RS和GIS專業(yè)地質(zhì)地貌學(xué)教學(xué)改革探索

摘 要：隨著信息獲取和處理技術(shù)的迅速發(fā)展和社會(huì)需求的不斷增大，使遙感（RS）技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS）逐漸走向成熟，應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大，RS和GIS專業(yè)也得到了快速發(fā)展。作為RS及GIS專業(yè)的基礎(chǔ)課程，地質(zhì)地貌教學(xué)如何適應(yīng)專業(yè)的發(fā)展需求，是當(dāng)前普遍關(guān)注的問題。本文介紹了作者在地質(zhì)地貌教學(xué)和改革中的具體措施和體會(huì)，并探討其未來發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：GIS RS 地質(zhì)地貌 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（b）-0179-02

地質(zhì)地貌學(xué)是全國(guó)RS和GIS專業(yè)和相關(guān)學(xué)科的主干課程、必修的主要專業(yè)基礎(chǔ)課。也是首都師范大學(xué)RS和GIS專業(yè)學(xué)生的第一門專業(yè)課程。通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生將系統(tǒng)全面地了解和掌握地質(zhì)地貌學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)。為學(xué)習(xí)后續(xù)各專業(yè)課打下必備的基礎(chǔ)，同時(shí)也是加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。

因此，本課程的教學(xué)直接關(guān)系到學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)是否扎實(shí)，能否具備全面、良好的專業(yè)素質(zhì)。隨著RS和GIS學(xué)科以及相關(guān)現(xiàn)代化教學(xué)方法的發(fā)展，地質(zhì)地貌教學(xué)也發(fā)生了很大的變化。因此，作為RS和GIS專業(yè)的老師，如何在有限的時(shí)間內(nèi)既使學(xué)生牢固掌握本學(xué)科的理論要點(diǎn)，又能根據(jù)使教學(xué)跟上RS和GIS專業(yè)的發(fā)展，是值得探討的問題。在課程教學(xué)和野外實(shí)習(xí)的過程中，我們對(duì)該課程的教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索。

1 教學(xué)改革措施與體會(huì)

1.1 緊密結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，突出重點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

地學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、研究思路、邏輯思維方式對(duì)RS和GIS在地學(xué)方面的應(yīng)用起著重要指導(dǎo)作用。如果GIS專業(yè)學(xué)生的地學(xué)知識(shí)不足，會(huì)導(dǎo)致在工作中面臨知其然，而不知其所以然的窘境[1]。而不同專業(yè)對(duì)地質(zhì)地貌知識(shí)的需求也是不一樣的，要想面面俱到地講授地質(zhì)地貌學(xué)的所有內(nèi)容是不現(xiàn)實(shí)，也是沒有必要的。因此，在教學(xué)過程中，對(duì)教材中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了重新梳理，重點(diǎn)講授與RS和GIS有關(guān)的內(nèi)容，這也是教學(xué)改革的重點(diǎn)。

在教學(xué)過程中，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，刪去那些在高中地理中已經(jīng)學(xué)過的，也與RS和GIS沒有太大關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，如：宇宙、地球的起源和演化等。對(duì)那些與RS和GIS有些關(guān)聯(lián)，但內(nèi)容易于理解的內(nèi)容，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲嚎s和刪減，提倡學(xué)生自學(xué)，如：地球的物理性質(zhì)、地球三大圈層、板塊運(yùn)動(dòng)等。對(duì)那些重點(diǎn)內(nèi)容（如：構(gòu)造地貌；流水的地質(zhì)作用及其地貌特征；風(fēng)的地質(zhì)作用及其地貌特征；冰川的地質(zhì)作用及其地貌特征；凍土的形成及其地貌特征；湖沼、海洋地質(zhì)作用及其地貌特征等），在講授其基本原理之后，應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充一些典型的遙感影像，并依據(jù)在老師在科研方面的相關(guān)實(shí)際工作，介紹RS和GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治、生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)等相關(guān)方面的應(yīng)用實(shí)例。從而達(dá)到緊貼fxAvDIEmW64tXa6xaTB7gQ==專業(yè)需求，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的目的。

1.2 增加野外實(shí)習(xí)，強(qiáng)化實(shí)踐

在課堂教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，安排學(xué)生到北京天文館和中國(guó)地質(zhì)博物館學(xué)習(xí)參觀，通過認(rèn)識(shí)礦物和巖石標(biāo)本，增加了感性認(rèn)識(shí)，能充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，收到了較好的教學(xué)效果。

