地理信息系統專業野外綜合實習教學模式初探

李功權，劉學鋒，何貞銘，龔文平

(長江大學地球科學學院，湖北 荊州 434023)

地理信息系統專業野外綜合實習教學模式初探

李功權，劉學鋒，何貞銘，龔文平

(長江大學地球科學學院，湖北 荊州 434023)

野外綜合實習作為長江大學地理信息系統專業的專業基礎實踐教學，是培養學生空間認知和地學素養的一門不可缺少的實踐教學環節。闡述了地理信息系統專業野外綜合實習的內容和目的，分析了目前野外綜合實習中存在的問題，提出了對應的改進措施，旨在提高學生的地學素質和創新能力。

理信息系統專業；野外綜合實習；教學模式

地理信息系統(GIS)是由計算機硬件、軟件、數據和人員通過不同方法組成的系統,該系統涉及空間數據的采集、管理、處理、分類、建模和顯示,以便解決涉及到空間信息的問題[1]。空間數據作為GIS的血液，空間數據的采集方法和手段也成為評價人才素質不可忽視的一個重要指標，也就是要求從業人員必須具備野外調查、觀測和熟練應用地圖及遙感資料的能力。基于上述因素，地理信息系統專業開設了2周的野外綜合實習，讓學生學習空間實體的位置、大小、形狀及其分布特征諸多方面信息的采集基本方法，提高學生野外實測資料的數據分析和處理能力，使學生正確掌握地學的基本知識、基本理論和基本技能，培養學生對常見地學現象的分析及推理能力。由于野外實習是實踐教學的核心組成部分，是學生理解理論知識、形成主動學習精神、鍛煉綜合素質和能力的過程，是培養學生創新能力和實踐能力的重要途徑，因此備受很多地質學、地理學專家們的重視。有的闡述了實習與學生能力培養之間的關系[2-3]，有的討論了提高實習教學質量的方法[4-5],但由于GIS專業不同于地質學專業和傳統的地理學專業，致使針對GIS專業開設的綜合野外實習也應和地質學實習和自然地理學實習有所區別。

1 野外綜合實習簡介

野外綜合實習是長江大學地理信息系統專業在第2學年結束后開設的專業基礎實習。在實施此次教學實習之前，已完成地球科學概論、自然地理學、地圖學等課程的室內理論教學，即參加實習的學生應已基本學完地理專業基礎課程和部分專業課程，掌握了一定的專業理論基礎知識。通過2周的路線考察和實地考察，讓學生親身體驗野外工作方法，掌握野外調查與研究的基本技能，加深對課堂教學中所學的地學知識的理解，培養和提高學生對地理要素觀測、分析和綜合的能力，培養學生的互動能力和科研能力，增強其創新意識和創造能力，提高學生的地學綜合素養。

1.1實習目的

野外綜合實習的目的是通過野外教學學習野外地學工作和實地數據采集的基本方法，學會觀察地質地理現象、收集資料、整理分析資料的實際野外工作方法，使學生將書本上的理論知識應用于實踐，與實際事物、現象相結合，從而培養學生認識實際問題、分析問題、解決問題的專業研究能力，訓練地理要素信息的采集及表征方法和空間感知，培養地學思維方法。

1.2實習內容

主要包括：地形圖野外使用方法、GPS 野外數據采集方法訓練、實習區自然地理要素( 氣候、植被、土壤)觀察、野外地質現象的觀察及推理、遙感影像室內解析及野外實地評估、專題地圖的編制方法等。主要通過路線教學、資料收集、分析整理、編寫實習報告等教學環節來貫徹和實施。

2 野外綜合實習存在的問題

松滋市劉家場實習基地是長江大學的綜合地質實習基地，GIS專業的野外綜合實習也在此進行。經過多年的基地建設，實習內容經過不斷地補充和完善，實習區的地理、地質、經濟、人文等多方面的資料非常詳實，為GIS專業野外綜合實習提供了基礎。但由于該專業野外綜合實習的特殊性，還有些問題需要進一步解決。

