數(shù)字地質(zhì)填圖教學(xué)建設(shè)研究

時間:2022-03-26 03:41:02

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數(shù)字地質(zhì)填圖教學(xué)建設(shè)研究

摘要:目前,國內(nèi)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的開展大多基于數(shù)字地質(zhì)填圖系統(tǒng)。大學(xué)是培養(yǎng)地質(zhì)人才的基地,在地質(zhì)填圖方面的教學(xué)勢必需要做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。本文以西南石油大學(xué)地質(zhì)學(xué)專業(yè)數(shù)字地質(zhì)填圖實習(xí)為例,從課程設(shè)置與組織形式、實施過程(階段)、考評機制、課程教學(xué)效果4個方面總結(jié)了數(shù)字地質(zhì)填圖建設(shè)情況,并結(jié)合作者的野外教學(xué)經(jīng)驗對該實習(xí)課程的進一步建設(shè)與完善作出研究與探討,以期對其他院校相關(guān)教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞:重慶北碚;數(shù)字地質(zhì)填圖;課程建設(shè);地質(zhì)學(xué)專業(yè)

目前,大多科研院校地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的地質(zhì)填圖實習(xí)還是以傳統(tǒng)地質(zhì)填圖手段為主,傳統(tǒng)地質(zhì)填圖大量的野外數(shù)據(jù)信息都以紙質(zhì)筆記本記錄的形式存在,給數(shù)據(jù)管理和共享帶來了很大困難,在某種程度上制約了數(shù)據(jù)資源效益的充分發(fā)揮和新形勢下社會基礎(chǔ)性大數(shù)據(jù)的共享,給社會經(jīng)濟發(fā)展帶來了一定的負面影響。

一、北碚實習(xí)基地概況

重慶北碚天府實習(xí)基地位于重慶市北碚區(qū)天府鎮(zhèn)及周邊地區(qū),距北碚東北方向8km處,填圖區(qū)面積約167km2,地理坐標(biāo)約為東經(jīng)106°26′15″—106°33′45″,北緯29°47′30″—29°55′0″。實習(xí)區(qū)位于上揚子板塊川東褶皺帶內(nèi)。

二、課程建設(shè)與發(fā)展

1.課程設(shè)置與組織,為了滿足數(shù)字地質(zhì)填圖的硬件需求,學(xué)院劃撥專項經(jīng)費用于購買計算機和掌上機(品牌和型號:中海達Qmini工業(yè)級移動GIS產(chǎn)品)。學(xué)生按照每組5—6人進行分組,每組配備一臺掌上機和一臺筆記本,實習(xí)過程中要求每位同學(xué)自帶筆記本電腦。數(shù)字地質(zhì)填圖的地形底圖為1∶2.5萬地形圖,是根據(jù)該區(qū)域1∶5萬地形圖采用Mapgis軟件工程裁剪與放大制作而成,填圖面積達167km2。同時,實習(xí)團隊編寫了相應(yīng)的實習(xí)指導(dǎo)書(《重慶北碚數(shù)字地質(zhì)填圖實習(xí)指導(dǎo)書》)。2.實施過程(階段),根據(jù)實習(xí)目的和要求,我們將數(shù)字地質(zhì)填圖實習(xí)分為實習(xí)前室內(nèi)培訓(xùn)、野外實踐和室內(nèi)資料整理三個階段。(1)實習(xí)前室內(nèi)培訓(xùn),實習(xí)前室內(nèi)培訓(xùn)的目的在于介紹數(shù)字填圖軟件構(gòu)建的基本思路、主要功能、操作及掌上機(野外數(shù)據(jù)采集工具)的操作。該階段時間大約一周。(2)野外實踐,野外實踐部分是整個數(shù)字地質(zhì)填圖最重要的部分。傳統(tǒng)地質(zhì)填圖野外實踐一般包括路線地質(zhì)、實測剖面、獨立填圖等部分[4]。但數(shù)字填圖實習(xí)需要培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用新技術(shù)實現(xiàn)傳統(tǒng)地質(zhì)填圖任務(wù)。因此,新技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容在教學(xué)順序和教學(xué)時間的安排上是數(shù)字地質(zhì)填圖實習(xí)必須重點考慮的問題之一。具體教學(xué)計劃安排如下。第一階段:路線地質(zhì)。第一階段由實習(xí)教師帶領(lǐng)各組學(xué)生進行野外路線踏勘,一般選擇5—7條最典型的剖面。首先,選擇2條地層出露全面、地質(zhì)現(xiàn)象豐富、明顯的剖面進行傳統(tǒng)地質(zhì)填圖的訓(xùn)練。通過2條剖面的訓(xùn)練,使學(xué)生基本掌握路線地質(zhì)工作開展必須掌握的基本理論、基本方法和基本技能。其次,剩下的數(shù)條剖面,繼續(xù)由實習(xí)教師帶隊,變化是每個組每天安排一位組員開展掌上機野外數(shù)據(jù)采集訓(xùn)練,即利用數(shù)字地質(zhì)填圖RGMap軟件進行野外數(shù)據(jù)的采集工作。該項工作的重點是使學(xué)生理解RGMap軟件在實現(xiàn)野外數(shù)據(jù)采集過程中的構(gòu)建思維,即理解數(shù)字填圖技術(shù)中PRB數(shù)據(jù)模型(P-Point代表地質(zhì)點,R-Routing代表分段路線,B-Boundary代表點和點間路線)和實際地質(zhì)填圖的對應(yīng)關(guān)系。第二階段:實測剖面。由于實測剖面掌上機野外采集數(shù)據(jù)的操作部分過程相對煩瑣,所以在進行實測剖面之前有必要對該部分內(nèi)容進行室內(nèi)強化訓(xùn)練。具體做法是虛擬一條實測剖面,指導(dǎo)教師講完完整操作過程后,每位同學(xué)單獨操作一遍,遇到錯誤糾正錯誤,務(wù)必使每位學(xué)生都比較熟練這部分內(nèi)容的掌機操作。野外實測剖面時,實測剖面換導(dǎo)線時,更換掌上機操作的同學(xué),其他同學(xué)仍按照傳統(tǒng)實測剖面分工開展工作。一般情況下,每位同學(xué)至少有三次機會實際操作掌上機進行數(shù)據(jù)采集。第三階段:學(xué)生獨立填圖階段。該階段要求學(xué)生獨立完成5—6條野外路線剖面。同樣是每條剖面安排一位同學(xué)利用掌上機進行野外數(shù)據(jù)的采集工作,其他同學(xué)按照傳統(tǒng)地質(zhì)填圖方法開展工作。(3)室內(nèi)資料整理及存檔,室內(nèi)資料整理階段是對野外觀測和收集的資料、室內(nèi)分析鑒定結(jié)果以及前人研究成果的系統(tǒng)整理和分析,認識填圖區(qū)及區(qū)域地質(zhì)客觀規(guī)律,使學(xué)生的感性認識上升到理性認識,最終提交文字報告和相關(guān)圖件。在完成實測剖面野外工作后,會預(yù)留2—3天時間用于實測剖面資料整理和圖件繪制工作。為了讓每位同學(xué)都熟練掌握實測剖面的完整過程,該部分要求每位同學(xué)同時完成手繪圖件和計算機制圖。3.考評機制。科學(xué)的考評機制不僅要體現(xiàn)出學(xué)生綜合能力的高低,更為重要的是能夠激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動力[6]。為了達到這個目的,我們采取的做法是細化和量化成績的占比,即實習(xí)成績=野外表現(xiàn)平均×30%+野外記錄簿(+手標(biāo)本考試)×20%+實習(xí)報告×30%+科學(xué)問題匯報20%的方式進行考核。細化和量化具體體現(xiàn)為:(1)野外表現(xiàn)以動手能力、分析能力、記錄情況三方面進行評價。每個學(xué)生每次表現(xiàn)都會記錄在打印好的成績記錄表中;(2)為了公平起見和相互學(xué)習(xí),野外記錄本采用學(xué)生互相打分和老師打分相結(jié)合方式進行;(3)老師列出10個左右與實習(xí)內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)問題,各小組自由選擇一個科學(xué)問題進行答辯匯報,最終成績?yōu)楦髦笇?dǎo)教師給出成績的平均值。

