師范類大學(xué)ArcGIS軟件應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式研究

摘要：傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前地理信息科學(xué)發(fā)展的需要，也不能滿足地理信息產(chǎn)業(yè)對(duì)復(fù)合型地理信息科學(xué)專業(yè)人才的需求。本文總結(jié)現(xiàn)有的三種傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，分析當(dāng)前存在的問(wèn)題，提出“三位一體”的ArcGIS軟件應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，即既要突出師范類特色，又要強(qiáng)化科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還要把“翻轉(zhuǎn)課堂”等新型教學(xué)模式引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。

關(guān)鍵詞：師范類大學(xué)；ArcGIS軟件應(yīng)用；實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式；三位一體

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）31-0275-03

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理工科專業(yè)課程教學(xué)的重要組成部分，教學(xué)效果的優(yōu)劣直接影響各專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力和今后的發(fā)展?jié)摿?。有關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的研究，已引起一些高校教師和教學(xué)管理人員的重視[1-3]，但師范類大學(xué)ArcGIS軟件應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的研究成果尚未見到。

ArcGIS軟件應(yīng)用課程（含實(shí)驗(yàn)）是各大高校地理類、環(huán)境類各專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的必修課之一，特別是師范類大學(xué)的地理信息科學(xué)（GIS，Geographic Information Science）專業(yè)，該課程的學(xué)時(shí)數(shù)為72學(xué)時(shí)，理論課與實(shí)驗(yàn)課課時(shí)比例已由以前的3∶1調(diào)整為現(xiàn)在的1∶1，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性越來(lái)越引起廣泛重視。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，只有不斷完善和更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，采用新的教學(xué)方法與手段，才能做到與時(shí)俱進(jìn)、開拓創(chuàng)新，加快提高教學(xué)質(zhì)量，給學(xué)生傳授更多、更新、更全的ArcGIS軟件應(yīng)用的技術(shù)思想與方法，培養(yǎng)更多的復(fù)合型地理信息科學(xué)及相關(guān)學(xué)科專業(yè)人才。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)模式

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)模式有以下三種：

（一）教師先演示，學(xué)生后練習(xí)

該模式屬于最常用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，即在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，由實(shí)驗(yàn)教師先按照實(shí)驗(yàn)操作步驟，系統(tǒng)性地在計(jì)算機(jī)上給學(xué)生邊演示、邊講解ArcGIS軟件的使用方法和注意事項(xiàng)，涉及軟件的開始運(yùn)行、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的添加與顯示、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的編輯、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析等方面的操作，以及在操作過(guò)程中的參數(shù)設(shè)置等，最終得到新的結(jié)果數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行讀圖分析，結(jié)合地理學(xué)及相關(guān)學(xué)科的理論知識(shí)得出有價(jià)值的結(jié)論。演示結(jié)束后，每個(gè)學(xué)生按照對(duì)教師演示步驟的回憶以及觀摩時(shí)的筆記，在自己面前的電腦上從頭到尾將實(shí)驗(yàn)做一遍，最終達(dá)到和教師演示一樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，方為完成。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到困難，舉手示意教師前來(lái)解答。這一模式的優(yōu)點(diǎn)在于：保證了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的完整性，讓教師的教學(xué)思路能連貫，直到獲得該實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)，讓學(xué)生也能系統(tǒng)地觀摩一遍整個(gè)實(shí)驗(yàn)，做到心中有數(shù)，不再是“窺豹一斑”；不足在于：需要學(xué)生有較好的記憶力和前期準(zhǔn)備，要不然，較難跟上教師的思路，只能是“走馬觀花”，最后自己動(dòng)手操作起來(lái)比較費(fèi)勁。

（二）學(xué)生和教師同步操作

該模式也屬于一種常用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，即在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生和教師同步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師每做一步，暫停一下，學(xué)生跟著做一步，這樣一步一步地把實(shí)驗(yàn)做完。這一模式的優(yōu)點(diǎn)在于：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可以一步一步跟著教師的演示來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從而保證每一步都能一次實(shí)現(xiàn)，最終順利完成該實(shí)驗(yàn)；不足在于：整個(gè)實(shí)驗(yàn)無(wú)形中被分割成多個(gè)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的掌握有所欠缺，僅停留在對(duì)教師實(shí)驗(yàn)操作的重復(fù)層面上，在一定程度上影響了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并獨(dú)立思考問(wèn)題的機(jī)會(huì)，從而影響了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（三）學(xué)生先照著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書練習(xí)，教師個(gè)別答疑和集中答疑并存

