地質(zhì)院?！皵?shù)字填圖”技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用的弊端與對(duì)策研究

梁 曉，王根厚，魏玉帥，徐德兵，李 晶

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

地質(zhì)院校“數(shù)字填圖”技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用的弊端與對(duì)策研究

梁 曉，王根厚，魏玉帥，徐德兵，李 晶

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

“數(shù)字填圖”技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)地質(zhì)實(shí)習(xí)的教學(xué)模式，同時(shí)也暴露了一些弊端。周口店地質(zhì)實(shí)習(xí)中分專(zhuān)業(yè)分層次開(kāi)展了“數(shù)字填圖”教學(xué)實(shí)踐，簡(jiǎn)化了填圖流程和內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)了以傳授地質(zhì)知識(shí)為宗旨，成績(jī)考核設(shè)置知識(shí)與技術(shù)的比例為3∶1，修正了“數(shù)字填圖”的技術(shù)規(guī)范，仍采用紙介質(zhì)對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行描述和分析，彌補(bǔ)了“數(shù)字填圖”在構(gòu)建地質(zhì)思維中的缺陷。實(shí)習(xí)中調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與“數(shù)字填圖”學(xué)習(xí)，采取新方法使得教員與學(xué)生利用課余時(shí)間彈性教學(xué)。這些措施有機(jī)協(xié)調(diào)了新技術(shù)和地質(zhì)知識(shí)，突出了“三基”的教學(xué)思想。

實(shí)踐教學(xué)；數(shù)字填圖；地質(zhì)實(shí)習(xí)；地質(zhì)院校

地質(zhì)學(xué)是自然科學(xué)五大基礎(chǔ)學(xué)科之一，它的產(chǎn)生源自于人類(lèi)社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求，主要研究地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造、外部特征、各層圈之間的相互作用和演變歷史[1]。當(dāng)前，依托地質(zhì)學(xué)開(kāi)展的地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)勘探依舊是社會(huì)生存與發(fā)展的基礎(chǔ)[1]，其中前者又稱(chēng)地質(zhì)填圖，是一種基礎(chǔ)性、公益性、戰(zhàn)略性的基礎(chǔ)地質(zhì)工作，它不僅在生產(chǎn)和科研中發(fā)揮承上啟下的作用，也為資源環(huán)境的規(guī)劃管理保護(hù)、災(zāi)害防治、城市規(guī)劃建設(shè)提供理論支撐[2-6]。20世紀(jì)80年代以來(lái)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)代信息技術(shù)和空間技術(shù)蓬勃發(fā)展[2-3,7]，特別是近十年來(lái)智能終端與嵌入式GIS的融合[8]，使得社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人的生活都朝著信息化和大數(shù)據(jù)方向發(fā)展[8-9]，新需求促使地質(zhì)調(diào)查借助“3S”等高新技術(shù)，在技術(shù)支撐、填圖內(nèi)容和圖件形式等方面向數(shù)字信息化方向轉(zhuǎn)變[2-3,7]。20世紀(jì)80年代后，澳大利亞、美國(guó)和加拿大率先融合PDA與GPS技術(shù)，開(kāi)發(fā)了地質(zhì)數(shù)據(jù)的采集和錄入系統(tǒng)[2]。1999年以后，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局開(kāi)展了“計(jì)算機(jī)軟件輔助區(qū)域地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)”的試典[3-4]，并逐步啟動(dòng)了“數(shù)字國(guó)土”工程[10-11]；2005年以來(lái)將基于MAPGIS平臺(tái)并融合“3S”技術(shù)的數(shù)字填圖系統(tǒng)引入我國(guó)地勘行業(yè)，將其作為規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)廣泛推廣在一線(xiàn)地質(zhì)工作之中[8,11-12]。我國(guó)初步計(jì)劃在2010年實(shí)現(xiàn)“數(shù)字地球”信息網(wǎng)絡(luò)化[13]?？傊?，“3S”技術(shù)不僅提高了地質(zhì)填圖效率、質(zhì)量，并且實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程信息化，所建立的數(shù)字地質(zhì)圖顯著提高了社會(huì)服務(wù)能力[3]。