在此基礎(chǔ)上，野外實(shí)習(xí)也能為學(xué)生學(xué)習(xí)RS和GIS的空間信息采集、處理、表達(dá)和分析打下堅(jiān)實(shí)的地學(xué)基礎(chǔ)[2]。2008年8月，GIS專業(yè)第一次組織了地質(zhì)地貌實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)區(qū)域是位于秦皇島國(guó)家地質(zhì)公園內(nèi)的中國(guó)北方地質(zhì)實(shí)習(xí)基地和北戴河海濱。實(shí)習(xí)工區(qū)處于燕山山脈東支的柳江盆地。柳江盆地位于華北地臺(tái)，燕山臺(tái)褶帶東段，山海關(guān)隆起東南緣，是由晚元古代到中生代的地層組成的向斜構(gòu)造盆地。實(shí)習(xí)區(qū)地層屬華北型，露頭良好，地層、巖石類型齊全，地質(zhì)構(gòu)造清晰，發(fā)育河流地質(zhì)作用、海洋地質(zhì)作用、風(fēng)化作用等地質(zhì)現(xiàn)象豐富，是較理想的地質(zhì)實(shí)習(xí)基地。在9天的野外實(shí)習(xí)中，為保證教學(xué)質(zhì)量，31名學(xué)生分為兩組，分別由兩位老師帶隊(duì)進(jìn)行野外地質(zhì)地貌現(xiàn)象的認(rèn)知，并學(xué)習(xí)在野外使用地質(zhì)羅盤進(jìn)行地質(zhì)要素測(cè)量，學(xué)習(xí)野外記錄及地質(zhì)地貌野外素描，并編寫了區(qū)域?qū)嵙?xí)報(bào)告。

野外實(shí)習(xí)取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生們加強(qiáng)了對(duì)課堂知識(shí)的理解，更加深刻地認(rèn)識(shí)了各種地質(zhì)地貌現(xiàn)象。同時(shí)，典型的遙感影像也讓學(xué)生在接觸專業(yè)課程之前，了解到了RS和GIS在地學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。通過野外實(shí)習(xí)，既學(xué)習(xí)了知識(shí)，又鍛煉了身體，也增強(qiáng)應(yīng)付和解決各種困難的本領(lǐng)，同時(shí)還能培養(yǎng)起一種團(tuán)隊(duì)精神，也增強(qiáng)了老師和學(xué)生以及學(xué)生之間的感情和交流。

1.3 多種教學(xué)手段相結(jié)合

運(yùn)用現(xiàn)代多媒體技術(shù)，將豐富的圖片、動(dòng)畫及電影等資源反映到教學(xué)中，讓學(xué)生更多、更快地接受教學(xué)信息，并與RS和GIS專業(yè)特點(diǎn)緊密結(jié)合。

制作了多媒體課件，引入大量的圖形圖像資料，以多種方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在多媒體課件中引入和制作大量的flash動(dòng)畫來描述自然事件的發(fā)生過程（如：火山湖的形成、斷層的形成、水循環(huán)等）。從大量的多媒體影像資料中精選與講課內(nèi)容密切相關(guān)的部分（如：Discovery中的維蘇威火山、大堡礁、黃石公園、撒哈拉沙漠等）。GIS專業(yè)學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)和工作過程中，會(huì)大量使用遙感影像進(jìn)行解譯和分析，因此，收集了大量典型的地質(zhì)地貌現(xiàn)象的衛(wèi)星影像和航片等影像資料，和課堂教學(xué)相互配合。

通過教學(xué)手段改革，改變了以往文字課件呆板的形象，不依賴于單一的教學(xué)手段，充分利用各種教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并使抽象的知識(shí)易于理解和掌握，從總體上提高了教學(xué)效果。

2 未來擬實(shí)施的教學(xué)改革內(nèi)容

通過教學(xué)改革，取得了初步的成果，但是在實(shí)踐過程中，還是有很多地方需要進(jìn)一步完善，在今后的教學(xué)中，仍將深化地質(zhì)地貌學(xué)的教學(xué)改革，使之更適合RS和GIS專業(yè)的需求。

2.1 發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將RS和GIS應(yīng)用于實(shí)習(xí)教學(xué)

