ArcGIS軟件平臺下地理信息系統(tǒng)課程實(shí)驗教學(xué)改革研究

王秀梅

摘要：地理信息系統(tǒng)具有多學(xué)科交叉、技術(shù)集成、實(shí)踐性很強(qiáng)等的學(xué)科特點(diǎn)，要求實(shí)驗教學(xué)方法不能滯后，實(shí)驗過程內(nèi)容必須新穎。針對該課程的發(fā)展快、理論與實(shí)際緊密結(jié)合的特點(diǎn)，在GIS實(shí)驗教學(xué)基礎(chǔ)上，探討并提出了以ArcGIS軟件為平臺以學(xué)為主的教學(xué)過程設(shè)計內(nèi)容，總結(jié)了實(shí)驗課程改進(jìn)的方法。通過這種模式應(yīng)用及改進(jìn)方法，提高教學(xué)效果以及培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，從而達(dá)到對其他相關(guān)學(xué)科教學(xué)過程模式設(shè)計具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；ArcGIS軟件；教學(xué)過程設(shè)計

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）27-0269-02

地理信息系統(tǒng)（以下簡稱GIS）的大容量、高效率及其結(jié)合的相關(guān)學(xué)科的推動使其具有運(yùn)籌帷幄的優(yōu)勢，成為國家宏觀決策和區(qū)域多目標(biāo)開發(fā)的重要技術(shù)支撐，也成為與空間信息有關(guān)各行各業(yè)的基本工具，其強(qiáng)大的空間分析能力及其發(fā)展?jié)摿κ沟肎IS在以下方面已得到廣泛、深入的應(yīng)用：測繪與地圖制圖、資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、災(zāi)害預(yù)測、土地調(diào)查與環(huán)境管理、國防、宏觀決策等方面表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力。2000年，美國環(huán)境系統(tǒng)研究所（ESRI）全面整合了GIS與數(shù)據(jù)庫、軟件工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他多方面的計算機(jī)主流技術(shù)之后，成功地推出了代表GIS最高技術(shù)水平的全系列GIS平臺，ArcGIS產(chǎn)品系列，目前應(yīng)用最廣泛的GIS軟件之一。ArcGIS軟件是一個易學(xué)習(xí)的，統(tǒng)一的，可伸縮的系統(tǒng)，它可以滿足GIS用戶的廣泛的需求，在全國各個高校和科研機(jī)構(gòu)深受歡迎。然而由于GIS明顯具有多學(xué)科交叉，技術(shù)集成，實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科等特征，傳統(tǒng)的模式教學(xué)滿足不了本科生充分學(xué)習(xí)掌握GIS軟件的實(shí)踐技術(shù)操作的需求，因此應(yīng)開展與時俱進(jìn)實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容與改革是必不可少的環(huán)節(jié)，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的目的。

一、GIS實(shí)驗教學(xué)特點(diǎn)

GIS軟件教學(xué)是內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生的專業(yè)必修GIS課程的重要實(shí)驗環(huán)節(jié)，擬通過該門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握常用GIS軟件的操作，加深對GIS基本原理的理解和領(lǐng)會，并能夠熟練運(yùn)用一種GIS軟件完成地理空間數(shù)據(jù)的處理和分析。學(xué)時分配，多媒體講授，32學(xué)時，上機(jī)實(shí)踐，16學(xué)時。成績考核：期末考試、實(shí)驗成績、平時作業(yè)不等比例進(jìn)行考核。ArcGIS軟件具有強(qiáng)大的地圖制作、空間數(shù)據(jù)管理、空間分析、空間信息整合、發(fā)布與共享的能力，是40余年GIS咨詢和研發(fā)經(jīng)驗，奉獻(xiàn)給用戶的一套完整的GIS平臺產(chǎn)品。

二、以學(xué)為主的教學(xué)過程設(shè)計

以學(xué)為中心的教學(xué)過程設(shè)計主要是研究如何設(shè)計教學(xué)過程幫助“學(xué)”，即樹立以學(xué)為中心的教學(xué)關(guān)，幫助學(xué)生利用現(xiàn)代教育技術(shù)作為認(rèn)知工具和學(xué)習(xí)資源區(qū)進(jìn)行探索學(xué)習(xí)。由于長期以來課堂教學(xué)一直受教師主導(dǎo)，對于如何設(shè)計幫助學(xué)生“學(xué)”論述的較少。

1.以學(xué)為主的教學(xué)過程案例分析：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)采用ArcGIS軟件進(jìn)行GIS實(shí)驗教學(xué)?！昂艉秃铺卮媪糠拷灰渍n稅基準(zhǔn)價評估案例”是典型的采用“以學(xué)為主”的模式設(shè)計的。這節(jié)課通過利用互聯(lián)網(wǎng)豐富的信息源，培養(yǎng)學(xué)生快速閱讀、快速搜集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的能力。同時組織學(xué)生對有關(guān)問題討論，實(shí)地測量等，加深學(xué)生對解決實(shí)際問題的理解，提高學(xué)生的專業(yè)技能，動手操作軟件的能力。主要學(xué)習(xí)資源見表1。

