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1gis軟件應用案例教學法的特點

真實性。案例教學強調真實性，就絕對不可對所選取的案例進行虛構［2］。一方面所選取的案例應符合地理信息系統(tǒng)的理論知識。案例教學要解決在理論教學過程中學生不能完全理解的知識要點，并且學會在實踐中如何去操作應用。因此，案例教學應該要跟理論教學進程相匹配，并能體現(xiàn)地理信息系統(tǒng)理論知識的要求，而不能將課程當中學生未接觸的理論知識點滲人到案例之中，以防將學生引人盲區(qū)。另一方面所選取的案例應接近實際，要能準確地反映生產(chǎn)實踐活動。典型性。GIS軟件應用實踐性強，涉及的行業(yè)也非常廣，故GIS軟件應用課堂案例教學的信度和效果取決于所選案例是否具有代表性。典型案例應是學生在學習實踐當中能夠“伸手就摸得著”，并且對其理論知識也是能理解的，這樣就便于對學習的要點進行設計探究，從而起到舉一反三的作用。系統(tǒng)性。根據(jù)案例學習的目的，對一個具體的GIS案例進行詳細的分析和設計，把軟件的某一項功能的學習分解成一個個獨立小案例，最后把分解的各個知識點串聯(lián)起來，集成一個完整的工程，使學生在進行系統(tǒng)性學習的同時，體會到所學的知識在服務社會中能有用武之地。

2GIS軟件應用教學案例的選取及設計

相對于一般的理論課堂講授，操作應用性的案例教學要求教師在知識點的策劃、課堂的組織、教學過程的控制上傾注更多的時間和精力。如果想要使案例教學的運用達到較好的教學目的，需事先做好周密的計劃和安排，否則將不能取得案例教學應有的教學效果。

2．1案例教學的選取作為貫穿整個教學過程所使用的案例，一定要有針對性。首先，要能覆蓋整個專業(yè)相關知識的內容和形式，在通過案例學習的同時要掌握GIS的基本理論和相關應用的操作方法。其次，要有助于激發(fā)學生的創(chuàng)造性和主動性，提升學生思考的深度，認識到實際案例的復雜性，提高其全面思維的能力。最后，選取的案例要針對某個熱門行業(yè)，增強學生應用知識的實效性。筆者根據(jù)教學目的的要求及對全國地理信息項目行業(yè)類別比例進行的分析(見圖1)，主要選取了全國第二次土地詳查項目案例作為軟件基礎應用的學習，并選取了對應的面向專題應用案例來講解GIS軟件在相關行業(yè)的應用。

2．2案例教學的設計按照學校專業(yè)教學計劃的安排，本課程是在第二學年上學期開設，這時，學生對專業(yè)課程的學習還不夠全面和深入，因此，在對案例進行設計時，將采取循序漸進的方式，采用MAPGIS軟件，從基礎的數(shù)據(jù)采集、輸入、管理、處理和查詢的功能學習開始，在學生掌握了軟件的基本操作功能之后，再選取專題應用案例來進行空間分析和應用方面的講解。

2．2．1基礎應用案例設計武漢中地信息工程有限公司研制的大型基礎地理信息系統(tǒng)軟件平臺(以下簡稱“MAPGIS”)作為中國具有完全自主知識版權的地理信息系統(tǒng)，是全球唯一的搭建式GIS數(shù)據(jù)中心集成開發(fā)平臺，在全國第二次土地詳查項目中發(fā)揮了重要作用。以全國第二次土地詳查項目案例為中心的MAPGIS軟件應用教學法，其主要目的是讓學生跟著實際工程項目，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、獨立思考，逐步解決問題的能力，而這其中的重點就是通過實際的工程項目，培養(yǎng)學生的學習興趣，要讓學生明白自己所學的知識的實效性以及成果的顯著性，而不是盲目地去學習某一個功能模式。因此案例設計的指標主要參考全國第二次土地詳查相關技術流程，整個案例的分解項目以及對應的知識內容設計如表1。

