信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革論文

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一、基于ArcGIS軟件的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計(jì)

對(duì)于生態(tài)學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，許多內(nèi)容如數(shù)據(jù)采集、編輯、空間分析、專題地圖制作等都必須通過(guò)具體應(yīng)用在本學(xué)科相關(guān)一些問(wèn)題，才能夠真正掌握和理解。本課程實(shí)驗(yàn)以呼和浩特為例，設(shè)計(jì)了教學(xué)內(nèi)容體系。具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如下。第一，空間數(shù)據(jù)的輸入與編輯，主要目的是讓學(xué)生掌握掃描數(shù)據(jù)的矢量化技術(shù)和拓?fù)渚庉嫛Ｊ褂锰峁┑膾呙钄?shù)據(jù)（呼和浩特旗縣界.bmp）進(jìn)行矢量化，把呼和浩特市各旗縣的行政界線勾畫出來(lái)，并輸入屬性，建立空間拓?fù)洹５诙臻g分析，讓學(xué)生掌握利用ArcMap進(jìn)行空間查詢、緩沖區(qū)分析和疊加分析等分析方法為目的，使用矢量化的呼和浩特旗縣界和提供的數(shù)據(jù)完成空間分析。主要內(nèi)容有：空間查詢包括了從圖查表和從表查圖，如使用Identity和Find工具進(jìn)行查詢，SQL查詢等；緩沖區(qū)分析包括了點(diǎn)、線、面的緩沖區(qū)生成，如對(duì)于呼和浩特地區(qū)的駐地、鐵路和旗縣界制作緩沖區(qū)；疊加分析使用矢量化的旗縣界和提供的呼和浩特市土地利用專題圖進(jìn)行疊加，統(tǒng)計(jì)出各旗縣不同土地利用類型的面積等。第三，制圖，讓學(xué)生掌握ArcMap制圖技術(shù)，并完成土地利用專題圖。使用提供的市界、旗縣界、駐地、主要公路、鐵路和土地利用數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)各專題圖層的符號(hào)化和設(shè)色方法，完成設(shè)置紙張大小后，加圖名、指北針、比例尺、坐標(biāo)網(wǎng)格和圖例等一系列整飾過(guò)程，最后輸出圖片文件（jpg格式）。學(xué)生通過(guò)上機(jī)操作實(shí)驗(yàn)，了解地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理的流程，大大激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)習(xí)興趣。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索

（一）積極改革GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)的重要保障。而教師只有講究教學(xué)方法，了解教育對(duì)象，有針對(duì)性地講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，才能有好的效果。因此積極改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法，是加強(qiáng)課程建設(shè)的核心工作。因此為了盡量縮小實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代科技成果的差距，主要采取了兩項(xiàng)措施。

1.更新實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)。通過(guò)三次教學(xué)計(jì)劃的修訂，逐步調(diào)整課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加強(qiáng)了幾個(gè)內(nèi)容。一是基于計(jì)算機(jī)的地理信息系統(tǒng)知識(shí)，從增設(shè)地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)到開設(shè)應(yīng)用專題課等；二是具體案例分析的調(diào)整，找出最適合學(xué)生理解，與專業(yè)密切相關(guān)例子；三是遙感知識(shí)，遙感是地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，加強(qiáng)數(shù)字圖像處理基本過(guò)程的認(rèn)識(shí)，有利于地理信息系統(tǒng)知識(shí)的掌握。

2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，與實(shí)際應(yīng)用緊密相連。對(duì)于生態(tài)學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)GIS的目的是掌握地理信息系統(tǒng)這門學(xué)科的基本理論和方法，了解地理信息系統(tǒng)在各個(gè)學(xué)科和社會(huì)中的應(yīng)用，并利用地理信息系統(tǒng)解決本學(xué)科相關(guān)的一些問(wèn)題。因此內(nèi)容安排也結(jié)合生態(tài)學(xué)專業(yè)，讓學(xué)生了解應(yīng)用。對(duì)于疊加分析，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是以呼和浩特為例，把呼和浩特的土地利用專題圖和行政區(qū)劃圖進(jìn)行疊加，統(tǒng)計(jì)分析各旗縣的土地利用狀況，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生掌握基本知識(shí)，同時(shí)了解不同專題圖層的疊加分析方法，在專業(yè)方面鞏固了土地利用方面的相關(guān)知識(shí)。在教學(xué)方法的改革上，主要要求教師結(jié)合改革教學(xué)內(nèi)容，研究教學(xué)方法論，針對(duì)學(xué)生的思維特點(diǎn)和認(rèn)識(shí)規(guī)律，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。為此，一方面增加討論課，采用小論文、小專題和各種因材施教的方式，開展分層次教學(xué)。另一方面采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，使教學(xué)直觀化、形象化。

