數(shù)字地質(zhì)填圖教學(xué)建設(shè)與探索

方乙 王挽瓊 朱玉娣

摘要：目前，國內(nèi)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的開展大多基于數(shù)字地質(zhì)填圖系統(tǒng)。大學(xué)是培養(yǎng)地質(zhì)人才的基地，在地質(zhì)填圖方面的教學(xué)勢必需要做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。本文以西南石油大學(xué)地質(zhì)學(xué)專業(yè)數(shù)字地質(zhì)填圖實習(xí)為例，從課程設(shè)置與組織形式、實施過程（階段）、考評機(jī)制、課程教學(xué)效果4個方面總結(jié)了數(shù)字地質(zhì)填圖建設(shè)情況，并結(jié)合作者的野外教學(xué)經(jīng)驗對該實習(xí)課程的進(jìn)一步建設(shè)與完善作出研究與探討，以期對其他院校相關(guān)教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：重慶北碚；數(shù)字地質(zhì)填圖；課程建設(shè)；地質(zhì)學(xué)專業(yè)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）12-0019-02

目前，大多科研院校地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的地質(zhì)填圖實習(xí)還是以傳統(tǒng)地質(zhì)填圖手段為主，傳統(tǒng)地質(zhì)填圖大量的野外數(shù)據(jù)信息都以紙質(zhì)筆記本記錄的形式存在，給數(shù)據(jù)管理和共享帶來了很大困難，在某種程度上制約了數(shù)據(jù)資源效益的充分發(fā)揮和新形勢下社會基礎(chǔ)性大數(shù)據(jù)的共享，給社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了一定的負(fù)面影響。

一、北碚實習(xí)基地概況

重慶北碚天府實習(xí)基地位于重慶市北碚區(qū)天府鎮(zhèn)及周邊地區(qū)，距北碚東北方向8km處，填圖區(qū)面積約167km2，地理坐標(biāo)約為東經(jīng)106°26′15″—106°33′45″，北緯29°47′30″—29°55′0″。實習(xí)區(qū)位于上揚(yáng)子板塊川東褶皺帶內(nèi)。

二、課程建設(shè)與發(fā)展

1.課程設(shè)置與組織，為了滿足數(shù)字地質(zhì)填圖的硬件需求，學(xué)院劃撥專項經(jīng)費(fèi)用于購買計算機(jī)和掌上機(jī)（品牌和型號：中海達(dá)Qmini工業(yè)級移動GIS產(chǎn)品）。學(xué)生按照每組5—6人進(jìn)行分組，每組配備一臺掌上機(jī)和一臺筆記本，實習(xí)過程中要求每位同學(xué)自帶筆記本電腦。數(shù)字地質(zhì)填圖的地形底圖為1∶2.5萬地形圖，是根據(jù)該區(qū)域1∶5萬地形圖采用Mapgis軟件工程裁剪與放大制作而成，填圖面積達(dá)167km2。同時，實習(xí)團(tuán)隊編寫了相應(yīng)的實習(xí)指導(dǎo)書（《重慶北碚數(shù)字地質(zhì)填圖實習(xí)指導(dǎo)書》）。