地質(zhì)類(lèi)院校不僅是地球科學(xué)理論和方法的創(chuàng)新地，而且肩負(fù)著培養(yǎng)我國(guó)地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè)人才的使命。由于以固體地球?yàn)檠芯繉?duì)象，地質(zhì)學(xué)天生以野外實(shí)踐為特色，各高校不僅將實(shí)踐教學(xué)作為鏈接課堂理論學(xué)習(xí)和野外觀察的紐帶，而且充分認(rèn)識(shí)到它是學(xué)生步入科研、生產(chǎn)的第一站，普遍安排學(xué)生在本科二年紀(jì)結(jié)束后完成5周左右的野外實(shí)習(xí)①②。例如，“周口店地質(zhì)實(shí)習(xí)”是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)北京與武漢一門(mén)具有60年悠久傳統(tǒng)的重要必修課，作為搖籃培養(yǎng)了30余位兩院院士[14-15]。不同高校在設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)流程和內(nèi)容時(shí)都借鑒了我國(guó)“1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”的技術(shù)指南[3,6,14-15]，旨在為各級(jí)地勘單位提供合格地質(zhì)人才，并為少數(shù)未來(lái)科研人才夯實(shí)地質(zhì)基礎(chǔ)[14-15]。2000年以后，應(yīng)“3S”技術(shù)在地球科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的蓬勃趨勢(shì)[16]，以及我國(guó)地勘系統(tǒng)開(kāi)展“數(shù)字填圖”的需要，絕大部分地質(zhì)院校陸續(xù)將數(shù)字技術(shù)嵌入在實(shí)踐教學(xué)中[3-9,11,17-22]。經(jīng)過(guò)約15年的試典，大部分高校在地質(zhì)實(shí)習(xí)中沿襲了“數(shù)字填圖”的流程和內(nèi)容，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行了重要改革[3-9,11,20-22]，部分教師甚至建議直接摒棄傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)流程和方法[9,13]。盡管“數(shù)字填圖”得到了國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)同[2-4,7]，但它在我國(guó)新一輪地質(zhì)調(diào)查中也暴露許多弊端，因此客觀上要求地質(zhì)院校引入新技術(shù)時(shí)“去偽存真”。文獻(xiàn)顯示只有少數(shù)教師意識(shí)到了新形勢(shì)下萌發(fā)的教學(xué)問(wèn)題，尤其是新方法、規(guī)范與培養(yǎng)學(xué)生地質(zhì)思維之間的激烈矛盾[5,10,12,20-21]，但并未系統(tǒng)總結(jié)相關(guān)問(wèn)題，深入分析矛盾產(chǎn)生的背景，并且給出合理可行的解決方案。

筆者自2006年以來(lái)投身我國(guó)1∶5萬(wàn)區(qū)調(diào)工作，通過(guò)不斷對(duì)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)”的應(yīng)用，積累了大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。自2015年以來(lái)，作為教員在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）“周口店地質(zhì)實(shí)習(xí)”中開(kāi)展了數(shù)字填圖野外教學(xué)，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生地質(zhì)水平與嵌入“數(shù)字填圖”之間存在激烈碰撞，棘手的教學(xué)問(wèn)題頻出?；诮虒W(xué)探索積累的經(jīng)驗(yàn)，以及與地質(zhì)調(diào)查同行的認(rèn)真討論，本文將試圖討論如何取舍數(shù)字填圖的優(yōu)缺點(diǎn)，最大化促進(jìn)學(xué)生地質(zhì)思維和填圖水平的提高，拋磚引玉，為地質(zhì)學(xué)實(shí)踐教學(xué)的健康發(fā)展提供一定經(jīng)驗(yàn)借鑒。