（二）積極加強(qiáng)在GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)中自學(xué)輔導(dǎo)

自學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，是讓學(xué)生通過(guò)以自學(xué)為主的學(xué)習(xí)方式，經(jīng)由閱讀、上機(jī)練習(xí)、小結(jié)等自學(xué)環(huán)節(jié)，養(yǎng)成自學(xué)習(xí)慣，發(fā)展自學(xué)能力。它與傳統(tǒng)講授法比較有如下特點(diǎn)。

1.教學(xué)主導(dǎo)思想有了根本性改變。自學(xué)輔導(dǎo)體現(xiàn)了教學(xué)以培養(yǎng)能力、發(fā)展智力為主的思想，突出學(xué)生的“學(xué)”和教師的“導(dǎo)”。GIS軟件功能非常強(qiáng)大，利用有限的學(xué)時(shí)學(xué)完是不可能的，只有學(xué)生努力自學(xué)，才能系統(tǒng)掌握。因此教學(xué)的主攻方向和衡量學(xué)生學(xué)習(xí)的標(biāo)準(zhǔn)，不僅在于學(xué)生是否學(xué)會(huì)了，還在于學(xué)生是否會(huì)學(xué)了。這種教學(xué)思想和教學(xué)形式，完全保證了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位。

2.教學(xué)原則與教學(xué)方式在實(shí)踐上得到統(tǒng)一。啟、讀、練、知、導(dǎo)相結(jié)合等教學(xué)原則的側(cè)重點(diǎn)在“學(xué)”，它是建立在確保各類學(xué)生都學(xué)會(huì)，都能發(fā)展的基礎(chǔ)上，教學(xué)原則是與教材、教法、學(xué)生、教師的情況密切結(jié)合而綜合考慮提出的，因此能夠在教學(xué)過(guò)程中較好地加以體現(xiàn)。

3.使用高效的立體式課堂教學(xué)。在課堂上學(xué)生自行操作ArcGIS軟件，教師輔導(dǎo)，教師和學(xué)生充分進(jìn)行教學(xué)信息反饋流通。學(xué)生在課堂上用眼看、用腦想等多種感官交替使用，降低了疲勞度，提高了學(xué)習(xí)效率。各類學(xué)生各得其所，每個(gè)人都積極主動(dòng)，因而學(xué)習(xí)成績(jī)普遍上升，尖子生隊(duì)伍擴(kuò)大，兩極分化縮小。4.加強(qiáng)自學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)。自學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)對(duì)學(xué)生的思想以及影響學(xué)生成長(zhǎng)的非智力因素有極大的促進(jìn)作用。在培養(yǎng)學(xué)生良好自學(xué)習(xí)慣、濃厚的學(xué)習(xí)興趣、堅(jiān)強(qiáng)的意志和毅力方面也超過(guò)了傳統(tǒng)教學(xué)。實(shí)踐證明，自學(xué)輔導(dǎo)適合GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，符合當(dāng)代大學(xué)生的認(rèn)識(shí)和發(fā)展規(guī)律，是極有發(fā)展前途的。

（三）改善GIS上機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)境，盡量配備專業(yè)指導(dǎo)教師

高校盡量建立GIS的開放實(shí)驗(yàn)室，具備專業(yè)軟件及案例數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生全面放開，給學(xué)生獨(dú)立操作、獨(dú)立學(xué)習(xí)的平臺(tái)，還要配備指導(dǎo)教師，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行解決。

三、結(jié)語(yǔ)

地理信息系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)突出地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、技術(shù)與應(yīng)用。該課程力求將地理空間基礎(chǔ)理論、地理信息系統(tǒng)技術(shù)方法和地理信息系統(tǒng)的實(shí)踐融為一體，使學(xué)生在學(xué)習(xí)地理信息系統(tǒng)技術(shù)方法的同時(shí)，掌握與地理信息系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和方法應(yīng)用有關(guān)的基礎(chǔ)理論，從而使學(xué)生能夠真正領(lǐng)會(huì)和把握作為現(xiàn)代高科技的地理信息系統(tǒng)的科學(xué)性、技術(shù)性和實(shí)踐性。要更新思想，積極改革GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，積極加強(qiáng)在GIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的自學(xué)輔導(dǎo)，改善GIS上機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)境，盡量配備專業(yè)指導(dǎo)教師，等等。

作者:董建軍單位:內(nèi)蒙古大學(xué)