“遥感地质学”课程体系与教学内容改革研究

籍进柱 匡永生 高成 白建文

关键词：遥感地质学;课程体系;教学内容;改革

一、绪论

内蒙古工业大学地质工程专业立足内蒙古丰富的资源环境，服务内蒙古资源与基础建设，目标是使学生能够系统掌握工程地质与资源勘探的基本理论、方法和技能，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的工程思维，使学生成为实践能力和一定的创新能力的应用型人才。当前，遥感技术的快速发展，作为一种技术手段已深入应用到国家资源环境调查、重大自然灾害监测、城市规划与管理、海洋勘察、国家安全等方面。“遥感地质学”作为遥感与地学交叉学科，将遥感技术应用到地学领域，为传统地质研究提供了新的思路和方法，通过学习这门课程，拓展了地质工程专业学生的知识范围，同时也拓展了学生的就业方向。

二、“遥感地质学”课程现状及问题

目前，内蒙古工业大学矿业学院开设的“遥感地质学”课程，是学生在学习“高等数学”“大学物理”“计算机基础”“普通地质学”“地貌学与第四纪地质学”“构造地质学”等基本理论课的基础上开设的一门专业技术课程，其目的是培养学生掌握遥感技术在地质领域的应用的理论知识和方法，培养学生具有运用遥感数据进行地质解译的基本技能，熟悉遥感地质工作的基本程序和方法，能在区域地质调查、矿产普查等其他地质工作中运用遥感图像进行地质解译和地学分析。

（一）课程内容

遥感地质学课程的主要内容主要包括三大部分（见下表）：（1）遥感技术，主要介绍遥感的概述、遥感物理基础、成像原理及图像特征和遥感图像处理;（2）遥感地质，主要介绍遥感地质解译的方法及在地貌、岩性和构造中的应用;（3）工程应用，主要介绍遥感在实际地质工作中的应用。

（二）课程存在的问题

因“遥感地质学”课程的学科知识丰富，且主要是以理论讲授为主，任课老师在上课时难度较大，学生也普遍反映纯理论的授课方式枯燥且难以消化，课堂效果比较差。通过分析和总结先前教学的方式和内容，该课程存在的问题主要有以下三个方面：

（1）传统的讲授式教学，也就是知识点的灌输，很容易陷入死记硬背的处境，导致学生缺乏实际应用的思考和实践。所学基本知识和实际应用不能有效关联起来，那么就无法培养学生应用知识解决实际问题的能力。

（2）教学过程中，学生普遍积极性不高，缺乏资料收集总结、文档撰写、团队协作能力的培养。

（3）在课程学习评价方式比较单一，多采用“平时成绩+期末成绩”方式来确定总评结果，这种评价方式难以激发学生的学习热情和主动性，同时也无法锻炼学生的实践能力，与现代工程教育的评价标准相差甚远。

三、课程体系和教学内容改革“遥感地质学”是一门理论、专题和综合应用紧密结合的专业课程，其课程内容丰富，知识面广。本次课程体系和教学内容改革的目标是提高学生对课程学习的积极主动性，促使学生将所学的知识和方法应用起来，提高学生的实践能动性和团队合作意识。面对当前“遥感地质学”课程存在问题，结合课程特点，本次课程改革的思路是将“遥感地质学”课程体系划分为三大部分：

（1）理论学习阶段;

（2）专题分析阶段;

（3）综合应用阶段。

每个阶段的侧重点不同，采用的教学策略与方法有一定差异，同时评价方式也不同（如左图），构建了新的课程体系。

（一）理论学习阶段

遥感地质是将遥感技术应用到地质领域，对于地质工程专业的学生来说，作为一门专业技术课，这门课的开设时间一般安排在大学三年级，此时该专业的学生基本完成了地质相关的基础课程，有了一定的地质背景。“遥感地质学”课程理论学习阶段主要的内容包括：

（1）遥感基本概念、技术系统、类型、特点和发展趋势;