表1 地質(zhì)院校實(shí)踐教學(xué)中“數(shù)字填圖”的應(yīng)用情況（不完全統(tǒng)計(jì)）

一、應(yīng)用現(xiàn)狀

1.國(guó)內(nèi)高校“數(shù)字填圖”開(kāi)展程度

據(jù)文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大部分地質(zhì)類(lèi)院校2000年后逐漸在地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中融合了“3S”等高新技術(shù)（表1）。因中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）參與了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局1999年部署的第一輪“數(shù)字填圖”試典[4]，最早開(kāi)始在實(shí)踐教學(xué)中結(jié)合“3S”技術(shù)，2000年在周口店地質(zhì)實(shí)習(xí)中應(yīng)用了“計(jì)算機(jī)輔助區(qū)域地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng) Geoview—學(xué)習(xí)版”[10,15,20]，2005年使用了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局全面推廣的RGMAPV2.5數(shù)字填圖系統(tǒng)[15,20]?？傮w上，各大高校對(duì)“數(shù)字填圖”技術(shù)的應(yīng)用存在如下特點(diǎn)：（1）充分認(rèn)識(shí)到了高新技術(shù)對(duì)地質(zhì)調(diào)查效率、質(zhì)量提高的作用，并對(duì)教學(xué)模式做出了相應(yīng)改革；（2）部分高校選擇部分專(zhuān)業(yè)開(kāi)展了實(shí)踐教學(xué)，例如中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）；（3）不同高校對(duì)各自學(xué)科發(fā)展的定位不同，因此應(yīng)用的技術(shù)手段多樣化。其中面向國(guó)土資源系統(tǒng)的高校直接沿襲了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局開(kāi)發(fā)的RGMAP、DGS2010軟件，其他高校如中國(guó)海洋大學(xué)、新疆大學(xué)則采用了國(guó)外流行的ArcGIS軟件；（4）少數(shù)高校引入了國(guó)際流行的制圖軟件（Surfer等），其中南京大學(xué)自主開(kāi)發(fā)了多款地質(zhì)軟件，如SDP、GS2012。

2.“數(shù)字填圖”的實(shí)踐教學(xué)模式

各院校將“數(shù)字填圖”技術(shù)引入實(shí)踐教學(xué)后，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行了重要改革，大致體現(xiàn)在技術(shù)支持、實(shí)習(xí)內(nèi)容、圖文表達(dá)和實(shí)習(xí)流程等方面[3-9,11,20-22]。首先在技術(shù)方面，野外調(diào)查中地質(zhì)老三件與新三件（掌上電腦、藍(lán)牙GPS和數(shù)碼相機(jī)）實(shí)現(xiàn)了普遍結(jié)合，基于矢量化地形圖、遙感圖的GPS定位功能促使了填圖精度的提升，室內(nèi)地質(zhì)剖面的清繪則借助計(jì)算機(jī)軟件完成，顯著提高了工作效率。第二個(gè)重要改變是實(shí)習(xí)內(nèi)容，傳統(tǒng)教學(xué)的每個(gè)階段，學(xué)生依據(jù)地質(zhì)規(guī)范，在地質(zhì)點(diǎn)和地質(zhì)剖面中對(duì)各種現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述，室內(nèi)對(duì)野薄進(jìn)行完善和整飾；“數(shù)字填圖”教學(xué)則需要按軟件格式增加許多新內(nèi)容。例如，地質(zhì)路線(xiàn)要以“PRB過(guò)程”的方式表達(dá)，并且需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行室內(nèi)整理；繪制地質(zhì)圖要經(jīng)歷野外總圖—實(shí)際材料圖—編稿原圖—地質(zhì)圖—成果空間數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)雜過(guò)程。實(shí)習(xí)內(nèi)容的改變促使教師對(duì)學(xué)生的考評(píng)機(jī)制要兼顧“三基”思想（基本的理論、知識(shí)、技能）和新的軟件規(guī)范。第三，“數(shù)字填圖”要求基于軟件系統(tǒng)對(duì)圖件、地質(zhì)內(nèi)容進(jìn)行表達(dá)，紙介質(zhì)逐漸被取代。例如，繪制素描圖要在PDA、電腦上完成；地質(zhì)點(diǎn)與剖面分層描述需要在掌上機(jī)系統(tǒng)手寫(xiě)錄入，室內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充。第四，新環(huán)境下教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)基本參考了“數(shù)字填圖”流程[2-4]，大致分為：（1）理論學(xué)習(xí)階段；（2）地質(zhì)踏勘與填圖軟件練習(xí)階段；（3）實(shí)測(cè)剖面與填圖階段；（4）成圖與報(bào)告編寫(xiě)階段[8,11,20-22]。與傳統(tǒng)實(shí)習(xí)相比，學(xué)習(xí)技術(shù)設(shè)備、軟件系統(tǒng)的操作方法會(huì)貫穿在各個(gè)階段。

