基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革研究

張慧峰

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，其成果在教學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛，因為科學(xué)技術(shù)成果在教學(xué)中的應(yīng)用可以促進(jìn)教學(xué)的發(fā)展。地理信息系統(tǒng)的技術(shù)相對成熟，將其運用在我國的教學(xué)中對我國教育事業(yè)的發(fā)展有很大促進(jìn)作用，目前地理信息系統(tǒng)已經(jīng)廣泛運用于相關(guān)專業(yè)的教學(xué)中。地質(zhì)工作具有實踐性強的特性，所以地質(zhì)專業(yè)學(xué)生需通過地質(zhì)實習(xí)來提高實踐能力。但是現(xiàn)有的地質(zhì)實習(xí)是基于手記和手繪進(jìn)行的，還不能夠?qū)崿F(xiàn)信息化處理，所以地質(zhì)教育工作者要改變現(xiàn)有的地質(zhì)實習(xí)的教學(xué)模式?？梢詮牡乩硇畔⑾到y(tǒng)的教學(xué)出發(fā)，將其與地質(zhì)實習(xí)進(jìn)行有效的結(jié)合，從而實現(xiàn)地質(zhì)實習(xí)向信息化方向邁進(jìn)。本文就基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革進(jìn)行研究。

一、地理信息系統(tǒng)和地質(zhì)實習(xí)基本內(nèi)涵

（一）地理信息系統(tǒng)內(nèi)涵

在科技飛速發(fā)展的的過程中，各種各樣的系統(tǒng)被研發(fā)出來，所有系統(tǒng)的研發(fā)都是建立在計算機的硬件技術(shù)和軟件技術(shù)進(jìn)行，GPS和GIS系統(tǒng)在眾多系統(tǒng)之中更具使用意義，GPS系統(tǒng)現(xiàn)今已被廣泛的應(yīng)用于我們生活之中，它給我們的日常出行帶來了極大的便利，從實際來看，我們的生活已經(jīng)離不開GPS系統(tǒng)了。GPS系統(tǒng)被我們所認(rèn)同，但是還有一個系統(tǒng)對大家可能有些陌生，那就是GIS系統(tǒng)，GIS系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)的英文縮寫，GIS系統(tǒng)的出現(xiàn)對改變我們的生活和工作方式具有重要的意義，該系統(tǒng)主要是建立在計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上的，主要的內(nèi)容就是實現(xiàn)地理位置和其它地質(zhì)方面的信息的數(shù)據(jù)庫化，把這些信息都存儲在計算機里面，通過計算機可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，同時也可以實現(xiàn)隨時的調(diào)取和編輯地理信息。在GIS系統(tǒng)的建設(shè)過程中會遇到有關(guān)地理和地圖學(xué)的問題，因此要建立GIS系統(tǒng)就需要充分的了解地理學(xué)和地圖學(xué)，而且這個系統(tǒng)還是基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)來研發(fā)的，如果對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)沒有較系統(tǒng)的了解的話就會對GIS系統(tǒng)的建立產(chǎn)生很大的阻礙。GIS系統(tǒng)就是一種把各種地理位置信息存儲在計算機系統(tǒng)中，在使用的時候，可以快速差找出需要的具體的內(nèi)容。目前初步建立的地理信息系統(tǒng)中已經(jīng)能夠?qū)θ藗兊纳詈蜕鐣陌l(fā)展有很大的幫助。

其實地理信息系統(tǒng)應(yīng)該是全球的一個系統(tǒng)，不過在各自的國家中都只能建立自己國家范圍內(nèi)的系統(tǒng)范圍，國家與國家之間不能相互干涉，但是在涉及到國家之間的問題的時候，可以通過采取多方協(xié)調(diào)的方法來解決，從而實現(xiàn)全球地理信息系統(tǒng)的共享使用其相應(yīng)的信息。目前地理信息系統(tǒng)的最主要的用途可以說是在地質(zhì)調(diào)查了。在今后的社會發(fā)展中，可以說是科技的世界，這也就意味著社會將進(jìn)入一個全面科技型的社會，在未來發(fā)展的過程當(dāng)中，我們將會更多的利用地理信息系統(tǒng)的成果。

