地理信息系统专业野外综合实习教学模式初探

李功权，刘学锋，何贞铭，龚文平

(长江大学地球科学学院，湖北 荆州 434023)

地理信息系统专业野外综合实习教学模式初探

李功权，刘学锋，何贞铭，龚文平

(长江大学地球科学学院，湖北 荆州 434023)

野外综合实习作为长江大学地理信息系统专业的专业基础实践教学，是培养学生空间认知和地学素养的一门不可缺少的实践教学环节。阐述了地理信息系统专业野外综合实习的内容和目的，分析了目前野外综合实习中存在的问题，提出了对应的改进措施，旨在提高学生的地学素质和创新能力。

理信息系统专业；野外综合实习；教学模式

地理信息系统(GIS)是由计算机硬件、软件、数据和人员通过不同方法组成的系统,该系统涉及空间数据的采集、管理、处理、分类、建模和显示,以便解决涉及到空间信息的问题[1]。空间数据作为GIS的血液，空间数据的采集方法和手段也成为评价人才素质不可忽视的一个重要指标，也就是要求从业人员必须具备野外调查、观测和熟练应用地图及遥感资料的能力。基于上述因素，地理信息系统专业开设了2周的野外综合实习，让学生学习空间实体的位置、大小、形状及其分布特征诸多方面信息的采集基本方法，提高学生野外实测资料的数据分析和处理能力，使学生正确掌握地学的基本知识、基本理论和基本技能，培养学生对常见地学现象的分析及推理能力。由于野外实习是实践教学的核心组成部分，是学生理解理论知识、形成主动学习精神、锻炼综合素质和能力的过程，是培养学生创新能力和实践能力的重要途径，因此备受很多地质学、地理学专家们的重视。有的阐述了实习与学生能力培养之间的关系[2-3]，有的讨论了提高实习教学质量的方法[4-5],但由于GIS专业不同于地质学专业和传统的地理学专业，致使针对GIS专业开设的综合野外实习也应和地质学实习和自然地理学实习有所区别。

1 野外综合实习简介

野外综合实习是长江大学地理信息系统专业在第2学年结束后开设的专业基础实习。在实施此次教学实习之前，已完成地球科学概论、自然地理学、地图学等课程的室内理论教学，即参加实习的学生应已基本学完地理专业基础课程和部分专业课程，掌握了一定的专业理论基础知识。通过2周的路线考察和实地考察，让学生亲身体验野外工作方法，掌握野外调查与研究的基本技能，加深对课堂教学中所学的地学知识的理解，培养和提高学生对地理要素观测、分析和综合的能力，培养学生的互动能力和科研能力，增强其创新意识和创造能力，提高学生的地学综合素养。

1.1实习目的

野外综合实习的目的是通过野外教学学习野外地学工作和实地数据采集的基本方法，学会观察地质地理现象、收集资料、整理分析资料的实际野外工作方法，使学生将书本上的理论知识应用于实践，与实际事物、现象相结合，从而培养学生认识实际问题、分析问题、解决问题的专业研究能力，训练地理要素信息的采集及表征方法和空间感知，培养地学思维方法。

1.2实习内容

主要包括：地形图野外使用方法、GPS 野外数据采集方法训练、实习区自然地理要素( 气候、植被、土壤)观察、野外地质现象的观察及推理、遥感影像室内解析及野外实地评估、专题地图的编制方法等。主要通过路线教学、资料收集、分析整理、编写实习报告等教学环节来贯彻和实施。

2 野外综合实习存在的问题

松滋市刘家场实习基地是长江大学的综合地质实习基地，GIS专业的野外综合实习也在此进行。经过多年的基地建设，实习内容经过不断地补充和完善，实习区的地理、地质、经济、人文等多方面的资料非常详实，为GIS专业野外综合实习提供了基础。但由于该专业野外综合实习的特殊性，还有些问题需要进一步解决。

