ESA模式在《地理信息系統(tǒng)原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用①

李輝霞 周紅藝

(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院 廣東佛山 528000)

《地理信息系統(tǒng)原理》是人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實(shí)踐性和技術(shù)性都很強(qiáng)的課程[1,2]，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生以GIS為技術(shù)，解決復(fù)雜空間問(wèn)題的綜合能力，及基于空間表達(dá)的多尺度、多維度地學(xué)思維。課程的理論知識(shí)枯燥乏味，被動(dòng)學(xué)習(xí)難以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化；機(jī)械式上機(jī)實(shí)驗(yàn)缺乏思維訓(xùn)練，難以將抽象的原理與實(shí)踐應(yīng)用貫通起來(lái)[3]。為此，在《地理信息系統(tǒng)原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，必須打破老師課堂演示、學(xué)生機(jī)械操作的傳統(tǒng)教學(xué)模式。

1 ESA教學(xué)模式理論

20世紀(jì)90年代末，英國(guó)教學(xué)專家Jeremy Harmer根據(jù)“學(xué)習(xí)要讓學(xué)生多投入、學(xué)習(xí)要活動(dòng)化、活動(dòng)要交際化”的原則，提出“以學(xué)生為中心”、“以實(shí)踐為手段”的ESA教學(xué)模式，將課堂教學(xué)分為Engage(投入）、Study(學(xué)習(xí)）、Activate(運(yùn)用）三個(gè)基本要素[4-5]。

投入階段是熱身活動(dòng)，主要目的是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，活動(dòng)形式包括游戲、討論、故事等。學(xué)習(xí)階段是要幫助學(xué)生掌握課堂知識(shí)，老師可先通過(guò)PPT、板書(shū)等形式講解知識(shí)的重點(diǎn)及難點(diǎn)，再采用課堂活動(dòng)、練習(xí)、測(cè)試等方式鞏固知識(shí)點(diǎn)。運(yùn)用階段強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)已掌握知識(shí)的靈活運(yùn)用，常用的形式有角色扮演、游戲、辯論等。

ESA教學(xué)模式中的三個(gè)基本要素可以根據(jù)課程性質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)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(gè)基本原則就是必須以投入階段開(kāi)始，以運(yùn)用階段結(jié)束。根據(jù)投入、學(xué)習(xí)、運(yùn)用三個(gè)環(huán)節(jié)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(tǒng)原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

《地理信息系統(tǒng)原理》上機(jī)實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用GIS技術(shù)解決復(fù)雜地形中的選址、資源空間配置、最優(yōu)路徑規(guī)劃等綜合空間問(wèn)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(chǔ)上，重點(diǎn)掌握緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析、地形制圖等空間分析方法的綜合應(yīng)用。本文以“空間選址”實(shí)驗(yàn)為案例，探討ESA模型在《地理信息系統(tǒng)原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用思路。

2.1 投入環(huán)節(jié)

以中學(xué)選址作為具體案例，讓學(xué)生展開(kāi)小組討論，結(jié)合理論課的基礎(chǔ)知識(shí)和GIS軟件基本操作的實(shí)踐，思考基于柵格數(shù)據(jù)格式的中學(xué)選址需要哪些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及需要運(yùn)用哪些空間分析方法。

2.2 學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

首先，對(duì)小組討論結(jié)果進(jìn)行梳理，將中學(xué)選址所需的關(guān)鍵的數(shù)據(jù)集和重要的空間分析方法進(jìn)行板書(shū)，對(duì)相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)通過(guò)問(wèn)答的形式進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固，提出“空間選址”實(shí)驗(yàn)的基本目標(biāo)。其次，介紹“空間選址”實(shí)驗(yàn)的方法，并在ArcGIS軟件中演示柵格數(shù)據(jù)的距離分析、疊加分析、矢量轉(zhuǎn)柵格、重分類及柵格計(jì)算器的具體操作方法；最后，學(xué)生運(yùn)用教材光盤中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一人一機(jī)練習(xí)中學(xué)選址的具體操作過(guò)程，老師則逐一指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作過(guò)程中遇到的具體問(wèn)題，并回到教師端針對(duì)普遍困難或錯(cuò)誤進(jìn)行詳細(xì)講解。

2.3 運(yùn)用環(huán)節(jié)

首先，布置小組任務(wù)，每個(gè)小組從數(shù)據(jù)光盤中選取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，自行設(shè)計(jì)一個(gè)空間選址模型，運(yùn)用學(xué)習(xí)階段所掌握的ArcGIS操作方法，解決空間選址問(wèn)題，并將最終的選址結(jié)果以專題圖輸出。其次，每個(gè)小組推選一位代表上臺(tái)匯報(bào)模型構(gòu)建思路，并演示具體操作過(guò)程，小組之間互相學(xué)習(xí)和評(píng)價(jià)。最后，老師從數(shù)據(jù)編輯、模型構(gòu)建、專題圖編制、匯報(bào)表達(dá)等方面進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并對(duì)“空間選址”實(shí)驗(yàn)的基本思路與操作過(guò)程進(jìn)行總結(jié)。

3 ESA理論在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用意義

目前，ESA教學(xué)模式主要應(yīng)用于語(yǔ)言的課堂教學(xué)活動(dòng)中，在其他專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用相對(duì)較少。事實(shí)上，ESA教學(xué)模式是一種啟發(fā)式的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，能在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及提高學(xué)生參與積極性的基礎(chǔ)上，有效培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)及獨(dú)立解決問(wèn)題能力，非常適合技術(shù)性較強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中。因此，ESA模式在《地理信息系統(tǒng)原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)其他應(yīng)用性較強(qiáng)學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)具有借鑒意義和示范作用。