該模式雖不常用，但也屬于一種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，適用于在有教師自編的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的情況，以及實(shí)驗(yàn)課教師和理論課教師不是同一個(gè)人的情況，特別是研究生助教上實(shí)驗(yàn)課。該模式的優(yōu)點(diǎn)在于：放手讓學(xué)生自己發(fā)揮主觀能動(dòng)性，按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的關(guān)鍵步驟，在電腦上操作，遇到問(wèn)題時(shí)，可先思考和嘗試，實(shí)在解決不了，舉手示意讓教師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)；不足在于：學(xué)生通過(guò)自學(xué)掌握新知識(shí)的能力略有差異，遇到的問(wèn)題也不一樣，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)進(jìn)度較慢，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體進(jìn)度不好把握。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的存在問(wèn)題

（一）特色不夠鮮明

沒(méi)有充分體現(xiàn)出師范類大學(xué)的辦學(xué)特色和地理科學(xué)學(xué)院的學(xué)科優(yōu)勢(shì)。當(dāng)今各大高校在諸多方面的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，特別是在“生源大戰(zhàn)”的背景下，一所師范類大學(xué)要想吸引更多的優(yōu)秀學(xué)生報(bào)考，必須要有自己的辦學(xué)特色、專業(yè)特色和課程特色。而當(dāng)前基本上所有的師范類大學(xué)都開設(shè)ArcGIS軟件應(yīng)用（含實(shí)驗(yàn)）這門課，或名稱不同但內(nèi)容相似的課程，但基本上千篇一律，沒(méi)有很好地依托師范背景，也沒(méi)有很好地挖掘開設(shè)該課程的學(xué)院優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容雷同現(xiàn)象較多，并且，我院于2017年6月更名為地理科學(xué)與旅游學(xué)院，地理學(xué)是根基，旅游專業(yè)是特色，但在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)能把這一特色凸顯出來(lái)，導(dǎo)致特色不夠鮮明。

（二）目的不夠明確

具體表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容側(cè)重對(duì)軟件本身的掌握，且各實(shí)驗(yàn)之間聯(lián)系較少。實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇蠖鄶?shù)是停留在對(duì)ArcGIS軟件中的菜單、命令和工具的熟悉，知道該軟件中都有什么功能即可，而不關(guān)注這些功能都能解決什么具體問(wèn)題，并且每一次實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容都基本自成一體，即不進(jìn)行上一次實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容，也可以進(jìn)行本次實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容，這是不符合地理信息系統(tǒng)工程化思想的，因此，看似每次實(shí)驗(yàn)課有實(shí)驗(yàn)?zāi)康模@些目的大都僅僅是針對(duì)學(xué)習(xí)什么，而不是針對(duì)掌握什么和創(chuàng)新什么，導(dǎo)致目的不夠明確。

（三）互動(dòng)不夠積極

回顧以往自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，縱觀其他教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂，忽然發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)課堂上，教師與學(xué)生的互動(dòng)不夠，主要還是教師的實(shí)驗(yàn)演示。分析其原因，得出這是由于ArcGIS軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課程是在計(jì)算機(jī)機(jī)房授課，不像物理、化學(xué)、生物等學(xué)科的實(shí)驗(yàn)課程那樣有很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性，按照教師演示的實(shí)驗(yàn)步驟，基本上都能得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從形式上表現(xiàn)出師生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程的互動(dòng)性不強(qiáng)。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式

綜上所述，本文提出“三位一體”的ArcGIS軟件應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，既要突出師范類特色，又要強(qiáng)化科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還要把“翻轉(zhuǎn)課堂”等新型教學(xué)模式引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，從而進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

（一）突出師范類特色實(shí)驗(yàn)

