地球信息科学与技术专业三峡秭归地质实践教学改革研究

曹雪莲，陈丽霞，喻 鑫，许丽娜，王 毅，牛瑞卿

中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院，湖北 武汉 430074

实践教学

地球信息科学与技术专业三峡秭归地质实践教学改革研究

曹雪莲，陈丽霞，喻 鑫，许丽娜，王 毅，牛瑞卿

中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院，湖北 武汉 430074

三峡秭归地质实践教学是中国地质大学（武汉）地球信息科学与技术专业本科三年级的一门重要的实践课程。本文针对本专业的地质实践教学的现状，结合地质实践教学和地球信息科学与技术专业特点，讨论了现行的地质实践教学中存在的问题与不足。从教学目标、野外路线建设、教学方法与教材建设以及师资队伍建设等方面，探讨了具有专业特色的地质实践教学改革方案与实施规划。目的在于更好地服务于学生在专业素养、专业思维和实践能力方面的培养目标，同时为相关专业的野外地质实践教学提供参考与借鉴。

地球信息科学与技术专业；地质实践教学；三峡秭归

Geo-information science and technology; geology practice teaching; Zigui county of Three Gorges Reservoir Area

一、地球信息科学与技术专业地质实践教学的重要性

中国地质大学（武汉）地球信息科学与技术专业是2003年国家新办的新兴学科，以地球科学、计算机科学、空间信息科学的交叉为特色，是一门应用基础理论解决地学实际问题的前沿学科。本专业应用地球科学和必要的数字化制图知识，通过对各类图像的数字处理和解译，着重于研究并解决地质环境与自然灾害、资源、土地利用、生态系统、城市建设等方面的勘察、规划、管理和动态监测等问题。

三峡秭归地质实践教学是本专业本科教育的重要组成部分，课程安排在大三开学初，既是前两年专业理论教学（普通地质学、构造地质学、矿物岩石学、地史学）的延伸与补充，也是培养学生解决地学问题专业能力的重要环节。地质实践教学是保证地学教育质量的关键，它不仅能让学生将课堂的理论知识与实践相结合，更能培养学生艰苦朴素的精神，求真务实的工作作风，友好协作的团队精神，提高学生的综合素质。

自2003年以来，本专业学生的地质实践教学由为期一周的武汉周边地质认识（2003～2007年），改进为为期二周的三峡秭归实践教学（2008年），到为期一个月的三峡秭归实践教学（2009年至今），教学时间的增加与教学内容的丰富，充分说明地质实践教学对本专业的重要性。 实习区临近水利枢纽三峡大坝所在地，是中国南方从前寒武纪到古生代直至新生代地层发育最完整、最连续、最著名的地区。该地区地形地貌奇特，沉积岩、岩浆岩、变质岩出露齐全[1]。本文结合地质实践教学和地球信息科学与技术专业特点，针对本专业的地质实践教学改革进行了初步探讨， 探索具有专业特色的三峡秭归地质实践教学模式。

二、地球信息科学与技术专业地质实践教学现状与不足

对于为期1个月的地质实践教学，本专业学生的教学内容与教学计划自2009年以来均由我校地学院统一安排制订，经历了从无到有、从浅到深的过程；同时，为了铺垫此项教学实践，本专业在培养方案设置方面做出了多次修订，逐渐配套完善了本科生的普通地质学、矿物岩石学、构造地质学、地史学以及第四纪地貌学等地学基础体系课程。2015年9月，本专业的地质实践教学仍然依托于我校地学院实施，教学内容均由地学院统一安排（见表1），教学路线采用地学院本院学生的实习路线， 教材采用地学院编写的《秭归产学研基地野外实践教程 —基础地质分册》[2]。

表1 2015年地球信息科学与技术专业地质实践教学安排

然而，地球信息科学与技术专业与传统地质专业相比，教学目标不同，学生的课程设置不同，在野外实践环节学生的表现也有很大的不同。笔者是本专业负责学科建设管理与专业课授课的教师，也是此次地质实践教学中的一员。通过多年的三峡秭归地质实践教学经历，积累了一定的教学经验；同时，也逐渐发现本专业地质实践教学存在一些问题与不足[3-4]：

1.学生在地质实践后期或就业后解决地学实际问题的能力依然较弱

本专业地质实践教学的后续课程有遥感地质、地质制图、环境遥感、环境与灾害地质学等，均是以地质实践教学作为基础铺垫的课程，对解决基础地学问题的技能有一定的要求，但是三峡秭归地质实践教学的效果在这些课程中体现的作用并不明显。如在地质制图课程中，学生对于地形图与地质图的正确使用依然缺乏明确的思想体系，对于计算机制图的地质意义不明确；在遥感地质和环境与灾害地质学课程中，学生对于解决环境地质、灾害地质问题的途径不清晰，不善于使用遥感和地理信息系统等技术手段处理相关地质数据。此外，本专业学生在后来研究生深造和工作岗位中，不能熟练利用信息技术解决科研或生产单位中遇到的环境地质与灾害地质问题。可见，现有地质实践教学模式与本专业学生信息技术理论学习未能有效结合，学生在后期解决地学问题上的能力仍然薄弱。