（二）地質(zhì)學(xué)基本內(nèi)涵

地質(zhì)泛指地球的特征和特質(zhì)，主要指的是地球中的物質(zhì)組成，結(jié)構(gòu)，構(gòu)造，發(fā)育歷史等等內(nèi)容，包括地球的物理特性、化學(xué)特性、礦物成分、接觸關(guān)系、生物進(jìn)化史、氣候變遷史等，還包括一些礦產(chǎn)資源的賦存狀況和分布規(guī)律等等。地質(zhì)學(xué)具有比較廣泛的研究領(lǐng)域，主要研究的內(nèi)容包括區(qū)域地質(zhì)研究、地質(zhì)災(zāi)害中地質(zhì)問題的研究、地球化學(xué)對人類的影響問題、氣候的變化規(guī)律等等、工程建設(shè)中涉及到的地質(zhì)方面的內(nèi)容等等，通過這些研究，對我國的地質(zhì)方面的特性能夠更好的掌握。地質(zhì)學(xué)的實踐性比較強，所以地質(zhì)實習(xí)能夠提高學(xué)生的實踐能力。通過借助地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于地質(zhì)實習(xí)中，能夠讓學(xué)生熟悉地質(zhì)調(diào)查的電子化辦公過程，從而使得他們的地質(zhì)調(diào)查整理、分析和繪圖的能力在無形中提高，所以研究基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革的研究是非常必要的。

二、地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革和學(xué)生能力培養(yǎng)

（一）地質(zhì)實習(xí)教學(xué)方法的創(chuàng)新

傳統(tǒng)的地質(zhì)實習(xí)教學(xué)模式中常用的方法有“灌輸式”的教學(xué)模式，在這種教學(xué)模式中，每次到達(dá)一個新的實習(xí)地點，教師就會將同學(xué)們召集起來，然后給同學(xué)們灌輸很多固定的模式，在實習(xí)結(jié)束以后，讓同學(xué)們撰寫實習(xí)報告并且上交，最后給學(xué)生的實習(xí)打分就算完成了整個實習(xí)過程。這種實習(xí)的模式學(xué)生幾乎學(xué)不到任何東西，所以我們必須將這種模式進(jìn)行改善。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以采用討論式的教學(xué)模式，把他們的信息進(jìn)行交互，從而可以讓學(xué)生們學(xué)到更多的東西。比如說很多學(xué)生在實地進(jìn)行實習(xí)的時候，很多同學(xué)不了解具體的巖性分布，這種情況下可以借助地理信息系統(tǒng)，學(xué)生在某個地點辨別出巖性之后可以查閱地理信息系統(tǒng)查找這個地方的具體信息，兩者進(jìn)行對比學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)生們的實踐能力。

（二）注重學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

實習(xí)是每一個專業(yè)在教學(xué)過程中最好的教學(xué)方式，所以實習(xí)必須是有效的實習(xí)，在實習(xí)過程中要注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。地質(zhì)實習(xí)對相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)比較重要，在實習(xí)階段，主要培養(yǎng)的是學(xué)生的觀察能力和思維能力，并且能夠?qū)τ^察的結(jié)果進(jìn)行推理和思考，提高其專業(yè)素養(yǎng)?？茖W(xué)的研究是從觀察開始的，地質(zhì)實習(xí)更是如此，在地質(zhì)實習(xí)的過程中最重要的是實習(xí)者的雙眼和一些思維能力，因為地質(zhì)實習(xí)中培養(yǎng)的就是學(xué)生的觀察能力和推理的能力。當(dāng)學(xué)生在地質(zhì)實習(xí)的時候，應(yīng)該對自己觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)的描述，根據(jù)自己的推理得出相應(yīng)的結(jié)論，在實習(xí)過后，可以通過詢問老師，也可以通過查閱資料來驗證自己的推理，在這樣一個循序漸進(jìn)的過程中，學(xué)生們的觀察和推理的能力不斷提高，地質(zhì)實習(xí)的目的也就達(dá)到了。

培養(yǎng)學(xué)生的描述能力，地質(zhì)實習(xí)的前提是對地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察，只有通過觀察地質(zhì)現(xiàn)象才能進(jìn)一步對其進(jìn)行研究。在地質(zhì)實習(xí)的時候要求學(xué)生把觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)全面的描述，那么如何才能夠做到詳細(xì)全面的描述呢？這就需要教師的反復(fù)點評，比如說在對一種巖石進(jìn)行描述，當(dāng)學(xué)生描述完之后教師對學(xué)生的描述進(jìn)行點評和完善，通過這樣的反復(fù)工作，學(xué)生的描述能力不斷提高。

