基于3S技術(shù)的自然地理野外實(shí)踐教學(xué)改革的研究

【摘要】自然地理野外實(shí)踐是自然地理教學(xué)重要的組成部分，是一個(gè)相對獨(dú)立的教學(xué)過程。本文在對傳統(tǒng)野外實(shí)習(xí)現(xiàn)狀、存在問題進(jìn)行分析和歸納的基礎(chǔ)上，以秦皇島柳江盆地野外實(shí)習(xí)基地為例，借助3S空間信息技術(shù)并結(jié)合我校自然地理野外實(shí)習(xí)的情況，探討區(qū)域野外實(shí)踐教學(xué)模式改革，進(jìn)而全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，也可為高等院校自然地理野外實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)施提供參考。

【關(guān)鍵詞】自然地理 3S技術(shù) 野外實(shí)踐 教學(xué)改革 柳江盆地

【基金項(xiàng)目】黑龍江大學(xué)新世紀(jì)教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2011B003）和黑龍江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目。

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

自然地理學(xué)是研究地球表面的自然環(huán)境的特征、發(fā)生、發(fā)展和分布規(guī)律的一門學(xué)科[1]，其課程內(nèi)容具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和綜合性。自然地理野外實(shí)習(xí)內(nèi)容主要涉及地質(zhì)與地貌、土壤、植物、水文、氣候等自然地理要素[2-4]，是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)最重要的途徑[5]。就目前而言，自然地理學(xué)正處在由定性到定量的轉(zhuǎn)變，由經(jīng)驗(yàn)科學(xué)到實(shí)驗(yàn)科學(xué)的轉(zhuǎn)變時(shí)期[6]， 且其傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)存在一些弊端，使其不能充分地發(fā)揮自然地理野外實(shí)踐的作用，需要進(jìn)行指導(dǎo)方法的改進(jìn)[7]。隨著空間信息技術(shù)不斷的發(fā)展，以“3S”技術(shù)為代表的空間信息獲取與處理技術(shù)已在地學(xué)各領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[8]，由于自然地理學(xué)的野外實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)具有明顯時(shí)空分布特點(diǎn)，因此，將3S技術(shù)引入到自然地理野外實(shí)習(xí)中，采集更加精準(zhǔn)的野外觀測數(shù)據(jù)[9]，表達(dá)一些野外看不到或不明顯的地質(zhì)現(xiàn)象，進(jìn)而豐富野外實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容， 在改變傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，促使學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提高。

一、研究區(qū)域概況

二、研究方法

由于地理野外實(shí)踐教學(xué)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，本文根據(jù)此特點(diǎn)，通過點(diǎn)、 線、 面相結(jié)合，結(jié)合“3S”技術(shù)，完善并改進(jìn)沿途考察、記錄的自然地理野外實(shí)習(xí)方法，其具體的過程如下：

其次，在整體了解實(shí)習(xí)線路的基礎(chǔ)上，對沿途實(shí)習(xí)的地質(zhì)觀察點(diǎn)進(jìn)行講解、觀察，特別對于一些重點(diǎn)設(shè)置的觀察點(diǎn)，并借助GPS實(shí)現(xiàn)對野外數(shù)據(jù)的采集，除了記錄地理位置和海拔等數(shù)據(jù)外，還主要包括野外露頭上的巖性（沉積巖、巖漿巖）、地貌、地質(zhì)現(xiàn)象、地質(zhì)邊界線、水文、土壤和植被等數(shù)據(jù)，通過GIS創(chuàng)建與地理位置相對性的空間數(shù)據(jù)庫，借此培養(yǎng)學(xué)生的獲取第一手?jǐn)?shù)據(jù)的能力。

最后，將實(shí)習(xí)的點(diǎn)線相結(jié)合，在掌握各自然地理要素的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生觀察到的自然地理現(xiàn)象和對事物進(jìn)行成因分析，逐步推動(dòng)學(xué)生學(xué)會(huì)綜合分析各要素之間的相互聯(lián)系，推動(dòng)點(diǎn)、線、面的實(shí)習(xí)結(jié)合，在學(xué)會(huì)運(yùn)用和繪制有關(guān)地理圖表的基礎(chǔ)上，通過對外地質(zhì)現(xiàn)象的跟蹤和解釋，撰寫出具有自己一定見地的實(shí)習(xí)報(bào)告，通過改進(jìn)的野外實(shí)踐教學(xué)模式，盡可能的培養(yǎng)出具有綜合、創(chuàng)新的科學(xué)思維和實(shí)際運(yùn)用能力的學(xué)生。

三、應(yīng)用實(shí)例

本文以雞冠山實(shí)習(xí)區(qū)為例，在獲取該區(qū)域的遙感影像、地質(zhì)數(shù)據(jù)和地形圖等數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上（見圖1和2），完成該區(qū)域?qū)嵙?xí)路線的確定和實(shí)習(xí)觀察點(diǎn)地質(zhì)現(xiàn)象的記錄。

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

B觀測點(diǎn)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(fēng)化作用，雨水侵蝕和鐵氧化所導(dǎo)致而成。結(jié)合地質(zhì)羅盤和GPS，對巖層進(jìn)行傾角、傾向和方位角的測定。

C觀測點(diǎn)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(jì)至奧陶紀(jì)中期，主要進(jìn)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(jì)呈現(xiàn)海陸交互沉積，中生代至新近紀(jì)地層，主要進(jìn)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(gè)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(gòu)造中心部位發(fā)育的，其特點(diǎn)是兩斷層面相向傾斜中部地體下降，兩側(cè)地體上升，多形成河谷地貌。組成地塹兩側(cè)的巖石，為新太古界變質(zhì)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(zhì)花崗巖和上元古界龍山組石英砂巖組成，在當(dāng)?shù)乇环Q為大平臺。

E觀測點(diǎn)主要觀測是山頂?shù)囊黄瑵竦亍τ谥脖欢裕饕且恍┲饕獫竦刂脖唬ㄏ闫押吞J葦，這些喜水植物主要靠天然降水補(bǔ)給，在降水減少的情況下，主要靠地下水（裂隙水）補(bǔ)給。通過對該點(diǎn)的觀察，由濕地而言延伸地表水和地下水等水文方面的內(nèi)容。

四、結(jié)語

柳江盆地既是野外教學(xué)的基地，也是科學(xué)研究的基地[11]。本文將“3S”等技術(shù)應(yīng)用到自然地理的野外實(shí)踐教學(xué)中，可為今后自然地理野外實(shí)習(xí)指明了發(fā)展的方向，并為野外地質(zhì)教學(xué)提供了新的思維和教學(xué)研究方法，有利于實(shí)現(xiàn)對自然地理學(xué)全面和系統(tǒng)的綜合研究，更有助于學(xué)生掌握自然地理學(xué)野外實(shí)踐的理論和方法，進(jìn)而全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為高等院校自然地理野外實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)施提供參考。

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作者簡介：

龔文峰，男，河南南陽人，博士，副教授。