2.1学生对地质地理实习的重要性认识不足

这个问题可以说一个老问题，虽然在一年级开设了专业导论的课程，但由于对其认识不足，再加上地质地理认识实习由于偏重于基础地质地理方面的知识，与GIS专业之间尚有一定距离，学生一般不大清楚该实习与后续专业基础课和专业课学习之间的关系以及在将来学习和工作中的用途，从而在实习中常感到比较盲目, 以致对该实习的兴趣也受到影响，甚至认为野外实习就是旅游观光，游山玩水，听老师讲一讲就行了。同时由于天气炎热，长途跋涉比较辛苦，有的学生只是走马观花，不积极进行观察和测量，甚至不进行野外记录。

2.2实习内容以认知型、验证型为主

目前的地质地理野外实习多是一种认知型、验证型和器材应用实习，即侧重于书本知识的野外感性认识，验证前人的结论，使用GPS等基本测量工具，但对于培养学生运用所学的书本知识和理论，分析解释现实中的自然现象、地貌特征等，进而解决GIS中地理要素的表达以及地理现象建模分析方面的锻炼较少，没有把地学的思维方式、自主分析能力和解决生活中实际问题的能力提到一个应有的高度，没有很好地实现由知识到能力的有效迁移，制约了学生创新精神和创新能力的发展。

2.3观察点之间的联系性不强,缺少线路考察和区域研究

由于野外实习线路的组织以交通是否为同一条路线来组织观察点，也就是以观察点为主来组织实习内容，观察点之间的实习内容缺乏有机的联系。一般采用在A 点观察实习甲内容，B 点观察实习乙内容，每个点的实习内容有的单一，有的很多。缺乏点、线、面的有机结合，不利于培养学生综合认识自然界中各地理要素间的有机联系，理解地理现象的综合成因；不利于培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

2.4理论课程与野外实习链接不紧密，实践教学手段缺乏多元化

课堂教学与野外实习相隔时间较长，不利于知识的巩固和加深。2门基础课安排在二年级第1学期讲授，而实习则放在第2学期结束后的暑假进行，时间相隔半年。学生在课堂上所学的知识掌握不牢固，实习时能回忆起来的内容少之又少，老师只好重复讲授，影响了实习的进度和效果。目前野外实习一般采取教师定点讲解， 学生记笔记、整理笔记、编写实习报告的模式，勤奋好学的同学会主动思考，而多数同学则是严格记录老师的讲述内容，对地质地理现象的来龙去脉不去消化和吸收。这对学生观察能力的培养、地学分析技能的培养、科学思维方法和专业思想熏陶不利。

3 野外综合实习教学模式

3.1激发兴趣，教学方法多样化

1)引导启发教学法 受多种因素的影响，学生到一个观察点后不一定能意识到该观察点需要考察什么知识，这时候采用引导启发教育的方法有利于学生发现问题。在讲解的过程中，先讲解一些基本知识，然后让学生自己观察, 自己分析, 教师只在必要时加以引导启发。由教师提问的单向提问模式，转变成教师和学生互相提问的双向提问模式，让学生由被动的接受转为主动的参与，教学效果因而大不相同。这有利于营造一个良好的教学氛围，培养学生分析、解决问题的能力。

2)推理分析法 地质地理实习的一个主要目的是对学生进行分析问题和解决问题的能力培养, 加深对地学现象的形成和演变过程的理解, 而不仅仅是让学生学会观察描述一些具体的地质现象。比如在水岩屋观察点地层中有石盐假晶，让学生解释石盐的形成，假晶的形成过程，最后推理得出形成于干旱的蒸发环境。

3)联系应用法 只有和GIS专业的实际应用结合起来，实习内容才有丰富的内涵。如在介绍地形图判读时，不仅介绍地形图中的一些基本知识，还介绍地图作为地理信息的载体在GIS中的应用情况。

3.2丰富和完善实习内容，适当增加探索型实习内容

实习内容虽然在原有地质学实习的基础上进行了取舍和扩展，如增加了沟谷地貌和岩溶地貌等实习内容，但与地质地理要素的诸多内容相比，还需增加土壤基本特征的实习内容。在此基础上，开展土地的分级、分类及评价实习。这可以作为线路考察的实习内容。

