ESA模式在《地理信息系統原理》實驗教學中的應用①

李輝霞 周紅藝

(佛山科學技術學院 環境與化學工程學院 廣東佛山 528000)

《地理信息系統原理》是人文地理與城鄉規劃專業必修的專業基礎課，是一門實踐性和技術性都很強的課程[1,2]，重點培養學生以GIS為技術，解決復雜空間問題的綜合能力，及基于空間表達的多尺度、多維度地學思維。課程的理論知識枯燥乏味，被動學習難以實現知識的內化；機械式上機實驗缺乏思維訓練，難以將抽象的原理與實踐應用貫通起來[3]。為此，在《地理信息系統原理》實驗教學中，為激發學生的學習熱情，必須打破老師課堂演示、學生機械操作的傳統教學模式。

1 ESA教學模式理論

20世紀90年代末，英國教學專家Jeremy Harmer根據“學習要讓學生多投入、學習要活動化、活動要交際化”的原則，提出“以學生為中心”、“以實踐為手段”的ESA教學模式，將課堂教學分為Engage(投入）、Study(學習）、Activate(運用）三個基本要素[4-5]。

投入階段是熱身活動，主要目的是要激發學生的學習興趣，提高學習的主動性，活動形式包括游戲、討論、故事等。學習階段是要幫助學生掌握課堂知識，老師可先通過PPT、板書等形式講解知識的重點及難點，再采用課堂活動、練習、測試等方式鞏固知識點。運用階段強調學生對已掌握知識的靈活運用，常用的形式有角色扮演、游戲、辯論等。

ESA教學模式中的三個基本要素可以根據課程性質、教學內容、學生水平等按不同順序變換和彈性組合，譬如EASASA組合，但有一個基本原則就是必須以投入階段開始，以運用階段結束。根據投入、學習、運用三個環節的順序和組合，ESA模式可以分為直線型（Straight Arrow Sequence）、反彈型（Boomerang Sequence）、雜拼型（Patchwork Sequence）三種類型。

2 ESA模型在《地理信息系統原理》實驗教學中的應用

《地理信息系統原理》上機實驗主要培養學生運用GIS技術解決復雜地形中的選址、資源空間配置、最優路徑規劃等綜合空間問題的能力與思維。要求在熟練圖形要素輸入與編輯、屬性表編輯、地圖布局與輸出等基本操作的基礎上，重點掌握緩沖區分析、疊加分析、網絡分析、地形制圖等空間分析方法的綜合應用。本文以“空間選址”實驗為案例，探討ESA模型在《地理信息系統原理》實驗教學中的應用思路。

2.1 投入環節

以中學選址作為具體案例，讓學生展開小組討論，結合理論課的基礎知識和GIS軟件基本操作的實踐，思考基于柵格數據格式的中學選址需要哪些基礎數據及需要運用哪些空間分析方法。

2.2 學習環節

首先，對小組討論結果進行梳理，將中學選址所需的關鍵的數據集和重要的空間分析方法進行板書，對相關理論知識點通過問答的形式進行復習鞏固，提出“空間選址”實驗的基本目標。其次，介紹“空間選址”實驗的方法，并在ArcGIS軟件中演示柵格數據的距離分析、疊加分析、矢量轉柵格、重分類及柵格計算器的具體操作方法；最后，學生運用教材光盤中的實驗數據，一人一機練習中學選址的具體操作過程，老師則逐一指導，及時發現學生操作過程中遇到的具體問題，并回到教師端針對普遍困難或錯誤進行詳細講解。

2.3 運用環節

首先，布置小組任務，每個小組從數據光盤中選取基礎數據，自行設計一個空間選址模型，運用學習階段所掌握的ArcGIS操作方法，解決空間選址問題，并將最終的選址結果以專題圖輸出。其次，每個小組推選一位代表上臺匯報模型構建思路，并演示具體操作過程，小組之間互相學習和評價。最后，老師從數據編輯、模型構建、專題圖編制、匯報表達等方面進行點評，并對“空間選址”實驗的基本思路與操作過程進行總結。

3 ESA理論在實踐教學中的應用意義

目前，ESA教學模式主要應用于語言的課堂教學活動中，在其他專業課程教學中的應用相對較少。事實上，ESA教學模式是一種啟發式的教學方法，強調學生自主學習，能在激發學生學習興趣及提高學生參與積極性的基礎上，有效培養學生靈活運用知識及獨立解決問題能力，非常適合技術性較強的實踐教學活動中。因此，ESA模式在《地理信息系統原理》實驗教學中的應用，對其他應用性較強學科的實踐教學具有借鑒意義和示范作用。