二、存在問(wèn)題

基于“3S”技術(shù)的“數(shù)字填圖”系統(tǒng)在我國(guó)地質(zhì)調(diào)查中掀起了“信息化革命”，優(yōu)點(diǎn)是不僅提高了填圖效率和質(zhì)量，而且多種地質(zhì)資料的系統(tǒng)集成便于后期查閱，等等[2-3]。但隨著區(qū)調(diào)工作中“數(shù)字填圖”的廣泛運(yùn)用，一些弊端也得到了暴露，實(shí)踐教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)“數(shù)字填圖”教學(xué)模式一定程度上很難協(xié)調(diào)新技術(shù)和“三基”思想。總體來(lái)講，“數(shù)字填圖”與實(shí)踐教學(xué)只是在形式上完成了統(tǒng)一，兩者在深層次仍然存在一系列沖突，分述如下。

1. 對(duì)“數(shù)字填圖”的定位

服務(wù)社會(huì)是高等教育的一項(xiàng)基本要求[23]，新世紀(jì)以來(lái)實(shí)踐教學(xué)中采納“數(shù)字填圖”技術(shù)是基于新一輪國(guó)土資源大調(diào)查緊缺相關(guān)人才的迫切形勢(shì)[8-9,20-22]，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）因此在本科階段設(shè)置了區(qū)調(diào)專(zhuān)業(yè)。另外，高等院校也肩負(fù)著為國(guó)家科技進(jìn)步培養(yǎng)研究型人才的重?fù)?dān)，本科生分層次培養(yǎng)模式在國(guó)內(nèi)地質(zhì)院校呈普遍趨勢(shì)，目的是平衡科研、生產(chǎn)、教學(xué)的關(guān)系[24-25]。統(tǒng)計(jì)表明大多數(shù)院校對(duì)“數(shù)字填圖”應(yīng)用缺乏一定的選擇性（表1），首先表現(xiàn)在沒(méi)有明確該技術(shù)適用的專(zhuān)業(yè)，或者對(duì)全部地學(xué)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用，因此造成實(shí)踐教學(xué)中不能分層次、分專(zhuān)業(yè)教學(xué)；其次，大部分高校全盤(pán)采用了“數(shù)字填圖”的工作流程，并沒(méi)有選擇性剔除其中偏向生產(chǎn)的內(nèi)容、規(guī)范，因此許多方面偏離了實(shí)踐教學(xué)的“三基”思想。

2. 淡化了地質(zhì)知識(shí)

“數(shù)字填圖”分為野外數(shù)據(jù)采集和桌面填圖系統(tǒng)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的操作流程[2-3]。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)其挪用了許多野外觀察和室內(nèi)分析時(shí)間，相比于傳統(tǒng)區(qū)調(diào)，在很多方面降低了工作效率。野外采集系統(tǒng)要求借助掌上終端對(duì)地質(zhì)要素（描述、產(chǎn)狀、照片、采樣等）單獨(dú)輸入，而且可能需要傳統(tǒng)方法的輔助（如素描圖、信手剖面），十分耗時(shí)，難免會(huì)造成對(duì)露頭的觀察時(shí)間縮短，并在室內(nèi)采取回憶錄的形式進(jìn)行補(bǔ)充。經(jīng)驗(yàn)表明室內(nèi)整理一條地質(zhì)路線(xiàn)至少需要一個(gè)工作日，因此調(diào)查者常會(huì)在第二天就轉(zhuǎn)入室內(nèi)工作，否則大量堆疊任務(wù)后容易造成遺忘。此外，調(diào)查后期數(shù)據(jù)庫(kù)的整理工作也十分費(fèi)時(shí)，需要增加測(cè)試和鑒定結(jié)果、修改填圖單位、批注地質(zhì)內(nèi)容等等。