2．2．2GIS專題應用教學案例設計基于MAPGIS面向專題應用案例教學包含了統(tǒng)計分析、DEM的建立與應用分析、空間分析、三維立體模擬以及GIS綜合分析與應用等基本內容模塊，在案例教學中，要了解各行業(yè)應用發(fā)展的主要趨勢，結合熱點問題來設計各種應用專題案例(表2)，同時，根據(jù)問題的提出和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學生獨立思考和解決問題的能力。

3案例教學在GIS軟件應用教學中的組織實施

3．1問題的提出以2010年江西撫河唱凱堤發(fā)生決堤，數(shù)萬災民被安置東華理工大學為切入點，提出洪水災害為我國發(fā)生頻率較高，危害范圍比較廣的一種自然災害，將對國家和社會造成大量的經(jīng)濟損失和人員傷亡，洪水災害一旦出現(xiàn)，如何結合自己所掌握的GIS知識，來精確評估洪水災害所造成的損失。這時，可以采取提問、解答等多種形式的互動方式，分析洪水災害的各項特征指標，來提高學生進行抽象思維和邏輯推理的理性思維能力。比如:洪水災害發(fā)生的位置、洪水災害影響的范圍、洪水淹沒的深度等自然特征指標，人口、淹沒土地利用類型、房屋等社會特征指標，財產(chǎn)損失率、面上綜合經(jīng)濟損失等經(jīng)濟指標［5］。

3．2數(shù)據(jù)分析為了鍛煉學生綜合運用GIS軟件的知識和方法進行分析和解決問題的能力，可以給定一個分析目標:要求估計出受災地區(qū)住宅用地被洪水淹沒而造成的損失，讓學生結合目標，分析要獲取和準備的數(shù)據(jù)，同時，可以根據(jù)分析目標中“住宅用地”、“淹沒”和“損失”等關鍵字來引導學生積極思考，對“住宅用地”進行分類需準備土地利用現(xiàn)狀數(shù)字化地圖;計算“淹沒”的范圍要求掌握洪水水位的相對高程(設計為600m)，即等高線圖形數(shù)據(jù);估算“損失”的大小則和居民的財產(chǎn)、地基穩(wěn)定性有關。并歸納出屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)。

3．3思路分析和數(shù)據(jù)準備在對具體問題和數(shù)據(jù)進行分析之后，便可讓學生設計出一個問題解決思路:①考慮到洪水淹沒不能確定一個最高水位，故可以根據(jù)等高線數(shù)據(jù)，按照等高距造區(qū)，生成一個等高線區(qū)文件(見圖2)，并給該文件添加一個“高程值”屬性字段，并編輯所對應的高程值。②利用MAPGIS輸入編輯功能對土地利用現(xiàn)狀線文件進行拓撲造區(qū)(見圖3)，然后再通過屬性管理系統(tǒng)來添加“土地利用類型”、“估計財產(chǎn)”、“地基類型”、“損失系數(shù)”、“地基財產(chǎn)”等屬性地段，并編輯所對應的屬性(見表3)。③經(jīng)過對土地利用現(xiàn)狀和等高線數(shù)據(jù)進行預處理后，將編輯好的等高線區(qū)文件和土地利用現(xiàn)狀區(qū)文件進行疊加分析，再通過MAPGIS條件檢索功能求出水位在600m之內被洪水淹沒的住宅用地，并根據(jù)住宅用地的估計財產(chǎn)及損失系數(shù)等屬性字段計算財產(chǎn)損失。

3．4損失分析在正式講解疊置分析功能模塊之前，先跟學生一起回顧下疊置分析的基本原理，以及執(zhí)行分析功能之后，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)將會有何變化等問題，等學生有了清楚的認識后，再往下講解。利用空間分析子系統(tǒng)的【區(qū)與區(qū)合并分析】功能，完成土地利用現(xiàn)狀和等高線區(qū)文件的疊置分析，產(chǎn)生一個土地利用現(xiàn)狀和等高線疊合的區(qū)文件，且疊合每個圖斑中都有了“土地利用類型”、“估計財產(chǎn)”、“地基類型”、“損失系數(shù)”、“地基財產(chǎn)”和“高程值”等屬性(圖4)。為了求出高程在600m之內，且土地使用性質為住宅的數(shù)據(jù)，可以利用【條件檢索】功能，輸入分析條件“高程值≤600＆＆(土地利用性質==多層房屋住宅‖土地利用性質==底層房屋住宅)”，將獲得滿足該項要求的新的區(qū)文件，再利用【雙屬性四則運算】屬性分析，得到“估計損失”和“被淹沒面積比例”等屬性數(shù)據(jù)項，其中估計損失=面積×地均財產(chǎn)×損失系數(shù)。