2.1學生對地質地理實習的重要性認識不足

這個問題可以說一個老問題，雖然在一年級開設了專業導論的課程，但由于對其認識不足，再加上地質地理認識實習由于偏重于基礎地質地理方面的知識，與GIS專業之間尚有一定距離，學生一般不大清楚該實習與后續專業基礎課和專業課學習之間的關系以及在將來學習和工作中的用途，從而在實習中常感到比較盲目, 以致對該實習的興趣也受到影響，甚至認為野外實習就是旅游觀光，游山玩水，聽老師講一講就行了。同時由于天氣炎熱，長途跋涉比較辛苦，有的學生只是走馬觀花，不積極進行觀察和測量，甚至不進行野外記錄。

2.2實習內容以認知型、驗證型為主

目前的地質地理野外實習多是一種認知型、驗證型和器材應用實習，即側重于書本知識的野外感性認識，驗證前人的結論，使用GPS等基本測量工具，但對于培養學生運用所學的書本知識和理論，分析解釋現實中的自然現象、地貌特征等，進而解決GIS中地理要素的表達以及地理現象建模分析方面的鍛煉較少，沒有把地學的思維方式、自主分析能力和解決生活中實際問題的能力提到一個應有的高度，沒有很好地實現由知識到能力的有效遷移，制約了學生創新精神和創新能力的發展。

2.3觀察點之間的聯系性不強,缺少線路考察和區域研究

由于野外實習線路的組織以交通是否為同一條路線來組織觀察點，也就是以觀察點為主來組織實習內容，觀察點之間的實習內容缺乏有機的聯系。一般采用在A 點觀察實習甲內容，B 點觀察實習乙內容，每個點的實習內容有的單一，有的很多。缺乏點、線、面的有機結合，不利于培養學生綜合認識自然界中各地理要素間的有機聯系，理解地理現象的綜合成因；不利于培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。

2.4理論課程與野外實習鏈接不緊密，實踐教學手段缺乏多元化

課堂教學與野外實習相隔時間較長，不利于知識的鞏固和加深。2門基礎課安排在二年級第1學期講授，而實習則放在第2學期結束后的暑假進行，時間相隔半年。學生在課堂上所學的知識掌握不牢固，實習時能回憶起來的內容少之又少，老師只好重復講授，影響了實習的進度和效果。目前野外實習一般采取教師定點講解， 學生記筆記、整理筆記、編寫實習報告的模式，勤奮好學的同學會主動思考，而多數同學則是嚴格記錄老師的講述內容，對地質地理現象的來龍去脈不去消化和吸收。這對學生觀察能力的培養、地學分析技能的培養、科學思維方法和專業思想熏陶不利。

3 野外綜合實習教學模式

3.1激發興趣，教學方法多樣化

1)引導啟發教學法 受多種因素的影響，學生到一個觀察點后不一定能意識到該觀察點需要考察什么知識，這時候采用引導啟發教育的方法有利于學生發現問題。在講解的過程中，先講解一些基本知識，然后讓學生自己觀察, 自己分析, 教師只在必要時加以引導啟發。由教師提問的單向提問模式，轉變成教師和學生互相提問的雙向提問模式，讓學生由被動的接受轉為主動的參與，教學效果因而大不相同。這有利于營造一個良好的教學氛圍，培養學生分析、解決問題的能力。

2)推理分析法 地質地理實習的一個主要目的是對學生進行分析問題和解決問題的能力培養, 加深對地學現象的形成和演變過程的理解, 而不僅僅是讓學生學會觀察描述一些具體的地質現象。比如在水巖屋觀察點地層中有石鹽假晶，讓學生解釋石鹽的形成，假晶的形成過程，最后推理得出形成于干旱的蒸發環境。

3)聯系應用法 只有和GIS專業的實際應用結合起來，實習內容才有豐富的內涵。如在介紹地形圖判讀時，不僅介紹地形圖中的一些基本知識，還介紹地圖作為地理信息的載體在GIS中的應用情況。

3.2豐富和完善實習內容，適當增加探索型實習內容

實習內容雖然在原有地質學實習的基礎上進行了取舍和擴展，如增加了溝谷地貌和巖溶地貌等實習內容，但與地質地理要素的諸多內容相比，還需增加土壤基本特征的實習內容。在此基礎上，開展土地的分級、分類及評價實習。這可以作為線路考察的實習內容。