學(xué)生在觀察到的現(xiàn)象和分析推理能力相結(jié)合的地質(zhì)思維方法在地質(zhì)實習(xí)中也比較重要，通過分析推理從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，得出正確的結(jié)論。在這一過程中，教師應(yīng)該認(rèn)真引導(dǎo)學(xué)生朝著正確的思維進(jìn)行思考，對經(jīng)典的事例進(jìn)行認(rèn)真的講解，對學(xué)生提出的問題認(rèn)真耐心的回答。他們從現(xiàn)象上升到分析推理的能力逐漸得到提升。

培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞和團結(jié)互助的精神也是地質(zhì)實習(xí)中一個比較重要的能力。進(jìn)行地質(zhì)實習(xí)的專業(yè)將來的工作大部分都與之相關(guān)，都是比較辛苦而且是團隊的工作形式。在實習(xí)中培養(yǎng)他們這種精神，在將來他們走上工作崗位的時候才可以更快更好的適應(yīng)工作環(huán)境，從而在地質(zhì)工作崗位上做出更大的貢獻(xiàn)。

三、基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革研究

為了更好的進(jìn)行地質(zhì)實習(xí)方面的教學(xué)改革，可以將現(xiàn)階段比較成熟地理信息系統(tǒng)應(yīng)用在地質(zhì)實習(xí)的教學(xué)改革中。接下來文章將通過教學(xué)改革對象、教學(xué)改革目標(biāo)、教學(xué)方法改革、教學(xué)改革中可能出現(xiàn)的問題以及教學(xué)改革預(yù)計成果這五個方面出發(fā)具體分析基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革研究。

（一）教學(xué)改革對象

因為目前地理信息系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，所以完全可以將其運用在地質(zhì)實習(xí)的教學(xué)改革中。在確定實習(xí)地點之后，首先應(yīng)該將實習(xí)地點區(qū)域中的地理信息錄入在地理信息系統(tǒng)中，包括地形、地貌和巖層等基本信息，在錄取的過程中必須保證信息的準(zhǔn)確性，這樣后續(xù)工作才可以正常進(jìn)行。除此之外，在正式實習(xí)之前還應(yīng)該培訓(xùn)學(xué)生如何使用地理信息系統(tǒng)查詢相應(yīng)區(qū)域的具體信息，因為后續(xù)過程還會使用到CAD軟件，所以前期也需要培訓(xùn)學(xué)生使用CAD軟件，能夠熟練的運用這一軟件培訓(xùn)學(xué)生繪畫地質(zhì)剖面結(jié)構(gòu)圖。

（二）教學(xué)改革目標(biāo)

通過基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)實習(xí)教學(xué)的改革，形成地質(zhì)實習(xí)數(shù)字化資源和相應(yīng)的教學(xué)方案，培養(yǎng)具有較強能力的地質(zhì)實習(xí)的教學(xué)團隊，培養(yǎng)更適合科技社會的地質(zhì)人才。在地質(zhì)實習(xí)過程中重點培養(yǎng)學(xué)生將地理信息系統(tǒng)和CAD等相關(guān)軟件進(jìn)行充分的結(jié)合，具備數(shù)字化處理的能力。由于基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)實習(xí)的教學(xué)硬件投入較大，所以實習(xí)的過程中需要注意保護(hù)教學(xué)設(shè)備，能夠文明使用教學(xué)器材，使用完成之后將器材歸位，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

（三）教學(xué)方法改革

傳統(tǒng)地質(zhì)實習(xí)教學(xué)僅僅停留在地質(zhì)現(xiàn)象觀察和巖層剖面圖的手繪過程中，所以對他們手繪的結(jié)果存在大量雷同的現(xiàn)象，并且地質(zhì)實習(xí)過后學(xué)生們的能力并沒有得到顯著的提高。在地質(zhì)實習(xí)教學(xué)進(jìn)行改革之后，學(xué)生能力大大提高。改革之前的實習(xí)停留在觀察、填寫實驗報告、打分這樣的階段，打分的依據(jù)僅僅是實習(xí)報告是否做的漂亮，這樣的實習(xí)方式?jīng)]有實質(zhì)性的意義，通過實習(xí)改革，學(xué)生們不僅僅要在實地觀察，最重要的是學(xué)生還需要借地理信息系統(tǒng)和CAD軟件對巖性錄入和巖層剖面進(jìn)行繪制，但是巖層剖面繪制的正確性是建立在信息采集正確的基礎(chǔ)上的，所以學(xué)生需要進(jìn)反復(fù)的驗證從而得到最終結(jié)果。有能力的學(xué)生可以在軟件繪制之前先手繪一次，最后將軟件繪制的結(jié)果和手繪結(jié)果進(jìn)行對比。從而提高學(xué)生的綜合能力，而且學(xué)生進(jìn)行的地質(zhì)實習(xí)也有實質(zhì)性的意義，這種教學(xué)方法的改革也可以適用于今后的教學(xué)改革中。

