大數(shù)據(jù)時代環(huán)境地質(zhì)學(xué)多學(xué)科融合教學(xué)創(chuàng)新模式研究

董東林 林 剛

（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京 100083）

隨著科技的發(fā)展和信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷深入變革，當(dāng)今社會已經(jīng)進入發(fā)展迅速、科技先進、信息流通、交流密切、生活便捷的大數(shù)據(jù)時代[1]。大數(shù)據(jù)包含源自世界各地的大量的、多樣的、高速產(chǎn)生但價值密度極低的巨大數(shù)據(jù)量，在大數(shù)據(jù)時代，任何微小的數(shù)據(jù)均可能產(chǎn)生難以置信的價值[2]。對大量數(shù)據(jù)進行分析、快速爬取有效信息和可靠知識、獲取數(shù)據(jù)價值并解決關(guān)鍵問題是大數(shù)據(jù)時代能否在各行業(yè)廣泛應(yīng)用的重要一環(huán)[3-5]。

“環(huán)境地質(zhì)學(xué)”是從地質(zhì)科學(xué)中衍生出來的典型新興交叉學(xué)科，應(yīng)用地質(zhì)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)環(huán)境地質(zhì)學(xué)及其他自然科學(xué)、社會科學(xué)的理論與方法，研究人地系統(tǒng)中人類活動與地表環(huán)境的相互作用及影響，調(diào)控與改善環(huán)境質(zhì)量及減少環(huán)境災(zāi)害損失的一門新興邊緣性學(xué)科[6-7]。環(huán)境地質(zhì)學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)方式已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代下的教學(xué)需求，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)并運用現(xiàn)代化教學(xué)方法，對傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的問題進行分析及處理，促進學(xué)科教學(xué)方式變革，是提高環(huán)境地質(zhì)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量亟待解決的問題之一[8-10]。

1 環(huán)境地質(zhì)學(xué)教學(xué)存在的問題

（1）教學(xué)過程與相關(guān)學(xué)科知識點的結(jié)合度較低，無法達到多學(xué)科的綜合教學(xué)，與前沿科學(xué)知識結(jié)合較少。

（2）環(huán)境地質(zhì)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用實踐較少，學(xué)生過于依賴教材內(nèi)容。

（3）學(xué)生的地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱或知識分散，難以抓住學(xué)習(xí)重點。

（4）學(xué)生無法從大量數(shù)據(jù)中真正理解和掌握有用的環(huán)境地質(zhì)學(xué)理論與知識，無法融合多學(xué)科建立完整的知識體系。

2 大數(shù)據(jù)教育資源的作用

2015年10月，“實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”在黨的十八屆五中全會被正式提出；2016年，《大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016～2020年）》由工業(yè)和信息化部正式印發(fā)，涉及大數(shù)據(jù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的部署；2019年，為實現(xiàn)中國從“數(shù)據(jù)大國”邁向“數(shù)據(jù)強國”，國務(wù)院政府工作密切運用大數(shù)據(jù)分析，部署多項相關(guān)工作。大數(shù)據(jù)在促進經(jīng)濟發(fā)展、完善社會治理等領(lǐng)域具有重要作用，中國已邁向大數(shù)據(jù)時代。高等教育培養(yǎng)各學(xué)科的專業(yè)人才，為社會發(fā)展提供人才支撐，大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)也在高校中被開設(shè)。大數(shù)據(jù)相關(guān)領(lǐng)域的科技人員和教師的需求增加，各高校正逐步加強這一方向人才的引進力度[11]。

大數(shù)據(jù)所具有超強信息分析與整合能力，是有效的教育資源。運用大數(shù)據(jù)整合網(wǎng)絡(luò)中海量的教學(xué)資源，可以為教師提供本專業(yè)的教學(xué)資源，讓資源的價值發(fā)揮到最大；大數(shù)據(jù)的教育優(yōu)勢還體現(xiàn)在能夠及時更新和管理龐大且多樣化的信息上，完善學(xué)科教學(xué)的時效性和創(chuàng)新性；從學(xué)生學(xué)習(xí)需求的視角出發(fā)，大數(shù)據(jù)幫助分析學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與能力，教師能夠運用大數(shù)據(jù)篩選適合的教學(xué)方式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