3. 限制了主觀能動(dòng)性

“數(shù)字填圖”一些方面阻礙著地質(zhì)人員主觀能動(dòng)性的發(fā)揮，將來(lái)可能會(huì)限制他們地質(zhì)水平的提高。首先，它在傳統(tǒng)地質(zhì)填圖基礎(chǔ)上增加了一系列軟件規(guī)范，例如，“PRB”過(guò)程需要數(shù)字編碼，地質(zhì)界線(xiàn)必須要有GPS點(diǎn)控制，地質(zhì)圖界線(xiàn)要完全與“野外手圖”一致，不能在紙介質(zhì)上進(jìn)行連圖等等。機(jī)械的條條框框使得調(diào)查者不能靈活發(fā)揮。其次，調(diào)查者野外觀察、素描和識(shí)圖等重要技能得到了淡化。例如利用藍(lán)牙GPS可以在野外快速精確定位，但大部分學(xué)生會(huì)產(chǎn)生依賴(lài)，忽略了讀地形圖和微地貌定點(diǎn)的能力，一旦掌上機(jī)和GPS沒(méi)電或出現(xiàn)故障時(shí)（概率較高），不僅影響工作，而且會(huì)增加不安全因素。再者，“數(shù)字填圖”設(shè)計(jì)的步驟1（踏勘后建立測(cè)區(qū)每個(gè)填圖單位的字典庫(kù)）存在缺陷，雖然方便以后描述相同填圖單位時(shí)調(diào)用模版，但這種方法肯定無(wú)法避免對(duì)不同露頭進(jìn)行拷貝或復(fù)制的現(xiàn)象，造成觀測(cè)內(nèi)容真實(shí)性下降。此外，掌上終端一定程度上對(duì)調(diào)查者視野和思考空間存在限制，相反利用紙介質(zhì)地形圖可以及時(shí)勾繪地質(zhì)界線(xiàn)，建立宏觀地質(zhì)格架。

4. “教”與“學(xué)”時(shí)間緊張

數(shù)字填圖技術(shù)有著嚴(yán)格并且精密的流程[2-3]，涵蓋準(zhǔn)備背景資料、建立填圖系統(tǒng)、采集、錄入和整理野外數(shù)據(jù)，以及地質(zhì)圖件與成果數(shù)據(jù)庫(kù)的生成和完善（圖1）。區(qū)調(diào)實(shí)踐顯示：新手至少要參加一次地調(diào)系統(tǒng)的“數(shù)字填圖”培訓(xùn)（1周左右），并且完整參與項(xiàng)目一個(gè)年度的工作，才能熟悉大部分工作流程、技術(shù)方法。各地質(zhì)院校對(duì)本科生地質(zhì)實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)的時(shí)間類(lèi)似（4～5周），期間會(huì)普遍安排1～2次的“數(shù)字填圖”講座，部分高校在實(shí)習(xí)前的校內(nèi)課程間隙插入了相關(guān)培訓(xùn)[20-21]。相比于生產(chǎn)中“數(shù)字填圖”的應(yīng)用，地質(zhì)實(shí)習(xí)中“教”與“學(xué)”的時(shí)間十分緊張[10,20]。盡管教師一般會(huì)在有限時(shí)間內(nèi)快節(jié)奏完成相關(guān)教學(xué)，但客觀上要求學(xué)生掌握三個(gè)步驟（圖1）的所有內(nèi)容，以及在緊湊的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)間隙讓他們花費(fèi)充足的時(shí)間、精力、毅力完成自學(xué)很不現(xiàn)實(shí)。周口店實(shí)習(xí)中，教員發(fā)現(xiàn)學(xué)生在培訓(xùn)后仍然對(duì)“數(shù)字填圖”的工作內(nèi)容、軟件操作十分陌生，后期經(jīng)過(guò)雙方的巨大努力才完成了實(shí)習(xí)任務(wù)。預(yù)計(jì)今后的實(shí)習(xí)中這個(gè)問(wèn)題依然會(huì)困擾著教學(xué)雙方。

圖1 數(shù)字填圖的完整技術(shù)流程（楷體字為建議的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)）

