成了各种冲击视野的可视化效果。学生关注的地图多是专题图或旅游图，这可能是由于还未接触专业引起的。在可视化效果上，迁徙图、弦图、动漫、卡通风格和动态图成为主要的关注对象。学生所选地图的地理范围也多样，有26人选择中国地图，但同时有20人选择了世界地图，说明大学新生对世界的认识已经非常开阔了。11人选择的地图定位中心是美国，4个定位中心是日韩。这说明学生并不是只关注身边或中国，对世界其他国家的关注度明显提升。

开放式问题重点在于培养学生思考问题的思路和策略，以及探求答案过程，而答案本身并没有严格的对与错、好与坏。由于此开放式问题答案并不统一，本文以地图的类别或功能为关键词进行分析。对“我眼中的地图” 选择上，体现了地图类型的百花齐放，包括卫星影像图、街景图、Google Earth三维图、天气图、地震图、灯光地图、战争局势图、疫情地图、航空（宇航）地图、交通旅游图、盲人地图、音乐地图、虚幻地图、军事地图、古地图、游戏地图、污染地图、餐饮地图等。根据地图类型的频次分析生产词云图（图1），发现交通旅游图成为首选，表明地图在学生认知中已较深入地与生活服务融合。同时，疫情地图的选择体现了学生对当前社会形势的关注度；灯光地图以及影像地图说明了学生通过形象的思维认知关联来认识现实的特点。

图1 “我眼中的地图”关键词词云

Fig.1 Word cloud of “my favorite maps”

2.2  “我眼中的地图”特例性分析

虽然对开放式问题的调查结果可进行多方面多维度的归纳和类比，来发现被试者的共同点，但更重要的是发现回答中的“异”。在多样的、鲜活的答案中，绝不可忽视那些小众样本。科学来自奇思怪想，它们往往是新的学科交叉点、研究点或者创新点。结合“我眼中的地图”，下面分析学生的独特理解。

关注和提升地图的一览性和指路功能。尽管现在手机导航十分发达，但有时仍会存在不知道怎么走的情况，尤其是对于那些不经常使用导航的人，无法有效地进行现实定位和自我定位的匹配，面对导航指引仍犹豫不决。有学生指出可设计增强现实眼镜来实现指路，通过投影技术展现且可以随时关闭一些透明的可视文字、线条、图像等，最大化地降低对真实世界的影响。这其实就是增强现实与个人导航的结合，体现出学生从现实需求出发思考解决方法的能力。

博览古今，通观全球。尽管很多学生在关注与当前生活紧密相关的交通旅游图、疫情图，但同时还有跨越时空的思考。如对《象形中华民国人物舆地全图》的关注（图2a），说明历史地图打开了学生的家国情怀。该图以漫画形式描绘了当时中国各地山川地貌、民族风情、名胜古迹、珍稀动物等。通过这张图学生可以简单清晰地了解一个地区的人文特点、地形地貌等，对比起文字来得更直观，且潜在地让其知道了具体的位置、避免了难以描述位置的情况。形象、卡通的描绘手法在地图上常被采用，特别是面对难以集中注意力的儿童，这是他们更快乐而高效的学习方式（图2b）。刚入学的大学新生会思考面向儿童的地图，这可能和他们儿时的地理教育经历相关，放眼世界观察动物。文字和象形符号表达的美国快餐和知名企业分布（图3），凸显了当前学生对餐饮的关注和异国好奇性，同时该地图“无疑是节约了读者的时间，也提高了读者获取知识的效率。”

a 《象形中华民国人物舆地全图》 

a Map of China(1931)

b 《儿童世界动物地图》

b  Animal world map for kids

 图b 来自：https://thumbs.dreamstime.com/b/animal-map-world-children-kids-vector-illustration-156372572.jpg