2.过于专业的野外地质教学内容远高出学生的接受能力

由地学院教师队伍统一制订的教学内容，因其过于专业而远超出本专业学生野外的接受能力，教学效果反而不明显。本专业学生是第一次参加地质实习，没有北戴河或周口店地质实习经历，其地学基础远不如地学院学生。然而，教学内容与路线设计由地学院统一制订，未能全面考虑本专业学生的培养目标与知识储备，学生在野外接受比较困难。其次，带有启发式或科研性质的教学路线或教学内容，远超出本专业学生的接受能力范围。作为地球信息科学与技术专业的本科生的教学，其地质现象或教学知识点应该简单、清楚明朗，其结论不统一或具有讨论性质的野外地质现象反而使得学生对知识的理解模糊不清、消化不良。需要补充的是，目前的实习带班主要由地学院教师负责，学生对于专业地学教师某些深

入的地学知识讲解（如基性-超基性变质岩路线）接受能力欠佳。该现状导致学生对野外地质实践的学习缺乏信心，实习过程中积极性差、兴趣点低。因此，教学内容设计应有针对性与适宜性。

3.缺乏专业特色教学路线及本专业的野外实践教学教程

体现遥感和GIS信息技术地学应用专业特点的野外教学路线尚属空白，本专业的实践教学教程亟待编制。目前，我校的环境地质、公共管理、石油工程、 自然地理与资源环境、水文与水资源工程等专业师生均来三峡秭归产学研基地开展地质实践教学。 除本专业与空间信息与数字技术专业以外，其他专业均已在地学院地质实践教学的基础上，完成了各自专业的实践教学改革研究[5-7]。在我校地学院基础地质路线基础上所建立的专业特色教学路线，是每个专业野外地质实践教学的重要内容。 配套于地学院编写的《秭归产学研基地野外实践教程—基础地质分册》, 较为成熟的院系也各自编制了具专业特色的野外实践教学教程， 如《地质工程与岩土工程分册》、《水资源与环境分册》、《土木工程分册》 。 未来，本专业需要引入新技术手段，结合传统的野外地质方法或技能，开辟遥感解译地质灾害、地层岩性、土地利用、地形地貌等路线，开辟GIS制图与信息管理在野外地质填图中的应用路线等等。

三、地球信息科学与技术专业地质实践教学改革研究

鉴于以上问题与不足, 笔者拟基于以往地学教学内容，探索适合本专业特点的地质实践教学内容、教学方法，补充设计专业特色教学路线，建设本专业地质实践师资队伍等。

1.地质实践教学内容改革研究

基于三峡秭归产学研基地目前已有的10余条地质教学路线，在保障本专业本科生基础地质实习的同时，将地学问题与信息技术有机地结合，挖掘现有地质路线中隐藏的地貌解译、用地类型分类、不良地质现象解译、GIS制图等教学点，以完善我专业学生的教学内容。如，在地层和岩体教学路线中，增加光谱仪器探测手段，教学生学会野外采集不同岩石的光谱曲线；关联不同地层产出的地貌特点，通过遥感解译和野外验证的方法加深对信息手段的处理方法和对地层的认识，在地质灾害教学环节，在现有实习区域内挖掘滑坡、崩塌灾害的集中发育区域，领教学生学习灾害的地面调查与室内解译，加深学生对于灾害地质的认识、对灾害地貌特点的认识、加深遥感影像解译灾害的方法认识；基于区域地质填图这一重要的独立实践环节，研究设计学生地质制图信息化、遥感解译的独立实践环节，建立专业特色教学路线。

2.地质实践教学方法改革研究

建立完善的教学方法体系，在以往传统教学方法的基础上，引入多样化教学模式和教学方法，保证学生的学习热情、学习兴趣，建立学生采用信息技术手段解决地质问题的基本认识，服务于本专业学生在专业素养、专业思维和实践能力方面的培养目标。研究探索野外调查与室内信息化结合、老师领教与学生自我总结汇报结合、平时考核与总结考核相结合的教学方法，具体包括：（1）在野外路线教学过程中，探索领教阶段、半独立阶段和独立阶段教学方法，以小组竞争与讨论模式展开野外教学工作，激发学生野外实践积极性、改善目前部分学生野外实习混时间的现状；(2)室内教学包括野外实践内容数字化方法、制图实践、遥感解译初步探索、专题讲座等方面；(3)教学效果考核包括平时野外记录簿检查与考核、总结报告的编写、学生分组自由口头汇报等形式。

3.秭归野外实习内容室内信息化实践研究

研究探索扩充后的野外教学内容的室内信息化实践方案，培养学生扎实基础地质知识之上的专业素养、专业思维和实际应用和解决问题的能力，具体包括：（1）将野外实践点的具体空间点位通过遥感、地形室内识图的方式定位；（2）野外地貌路线中所涉及的地貌分类通过室内遥感解译的形式予以区分；（3）野外灾害地质点教学内容通过室内遥感图判析的方式得到宏观的认识；（4）野外土地分类路线所涉及的用地类型通过室内遥感解译形式划分，并以GIS 图件进行绘制；（5）将野外填图图件进行数字化，锻炼学生室内处理地质图的能力。