三、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與對(duì)策

1. 小范圍開(kāi)展“數(shù)字填圖”

實(shí)踐教學(xué)是課堂教學(xué)的延伸，理應(yīng)采取分層次、分專(zhuān)業(yè)方向培養(yǎng)的模式，因此宏觀上需合理定位“數(shù)字填圖”的適用范圍和程度。以中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）為例，地學(xué)方向開(kāi)設(shè)了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班、地質(zhì)學(xué)（含理科基地班）、地球化學(xué)、資源勘察、地質(zhì)與地球物理復(fù)合專(zhuān)業(yè)、地質(zhì)旅游等專(zhuān)業(yè)[24-25]，客觀來(lái)講，“數(shù)字填圖”對(duì)于部分地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、資源勘察專(zhuān)業(yè)適用，因?yàn)榇蟛糠之厴I(yè)生將來(lái)要步入國(guó)土資源系統(tǒng)，熟悉軟件系統(tǒng)可以為以后的生產(chǎn)工作打下基礎(chǔ)。對(duì)于面向科研人才培養(yǎng)或者適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的其他專(zhuān)業(yè)，盡管不太適合開(kāi)展“數(shù)字填圖”，但可以結(jié)合部分技術(shù)促進(jìn)他們野外工作水平的提高，例如利用遙感影像（RS-image）對(duì)地層界線(xiàn)、產(chǎn)狀和區(qū)域構(gòu)造的解譯，結(jié)合數(shù)字高程模型（DEM）對(duì)新構(gòu)造展開(kāi)研究。需要指出，“數(shù)字剖面”模塊適用所有專(zhuān)業(yè)，可以顯著提高繪制實(shí)測(cè)剖面的效率、質(zhì)量、美觀程度。此外，也可以引入其他軟件（例如Surfer、Grapher等）促進(jìn)學(xué)生三維地質(zhì)建模能力的提高。

2. 簡(jiǎn)化數(shù)字填圖流程

“數(shù)字填圖”三個(gè)步驟均有相應(yīng)的技術(shù)方法和規(guī)范（圖1），區(qū)調(diào)必須按流程依次執(zhí)行，否則形成的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)難以通過(guò)野外和成果驗(yàn)收?？旃?jié)奏的實(shí)踐教學(xué)中可供培訓(xùn)的時(shí)間十分有限，因此制定教學(xué)計(jì)劃時(shí)必須要理思路、抓重點(diǎn)、作取舍，否則教學(xué)雙方會(huì)產(chǎn)生巨大困惑。以周口店實(shí)習(xí)為例，教師在室內(nèi)完成了步驟1（室內(nèi)準(zhǔn)備），并且教授學(xué)生自己操作，完成了步驟2、3（除去空間數(shù)據(jù)庫(kù)）。最終結(jié)果證明“取舍”是合理的，很多技術(shù)內(nèi)容完全可以讓學(xué)生在業(yè)余興趣時(shí)間或工作后掌握。另外，筆者及同行多年的實(shí)踐表明：“數(shù)字填圖”更加側(cè)重的是操作技術(shù)和數(shù)據(jù)矢量化，難度系數(shù)一般，因而建議地質(zhì)實(shí)習(xí)中合理安排授課與教員帶班兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，突出教員課下時(shí)間的教學(xué)工作。課堂應(yīng)重點(diǎn)介紹我國(guó)區(qū)調(diào)和數(shù)字填圖的應(yīng)用背景、實(shí)踐流程，以及區(qū)調(diào)數(shù)據(jù)（如地質(zhì)圖與區(qū)調(diào)報(bào)告）的利用，避免過(guò)多講述3個(gè)步驟龐雜無(wú)邊的技術(shù)方法，帶班實(shí)踐中則應(yīng)突出方法和規(guī)范，教會(huì)學(xué)生“數(shù)字填圖”的技術(shù)操作。再者，可以將完整的操作流程和方法梳理后做成多媒體或視頻材料，掛靠在實(shí)習(xí)基地網(wǎng)站（例如吉林大學(xué)），方便學(xué)生彈性學(xué)習(xí)。

3. 定制相應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn)