3.3利用虛擬和可視化技術加強實習準備和實習成果展示

在野外綜合實習前，教師可以利用Google Earth 向學生直觀清晰地介紹實習區域內的自然地理環境狀況及社會人文情況，為野外實習做好前期準備工作。 實習結束后，把實習線路、實習內容、照片、影像等編成KML文件，加載到Google Earth上，這樣能使整個野外綜合實習過程精確生動地再現，加深學生的印象和記憶，也可以增強學生的動手能力，提高學習效率。同時，筆者還開發了虛擬地質地理實習平臺系統。借助于強大的GIS功能，豐富多樣的多源、多尺度數據的融合方法，以虛擬場景方式展現劉家場區域的地形地貌特征，通過虛擬實習功能，讓學生既可以選擇指定的實習路線上的觀察點上的實習內容的學習，也可以通過圖查屬性、屬性查圖等查詢功能查詢所有觀察點的內容；同時，學生也可以借助該平臺的多媒體功能來理解地質地理現象，測試相關的理論知識。這樣增大了實習內容，增強了實習的綜合性，多次實習，彌補由于天氣等因素造成的無法較好觀察的缺憾，可以取得更好的教學效果。

3.4成績評定方法

野外實習的教學環境和教學特點與校內大不相同，需要對學生嚴格要求，一方面保證學生的實習安全，另一方面保證教學質量。除在實習動員大會上強調紀律外，還制定了一些相應的制度和措施，和實習成績的評定標準一一對應，將學生的實習成績分為4個方面來進行考評，加大野外記錄的分值。

1)野外記錄占35% 野外記錄是學生在野外觀察描述各種地質地理現象的一項重要的原始材料，最能反映學生在野外實習的認真程度。因此，要求學生的野外記錄首先要應書寫認真、規范，回到實習基地要整理當天的實習內容，對每天的野外記錄進行檢查批改，不認真的同學第2天要重點督促。

2)圖件質量占分15% 制圖是野外地地理質實習的一個重要組成部分，圖件質量是衡量學生對待野外地質實習認真程度以及應用圖件表達地理要素能力的一個重要方面。地質地理實習中有兩大類圖件，一類是野外地質地理現象素描，一個是用GPS采集數據繪制的劉家場鎮的交通圖。要求學生繪圖應盡可能做到準確、規范和美觀。

3)實習報告占分30% 實習報告作為學生野外地質地理實習的最終成果，是學生整合野外實習素材的專項訓練，是提高學生寫作能力和綜合分析能力的重要一環。在實習報告中要求按照地層特點、地貌類型和控制因素來編寫實習報告，要求盡可能做到全面、系統、準確地應用實習收集的素材。

4)實習期間表現占20% 該項成績的評定主要依據學生在實習期間的野外表現和違紀情況。規定凡無故缺勤一次者, 成績以不及格論；凡有打架斗毆或其他嚴重違紀行為者，成績同樣以不及格論。

這些規定對學生的學習還是有積極作用。通過多年的實習結果來看，絕大多數學生的野外記錄不僅全面準確，而且書寫認真，但也有個別學生的記錄比較潦草。在圖件方面，絕大多數學生都能獨立認真完成，野外素描圖的數量也能保質保量完成。

[1]龔健雅. 地理信息系統基礎[M]. 北京: 科學出版社, 2002.

[2]劉超,曾克峰,張志. 地理教學中科學發展觀的培養與系統思維的建立——以廬山綜合地理實習為例[J]. 地理教育,2008(1):75-76.

[3]趙媛, 韓雪珍, 諸嘉. 地理野外實踐教學模式初探[J]. 實驗室研究與探索,2006,25(2):238-240.

[4]劉富剛,張芳. 自然地理野外實習教學改革的思考[J]. 教學研究, 2005,28(1):52-54.

[5]案光忠,馮秀麗. 野外地質實習中的啟發式教學[J]. 中國地質教育,2002(2):48-50.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.058

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A

16731409(2012)11N17603