在師范類大學(xué)開設(shè)ArcGIS軟件應(yīng)用課程（含實(shí)驗(yàn)），就應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等方面盡可能把師范類特色融入到各個(gè)實(shí)驗(yàn)中，或者至少在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要結(jié)合中學(xué)教學(xué)的需要，因?yàn)閷?huì)有一部分學(xué)生在大學(xué)畢業(yè)后到中學(xué)從教。以我校陜西師范大學(xué)為例，作為地處西北的唯一一所教育部直屬、國(guó)家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)大學(xué)，一直以來(lái)被譽(yù)為西北地區(qū)“教師的搖籃”。我校辦學(xué)宗旨是以教師教育為主要特色的綜合性研究型大學(xué)，以教師教育為主要特色。雖然在校學(xué)生人數(shù)中，非師范專業(yè)學(xué)生人數(shù)已超過(guò)師范專業(yè)人數(shù)，大概比例為3∶2，但在非師范專業(yè)學(xué)生中，有一部分學(xué)生有較強(qiáng)的“師范情結(jié)”，特別是女學(xué)生，其職業(yè)生涯規(guī)劃就是到中學(xué)當(dāng)教師[4]。因此，開設(shè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，還要結(jié)合中學(xué)地理教學(xué)內(nèi)容，把ArcGIS軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與中學(xué)地理信息技術(shù)的活動(dòng)建議有機(jī)地結(jié)合在一起，從而做好本科教學(xué)與中學(xué)教學(xué)在知識(shí)上的銜接，這樣也能使得這部分學(xué)生有更為濃厚的做實(shí)驗(yàn)的興趣。

（二）強(qiáng)化項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

當(dāng)前，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等富有信息化時(shí)代感的詞語(yǔ)經(jīng)常令我們耳目一新。地理信息技術(shù)作為IT業(yè)界的一個(gè)重要發(fā)展分支，地理信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)完全融入到計(jì)算機(jī)IT業(yè)，諸多地理信息企業(yè)和公司緊跟時(shí)代步伐，將上述詞語(yǔ)背后的理念引入到自己的業(yè)務(wù)范圍，從而不斷提高自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，爭(zhēng)取各種渠道的項(xiàng)目，包括國(guó)家部委的基礎(chǔ)性專項(xiàng)研究。作為師范類大學(xué)，在開設(shè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，教師也應(yīng)該結(jié)合自己承擔(dān)的科研項(xiàng)目，把研究中的問(wèn)題進(jìn)一步細(xì)化為有限個(gè)小的研究問(wèn)題，然后讓學(xué)生自由組合，分組承擔(dān)小的研究問(wèn)題中的一個(gè)，讓學(xué)生有具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，同時(shí)給學(xué)生以創(chuàng)新思維的機(jī)會(huì)。學(xué)生最終做完所有的實(shí)驗(yàn)后，就會(huì)感覺到成就感，從而達(dá)到項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的良好效果。

（三）引入“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

教師引入“翻轉(zhuǎn)課堂”是一種新的教學(xué)模式，就是將傳統(tǒng)教學(xué)中“課堂講課+課后練習(xí)”的教學(xué)程序翻轉(zhuǎn)為“課前自學(xué)+課堂練習(xí)”的形式，目前多用于理論知識(shí)傳授的課堂。通常包含兩個(gè)階段，即知識(shí)的學(xué)習(xí)與知識(shí)的吸收，知識(shí)的學(xué)習(xí)通過(guò)觀看教學(xué)視頻等手段在課前完成，知識(shí)吸收則變?yōu)樵谡n堂中經(jīng)老師和同學(xué)協(xié)作學(xué)習(xí)完成，從而完成了課堂的翻轉(zhuǎn)。在ArcGIS軟件應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生課前準(zhǔn)備，通過(guò)自學(xué)和查閱相關(guān)資料來(lái)嘗試完成實(shí)驗(yàn)，然后在實(shí)驗(yàn)課上給其他人演講，增加學(xué)生之間和師生之間的互動(dòng)交流環(huán)節(jié)，從而極大地調(diào)動(dòng)全體學(xué)生學(xué)習(xí)軟件的積極性。由于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)上有非常多的ArcGIS軟件學(xué)習(xí)資料，再加上學(xué)生現(xiàn)在都有筆記本電腦，課前準(zhǔn)備是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)不斷進(jìn)步，技術(shù)不斷革新，教育理念和教育方式也在不斷推陳出新，ArcGIS軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式已不能完全適應(yīng)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展需要，必須要有新模式來(lái)更新傳統(tǒng)模式，使廣大學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能和鍛煉研究思維，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，滿足地理信息產(chǎn)業(yè)對(duì)復(fù)合型地理信息科學(xué)專業(yè)人才的需求。

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