大數(shù)據(jù)能夠集合環(huán)境地質(zhì)學(xué)的教育教學(xué)數(shù)據(jù)，教師分析了解學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境地質(zhì)學(xué)的規(guī)律性以及學(xué)生掌握專業(yè)知識所需的時間，更好地指導(dǎo)后續(xù)教學(xué)工作的開展，以學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律為導(dǎo)向制定教學(xué)計劃。在現(xiàn)實基礎(chǔ)上實現(xiàn)預(yù)測未來的功能也是大數(shù)據(jù)的核心作用，對現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進行大規(guī)模分析整理，評估事件未來發(fā)生的概率[2]。可以對不同高校開設(shè)環(huán)境地質(zhì)學(xué)的教學(xué)情況、考試情況等進行分析，支撐環(huán)境地質(zhì)學(xué)教學(xué)設(shè)置、考試內(nèi)容的優(yōu)化等工作的開展，提高環(huán)境地質(zhì)學(xué)教育的整體教學(xué)水平。

3 環(huán)境地質(zhì)學(xué)課程體系改革必要性

“環(huán)境地質(zhì)學(xué)”中有大量重要且復(fù)雜的概念和原理，課程開設(shè)過早，缺少地質(zhì)學(xué)、環(huán)境學(xué)的基礎(chǔ)知識使學(xué)生難以正確理解知識；非本專業(yè)的選修學(xué)生缺乏專業(yè)基礎(chǔ)難以入門，極大地降低該門課程的學(xué)習(xí)效率[8]。實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，部分同學(xué)對環(huán)境地質(zhì)的概念及環(huán)境地質(zhì)學(xué)解決的問題等內(nèi)容缺少理解或存在理解偏差。環(huán)境地質(zhì)學(xué)的理論知識相對抽象，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生易感到枯燥，對學(xué)科喪失興趣，阻礙學(xué)生素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)的進程。課程存在內(nèi)容多、課時少的矛盾，存在重點難點無法深入闡述的問題。運用大數(shù)據(jù)促進環(huán)境地質(zhì)學(xué)學(xué)科教學(xué)方式變革，是培養(yǎng)學(xué)生興趣、完善學(xué)科體系和教育方式的必要舉措。

（1）進行環(huán)境地質(zhì)學(xué)課程體系改革是順應(yīng)信息技術(shù)發(fā)展的必要舉措。大數(shù)據(jù)的海量教學(xué)資源在教育領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，對教學(xué)模式的革新起到正向作用，運用大數(shù)據(jù)能夠豐富教學(xué)內(nèi)容，引入更加優(yōu)質(zhì)前沿的資源，加強相關(guān)專業(yè)的融合性，為學(xué)生提供更加全面的學(xué)習(xí)機會。大數(shù)據(jù)引領(lǐng)環(huán)境地質(zhì)學(xué)課程的改革，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的積極主動性。

（2）環(huán)境地質(zhì)學(xué)課程體系改革是滿足學(xué)生發(fā)展需求的必要措施。隨著素質(zhì)教育不斷發(fā)展和普及，高校作為培養(yǎng)專業(yè)人才的搖籃，應(yīng)以學(xué)生為主體，基于學(xué)生培養(yǎng)的需要和學(xué)生發(fā)展規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容。大數(shù)據(jù)時代應(yīng)革新環(huán)境地質(zhì)學(xué)的課程體系，以信息技術(shù)為引領(lǐng)，打造更符合學(xué)生發(fā)展與需求的教學(xué)方式，使學(xué)科教學(xué)具備融合性、多樣性。為學(xué)生打造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，匹配學(xué)生的個性化、專業(yè)化的發(fā)展需要，是提高環(huán)境地質(zhì)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要任務(wù)[12]。

（3）環(huán)境地質(zhì)學(xué)課程體系改革可以充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢。大數(shù)據(jù)的信息整合與分析能力、即時信息捕捉與更新能力、對學(xué)生學(xué)習(xí)需求的動態(tài)分析能力，使其可以在環(huán)境地質(zhì)學(xué)的課程體系改革中發(fā)揮巨大作用，為教師獲取針對性的教學(xué)資源、與先進前沿知識的融會貫通、制定符合學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律的教學(xué)計劃等提供支撐。

4 大數(shù)據(jù)時代下多學(xué)科融合式環(huán)境地質(zhì)學(xué)改革對策

（1）教師應(yīng)主動學(xué)習(xí)信息技術(shù)，強化大數(shù)據(jù)意識。傳統(tǒng)教學(xué)模式順應(yīng)大數(shù)據(jù)時代進行創(chuàng)新與變革，教育工作者需要強化大數(shù)據(jù)意識，對教學(xué)體系、教學(xué)模式進行革新。教育工作者在掌握大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的同時，應(yīng)加強自身思考和實踐，革新教學(xué)理念，與時俱進地彌補本專業(yè)教學(xué)的不足，為適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展和促進人才培養(yǎng)，將大數(shù)據(jù)的價值合理地運用到教學(xué)改革中。