引入“數(shù)字填圖”使得實(shí)踐教學(xué)在地質(zhì)內(nèi)容表達(dá)、工作流程等方面發(fā)生了變化，并產(chǎn)生了新的質(zhì)量體系[3-9,11,20-22]。盡管如此，大量區(qū)調(diào)實(shí)踐反映紙介質(zhì)依然是地質(zhì)內(nèi)容表達(dá)的重要方式，通過(guò)對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的分析、演繹有助于提高地質(zhì)人員專(zhuān)業(yè)水平。因此，對(duì)學(xué)生成績(jī)的考核需要合理設(shè)置專(zhuān)業(yè)知識(shí)和數(shù)字填圖技術(shù)的比例，并綜合利用軟件與紙介質(zhì)兩種格式。周口店實(shí)習(xí)中我們樹(shù)立了“知識(shí)主導(dǎo)、技術(shù)輔助”的思想，成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)地質(zhì)知識(shí)占考核75%，技術(shù)規(guī)范占25%。路線(xiàn)踏勘、剖面測(cè)制、獨(dú)立填圖中對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的記錄（文字、素描、信手剖面等）仍以野薄、地形圖為介質(zhì)，掌上機(jī)和藍(lán)牙GPS只用于地形識(shí)別和PRB過(guò)程標(biāo)記（地質(zhì)界線(xiàn)、產(chǎn)狀、采樣、照片等）。室內(nèi)“野外手圖”和“實(shí)測(cè)剖面”的整理分開(kāi)進(jìn)行，利用“桌面地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)”整合路線(xiàn)PRB過(guò)程（地質(zhì)點(diǎn)、地質(zhì)界線(xiàn)、分段路線(xiàn)等），而地質(zhì)內(nèi)容則用Word整理后導(dǎo)入系統(tǒng)。形成總數(shù)據(jù)庫(kù)后，基于桌面填圖系統(tǒng)編制地質(zhì)圖件（實(shí)測(cè)剖面、實(shí)際材料圖、構(gòu)造綱要圖、地質(zhì)圖）。編寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告仍采用紙介質(zhì)手寫(xiě)，防止學(xué)生相互抄襲，初稿經(jīng)教員批改后允許在電腦上編輯為Word格式?？傊?，考核標(biāo)準(zhǔn)的制定務(wù)必要融合紙介質(zhì)和軟件技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，做到取長(zhǎng)補(bǔ)短。

4. 讓學(xué)生主動(dòng)參與

“數(shù)字填圖”的實(shí)踐教學(xué)顯示學(xué)生普遍對(duì)3S技術(shù)具有濃厚的興趣[5,22]，掌握后有助于他們?nèi)蘸箝_(kāi)展生產(chǎn)、科研工作。因此，實(shí)踐教學(xué)中可以調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，讓他們?cè)谡n余時(shí)間主動(dòng)學(xué)習(xí)“數(shù)字填圖”的操作方法和流程。周口店實(shí)習(xí)中，我們制定了學(xué)生自學(xué)的思路，有限的課堂教學(xué)介紹了“數(shù)字填圖”重點(diǎn)環(huán)節(jié)，并將制作好的多媒體資料提供給學(xué)生自學(xué)軟件操作，教員及時(shí)進(jìn)行輔導(dǎo)。第1、2實(shí)習(xí)階段學(xué)生邊學(xué)邊練，在教員引導(dǎo)下掌握如何在野外和室內(nèi)基于填圖系統(tǒng)對(duì)路線(xiàn)和實(shí)測(cè)剖面進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、整理，因此學(xué)生在第3階段獨(dú)立填圖中表現(xiàn)較好。具體實(shí)踐中，教員采取了循序漸進(jìn)、以點(diǎn)帶面、休息加課的方法。先集中讓學(xué)生熟練運(yùn)用掌上填圖系統(tǒng)在野外完成路線(xiàn)和剖面調(diào)查，隨后讓他們導(dǎo)入桌面系統(tǒng)后按規(guī)范進(jìn)行整理，最后在第3、4階段集中教授各類(lèi)地質(zhì)圖件的制作；每個(gè)小組內(nèi)學(xué)生輪流把持地質(zhì)新三件，但重點(diǎn)培養(yǎng)技術(shù)能力高手代替教員指導(dǎo)其他學(xué)生。雖然學(xué)生每天的實(shí)習(xí)內(nèi)容十分緊湊，但教員與各組高手不時(shí)擠出下午時(shí)間赴后山操練掌上填圖系統(tǒng)，晚上則熟悉桌面填圖系統(tǒng)?？傊?，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性并最大化激發(fā)他們的主觀能動(dòng)性，可以事半功倍。部分學(xué)生反饋所學(xué)到的遙感（RS）和地信（GIS）技術(shù)在日后學(xué)習(xí)中起到了作用。