3．5結論分析進行空間分析的目的就是要提取和傳輸空間信息，能為相關決策部門提供依據(jù)。通過以上的分析，可以得出分析結論表，如表4所示，這時，可以讓學生思考:如何讓分析結果更直觀，使人能一目了然地看出哪些地類損失較大，哪一類損失較小。對于分析結果，可按估計損失分成＜10000、10000～50000、＞50000三類，分別用三種不同圖例表示，畫出洪水淹沒損失分布圖。

4案例教學在GIS軟件應用教學中的效果分析

考慮到學生剛開始接觸GIS軟件，故選用的軟件是中文版的MAPGIS，教材是吳信才的《MAPGIS地理信息系統(tǒng)》。在開始兩個學年，對軟件的講解方法很單一，很少結合案例來講解，主要是按照課本的章節(jié)，針對軟件的某一項功能進行學習，通過調研發(fā)現(xiàn)，這種教學方式的效果很不明顯。2011年筆者對教學存在的問題進行了分析，以學校制定新的教學計劃為契機，采取了以案例教學為中心的教學方法，并圍繞該方法開展以下幾點工作:①重新制定教學大綱，根據(jù)教學要求，對每個知識點進行了案例的選取和設計［6］;②設置合理的教學計劃，在制定2011版教學計劃時，將GIS原理課程和GIS軟件應用課程設置在同一學期開設，GIS原理課程在上半學期開課，GIS軟件應用在下半學期開課，且地圖學和測量學兩門課程在前一學期開設，為學生奠定更加扎實的理論基礎。③嚴格案例應用報告的書寫，并通過案例講解和測評答辯的形式對學生進行考核，熄滅學生想僥幸過關的想法，加深對案例實際應用及所學理論知識的掌握。④掌握MAP-GIS軟件的應用后，再利用學期末的兩周GIS原理教學實習，講解ARCGIS軟件的操作功能，要求學生利用ARCGIS軟件獨立完成設計的各項案例，達到觸類旁通的教學效果。為了對案例教學法的教學效果進行評價，筆者對近五年來學校GIS專業(yè)學生對主講GIS軟件應用教師的網(wǎng)上評教結果及畢業(yè)后用人單位反饋的學生工作上手情況和全國GIS應用水平考試通過率進行了跟蹤調研，結果見圖6。通過調研結果可得出:前兩年各項調研指標都很不樂觀，用人單位提供的學生工作后的上手情況甚至有了下滑的趨勢，但到了2011年，各項指標出現(xiàn)了大幅度的上升，其后的兩年也有了穩(wěn)步的提高，在2013年第二屆全國大學生GIS應用技能大賽中，筆者指導的參賽學生獲得了一等獎。這說明案例教學法在GIS軟件教學中能提高學生的學習積極性，有利于提高學生全面掌握GIS知識的能力。

5總結

通過對造成GIS專業(yè)學生就業(yè)困難的原因及GIS軟件教學過程中存在的問題進行分析，提出了一種以案例教學法為中心的GIS軟件應用教學方法。同時，依據(jù)全國地理信息項目行業(yè)類別比例數(shù)據(jù)對教學案例進行了精心的選取和設計，并結合洪水災害損失的分析案例，展現(xiàn)了案例教學在GIS軟件應用教學組織中的實施過程。最后，通過近五年來對學生學習情況的調查分析，得出案例教學法能有效地提高學生學習GIS軟件的積極性及實際動手操作能力。

作者：夏元平許亞男劉波單位：東華理工大學測繪工程學院