ArcGIS軟件平臺下地理信息系統課程實驗教學改革研究

王秀梅

摘要：地理信息系統具有多學科交叉、技術集成、實踐性很強等的學科特點，要求實驗教學方法不能滯后，實驗過程內容必須新穎。針對該課程的發展快、理論與實際緊密結合的特點，在GIS實驗教學基礎上，探討并提出了以ArcGIS軟件為平臺以學為主的教學過程設計內容，總結了實驗課程改進的方法。通過這種模式應用及改進方法，提高教學效果以及培養學生創新能力，從而達到對其他相關學科教學過程模式設計具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：地理信息系統；ArcGIS軟件；教學過程設計

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

地理信息系統（以下簡稱GIS）的大容量、高效率及其結合的相關學科的推動使其具有運籌帷幄的優勢，成為國家宏觀決策和區域多目標開發的重要技術支撐，也成為與空間信息有關各行各業的基本工具，其強大的空間分析能力及其發展潛力使得GIS在以下方面已得到廣泛、深入的應用：測繪與地圖制圖、資源管理、城鄉規劃、災害預測、土地調查與環境管理、國防、宏觀決策等方面表現出強大的生命力。2000年，美國環境系統研究所（ESRI）全面整合了GIS與數據庫、軟件工程、人工智能、網絡技術及其他多方面的計算機主流技術之后，成功地推出了代表GIS最高技術水平的全系列GIS平臺，ArcGIS產品系列，目前應用最廣泛的GIS軟件之一。ArcGIS軟件是一個易學習的，統一的，可伸縮的系統，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構深受歡迎。然而由于GIS明顯具有多學科交叉，技術集成，實踐性很強的學科等特征，傳統的模式教學滿足不了本科生充分學習掌握GIS軟件的實踐技術操作的需求，因此應開展與時俱進實驗教學內容與改革是必不可少的環節，從而達到培養學生的目的。

一、GIS實驗教學特點

GIS軟件教學是內蒙古工業大學環境科學專業本科生的專業必修GIS課程的重要實驗環節，擬通過該門課程的學習，使學生掌握常用GIS軟件的操作，加深對GIS基本原理的理解和領會，并能夠熟練運用一種GIS軟件完成地理空間數據的處理和分析。學時分配，多媒體講授，32學時，上機實踐，16學時。成績考核：期末考試、實驗成績、平時作業不等比例進行考核。ArcGIS軟件具有強大的地圖制作、空間數據管理、空間分析、空間信息整合、發布與共享的能力，是40余年GIS咨詢和研發經驗，奉獻給用戶的一套完整的GIS平臺產品。

二、以學為主的教學過程設計

以學為中心的教學過程設計主要是研究如何設計教學過程幫助“學”，即樹立以學為中心的教學關，幫助學生利用現代教育技術作為認知工具和學習資源區進行探索學習。由于長期以來課堂教學一直受教師主導，對于如何設計幫助學生“學”論述的較少。

1.以學為主的教學過程案例分析：內蒙古工業大學環境科學專業采用ArcGIS軟件進行GIS實驗教學。“呼和浩特存量房交易課稅基準價評估案例”是典型的采用“以學為主”的模式設計的。這節課通過利用互聯網豐富的信息源，培養學生快速閱讀、快速搜集數據和處理數據的能力。同時組織學生對有關問題討論，實地測量等，加深學生對解決實際問題的理解，提高學生的專業技能，動手操作軟件的能力。主要學習資源見表1。

2.教與學活動。本章以理論講授及ArcGIS軟件在現實生活中的應用案例分析為主，為理論聯系實際，采用以下2種方法結合使用：首先在學習工程中，教師通過網絡監控平臺跟蹤學生的學習進展。在搜集資料時注意學生，防止發生迷航，在獨立探索階段，隨時回答學生提出的問題，隨時進行必要引導。

3.實踐步驟。設計調查計劃（例如：按用途分：居住、商業、工業、綜合等；按影響房價的因素：區位、實物、權益、制度、經濟、人口、社會、心理、國際、其他。區位和實物是主要因素。；按區位因素：位置、交通、周圍環境、配套、景觀等。按實物因素：樓層、結構、年限、朝向、裝修、物業、權益等）。根據學習目標編寫有關實驗內容（分組，每組幾個學生一個命題，最終合作完成）收集分析數據（使用網絡資源數據、采集數據以及ArcGIS軟件技術手段，制作工作底圖，在此基礎上以影響房地產的區域因素劃分商業和住宅等不同用途的區片與區段，以樣點價格確定區片與區段的基準價格等）。撰寫實驗報告及表格（采集、測算，分片、分段測算出房屋基準價格，最終有價值數據裝入地稅局房屋基準價GIS，使之我市城區存量房評稅系統實現成功運行）。

三、GIS課程實驗教學的改進

1.積極調整實驗內容及教學大綱.GIS軟件課程是實踐性很強的專業實驗課，時代在變化，實驗內容再怎么更新，總會或多少地滯后于時代發展。在實驗內容設計過程中，總會出現新的問題，這就要求一定與時俱進，認真研究分析出現的問題，不斷總結教學經驗，不斷創新實驗內容，更新教學大綱。

2.讓學生自主學習，提升專業素養。充分利用課余時間多看有關ArcGIS軟件方面的專業書籍，了解ArcGIS Desktop的組成與功能，熟悉使用ArcGIS軟件進行數據編輯、整飾和輸出的流程，如何使用ArcGIS Desktop進行簡單的空間分析和數據處理，知道在何處可以找到進一步學習的資料ArcGIS軟件簡介等方面知識，提高自己的自主學習能力。

3.完善以學為主的教學模式實驗內容，提高學生探索學習能力。以學為主的教學模式強調以學生為主，特別強調學生的自主學習，自主探究、自主發現，容易培養學生的創新能力，但往往忽略教學目標和教師的主導地位，因此教師必須對整個教程監控，傳授知識，不能放任不管。同時積極調整完善實驗教學模式，培養學生的知識技能和探索能力，培養學生的價值觀。

四、結束語

本文探討了環境科學專業GIS課程教學內容特點，提出了以ArcGIS軟件為平臺的“以學為主”教學模式，激發學生的積極性和主動性，培養學生的自主學習以及探索學習的能力。基于2012版教學計劃內容提出了對GIS實驗課程改進的方法。與時俱進，積極調整實驗內容及教學大綱，跟進社會發展步伐，培養學生創新能力，同時提升專業素養，通過閱讀有關ArcGIS軟件指導書籍，熟悉軟件，學會利用網絡資源，掌握篩選信息的能力和方法。最后學生通過以學為主的教學模式實驗內容，提高學生與他人積極合作意識，學會利用這類工具對環境數據進行相應的處理和分析，拓寬同學們在國土部門、環境部門等方面從事基礎工作的能力。

參考文獻：

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