基于3S技術的自然地理野外實踐教學改革的研究

【摘要】自然地理野外實踐是自然地理教學重要的組成部分，是一個相對獨立的教學過程。本文在對傳統野外實習現狀、存在問題進行分析和歸納的基礎上，以秦皇島柳江盆地野外實習基地為例，借助3S空間信息技術并結合我校自然地理野外實習的情況，探討區域野外實踐教學模式改革，進而全面提高學生的綜合素質，也可為高等院校自然地理野外實習設計與實施提供參考。

【關鍵詞】自然地理 3S技術 野外實踐 教學改革 柳江盆地

【基金項目】黑龍江大學新世紀教育教學改革工程項目（2011B003）和黑龍江省高等教育教學改革項目。

【中圖分類號】K9 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）12-0176-02

自然地理學是研究地球表面的自然環境的特征、發生、發展和分布規律的一門學科[1]，其課程內容具有很強的實踐性和綜合性。自然地理野外實習內容主要涉及地質與地貌、土壤、植物、水文、氣候等自然地理要素[2-4]，是培養學生綜合素質最重要的途徑[5]。就目前而言，自然地理學正處在由定性到定量的轉變，由經驗科學到實驗科學的轉變時期[6]， 且其傳統的實踐教學存在一些弊端，使其不能充分地發揮自然地理野外實踐的作用，需要進行指導方法的改進[7]。隨著空間信息技術不斷的發展，以“3S”技術為代表的空間信息獲取與處理技術已在地學各領域得到廣泛的應用[8]，由于自然地理學的野外實習數據具有明顯時空分布特點，因此，將3S技術引入到自然地理野外實習中，采集更加精準的野外觀測數據[9]，表達一些野外看不到或不明顯的地質現象，進而豐富野外實踐教學內容， 在改變傳統實踐教學模式的基礎上，促使學生綜合素質的全面提高。

一、研究區域概況

二、研究方法

由于地理野外實踐教學是一項系統工程，本文根據此特點，通過點、 線、 面相結合，結合“3S”技術，完善并改進沿途考察、記錄的自然地理野外實習方法，其具體的過程如下：

其次，在整體了解實習線路的基礎上，對沿途實習的地質觀察點進行講解、觀察，特別對于一些重點設置的觀察點，并借助GPS實現對野外數據的采集，除了記錄地理位置和海拔等數據外，還主要包括野外露頭上的巖性（沉積巖、巖漿巖）、地貌、地質現象、地質邊界線、水文、土壤和植被等數據，通過GIS創建與地理位置相對性的空間數據庫，借此培養學生的獲取第一手數據的能力。

最后，將實習的點線相結合，在掌握各自然地理要素的基礎上，培養學生觀察到的自然地理現象和對事物進行成因分析，逐步推動學生學會綜合分析各要素之間的相互聯系，推動點、線、面的實習結合，在學會運用和繪制有關地理圖表的基礎上，通過對外地質現象的跟蹤和解釋，撰寫出具有自己一定見地的實習報告，通過改進的野外實踐教學模式，盡可能的培養出具有綜合、創新的科學思維和實際運用能力的學生。

三、應用實例

本文以雞冠山實習區為例，在獲取該區域的遙感影像、地質數據和地形圖等數據的基礎上（見圖1和2），完成該區域實習路線的確定和實習觀察點地質現象的記錄。

對于A觀察點而言，主要觀測的石英砂巖。上部為紫紅色粉砂質頁巖夾粉、細砂巖；中部為褐灰色細粒含巖屑英砂巖；下部為淺灰色厚層中-粗粒硅質石英砂巖；底部為含礫粗粒石英砂巖。

B觀測點主要觀測的花崗巖。是巖漿侵入所形成，屬于深成巖。表面呈紅色，主要是由于風化作用，雨水侵蝕和鐵氧化所導致而成。結合地質羅盤和GPS，對巖層進行傾角、傾向和方位角的測定。

C觀測點主要觀測的沉積巖。主要掌握海相沉積和陸相沉積。在寒武紀至奧陶紀中期，主要進行的是碳酸鹽巖、頁巖和粉砂巖為主的海相沉積，晚石炭世至二疊紀呈現海陸交互沉積，中生代至新近紀地層，主要進行陸源碎屑巖及火山碎屑巖等陸相沉積，并識別頁巖和泥巖。

D主要觀測地塹。雞冠山地塹位于柳江盆地西南邊緣，在此可以觀測整個地塹的全貌。地塹是一組近南北向的正斷層組合而成，湯河河谷就是沿地塹構造中心部位發育的，其特點是兩斷層面相向傾斜中部地體下降，兩側地體上升，多形成河谷地貌。組成地塹兩側的巖石，為新太古界變質花崗巖或上元古界龍山組石英砂巖，中部臺階仍為新太古界變質花崗巖和上元古界龍山組石英砂巖組成，在當地被稱為大平臺。

E觀測點主要觀測是山頂的一片濕地。對于植被而言，主要是一些主要濕地植被，包括香蒲和蘆葦，這些喜水植物主要靠天然降水補給，在降水減少的情況下，主要靠地下水（裂隙水）補給。通過對該點的觀察，由濕地而言延伸地表水和地下水等水文方面的內容。

四、結語

柳江盆地既是野外教學的基地，也是科學研究的基地[11]。本文將“3S”等技術應用到自然地理的野外實踐教學中，可為今后自然地理野外實習指明了發展的方向，并為野外地質教學提供了新的思維和教學研究方法，有利于實現對自然地理學全面和系統的綜合研究，更有助于學生掌握自然地理學野外實踐的理論和方法，進而全面提高學生的綜合素質，為高等院校自然地理野外實習設計與實施提供參考。

參考文獻：

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作者簡介：

龔文峰，男，河南南陽人，博士，副教授。