四、結(jié)語(yǔ)與展望

當(dāng)前，高新科技促進(jìn)了地球科學(xué)革命式向前發(fā)展，地質(zhì)教育也在不斷重視學(xué)生技術(shù)能力的培養(yǎng)，實(shí)踐教學(xué)中基于傳統(tǒng)教學(xué)模式增加高新技術(shù)的應(yīng)用十分必要，因此地質(zhì)院校應(yīng)在今后的實(shí)習(xí)中繼續(xù)開(kāi)展“數(shù)字填圖”，但也必須正視該技術(shù)手段對(duì)地質(zhì)思維的負(fù)面沖擊。建議今后積極借鑒近20年區(qū)調(diào)對(duì)“數(shù)字填圖”的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中注意以下幾個(gè)方面：

（1）分專(zhuān)業(yè)、層次開(kāi)展“數(shù)字填圖”教學(xué)，并對(duì)填圖流程和內(nèi)容做出一定取舍，并注意融合其他的地質(zhì)軟件（例如Surfer、Coreldraw）。

（2）實(shí)習(xí)考核合理設(shè)置知識(shí)和技術(shù)的比例，強(qiáng)調(diào)仍以地質(zhì)知識(shí)為主體。修正“數(shù)字填圖”的技術(shù)規(guī)范，利用紙介質(zhì)彌補(bǔ)“數(shù)字填圖”的弊端，地質(zhì)路線(xiàn)仍要以紙介質(zhì)為表達(dá)方式，實(shí)測(cè)剖面、地質(zhì)圖件則借助軟件完成。

（3）針對(duì)教學(xué)時(shí)間緊張的問(wèn)題，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)“數(shù)字填圖”的工作方法和內(nèi)容，并要求教員與學(xué)生靈活利用課余時(shí)間彈性教學(xué)。

致謝：實(shí)踐教學(xué)得到了地質(zhì)與地球物理復(fù)合專(zhuān)業(yè)1 0 0 1 1 3 1 4班全體同學(xué)的積極配合，李茂瞳同學(xué)花費(fèi)了許多課余時(shí)間繪制地質(zhì)圖件；周口店實(shí)習(xí)隊(duì)全體教員給予了全力支持；成都地質(zhì)調(diào)查中心的耿全如研究員、天津地質(zhì)調(diào)查中心的冉書(shū)明研究員、有色地調(diào)中心的王行軍博士和甘肅地質(zhì)勘察局的張志平參與了討論，在此一并表示衷心感謝。

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practice teaching; digital geological mapping; geological practice; universities of geosciences

G642

A

1006-9372（2017）04-0054-06

Title:Problems and Solutions of the Application of “Digital Geological Mapping” in Practice Teaching of Universities of Geosciences.

Author(s):LIANG Xiao, WANG Gen-hou, WEI Yu-shuai, XU De-bing, LI Jing

2017-05-04；

2017-09-07。

周口店地質(zhì)技能教學(xué)改革與實(shí)習(xí)平臺(tái)建設(shè)（JGZHD201501）。

梁曉，男，講師，主要從事造山帶地質(zhì)調(diào)查與構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的教學(xué)與科研工作。

投稿網(wǎng)址： www.chinageoeducation.net.cn 聯(lián)系郵箱：bjb3162@cugb.edu.cn

梁曉，王根厚，魏玉帥，等．地質(zhì)院?！皵?shù)字填圖”技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用的弊端與對(duì)策研究[J]．中國(guó)地質(zhì)教育，2017，26（4）：54-59.