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

摘要：地球信息科学与技术专业是一门新兴学科，其野外地质实践教学是我校办好这一专业的重要实践环节。从专业的办学历程、秭归教学站的资源条件、教学内容等方面入手，结合四年来的野外教学经验，以实例的方式讨论了野外实践教学中在踏勘、罗盘使用、素描图现场描绘、岩体路线教学观察、室内野薄检查等环节的一些教学体会。

关键词：地球信息科学与技术；地质实践教学；秭归

中图分类号：G642.45 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2012）03-0030-03

一、地球信息科学与技术专业定位与专业设置

实践教学是保证地学教育质量的关键，是培养大学生实践能力、创新能力的重要途径[1]。目前，实践教学在高等学校的人才培养中的地位尤为突出，实践教学改革已成为高校中的现代教育改革的重要环节[2]。地球信息科学与技术专业是新兴学科，以地球科学、计算机科学、空间信息科学（遥感、地理信息、卫星导航定位）的交叉为特色学科，也是一门应用基础理论解决实际问题的前沿学科。它在国土规划、城市建设、资源勘察和管理、灾害预防与预报、地质环境研究、全球变化模拟、水体监测等方面都得到广泛的应用。本专业基于计算机技术和遥感技术，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，快速、准确、大量地提取各种信息，建立数据库和数学模型，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[3]。2003年，我校开办该专业并招收第一届本科生，学科定位主要以计算机科学为主、地学为辅。随着国际国内人才市场的需求的更新，并为了突出我校学生与其他学校本科生在专业上有特色性的差别，本专业在开办过程中，专业基础课程更加突出了地学课程的地位。本专业培养方案的变化不仅在于学分数量的增加，更在于地学课程的具体化和专业化。如，由2007年的地质学基础课，分划成《普通地质学》、《岩石学》、《构造地质学》和《地史学》四门课程，从而能充分保证学生能受到专业、更扎实的地学基础理论知识的训练；此外，在以往基础上，增加《矿物学》、《地质灾害风险分析》等专业选修课程，能丰富学生的视野、引发学生对专业应用的兴趣。在实践教学环节，三峡秭归地质实践教学课程建立在为期一周武汉周边地质认识实习基础之上，实习周期增加、实习内容增加，是本专业一门非常重要的专业实习课程。作者通过多年带课经历，对本专业野外实践教学有些基本认识，也有一些问题需要探讨。

二、实践教学资源和教学条件

中国地质大学秭归实习站坐落在距三峡大坝1Km的新秭归县城，是我校继周口店、北戴河之后的第三个教学实习基地。实习区位于扬子地台鄂黔台褶带与四川台向斜两个二级构造单元过渡区段的黄陵背斜内，结晶基底及盖层出露广泛，构造比较发育，岩石类型丰富，基础地质教学内容齐全。实习区（包括江北）距今18亿年前的古元古代到距今百万年前的新生代之间的各个地质时代的地层发育比较完整，出露较齐全，具有不同时代的地层、各种类型齐全的岩石以及路线尺度、露头尺度等各种类型的构造现象；实习区内崩塌（危岩体）、滑坡、泥石流、溶洞塌陷以及大型典型工程（如举世闻名的三峡工程、链子崖危岩体、新滩滑坡等）具有实例可看；区内具有典型的峡谷、岩溶等地貌类型，为地理学、地貌学、旅游、美术等专业提供了不可多得的活教材；此外，实习站交通便利，生活环境良好，是一个集基础地质、工程地质、地球化学、旅游等几位一体的综合性野外实习基地[4]。

三、实践教学内容和阶段规划

为期一个月的秭归地质实习，目的在于使学生能具备以下基本技能：掌握三大岩类的野外观察方法与描述内容，以及地层系统的建立原则；掌握野外褶皱、断层等构造现象的识别、观察与描述；掌握野外相关地质图件的绘制与要求；具备一定的资料综合分析和整理能力，独立完成实习报告的编写，为以后的学习与工作打下坚实的地质学基础。实习期间，教学形式多样，如室内教学、老师领教、学生半独立教学、学生独立填图、阶段性考试、报告编写、学术报告以及学生自由答辩等。整个实习可以分为六个阶段：