图2   地图的通览性

Fig.2 Overall view map

图3   图标地图和文字地图

Fig.3 Icon map and text map

图3来自：https://www.sohu.com/a/152311575 440565

地图的国家意义和时局实势也引起了学生的特别兴趣。历史地图《1952年的英帝国及殖民地》（British Empire in 1952）（图4）在某种程度上刷新了学生对历史的认识：从一个全新的角度去凝视历史，浓缩了一个时代的缩影，反映了资本主义巨大变革下的世界，反映了学生通过地图认识世界历史变迁和政治格局演变的思路。此选题有助于学生利用地图了解历史、分析历史的背景和原因，增强历史、地理、政治跨学科的综合思维能力。课堂解读时融合思政教育，充分利用地图的国家意义，增强大学生的国家版图意识，树立地理信息科学专业的责任感。

图4   1952年的英帝国及殖民地

Fig.4 British Empire (1952)

图4来自：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:British Empire in

February 1952.png

地图的艺术美。当学生大胆用色绘制时空多维度的密西西比河时（图5），惊叹“如果不是亲眼所见，很多人不会想象到地图可以有这样美丽的一面，……，美丽梦幻，……给我带来了极大地震撼，原来地质图不是死板的工作制品，也可以具有艺术性，可以给予人美的感触。可能，这就是地理人独特的浪漫吧！”学生能动地发现艺术和科学统一在地图中，证明其具有社会、人文与地图融合跨界思维，塑造独特的思维方式和审美观。

a 哈罗德•菲斯克1944年绘制的密西西比河

a  Ancient courses Mississippi river meander belt (Harold Fisk, 1944) 

b 密西西比河激光雷达地图

b Lidar map of the Mississippi river

图5   地图的艺术

Fig.5 Examples of map arts 

图5来自：http://www.ngchina.com.cn/science/photo galleries/6130.html

地图的科学探索。宇宙大爆炸带来的思考吸引着无数科学家，通过美国国家航天局的COBE卫星（1989年）、欧空局的普朗克卫星（2009年）、WMAP卫星可探测宇宙的背景环境，探索宇宙的形成（图6）。“宇宙微波背景辐射地图让我们在仰望星空时打开了思想的门，看到了上帝的脸！”学生独特的地图选题展现了当代大学生独立思考、敢于探索的精神。

图6    WMAP卫星观测结果绘制的宇宙背景辐射分布地图

Fig.6 Nine year microwave sky by WMAP

图6来自：https://map.gsfc.nasa.gov/media/121238/index.html

游戏和科幻地图带来无穷的乐趣和想象空间。它们 “真实”地营造了一个“虚拟”空间，让作者和玩家“沉迷”其中。这些地图给学生打开了一个新的视角，不仅仅是信息接收者，更要从创造者角度去思考：如何绘制一幅完整详细而又带有真实感的地图呢？创造者选择将现实中的地图进行改造，演变成自己作品中的地图。《冰与火之歌》中的地图是大不列颠地图的反转版本，《魔戒》中不同板块的地图借鉴了现实中的实地地图（如霍比特人的居住地夏尔指英格兰岛，隔断中土世界的迷雾山脉指高加索山脉）。最令人敬佩的用自己的天赋去创造一个完全新颖的世界地图，如日本漫画家土笔章人所创造的漫画《来自深渊》的深渊（图7）。“深渊”的无底洞地图描述这冒险、探险的旅程，独特的上下方位表达的三维空间结构和多维信息。学生更是从这些地图中领悟到，站在一个地图绘制者角度，去思考如何绘制一幅地图，关注什么，哪些要素可省略，哪些需要特别标出等。促使学生利用课上学习到的知识去尝试理解、解决这些问题，这是开放式问题设置的一个重要目的。

图7    科幻地图《来自深渊》

Fig.7 Fantasy map of 《From the Abyss 》

图7 来自：https://i.imgur.com/J1w5yzL.jpg

游戏地图以准确、实时、生动、可交互的特点带来新的亮点。《钢铁雄心4》中的地图对1939年世界格局有着准确的表现，以3D的方式将山脉、林地、水流、沙漠、城镇等表现出来，让人感觉很精确，城市的灯光以及山脉、水流、云雾表现得非常真实（图8）。海上孤岛的游戏地图展现着城区、非城区、公路、草地、麦田、山体等，同时地图被若干个方格划分以方便距离估计。游戏地图的选择，反映了学生将生活娱乐与学科专业相结合的能力，能够善于从生活中发现并运用专业、思考专业的结合点和创新点。

a   钢铁雄心4

a  Hearts of Iron 4

b 绝地求生

b Playerunknown's Battlegrounds

b 图来自https://pubg.qq.com/

图8    游戏地图 

Fig 8. Game maps:  

