ESA模式在《地理信息系统原理》实验教学中的应用①

李辉霞 周红艺

(佛山科学技术学院 环境与化学工程学院 广东佛山 528000)

《地理信息系统原理》是人文地理与城乡规划专业必修的专业基础课，是一门实践性和技术性都很强的课程[1,2]，重点培养学生以GIS为技术，解决复杂空间问题的综合能力，及基于空间表达的多尺度、多维度地学思维。课程的理论知识枯燥乏味，被动学习难以实现知识的内化；机械式上机实验缺乏思维训练，难以将抽象的原理与实践应用贯通起来[3]。为此，在《地理信息系统原理》实验教学中，为激发学生的学习热情，必须打破老师课堂演示、学生机械操作的传统教学模式。

1 ESA教学模式理论

20世纪90年代末，英国教学专家Jeremy Harmer根据“学习要让学生多投入、学习要活动化、活动要交际化”的原则，提出“以学生为中心”、“以实践为手段”的ESA教学模式，将课堂教学分为Engage(投入）、Study(学习）、Activate(运用）三个基本要素[4-5]。

投入阶段是热身活动，主要目的是要激发学生的学习兴趣，提高学习的主动性，活动形式包括游戏、讨论、故事等。学习阶段是要帮助学生掌握课堂知识，老师可先通过PPT、板书等形式讲解知识的重点及难点，再采用课堂活动、练习、测试等方式巩固知识点。运用阶段强调学生对已掌握知识的灵活运用，常用的形式有角色扮演、游戏、辩论等。

ESA教学模式中的三个基本要素可以根据课程性质、教学内容、学生水平等按不同顺序变换和弹性组合，譬如EASASA组合，但有一个基本原则就是必须以投入阶段开始，以运用阶段结束。根据投入、学习、运用三个环节的顺序和组合，ESA模式可以分为直线型（Straight Arrow Sequence）、反弹型（Boomerang Sequence）、杂拼型（Patchwork Sequence）三种类型。

2 ESA模型在《地理信息系统原理》实验教学中的应用

《地理信息系统原理》上机实验主要培养学生运用GIS技术解决复杂地形中的选址、资源空间配置、最优路径规划等综合空间问题的能力与思维。要求在熟练图形要素输入与编辑、属性表编辑、地图布局与输出等基本操作的基础上，重点掌握缓冲区分析、叠加分析、网络分析、地形制图等空间分析方法的综合应用。本文以“空间选址”实验为案例，探讨ESA模型在《地理信息系统原理》实验教学中的应用思路。

2.1 投入环节

以中学选址作为具体案例，让学生展开小组讨论，结合理论课的基础知识和GIS软件基本操作的实践，思考基于栅格数据格式的中学选址需要哪些基础数据及需要运用哪些空间分析方法。

2.2 学习环节

首先，对小组讨论结果进行梳理，将中学选址所需的关键的数据集和重要的空间分析方法进行板书，对相关理论知识点通过问答的形式进行复习巩固，提出“空间选址”实验的基本目标。其次，介绍“空间选址”实验的方法，并在ArcGIS软件中演示栅格数据的距离分析、叠加分析、矢量转栅格、重分类及栅格计算器的具体操作方法；最后，学生运用教材光盘中的实验数据，一人一机练习中学选址的具体操作过程，老师则逐一指导，及时发现学生操作过程中遇到的具体问题，并回到教师端针对普遍困难或错误进行详细讲解。

2.3 运用环节

首先，布置小组任务，每个小组从数据光盘中选取基础数据，自行设计一个空间选址模型，运用学习阶段所掌握的ArcGIS操作方法，解决空间选址问题，并将最终的选址结果以专题图输出。其次，每个小组推选一位代表上台汇报模型构建思路，并演示具体操作过程，小组之间互相学习和评价。最后，老师从数据编辑、模型构建、专题图编制、汇报表达等方面进行点评，并对“空间选址”实验的基本思路与操作过程进行总结。

3 ESA理论在实践教学中的应用意义

目前，ESA教学模式主要应用于语言的课堂教学活动中，在其他专业课程教学中的应用相对较少。事实上，ESA教学模式是一种启发式的教学方法，强调学生自主学习，能在激发学生学习兴趣及提高学生参与积极性的基础上，有效培养学生灵活运用知识及独立解决问题能力，非常适合技术性较强的实践教学活动中。因此，ESA模式在《地理信息系统原理》实验教学中的应用，对其他应用性较强学科的实践教学具有借鉴意义和示范作用。