（2）遥感的物理基础，如电磁波理论和地物波谱特征;

（3）遥感成像原理与遥感图像特征;

（4）遥感数字图像处理，包括软件、处理内容及过程。

理论学习阶段，任课教师理论讲授为主，采用演示教学、引导式教学和实际案例的方式进行，另外，通过问题和作业导向的学生自主学习为辅。在学习效果评价上，主要以重要知识点考试的方式进行，卷面成绩100分，占课程总评权重30%。

（二）专题分析阶段

在完成遥感基础理论学习的基础上，专题分析阶段主要针对不同类型的地质要素开展学习，主要内容包括：

（1）遥感地质解译标志;

（2）地貌解译与分析;

（3）岩性解译与分析;

（4）构造解译与分析。

同时，也需归纳总结遥感地学分析方法，为后期的工作提供方法支撑。

专题分析阶段，为了提高学生的自主能动性，采用专题项目驱动式教学策略与方法”，任课教师把每个专题划分为若干主题项目，将学生分组进行团队协作学习。例如，可将岩性解译与分析专题划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩岩性解译与分析三个主题，按照"WHW”（即why，How，What）思路，讲清楚为什么这么做，如何做，做出的结果。学生按组开展文献资料收集、阅读和总结，最终完成主题综述报告，这一系列的过程中，学生可以有效地锻炼文献查阅、分析总结、文档撰写和团队合作等方面的能力。在学习效果评价上，主要以团队提交的综述报告的质量来评定，总分为100分，任课教师评定成绩，占课程总评权重30%。

（三）综合应用阶段

众所周知，遥感地质工作是一项综合性较强的行业，涉及资料收集、数据处理、各种地质要素解译、野外验证等内容。学生在完成遥感基础理论和专题分析，通过综合应用阶段的实践，可进一步巩固所学基础知识，并将其应用到实际工作中。遥感地质也属工程教育范畴，在该阶段，任课教师融合CDIO工程教育理念（Conceive-构思，Design一设计，Implement-实现，Operate-运行），在项目为主线、教师为引导、学生为主体方针的指导下，设定综合应用项目，采用项目驱动式方法来锻炼学生的综合能力。

在综合应用阶段，具体实施过程为：

（1）构思，教师引导学生根据地质工作的需求，完成项目的构思，主要是指项目的实施方案制定，例如“遥感技术在地质调查中的应用”;

（2）设计，教师引导，学生采用自主和小组合作的方式展开讨论，设计项目的技术路线;

（3）实现，根据制定的项目实施方案和技术路线，组内学生按实际工作分工完成各任务;

（4）运行，在各项工作完成以后，项目的总结与考核，以组为单位进行项目答辩，提交项目报告，在此过程中体会项目运行的整个过程，进一步巩固学生的工程实践能力。在学习效果评价上，最终通过小组的答辩表现和项目报告质量来评定，总分为100分，教师和学生評定小组来确定成绩，占课程总评权重40%。

四、总结与展望

“遥感地质学”是一门理论和实践紧密结合的专业技术课程，面对内蒙古工业大学矿业学院所开设“遥感地质学”课程中的问题，本文将课程体系和教学内容划分为理论学习、专题分析和综合应用三个阶段：

（1）理论学习阶段，主要以任课教师讲授为主，课程评价以知识点考试为主;

（2）专题分析阶段，以主题项目驱动式来学习，课程评价以主题综述报告为主;

（3）综合应用阶段，在CDIO工程教育理念指导下，以综合项目应用为主线，让学生亲自参加项目的构思、设计、实现和运行过程，完成项目报告和答辩。

本次对“遥感地质学”课程体系和教学内容的改革，将课程理论内容与实践融合成一个整体，让学生切实体验“先学后做”“边做边学”和“以做促学”的学习过程，提高学生学习的主动性与积极性，促使学生将所学的知识和方法应用起来，提高学生的自学能力、实践能力、思考能力和团队协作能力，为将来成为一名高素质地质工程专业人才奠定一定的基础。