遙感（RS）是地貌研究的一個(gè)重要數(shù)據(jù)源，能提供各種分辨率的遙感影像，可以對(duì)各種地貌進(jìn)行清晰的識(shí)別。地理信息系統(tǒng)（GIS）是輸入、存儲(chǔ)、檢索、分析和顯示與地理位置有關(guān)的各種特征信息的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)。通過把各種相關(guān)的空間（地圖、遙感影像、DEM等）或非空間信息（照片、視頻、文字等）輸入GIS進(jìn)行管理，建立地質(zhì)地貌實(shí)習(xí)信息系統(tǒng)，可以在遙感影像上設(shè)置實(shí)習(xí)路線，并在各個(gè)露頭觀察點(diǎn)，通過設(shè)置Hotlink，存入文本說明、照片或視頻資料，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊就可以在室內(nèi)了解各個(gè)觀察點(diǎn)的地質(zhì)地貌現(xiàn)象；也可將實(shí)習(xí)區(qū)域的遙感影像和DEM進(jìn)行疊加，生成三維地形影像，并疊加道路、建筑物等三維模型，按一定的實(shí)習(xí)路線進(jìn)行三維漫游，制作出三維地形實(shí)習(xí)路線圖等。在實(shí)習(xí)前，通過計(jì)算機(jī)演示，能使學(xué)生初步建立對(duì)實(shí)習(xí)的感性認(rèn)識(shí)，并提高他們對(duì)RS和GIS專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 縮短課堂教學(xué)和野外實(shí)習(xí)的間隔

目前，地質(zhì)地貌學(xué)課程教學(xué)安排在大學(xué)一年級(jí)的第一學(xué)期，而野外實(shí)習(xí)安排在大學(xué)一年級(jí)的暑假。教學(xué)和實(shí)習(xí)隔了一個(gè)學(xué)期，學(xué)時(shí)分散、課程不連貫、內(nèi)容不系統(tǒng)等問題，影響教學(xué)質(zhì)量的提高，不利于學(xué)生鞏固所學(xué)的知識(shí)。但冬天太冷，又不適于北方野外地質(zhì)實(shí)習(xí)，一般學(xué)校都是將野外實(shí)習(xí)安排在暑假進(jìn)行。因此，我們可以將課程調(diào)整到大學(xué)一年級(jí)第二學(xué)期進(jìn)行，在放假后馬上安排野外實(shí)習(xí)。通過這樣的調(diào)整，可以將課堂教學(xué)和野外實(shí)習(xí)有機(jī)地結(jié)合起來，有效提高教學(xué)質(zhì)量。

2.3 完善課程成績(jī)?cè)u(píng)定方法

目前本課程的成績(jī)?cè)u(píng)定分為課程成績(jī)和野外實(shí)習(xí)成績(jī)兩部分。課程成績(jī)構(gòu)成為平時(shí)成績(jī)占30%，期末占70%；野外實(shí)習(xí)成績(jī)中，野外記錄和回答問題占40%，實(shí)習(xí)報(bào)告占60%。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，一些學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)不認(rèn)真，期末死記硬背，不重視野外實(shí)習(xí)，且實(shí)習(xí)報(bào)告存在參考別人野外記錄的現(xiàn)象，影響了教學(xué)質(zhì)量。因此，可以通過改變成績(jī)構(gòu)成的方法，將課程成績(jī)構(gòu)成改為平時(shí)成績(jī)占50%，期末占50%；野外實(shí)習(xí)成績(jī)中，野外記錄和回答問題占60%，實(shí)習(xí)報(bào)告占40%，這樣不僅有利于學(xué)生重視平時(shí)學(xué)習(xí)和野外學(xué)習(xí)，激勵(lì)學(xué)生提高實(shí)際動(dòng)手能力，而且能更客觀地反映學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的靈活掌握程度。

教學(xué)改革都是在摸索中前進(jìn)的，特別對(duì)于青年教師來說，在這個(gè)過程中，還會(huì)有各種各樣的新問題，但是對(duì)于快速發(fā)展的RS和GIS專業(yè)來說，要使專業(yè)基礎(chǔ)課更適合專業(yè)的發(fā)展需要，就必須要做出改革。在本課程的教學(xué)改革過程中，有過各種各樣的困難，但是，只要多動(dòng)腦子，從學(xué)科專業(yè)和實(shí)踐的角度來考慮問題，堅(jiān)持不懈，就會(huì)取得良好的效果。

參考文獻(xiàn)

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