1.领教阶段。该阶段安排教学路线12条，学生由老师带领，采取老师讲解、学生记录观察的方式，主要使学生掌握野外地质工作的基本技能，掌握野外三大岩类以及褶皱、断裂构造的野外观察、识别与描述方法。主要路线安排如下：①实习区踏勘：主要向学生介绍野外地质工作的基本技能与要求，包括：地形图、罗盘和野外记录本等的正确使用；标本的采集与编号要求；另外，实地向学生介绍实习地自然地理和地质概况。②地层路线（含褶皱、断层内容）。翼家湾—九畹溪震旦系和寒武系地层路线：带学生观察震旦系与寒武系地层的岩性特征以及岩性组合特征，观察层间褶皱构造、断层构造、以及层间劈理构造等；了解信手剖面图的绘制，并绘制翼家湾—九畹溪震旦系地层信手剖面图；九畹溪—链子崖地层、构造与灾害地质路线：带学生观察寒武系至二叠系地层的岩性特征以及岩性组合特征，观察层间褶皱构造（平卧褶皱）、九畹溪断层，观察认识新滩滑坡与链子崖危岩体；泗溪震旦系路线：带学生观察岩体与围岩的接触关系；观察震旦系地层剖面，观察各组地层的岩性特征以及岩性组合特征；观察地层间的接触关系及其特征。③岩石路线。黄陵岩基茅坪复式单元岩浆岩路线：岩体类型为侵入岩，主要为兰陵溪岩体、中坝岩体、太平溪岩体、堰湾岩体和东岳庙岩体。主要观察岩体的岩性特征、脉体特征及其穿插关系等；黄陵岩基黄陵庙复式单元岩浆岩路线：岩体类型为侵入岩，主要为三斗坪岩体、青鱼背岩体和小滩头岩体。主要观察岩体的岩性特征与脉体特征等。④变质岩路线（含褶皱、断层内容）：观察崆岭群区域变质岩岩性特点，了解区域变质作用和混合岩化作用的基本特点，观察变质岩区构造特点。⑤实测地层剖面路线：选择泗溪日月坪南华系莲沱组作为实测对象。让学生掌握实测地层剖面的基本方法，在老师的指导下，学生以小组为单位进行实测地层剖面工作。

2.室内授课。①区域地质介绍（3学时）：简述实习区区域地质特点、区内地质特征，概述构造运动与沉积发展史。②实测地层工作方法（2学时）：介绍实测地层剖面的意义与工作方法，分工、注意事项；讲解实测地层剖面的后期资料整理、剖面图的绘制方法与注意事项。③野外地质填图工作（3学时）：介绍地质填图工作的意义与方法，实习区地质填图范围、填图单位与相关要求等。④实习报告的编写与附图的绘制（6学时）：向学生介绍编写野外地质实习报告的意义、报告的格式、章节与相应内容、报告主要附图的绘制方法与要求等。

3.半独立阶段。选择高家溪震旦系地层作为填图单元，在老师的带领下，让学生掌握野外地质填图的基本方法并分组练习。

4.阶段性考试。安排一次室内闭卷考试，考查学生对前期路线教学阶段对教学内容的掌握程度，促进学生对前期的实习内容有个全面的掌握、巩固和提高，并为后期的独立填图打下坚实的基础。

5.独立填图阶段。学生独立完成测区的填图工作，老师在填图区主要地段留守及时指导与解决学生遇到的各种问题。

6.报告编写阶段。学生按报告编写和图件绘制要求，在规定时间内完成报告的编写与装订。

7.自由答辩。在独立填图阶段结束后，让学生以小组为单位，自由报名，自由选题，以PPT形式，汇报实习成果及其中存在的疑问等。

8.学术报告。在实习期间，老师选择与实习相关的内容，以PPT形式，开展相关教学内容或者科学研究的学术报告活动，让学生在课余时间更多地了解地质实习的相关内容，激发学生对地质相关学科的兴趣。

四、实践教学效果

此次实习，学生在对理论的深层次理解、对专业的认识和对自我人格锻炼等方面，都有着不同程度的收获。

1.教学内容本身。实践教学使学生对所学地质相关理论知识有了更深刻的实践性认识。在开展此次实习工作之前，学生已学过《地质学基础》、《构造地质学》和《岩石学》等课程，但平时对理论的理解仅停留于书本和课堂，缺乏对地质知识的直观认识。通过实践教学的学习，学生认为对课堂知识掌握更加牢固。实习也在学生脑中形成了基本的地质工作步骤、程序和规范。经过前期的野外观察实习，建立了基本的思维方式和分析研究的方法，对我们以后的工作至关重要。

2.对专业的认识程度加深。由于本专业相对我校其他专业而言较新，学生对专业的认识尚且处于道听途说阶段，缺乏对专业的理解。通过此次实习，学生普遍认为所学的专业是一门综合性较强的学科，明白了未来就业和继续深造的具体方向，更加积极地热爱和投入目前的基础知识的学习中。

