劉玉婷 許善洋 布美熱木·克力木 薛治國

[摘 要] 地理信息系統(tǒng)實驗課程在地理科學專業(yè)中是實踐性很強的專業(yè)必修課程。針對ArcGIS專業(yè)軟件的特點及實驗內(nèi)容，分析實驗課中存在的不足，在提高學生技術(shù)技能，拓寬地理思維，解決實際問題的前提下，闡述了提高實驗課教學質(zhì)量的方法。

[關(guān)鍵詞] 地理科學;地理信息系統(tǒng);實驗教學;ArcGIS

[基金項目] 喀什大學高層次人才培養(yǎng)項目（GCC18ZK-008）

[作者簡介] 劉玉婷（1986—），女，山東臨沂人，博士，喀什大學講師，研究方向：資源利用與生態(tài)安全;許善洋（1979—），男，江蘇連云港人，喀什大學講師，研究方向：自然地理與環(huán)境變化研究;布美熱木·克力木（1983—），女，新疆喀什人，在讀研究生，喀什大學助教，研究方向：生態(tài)學;薛治國（1982—），男，河南新安人，在讀博士，喀什大學副教授，研究方向：環(huán)境變化與遙感應(yīng)用。

[中圖分類號] G642 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）36-0242-02 ? ?[收稿日期] 2019-12-22

地理信息系統(tǒng)是一門綜合性極強的信息技術(shù)，以地理科學、測繪科學、計算機技術(shù)為主要學科基礎(chǔ)[1]。經(jīng)過50多年的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生、城市規(guī)劃、大氣污染監(jiān)測管理等領(lǐng)域得以廣泛的應(yīng)用[2-4]。伴隨GIS迅速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)課程在地理信息系統(tǒng)專業(yè)、交通類專業(yè)、生態(tài)學專業(yè)、地理科學專業(yè)、人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)等均有開設(shè)[5-7]。

地理科學專業(yè)（070501）屬理學學科?？κ泊髮W地理科學專業(yè)旨在培養(yǎng)政治合格，具有良好的師德師風、扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和較強的教學實踐能力，較強的科學探索精神和接受新知識、新理論和新技能的能力，以及良好的合作精神和團隊意識。培養(yǎng)能夠在中學從事地理學科及相關(guān)學科的基礎(chǔ)教學及教學管理，或在相關(guān)部門從事地理學相近行業(yè)的科研、管理工作的應(yīng)用型、復合型專業(yè)人才。

作為非地理信息系統(tǒng)專業(yè)的地理科學專業(yè)，其開設(shè)地理信息系統(tǒng)課程的目的是讓學生掌握地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和知識。通過實踐教學使地理科學專業(yè)的學生更直觀地應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)解決地理科學問題，培養(yǎng)學生地理思維解決問題的能力。

一、地理信息系統(tǒng)實驗課程內(nèi)容

地理信息系統(tǒng)以地球科學的理論為基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹運用信息科學的理論和方法進行地理數(shù)據(jù)的采集、處理和科學管理，地理信息的空間分析和地學建模以及地理信息系統(tǒng)的建立和運用。通過開設(shè)實驗課使學生能夠掌握地理信息系統(tǒng)的原理及相應(yīng)軟件的使用操作，加深理解理論課內(nèi)容。

ArcGIS10是ESRI公司開發(fā)的地理信息系統(tǒng)軟件，也是地理信息系統(tǒng)專業(yè)中比較熱門的軟件之一[8]。為進一步培養(yǎng)地理科學專業(yè)學生的解決地理問題的能力及熟練應(yīng)用ArcGIS技能操作，地理信息系統(tǒng)實驗課課程設(shè)置32學時，具體內(nèi)容包括以下幾個方面：認識ArcGIS軟件體系結(jié)構(gòu)、軟件特色，掌握在ArcMap的窗口組成及基本操作、ArcCatalog界面及應(yīng)用基礎(chǔ)、Geoprocessing地理處理框架;掌握如何在ArcGIS中進行空間數(shù)據(jù)采集和組織，ArcCatalog中學會如何創(chuàng)建Shapefile、dBASE表、地理數(shù)據(jù)庫等，ArcMap中圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯等;掌握ArcGIS中數(shù)據(jù)的類型及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作，ArcMap投影坐標的轉(zhuǎn)換，應(yīng)用ArcToolbox工具進行多種空間數(shù)據(jù)的處理操作等;學會ArcGIS可視化操作，矢量和柵格符號化的操作及專題地圖的編制;掌握在ArcGIS中進行矢量數(shù)據(jù)空間分析操作，學會對矢量數(shù)據(jù)進行緩沖區(qū)分析的操作、疊置分析等;掌握在ArcGIS中進行柵格數(shù)據(jù)空間分析操作，學會距離分析函數(shù)完成距離制圖、密度制圖、重分類等的操作;學會ArcGIS中三維分析與可視化，三維可視化、三維分析工具中的表面分析工具應(yīng)用等;學會應(yīng)用ArcGIS，在基于DEM數(shù)據(jù)上進行水文分析。