2.教與學(xué)活動。本章以理論講授及ArcGIS軟件在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用案例分析為主，為理論聯(lián)系實(shí)際，采用以下2種方法結(jié)合使用：首先在學(xué)習(xí)工程中，教師通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展。在搜集資料時注意學(xué)生，防止發(fā)生迷航，在獨(dú)立探索階段，隨時回答學(xué)生提出的問題，隨時進(jìn)行必要引導(dǎo)。

3.實(shí)踐步驟。設(shè)計調(diào)查計劃（例如：按用途分：居住、商業(yè)、工業(yè)、綜合等；按影響房價的因素：區(qū)位、實(shí)物、權(quán)益、制度、經(jīng)濟(jì)、人口、社會、心理、國際、其他。區(qū)位和實(shí)物是主要因素。；按區(qū)位因素：位置、交通、周圍環(huán)境、配套、景觀等。按實(shí)物因素：樓層、結(jié)構(gòu)、年限、朝向、裝修、物業(yè)、權(quán)益等）。根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)編寫有關(guān)實(shí)驗內(nèi)容（分組，每組幾個學(xué)生一個命題，最終合作完成）收集分析數(shù)據(jù)（使用網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)、采集數(shù)據(jù)以及ArcGIS軟件技術(shù)手段，制作工作底圖，在此基礎(chǔ)上以影響房地產(chǎn)的區(qū)域因素劃分商業(yè)和住宅等不同用途的區(qū)片與區(qū)段，以樣點(diǎn)價格確定區(qū)片與區(qū)段的基準(zhǔn)價格等）。撰寫實(shí)驗報告及表格（采集、測算，分片、分段測算出房屋基準(zhǔn)價格，最終有價值數(shù)據(jù)裝入地稅局房屋基準(zhǔn)價GIS，使之我市城區(qū)存量房評稅系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成功運(yùn)行）。

三、GIS課程實(shí)驗教學(xué)的改進(jìn)

1.積極調(diào)整實(shí)驗內(nèi)容及教學(xué)大綱.GIS軟件課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)實(shí)驗課，時代在變化，實(shí)驗內(nèi)容再怎么更新，總會或多少地滯后于時代發(fā)展。在實(shí)驗內(nèi)容設(shè)計過程中，總會出現(xiàn)新的問題，這就要求一定與時俱進(jìn)，認(rèn)真研究分析出現(xiàn)的問題，不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，不斷創(chuàng)新實(shí)驗內(nèi)容，更新教學(xué)大綱。

2.讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提升專業(yè)素養(yǎng)。充分利用課余時間多看有關(guān)ArcGIS軟件方面的專業(yè)書籍，了解ArcGIS Desktop的組成與功能，熟悉使用ArcGIS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯、整飾和輸出的流程，如何使用ArcGIS Desktop進(jìn)行簡單的空間分析和數(shù)據(jù)處理，知道在何處可以找到進(jìn)一步學(xué)習(xí)的資料ArcGIS軟件簡介等方面知識，提高自己的自主學(xué)習(xí)能力。

3.完善以學(xué)為主的教學(xué)模式實(shí)驗內(nèi)容，提高學(xué)生探索學(xué)習(xí)能力。以學(xué)為主的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主，特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，自主探究、自主發(fā)現(xiàn)，容易培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，但往往忽略教學(xué)目標(biāo)和教師的主導(dǎo)地位，因此教師必須對整個教程監(jiān)控，傳授知識，不能放任不管。同時積極調(diào)整完善實(shí)驗教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的知識技能和探索能力，培養(yǎng)學(xué)生的價值觀。

四、結(jié)束語

本文探討了環(huán)境科學(xué)專業(yè)GIS課程教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，提出了以ArcGIS軟件為平臺的“以學(xué)為主”教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)以及探索學(xué)習(xí)的能力?；?012版教學(xué)計劃內(nèi)容提出了對GIS實(shí)驗課程改進(jìn)的方法。與時俱進(jìn)，積極調(diào)整實(shí)驗內(nèi)容及教學(xué)大綱，跟進(jìn)社會發(fā)展步伐，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，同時提升專業(yè)素養(yǎng)，通過閱讀有關(guān)ArcGIS軟件指導(dǎo)書籍，熟悉軟件，學(xué)會利用網(wǎng)絡(luò)資源，掌握篩選信息的能力和方法。最后學(xué)生通過以學(xué)為主的教學(xué)模式實(shí)驗內(nèi)容，提高學(xué)生與他人積極合作意識，學(xué)會利用這類工具對環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理和分析，拓寬同學(xué)們在國土部門、環(huán)境部門等方面從事基礎(chǔ)工作的能力。

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