（2）教師應(yīng)運用大數(shù)據(jù)完善環(huán)境地質(zhì)學(xué)的教學(xué)制度。大數(shù)據(jù)具備高效率的工作能力，有利于環(huán)境地質(zhì)學(xué)教學(xué)的革新，通過探索和完善各種教育教學(xué)規(guī)章制度，優(yōu)化環(huán)境地質(zhì)學(xué)的教學(xué)體系，對學(xué)科建設(shè)、教師授課、學(xué)生學(xué)習(xí)等具有積極作用[9]。

（3）教師應(yīng)運用大數(shù)據(jù)促進環(huán)境地質(zhì)學(xué)與多學(xué)科融合的教學(xué)方式。多學(xué)科融合的教學(xué)方可以打破環(huán)境地質(zhì)學(xué)課程內(nèi)容和教學(xué)模式的單一性，融合地質(zhì)、環(huán)境等多學(xué)科的知識與脈絡(luò)，加強學(xué)生對環(huán)境地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識的理解，方便學(xué)生架構(gòu)知識體系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，打造更多學(xué)習(xí)專業(yè)知識的渠道。在課堂教育過程中增設(shè)教學(xué)手段，如增加實習(xí)實踐等，可以進一步提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，加強學(xué)生對環(huán)境地質(zhì)學(xué)在實際工作中的理解，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情，幫助學(xué)生更加快速完整地掌握環(huán)境地質(zhì)學(xué)的知識內(nèi)容。以環(huán)境地質(zhì)學(xué)為載體，將基礎(chǔ)知識與前沿相結(jié)合，從多學(xué)科融合角度全面提高學(xué)生核心素養(yǎng)。在教學(xué)課程設(shè)置方面，學(xué)校應(yīng)鼓勵不同專業(yè)或其他學(xué)院的學(xué)生選修環(huán)境地質(zhì)學(xué)相關(guān)課程，實現(xiàn)跨專業(yè)的交叉融合，大力建設(shè)交叉學(xué)科。通過各多學(xué)科多專業(yè)的交叉融合，為環(huán)境地質(zhì)學(xué)的教學(xué)改革提供有利思路，優(yōu)化學(xué)科體系，促進多學(xué)科課程融合。

（4）教師應(yīng)運用大數(shù)據(jù)完善環(huán)境地質(zhì)學(xué)學(xué)科教學(xué)評價。目前，環(huán)境地質(zhì)學(xué)教學(xué)評價體系存在不足，評價過程中，缺乏評價的有效性和多樣性，單一的評價方式無法發(fā)揮環(huán)境地質(zhì)學(xué)教學(xué)評價體系的重要作用，教師的教學(xué)無法進行及時的調(diào)整和完善[10]。環(huán)境地質(zhì)學(xué)的教育工作者應(yīng)借助信息化技術(shù)完善教學(xué)評價體系，通過大數(shù)據(jù)建立交流共享的評價平臺，從多方面對教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生學(xué)習(xí)進度進行評價，完善考試考核的流程與制度。創(chuàng)建新平臺收集學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋動態(tài)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行調(diào)查；讓學(xué)生在平臺中進行學(xué)術(shù)交流、相互評價，提高學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體性和參與感，有利于教師及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，調(diào)整教學(xué)進度。

5 結(jié)語

應(yīng)順應(yīng)信息化程度的提高和大數(shù)據(jù)的興盛發(fā)展，優(yōu)化教學(xué)體系、促進學(xué)科融合和培養(yǎng)專業(yè)人才。教育工作者應(yīng)提升大數(shù)據(jù)意識并積極參與環(huán)境地質(zhì)學(xué)學(xué)科改革。交叉融合是創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)，是新時期環(huán)境地質(zhì)學(xué)學(xué)科發(fā)展和教育教學(xué)改革的必然趨勢和任務(wù)?；谠〉玫慕虒W(xué)經(jīng)驗和教學(xué)成果，高校應(yīng)創(chuàng)新多學(xué)科融合的環(huán)境地質(zhì)學(xué)學(xué)科體系，在課程設(shè)置、教學(xué)方式等方面多緯度推進以大數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的環(huán)境地質(zhì)學(xué)教學(xué)改革，讓不同專業(yè)、學(xué)科由分散走向融合，加強高校對具有多學(xué)科交叉知識的專業(yè)人才的培養(yǎng)。培育更多的多學(xué)科融合創(chuàng)新型人才，是建設(shè)創(chuàng)新型國家強有力的人才支撐。