从地图常见的浏览功能出发，到探索宇宙、欣赏艺术、好奇探险、科幻游戏的地图特例、特性分析，展现了 “我眼中的地图”中的新发现新思考。分析和肯定学生独到的地图选择，使学生产生认同感，自己精心选择的答案得到认可并被欣赏，在培养了其探索分析能力的同时，鼓舞了其能动性和自信心。

2.3  开放式问题特点讨论

开放式问题“我眼中的地图”表现出其开放性。

1）思路的开放性：学生可以从地图的不同主题、不同的视觉表现、不同的应用体验、不同思考层面来应答，得到不同的解释。

2）方法的开放性：学生可以从可视化手段、地理空间数据类型和组织、数据关联与分析等不同的侧面分析选题。

3）结论的开放性：无固定答案，可能还存在争议或尚无定论。一幅地图在一个学生眼中看来很美，另一个学生可能觉得非常普通。这和地图兼顾区域、个体特征有紧密关系。

该开放式问题便于学生紧扣地图主线，梳理知识脉络，从而教师可以从纵向和横向角度把握学生对地图的认识和掌握。横向表现为学生接触地图的类型、主题、绘制或可视化的手段、引人之处等；纵向表现为对所选地图的理解深度及辨析，并锁定核心问题：地图的科学性、艺术性和知识性。

发现联系，讲好地图故事。开放式问题灵活性大、适应性强，同时给学生机会发挥其主动性和创造性，在摸清整体情况的同时，可能得到“奇思怪想”，这些出乎意料的内容可能更有价值和启发意义。虽然学生心中的地图种类多样，表现手法各异，但是地图总是在传达某种或某些信息。学生在选择地图时会发现它的亮点，理解并分析地图中的内容和新意，讲解地图故事，如游戏地图、卡通地图等。

打开好奇心，驱动探索性。开放式问题会激起学生的好奇心，唤起灵感，脱离非对即错的思维局限，引导他们主动地深层思考，去洞察、探索和发现，从而打开通往内心学习的大门，打开专业学习的灵感和学习欲望，如《来自深渊地图》《宇宙背景辐射分布地图》。

3  结束语

由于开放式问题的探索性、研究性以及与大学生自我个性的融合，其结果必然是不确定的，开放式问题设置的重点不在于试图获得一个正确或统一、完美的结果，而是突出对问题的探索，试图发现对问题的不同解读。开放性问题可以让学生有各自不同的思路，有利于提升学生思维的活跃度，大学生根据自身兴趣和思维特征做到“百家争鸣”，这是发现新观点、新思维的有效方法。本文以“我眼中的地图”调查为例，发现学生的关注具有一定的共同性，包括紧密联系生活的交通旅游图、当前时势相关的疫情地图、易读真实的影像图等，同时重点分析了学生选题具有个性、特殊性的卡通地图、艺术地图、科幻地图、游戏地图等特异点，为探索和思考地图的应用、可视化等提供新的洞见和思维。

开放式问题设置充分尊重学生主体地位，关注学生学习思维过程和个体的思维不同，一方面体现出对学生个体的尊重，因为每个人都可以做出自己区别于他人的答案，他们会依据自己的价值观、愿景或独特经历，努力证明自己答案的特色；另一方面开放式问题没有约束框架，打开了群体广泛的发散式探索，能够为后续可能的创新发展做铺垫，毕竟很多创新和交叉来自奇思怪想。在地理信息科学中，充分利用交叉学科思维，可有效利用开放式问题来分析教学方式的变化，探索专业知识创新，顺应新时期新环境下的教学变革。

致谢：感谢武汉大学资源与环境科学学院2020级理科试验班（资源环境类、地理信息科学专业）201班、202班、203班同学的参与、反馈和讨论。

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