引言
地理信息系统（以下简称GIS）是近年来发展迅速的一项新技术。这也是测绘工程专业等相关专业的毕业生必须获得的重要技术方法和基础知识。《地理信息系统原理》课程向学生介绍地理信息系统的基本理论和技术系统，课程主题是要求学生掌握地理信息系统的基本理论和方法，了解地理信息系统在各个学科和社会中的应用。但是地理信息系统原理是一门具有强大理论和实践的学科。学生既要掌握基本理论和方法，还应加强教学实验。本文将以ArcGIS软件为平台，探讨地理信息系统原理课程实验教学的内容和教学改革方法。
1.ArcGIS软件的含义
在2000年，美国环境系统研究所（ESRI）将GIS与数据库，软件工程，人工智能，网络技术和其他关键计算机技术全面集成之后，成功地推出了代表最高水平的GIS平台技术ArcGIS产品系列，这是应用最广泛的GIS软件之一。 ArcGIS软件是一种易于学习，集成且可扩展的系统，可以满足GIS用户的广泛需求，并且在大学和科研机构中非常受欢迎。但是，由于GIS显然具有多学科，技术集成，实用性强的特点，因此传统的教学方法无法满足大学生充分学习和掌握GIS实际技术操作的需要。与时俱进的实验教育的内容和改革是实现学生培训目标的重要环节。
2.实验教学中存在的问题
2.1实验教学平台软件单一
在地理信息系统原理课程的实验教学中，教师普遍使用ArcGIS作为软件操作平台。大多数学生对GIS的理解和知识都是基于对ArcGIS的认知，对GIS基本原理的理解程度不高，GIS基本技能的掌握只是对软件熟练的操作，对GIS课程的实质并不了解。
2.2实验教学内容缺乏层次
地理信息系统原理作为一门新兴的学科，已广泛应用于各个领域。对于应用型本科院校，专业发展必须与时俱进，真正培养出适应社会发展需要的应用型人才。目前，地理信息系统原理课程的实验教学模式主要基于验证性实验，目的是通过实践验证在课堂上学到的GIS基本理论知识，提高学生的专业素养。然而，目前与专业应用相匹配的设计实验较少，不能应用理论知识来更好地培养学生分析和解决专业问题的能力。
2.3实验教学方法缺乏创新
教师示范和学生模仿是地理信息系统原理课程实验教学中普遍使用的教学方法，容易使实验课程呈现形式主义，不利于实现实验教学目标。在实验课上，大多数学生使用现成的数据，并且依照实验指南符和老师演示的操作流程进行实验，很少将每个操作步骤与理论知识联系在一起，从而导致实验结果并不理想，无法使用GIS的理论知识解决实际应用问题，很难激发学生对实验的兴趣，不利于培养学生的创新能力。
3.基于ArcGIS软件的实验教学内容和教学方法
ArcGlS是由美国环境系统研究所开发的新一代GIS软件，也是世界上使用最广泛的GIS软件之一。 将此软件用于在GIS实验教学时，实验内容分为四个部分。ArcGlS介绍、空间数据的输入和编辑、空间分析和制图。实验教学内容应有助于学习课程理论知识，并取得良好的教学效果。主要使用多媒体讲座演示，计算机实践和其他格式。其中，多媒体讲座主要包括实验目的，实验要求和实验内容的讲解，图形图像数据的模拟演示等，通过预制课件组织清晰、同步训练，有利于大量信息的传递，其效果远远超过传统的教学方法。作为课堂教学的辅助手段，其效果是显而易见的。一对一的计算机练习，网络和计算机辅助教育等现代教育技术被广泛使用。所有培训材料均通过在线发布。材料，实践指导等也被设计为“在线材料”。为学生提供了多种替代学习方法，这些方法完全反映了“交互式教育”的本质。
4.实验教学的改革与探索
4.1实验教学内容优化
测绘工程专业的学生将实验教学内容与实际应用紧密联系在一起。学习GIS的目的是掌握地理信息系统的基本理论和方法。将教学内容与测绘相结合，以便学生可以通过了解地理信息系统在各种学科和社会中的应用，并利用地理信息系统解决与该主题相关的问题，来了解覆盖分析的应用。例如，叠加某地区的土地利用图和行政区规划图，以分析不同地区的土地利用状况。通过该实验，学生可以获得基本知识。同时，了解如何分析不同主题层的重叠，并从专业角度整合土地使用方面的知识。在教学方法法改革中，教师要结合教学内容进行改革，研究教学方法，并针对学生的思维特征和认知规律进行启发式训练。教师可以适当增加辩论课，根据短论文和小主题实行分级教学法。同时采用现代教学法来创建直观，可视化的教学法。
4.2积极调整实验内容和教学计划
GIS课程是一门非常实用的专业实验室课程。时代在不断变化，无论实验内容如何更新，始终会滞后于时代的发展。在设计实验内容的过程中，会不断出现新的问题，因此教师应认真研究和分析与时俱进的问题，总结教学经验，不断更新实验内容和教学计划。
4.3开放实验室
开放实验充分调动了学生的学习热情，为学生提供了更多实践和创新的机会，以培养他们的专业技能，培养学生的实践能力，分析能力和解决问题的能力，并帮助学生适应社会和专业发展的需要。利用业余时间，学生可以根据自己的学习需求，随时去实验室练习。在实验过程中遇到的问题上，学生可以相互学习和讨论，以充分提高他们的自主学习能力。同时还应配备专门的实验室老师，以及时指导和改善学生的实践技能。
4.4让学生独立学习并提高专业水平
充分利用空闲时间阅读关于ArcGIS软件的专业书籍，了解ArcGIS Desktop的组成和功能，熟练使用ArcGIS软件进行的测绘数据导入，数据编辑，以及将ArcGIS Desktop用于简单的空间分析和数据处理。加强对ArcGIS软件和其他知识的学习，以提高自学技能。
4.5通过改进基于学习的教学模型的实验内容来提高学生的探索性学习能力
以学习为导向的教学模式强调以学生为中心，特别是通过强调学生的自主学习，独立探究和独立发现来培养学生的创新能力，但往往忽略了教学目标和教师的主导地位。教师必须关注并传递知识。同时，积极调整和完善实验教学模式，树立学生的知识，技能和探索能力，树立学生的价值观。
4.6加强校企合作
近年来，随着地理信息产业被列为战略性新兴产业，并出台了一系列促进其发展的政策，地理信息产业变得越来越强大，社会对专业应用的需求也在增加。学校应重视应用型人才的发展，根据GIS课程的理论和实验培训内容，积极发展校外教育基地，以便为各种企业和机构提供应用型人才。目前，测绘工程专业的学生将在第七学期末进入实习单位，这为学生提供了更多的实践机会并扩大了他们的专业视野。
结语
本文解释了地理信息系统原理课程的教育内容性质，并提出了基于ArcGIS软件的教育模型，以激发学生的积极性和主动性，并培养学生的自主学习和探索性学习能力。教师应根据实际教学情况，积极改进地理信息系统原理课程实验过程，调整实验内容和教学计划，做到与时俱进，培养学生的创新能力，提高专业水平。通过阅读ArcGIS软件的指南，了解如何使用网络资源，并掌握过滤信息和方法的能力。最后，通过以学习为导向的教育模型的实验内容，学生可以提高与他人积极合作的意识，学习如何使用此类工具来相应地处理和分析环境数据，并使学生能够在实践中执行基本任务。
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