二、地理信息系統(tǒng)實驗教學的不足

（一）重視操作但缺乏技術(shù)系統(tǒng)性學習

在ArcGIS實驗過程中，學生根據(jù)指導內(nèi)容進行實驗步驟的具體操作，在具體操作過程中很少考慮實驗內(nèi)容與理論知識怎樣結(jié)合，只是亦步亦趨的重復步驟，缺乏系統(tǒng)性的思考。在專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用時，不能將實驗知識融合到專業(yè)領(lǐng)域。具體操作時，對為什么操作這一步，進行技術(shù)設(shè)計的目的是什么缺乏思考。

（二）缺乏專業(yè)實驗指導教師

基于ArcGIS的GIS實驗課，其目的是讓學生加深對理論課程的理解，拓寬地理思維，掌握解決地理問題的技術(shù)能力。目前，本?！?S”實驗室具有地理信息系統(tǒng)學科背景的專任教師2名，實驗教師1名，其中1名專任教師在ArcGIS知識方面相對薄弱，實驗員管理9個實驗室，精力相對有限。因此，在實驗過程中教師不可能做到單獨指導每個學生進行實驗。

（三）理論知識和實驗知識不契合

在教材上，地理信息系統(tǒng)理論課程教學中選用黃杏元《地理信息系統(tǒng)概論》，地理信息系統(tǒng)實驗課程選用湯國安《ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實驗教程》。兩本教材在理論、實驗方面都是具有代表性、權(quán)威性的教材，但部分教學內(nèi)容缺乏有效整合，知識背景缺乏有效融合。

三、實驗教學的探討

（一）加強實驗學習，提高學生的系統(tǒng)性操作能力

上機實驗過程中，讓學生了解實驗可以解決的實際地理問題，提高學習ArcGIS專業(yè)軟件的興趣。同時，在上機過程中以實際問題為例，讓學生探討解決地理問題和所涉及的ArcGIS技術(shù)。讓學生全面思考，提高ArcGIS軟件動手操作的能力，從而達到系統(tǒng)性學習軟件的目的。

（二）基礎(chǔ)理論與實驗教學相結(jié)合

地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)理論與實驗教學相結(jié)合是十分必要的，基礎(chǔ)理論是集傳授理論知識、介紹學科知識背景、鋪墊信息技術(shù)應(yīng)用等為一體，側(cè)重于讓學生掌握基礎(chǔ)理論知識、空間分析的原理與方法、應(yīng)用模型等知識。實驗教學是為進一步鞏固所學習的基礎(chǔ)理論知識，同時拓寬地理思維。

（三）加強地理思維鍛煉，進行任務(wù)式實驗教學

實驗教學目的除了進一步鞏固基礎(chǔ)理論知識外，還要利用所學的技術(shù)手段解決實際地理問題，因此，不斷地加強思維教學的鍛煉是十分必要的。為充分加強學生的地理思維能力，在學生完成基礎(chǔ)實驗內(nèi)容的前提下，對學生分組布置實驗任務(wù)，共同解決地理實際問題，且組與組之間解決地理問題不同。

（四）配備專業(yè)實驗指導教師

ArcGIS是一門專業(yè)性極強、功能較為全面的軟件，解決日常地理實際問題，對自然地理現(xiàn)象等進行可視化表達，為輔助決策提供數(shù)據(jù)依據(jù);因此，要求教師在掌握必要的GIS基礎(chǔ)理論知識外，還需對ArcGIS有較為專業(yè)的操作技能。為提高地理科學專業(yè)實驗教學質(zhì)量，需配備ArcGIS方面較為專業(yè)及具有地理相關(guān)科學背景的實驗指導教師。

四、結(jié)論

地理信息系統(tǒng)實驗課是一門實踐性很強的實驗課，為地理科學專業(yè)的學生真正理解GIS基礎(chǔ)理論知識，具備解決地理實際問題的能力，通過分析GIS實驗教學中存在的不足，提出改進措施，從而為提高實驗課質(zhì)量，培養(yǎng)綜合型技術(shù)水平高的地理科學方面人才提供保障。

參考文獻

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