4.地质实践教材的编写

在现有的地学院编写的地质实践教程基础上，参考其他专业编写的实践教程分册，结合本专业特点，由本专业具有多年秭归实践教学经验的教师和遥感、GIS授课教师主编本专业的实践教材，严格规范教学内容、明确教学知识点，实现教与学的统一性，保证学生掌握知识的系统性。

5.地质实践教学教师队伍建设

本专业教师参与地质实践教学，能够更好地

结合专业，考虑教学目标，使教学改革研究可持续性发展。然而截至2015年，参与三峡秭归地质实践教学的本专业教师配比仅仅达到每班0.5人。后期，学院拟派出各专业中对地质实践教学兴趣高、责任心强和有多年实践教学经验的老师组建三峡秭归地质实践教学团队，其教学力量将由近三年的0.5人配比逐渐提高至1.0配比。此外，为保证师资力量的充足，院教学委员会将认真审议教学团队中的每一位成员， 督促团队中无地质实践教学经验的教师，参加室内地质基础课的理论学习和考试，并保证每位上岗教师至少通过2年的秭归实习备课才能带班教学，确保野外实践教学的工作质量。

四、地质实践教学改革效果验证

教学效果评估是改革成功与否的重要手段。为了验证地球信息科学与技术专业地质实践教学改革的好与坏，拟采用多种手段，如对比学生考核成绩、学生问卷调查、本科与研究生后续课程地学相关问题的解决能力追踪调查等，针对改革的各个方面进行调研，反馈的验证信息，将在后续地质实践教学研究和实践中发挥作用，以期进一步提高本专业地质实践教学的效果。

1.地质实践考核成绩对比

通过分析对比历届学生的地质实践成绩，验证地质实践教学的改革效果。

2.学生问卷调查

对每一届参与秭归地质实践的学生发放针对教学改革的问卷调查，了解学生对实践教学的真实需求。 2015年9月28日为实习的最后一天， 笔者针对本专业参与实习的全体学生展开了地质实习教学改革调查，共发放调查问卷61份，回收问卷61份，其中有效问卷60份。60份有效问卷中，仅1人选择了改革没有必要。

根据已完成的调查分析报告，针对已有的教学路线，学生认为花鸡坡沉积岩路线与高家溪地质填图收获最多，超过30%学生对路线的布局提出了具体建议。针对教学方法，75%以上的学生认为老师领教与分组讨论受益较多；相对于笔试，学生认为面试更能检验实习的效果； 73%的学生认为，室内教学效果不好，有待加强。针对拟建设的5条路线，学生也给出了先后次序，提出了很多具参考价值的意见。

[1] 吕占峰，殷坤龙.大学生野外地质实践育人基地建设探索—以中国地质大学(武汉)秭归产学研基地建设为例[J].中国地质教育，2014(4)：30-33.

[2] 彭松柏，张先进，边秋娟，等.秭归产学研基地野外实践教学教程 —基础地质分册（第1版）[M].武汉：中国地质大学出版社，2014：177-200.

[3] 陈丽霞，张先进.关于地球信息科学与技术专业野外地质实践教学的工作经验与体会[J].教育教学论坛， 2012(8)：30-32.

[4] 鲍晓欢，张先进， 陈丽霞.野外实测地质剖面教学实践与体会[J].中国地质教育， 2012(1)：138-141.

[5] 周建伟，马传明，孙自永.三峡实习基地环境地质野外教学探索与实践[J].中国地质教育，2008(2)：71-75.

[6] 赵雪莲，彭红霞，侯林春.自然地理与资源环境专业野外实践教学体系构建研究—以三峡秭归实习基地为例[J].中国地质大学学报(社会科学版)， 2013(S1)：89-91.

[7] 甘义群，马传明，周建伟.基于专业能力培养的水文与水资源工程专业三峡实习教学研究[J].中国地质教育，2013(2)：94- 97.

G642

A

1006-9372（2016）02-0086-04

2015-09-25。

中国地质大学（武汉）A类一般教学研究项目“地球信息科学与技术专业三峡秭归野外实践教学改革研究”；湖北省教学研究项目“地球信息科学与技术专业三峡秭归野外实践教学改革研究”（2015-2017）。

曹雪莲，女，讲师，主要从事数学地质和空间统计的教学与研究工作。

投稿网址： www.chinageoeducation.net.cn 联系邮箱：bjb3162@cugb.edu.cn

曹雪莲，陈丽霞，喻鑫，等.地球信息科学与技术专业三峡秭归地质实践教学改革研究[J].中国地质教育，2016，25(2)：86-89.

Title: Geological Practice Teaching Reform for Geo-information Science and Technology at Zigui, Three Gorges

Author(s): CAO Xue-lian, CHEN Li-xia, YU Xin, XU Li-na, WANG Yi, NIU Rui-qing