3.人格锻炼。野外实践教学中，具备独立填图环节，其具体实施过程是要求学生在没有老师带领的情况下，学生以小组为单位在规定的时间内完成面积约1.2km2的地质填图工作。工作过程中，学生需要自己制订工作计划，分配工作任务，指定相应工作的负责人；遇到知识分歧时相互辩论，在老师的鼓励下，勇于创新，大胆提出自己的设想和见解；在野外遇到行动上的困难时，小组成员之间相互帮助，形成一个有凝聚力的团队；在野外的生活上，学生艰苦朴素，能克服生活条件的困难；在需要当地老百姓帮助时，不再畏缩犹豫，能很好地跟他人进行交流和沟通。从挑战自我方面，除追求科学、追求真知的态度外，还要有不服输不气馁的态度，累了，再坚持一下就会有重大的发现；伤了痛了，忍耐一下，你就能成就一只队伍……

五、教学过程中的工作体会

1.踏勘阶段。踏勘是整个教学实习的最基础路线。在实习过程中，应教授学生开展地质工作的基本思维方法，即宏观——微观——宏观的工作模式。有的老师在领教过程中，只要遇到教学点，就让学生近距离观看，使得学生没有一个宏观的概念，没有一个独立思考的过程。因此，在学生近距离接触教学点之前，让学生手持实习区地形地质图，使其明白其所处的地形位置、地质区域，知道自己下一步要做什么；在观察描述结束后，再远距离观察，用宏观思维的方式思考，总结此教学点与其他教学点之间的区别与联系，引导学生自主思考后再做总结，不能盲目灌输。踏勘时，要求教会学生熟练使用罗盘。有的学生没有一定的工作基础，不能熟练使用罗盘；可现场携带一块小黑板，将书本中阐述的岩层产状理论用图示的方式给学生演示并讲解；将小黑板作为岩层面，让学生模拟测量产状，并教给学生在不同图件（如平面图、剖面图）中正确的产状表达方式。

2.素描图的现场描绘。在野外，有的学生为了室内野簿的美观和整洁，遇到构造观察点时，不愿使用野簿方格子页面，而是采用随手的笔记本。这样做的后果是，学生的素描比例不协调，室内整理时图件失真。在这种情况下，应引导学生在现场使用野簿，教授其简单绘图方法，教其采用地形突变点作为绘图控制点、使其学会估算现场的实际距离或高度，以便接近真实地进行素描。

3.变质岩的教学观察。同岩浆岩的教学形式基本相同，但有所不同的是，某一教学点可见的变质岩岩性多样。在教学时间有限的情况下，可以以某一种岩性为例，讲述描述方法后，让学生以小组为单位，采集不同的标本，老师现场认可后，让学生回到室内，对野外标本进行观察和详细描述。

4.室内野簿检查。由于野外教学时间有限，学生在野外对教学内容的消化也是有限的；此外野簿检查结果可以作为实习平时成绩的依据。因此，需要在野外教学后，在当天下午或者晚上进行室内野簿的整理和消化。在这种情况下，老师可以告知学生野簿检查方式和具体时间。实践证明，在学生上交野簿前半小时以小组抽查的形式效果十分显著。

5.让学生带着疑问进行第二天的教学。在当天野外教学结束时，现场总述教学内容，简要介绍第二天的教学内容，并对学生提出疑问。学生回到室内，复习理论知识，带着疑问参加第二天的实践教学。实践表明，学生第二天野外实践的积极性非常高。

6.结合学生专业进行实践教学。为了让学生明确野外地质实习的重要意义，并进一步激发学生对专业的兴趣和爱好，在野外教学过程中，老师可以结合专业特征，讲述各教学内容在专业中的体现。此外，由于地球信息科学与技术专业是一门较新的专业，相对本校其它地质专业而言，其在人才市场上的认可度还较低，学生对专业的认识还不够深刻；因此，有必要在此次重要实践教学过程中，结合专业进行适当引导。在进行矿物含量估计和岩性定名时，是否可以通过影像的解译快速和准确的实现呢？在地质灾害教学过程中，学生是在链子崖顶远距离观察对面的新滩滑坡，遥看就如一幅影像图，那么就可以引导学生思考：根据滑坡的野外地貌特征，如何使用遥感影像快速解译滑坡并圈出边界呢？

以上仅仅是教学中几个简单的例子，但是，实践表明：通过这样的例子，学生对自己所学专业的应用方面有了一个更为直观的认识和了解，学习的积极性和兴趣会有很大的提升。

参考文献：

[1]刘建朝，薛春纪.实践教学是保证地学教育质量的关键[J].中国地质教育，2004，（1）：24-25.

[2]梁四海，万力，王旭升.实践教学在素质教育和创新能力培养中的贡献[J].中国地质教育，2006，（2）：86-88.

[3]http：//bj.58.com/daxue/zhuanye_391.html/

[4]樊光明，张先进，余英，等.秭归实习基地教学资源和教学条件评述[J].中国地质教育，2010，（1）：56-61.

作者简介：陈丽霞（1979-），女，湖北汉川人，中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院讲师，博士，研究方向为地质灾害风险预测及3S应用。

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