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，是一門實踐性和技術(shù)性都很強的課程[1,2]，重點培養(yǎng)學(xué)生以GIS為技術(shù)，解決復(fù)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(xué)思維。課程的理論知識枯燥乏味，被動學(xué)習(xí)難以實現(xiàn)知識的內(nèi)化；機械式上機實驗缺乏思維訓(xùn)練，難以將抽象的原理與實踐應(yīng)用貫通起來[3]。為此，在《地理信息系統(tǒng)原理》實驗教學(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)要活動化、活動要交際化”的原則，提出“以學(xué)生為中心”、“以實踐為手段”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(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的主動性，活動形式包括游戲、討論、故事等。學(xué)習(xí)階段是要幫助學(xué)生掌握課堂知識，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(xí)、測試等方式鞏固知識點。運用階段強調(diào)學(xué)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(xué)模式中的三個基本要素可以根據(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，但有一個基本原則就是必須以投入階段開始，以運用階段結(jié)束。根據(jù)投入、學(xué)習(xí)、運用三個環(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》實驗教學(xué)中的應(yīng)用

《地理信息系統(tǒng)原理》上機實驗主要培養(yǎng)學(xué)生運用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”實驗為案例，探討ESA模型在《地理信息系統(tǒng)原理》實驗教學(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)生展開小組討論，結(jié)合理論課的基礎(chǔ)知識和GIS軟件基本操作的實踐，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)及需要運用哪些空間分析方法。

2.2 學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

首先，對小組討論結(jié)果進行梳理，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行板書，對相關(guān)理論知識點通過問答的形式進行復(fù)習(xí)鞏固，提出“空間選址”實驗的基本目標(biāo)。其次，介紹“空間選址”實驗的方法，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、重分類及柵格計算器的具體操作方法；最后，學(xué)生運用教材光盤中的實驗數(shù)據(jù)，一人一機練習(xí)中學(xué)選址的具體操作過程，老師則逐一指導(dǎo)，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)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(huán)節(jié)

首先，布置小組任務(wù)，每個小組從數(shù)據(jù)光盤中選取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，自行設(shè)計一個空間選址模型，運用學(xué)習(xí)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(jié)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(gòu)建思路，并演示具體操作過程，小組之間互相學(xué)習(xí)和評價。最后，老師從數(shù)據(jù)編輯、模型構(gòu)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(jié)。

3 ESA理論在實踐教學(xué)中的應(yīng)用意義

目前，ESA教學(xué)模式主要應(yīng)用于語言的課堂教學(xué)活動中，在其他專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用相對較少。事實上，ESA教學(xué)模式是一種啟發(fā)式的教學(xué)方法，強調(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)生靈活運用知識及獨立解決問題能力，非常適合技術(shù)性較強的實踐教學(xué)活動中。因此，ESA模式在《地理信息系統(tǒng)原理》實驗教學(xué)中的應(yīng)用，對其他應(yīng)用性較強學(xué)科的實踐教學(xué)具有借鑒意義和示范作用。