三、課程教學(xué)效果

盡管數(shù)字地質(zhì)填圖的教學(xué)效果不易衡量,但是從畢業(yè)生反饋和調(diào)研的情況來看,開展數(shù)字地質(zhì)填圖教學(xué)是必要且具有成效的,具體體現(xiàn)在:(1)工作上手快。由于我們的數(shù)字地質(zhì)填圖教學(xué)內(nèi)容相對較系統(tǒng),教學(xué)內(nèi)容與實際填圖工作要求大體一致,因此,畢業(yè)生到單位后可以不經(jīng)過培訓(xùn)就可以直接參加填圖工作,個別同學(xué)甚至直接作為數(shù)字填圖的負責(zé)人。(2)為單位節(jié)約培訓(xùn)費用。通過對部分用人單位的調(diào)研情況來看,為了適應(yīng)數(shù)字地質(zhì)填圖工作,單位每年都會花費一定費用用于該方面的培訓(xùn)工作。原因在于目前大多數(shù)高校在數(shù)字地質(zhì)填圖方面的教學(xué)開展和改革大多是沒有落地的,或者只是簡單對數(shù)字地質(zhì)填圖進行介紹而已。此外,全國地質(zhì)技能大賽第一部分的競賽內(nèi)容為“地質(zhì)技能綜合應(yīng)用”。該部分要求參賽隊伍根據(jù)組委會提供的相關(guān)地質(zhì)資料、圖件、設(shè)備及軟件,提交解決相關(guān)問題的結(jié)果并按規(guī)范完成相應(yīng)圖件制作,實際上就是數(shù)字地質(zhì)填圖的一部分操作。西南石油大學(xué)在第四屆全國地質(zhì)技能大賽中的全國54所參賽高校中位列第三(僅次于中國地質(zhì)大學(xué)武漢和吉林大學(xué))、在石油類高校中成績位列第一,獲團體總分二等獎。這種成績的取得與地質(zhì)學(xué)專業(yè)學(xué)生在競賽前既已完成數(shù)字地質(zhì)填圖的訓(xùn)練是分不開的。

參考文獻:

[1]向中林,司榮軍,王潤懷,等.數(shù)字化填圖技術(shù)在野外地質(zhì)實習(xí)中的應(yīng)用[J].中國地質(zhì)教育,2011,20(4):39-43.

[2]于慶文,李超嶺,張克信,等.數(shù)字地質(zhì)填圖研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].地球科學(xué)-中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報,2003,28(4):370-376.

[3]賀振.區(qū)域地質(zhì)調(diào)查填圖實習(xí)輔助系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].西北大學(xué),2006.

作者:方 乙 王挽瓊 朱玉娣 單位:西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院