（四）教學(xué)改革中可能出現(xiàn)的問題

實習(xí)區(qū)域地形地貌電子信息的收集是基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革的基礎(chǔ)，其中地質(zhì)信息收集包括地質(zhì)年代、地質(zhì)文層、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害與防止等等。教學(xué)改革的順利進(jìn)行時建立在這些電子信息正確收集的基礎(chǔ)上的，為了保證信息收集的正確性，應(yīng)該從以下幾個方面進(jìn)行。首先，充分了解實習(xí)區(qū)域的地貌，在實習(xí)之前首先搜集這方面的資料并且越詳細(xì)越好，其次，能夠?qū)嶋H區(qū)域的地質(zhì)特征進(jìn)行盡可能詳細(xì)的描述，關(guān)于如何提高描述能力，上文已經(jīng)談過，這需要教師進(jìn)行耐心而且反復(fù)的引導(dǎo)，一直到學(xué)生能夠詳細(xì)的描述相應(yīng)的地形地貌特征。在教學(xué)改革中，除了信息的準(zhǔn)確錄入的問題，還有一個難點就是軟件CAD的使用，所以學(xué)校可以提前對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，并且能夠通過一些經(jīng)典的案例進(jìn)行分析教學(xué)，最好是在正式開始實習(xí)之前，可以將一些準(zhǔn)備工作都做好，避免出現(xiàn)技能銜接問題。

（五）教學(xué)改革預(yù)計成果

通過地質(zhì)實習(xí)，學(xué)生們可以熟練的利用地理信息系統(tǒng)并且結(jié)合CAD軟件對相關(guān)的地形地貌進(jìn)行分析，并且繪制出相關(guān)的圖件。通過實習(xí)，學(xué)生也能夠詳細(xì)的描述相關(guān)的地質(zhì)特征，結(jié)合所觀察到的信息進(jìn)行相關(guān)推理，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞和團結(jié)合作能力的目標(biāo)。

這次教學(xué)改革之后，最重要的成果是可以形成一套完整的基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)實習(xí)方案，并且相關(guān)的電子系統(tǒng)也逐漸成熟，從而為今后的地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革奠定基礎(chǔ)，為學(xué)校培養(yǎng)高技能型人才打下堅實基礎(chǔ)。

四、基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革研究的重要意義

通過這次地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革，不僅實現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)在教學(xué)中的重要應(yīng)用，更重要的是，通過地質(zhì)教學(xué)改革，學(xué)生們的實踐能力得到提高，為今后的學(xué)習(xí)和正式走向工作崗位都奠定了堅實的基礎(chǔ)。地質(zhì)實習(xí)是地質(zhì)類專業(yè)課教學(xué)的深化和延續(xù)，學(xué)生在課堂中只能夠?qū)W習(xí)到相應(yīng)的理論知識，僅僅通過思考去理解這些知識得到的結(jié)果是短暫的、膚淺的甚至是不準(zhǔn)確的，所以學(xué)生只有親自到實地去實習(xí)才能夠得到更深的理解。同時地質(zhì)地質(zhì)實習(xí)實現(xiàn)了學(xué)生的動手實踐能力，因為地質(zhì)實習(xí)涉及到的內(nèi)容包括分析和解釋觀察到的一些地質(zhì)內(nèi)容，能夠消化并且鞏固他們的學(xué)習(xí)知識，啟發(fā)學(xué)生聯(lián)系實際的能力。學(xué)生通過地質(zhì)實習(xí)開闊了學(xué)生的視野，豐富和擴大了學(xué)生的知識領(lǐng)域。

本文通過分析地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)涵和地質(zhì)實習(xí)的內(nèi)涵，地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革和學(xué)生能力培養(yǎng)等方面的內(nèi)容，進(jìn)而分析了具體的教學(xué)改革方案，最后通過這一研究的意義結(jié)尾。通過這些研究，對地質(zhì)實習(xí)教學(xué)改革有很大的促進(jìn)。