3.3利用虚拟和可视化技术加强实习准备和实习成果展示

在野外综合实习前，教师可以利用Google Earth 向学生直观清晰地介绍实习区域内的自然地理环境状况及社会人文情况，为野外实习做好前期准备工作。 实习结束后，把实习线路、实习内容、照片、影像等编成KML文件，加载到Google Earth上，这样能使整个野外综合实习过程精确生动地再现，加深学生的印象和记忆，也可以增强学生的动手能力，提高学习效率。同时，笔者还开发了虚拟地质地理实习平台系统。借助于强大的GIS功能，丰富多样的多源、多尺度数据的融合方法，以虚拟场景方式展现刘家场区域的地形地貌特征，通过虚拟实习功能，让学生既可以选择指定的实习路线上的观察点上的实习内容的学习，也可以通过图查属性、属性查图等查询功能查询所有观察点的内容；同时，学生也可以借助该平台的多媒体功能来理解地质地理现象，测试相关的理论知识。这样增大了实习内容，增强了实习的综合性，多次实习，弥补由于天气等因素造成的无法较好观察的缺憾，可以取得更好的教学效果。

3.4成绩评定方法

野外实习的教学环境和教学特点与校内大不相同，需要对学生严格要求，一方面保证学生的实习安全，另一方面保证教学质量。除在实习动员大会上强调纪律外，还制定了一些相应的制度和措施，和实习成绩的评定标准一一对应，将学生的实习成绩分为4个方面来进行考评，加大野外记录的分值。

1)野外记录占35% 野外记录是学生在野外观察描述各种地质地理现象的一项重要的原始材料，最能反映学生在野外实习的认真程度。因此，要求学生的野外记录首先要应书写认真、规范，回到实习基地要整理当天的实习内容，对每天的野外记录进行检查批改，不认真的同学第2天要重点督促。

2)图件质量占分15% 制图是野外地地理质实习的一个重要组成部分，图件质量是衡量学生对待野外地质实习认真程度以及应用图件表达地理要素能力的一个重要方面。地质地理实习中有两大类图件，一类是野外地质地理现象素描，一个是用GPS采集数据绘制的刘家场镇的交通图。要求学生绘图应尽可能做到准确、规范和美观。

3)实习报告占分30% 实习报告作为学生野外地质地理实习的最终成果，是学生整合野外实习素材的专项训练，是提高学生写作能力和综合分析能力的重要一环。在实习报告中要求按照地层特点、地貌类型和控制因素来编写实习报告，要求尽可能做到全面、系统、准确地应用实习收集的素材。

4)实习期间表现占20% 该项成绩的评定主要依据学生在实习期间的野外表现和违纪情况。规定凡无故缺勤一次者, 成绩以不及格论；凡有打架斗殴或其他严重违纪行为者，成绩同样以不及格论。

这些规定对学生的学习还是有积极作用。通过多年的实习结果来看，绝大多数学生的野外记录不仅全面准确，而且书写认真，但也有个别学生的记录比较潦草。在图件方面，绝大多数学生都能独立认真完成，野外素描图的数量也能保质保量完成。

[1]龚健雅. 地理信息系统基础[M]. 北京: 科学出版社, 2002.

[2]刘超,曾克峰,张志. 地理教学中科学发展观的培养与系统思维的建立——以庐山综合地理实习为例[J]. 地理教育,2008(1):75-76.

[3]赵媛, 韩雪珍, 诸嘉. 地理野外实践教学模式初探[J]. 实验室研究与探索,2006,25(2):238-240.

[4]刘富刚,张芳. 自然地理野外实习教学改革的思考[J]. 教学研究, 2005,28(1):52-54.

[5]案光忠,冯秀丽. 野外地质实习中的启发式教学[J]. 中国地质教育,2002(2):48-50.

[编辑] 洪云飞

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.058

N4

A

16731409(2012)11N17603