2.實施過程（階段），根據(jù)實習(xí)目的和要求，我們將數(shù)字地質(zhì)填圖實習(xí)分為實習(xí)前室內(nèi)培訓(xùn)、野外實踐和室內(nèi)資料整理三個階段。（1）實習(xí)前室內(nèi)培訓(xùn)，實習(xí)前室內(nèi)培訓(xùn)的目的在于介紹數(shù)字填圖軟件構(gòu)建的基本思路、主要功能、操作及掌上機(jī)（野外數(shù)據(jù)采集工具）的操作。該階段時間大約一周。（2）野外實踐，野外實踐部分是整個數(shù)字地質(zhì)填圖最重要的部分。傳統(tǒng)地質(zhì)填圖野外實踐一般包括路線地質(zhì)、實測剖面、獨(dú)立填圖等部分[4]。但數(shù)字填圖實習(xí)需要培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用新技術(shù)實現(xiàn)傳統(tǒng)地質(zhì)填圖任務(wù)。因此，新技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容在教學(xué)順序和教學(xué)時間的安排上是數(shù)字地質(zhì)填圖實習(xí)必須重點考慮的問題之一。具體教學(xué)計劃安排如下。第一階段：路線地質(zhì)。第一階段由實習(xí)教師帶領(lǐng)各組學(xué)生進(jìn)行野外路線踏勘，一般選擇5—7條最典型的剖面。首先，選擇2條地層出露全面、地質(zhì)現(xiàn)象豐富、明顯的剖面進(jìn)行傳統(tǒng)地質(zhì)填圖的訓(xùn)練。通過2條剖面的訓(xùn)練，使學(xué)生基本掌握路線地質(zhì)工作開展必須掌握的基本理論、基本方法和基本技能。其次，剩下的數(shù)條剖面，繼續(xù)由實習(xí)教師帶隊，變化是每個組每天安排一位組員開展掌上機(jī)野外數(shù)據(jù)采集訓(xùn)練，即利用數(shù)字地質(zhì)填圖RGMap軟件進(jìn)行野外數(shù)據(jù)的采集工作。該項工作的重點是使學(xué)生理解RGMap軟件在實現(xiàn)野外數(shù)據(jù)采集過程中的構(gòu)建思維，即理解數(shù)字填圖技術(shù)中PRB數(shù)據(jù)模型（P-Point代表地質(zhì)點，R-Routing代表分段路線，B-Boundary代表點和點間路線）和實際地質(zhì)填圖的對應(yīng)關(guān)系。第二階段：實測剖面。由于實測剖面掌上機(jī)野外采集數(shù)據(jù)的操作部分過程相對煩瑣，所以在進(jìn)行實測剖面之前有必要對該部分內(nèi)容進(jìn)行室內(nèi)強(qiáng)化訓(xùn)練。具體做法是虛擬一條實測剖面，指導(dǎo)教師講完完整操作過程后，每位同學(xué)單獨(dú)操作一遍，遇到錯誤糾正錯誤，務(wù)必使每位學(xué)生都比較熟練這部分內(nèi)容的掌機(jī)操作。野外實測剖面時，實測剖面換導(dǎo)線時，更換掌上機(jī)操作的同學(xué)，其他同學(xué)仍按照傳統(tǒng)實測剖面分工開展工作。一般情況下，每位同學(xué)至少有三次機(jī)會實際操作掌上機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。第三階段：學(xué)生獨(dú)立填圖階段。該階段要求學(xué)生獨(dú)立完成5—6條野外路線剖面。同樣是每條剖面安排一位同學(xué)利用掌上機(jī)進(jìn)行野外數(shù)據(jù)的采集工作，其他同學(xué)按照傳統(tǒng)地質(zhì)填圖方法開展工作。（3）室內(nèi)資料整理及存檔，室內(nèi)資料整理階段是對野外觀測和收集的資料、室內(nèi)分析鑒定結(jié)果以及前人研究成果的系統(tǒng)整理和分析，認(rèn)識填圖區(qū)及區(qū)域地質(zhì)客觀規(guī)律，使學(xué)生的感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，最終提交文字報告和相關(guān)圖件。在完成實測剖面野外工作后，會預(yù)留2—3天時間用于實測剖面資料整理和圖件繪制工作。為了讓每位同學(xué)都熟練掌握實測剖面的完整過程，該部分要求每位同學(xué)同時完成手繪圖件和計算機(jī)制圖。

3.考評機(jī)制。科學(xué)的考評機(jī)制不僅要體現(xiàn)出學(xué)生綜合能力的高低，更為重要的是能夠激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動力[6]。為了達(dá)到這個目的，我們采取的做法是細(xì)化和量化成績的占比，即實習(xí)成績=野外表現(xiàn)平均×30%+野外記錄簿（+手標(biāo)本考試）×20%+實習(xí)報告×30%+科學(xué)問題匯報20%的方式進(jìn)行考核。細(xì)化和量化具體體現(xiàn)為：（1）野外表現(xiàn)以動手能力、分析能力、記錄情況三方面進(jìn)行評價。每個學(xué)生每次表現(xiàn)都會記錄在打印好的成績記錄表中；（2）為了公平起見和相互學(xué)習(xí)，野外記錄本采用學(xué)生互相打分和老師打分相結(jié)合方式進(jìn)行；（3）老師列出10個左右與實習(xí)內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)問題，各小組自由選擇一個科學(xué)問題進(jìn)行答辯匯報，最終成績?yōu)楦髦笇?dǎo)教師給出成績的平均值。

三、課程教學(xué)效果

盡管數(shù)字地質(zhì)填圖的教學(xué)效果不易衡量，但是從畢業(yè)生反饋和調(diào)研的情況來看，開展數(shù)字地質(zhì)填圖教學(xué)是必要且具有成效的，具體體現(xiàn)在：（1）工作上手快。由于我們的數(shù)字地質(zhì)填圖教學(xué)內(nèi)容相對較系統(tǒng)，教學(xué)內(nèi)容與實際填圖工作要求大體一致，因此，畢業(yè)生到單位后可以不經(jīng)過培訓(xùn)就可以直接參加填圖工作，個別同學(xué)甚至直接作為數(shù)字填圖的負(fù)責(zé)人。（2）為單位節(jié)約培訓(xùn)費(fèi)用。通過對部分用人單位的調(diào)研情況來看，為了適應(yīng)數(shù)字地質(zhì)填圖工作，單位每年都會花費(fèi)一定費(fèi)用用于該方面的培訓(xùn)工作。原因在于目前大多數(shù)高校在數(shù)字地質(zhì)填圖方面的教學(xué)開展和改革大多是沒有落地的，或者只是簡單對數(shù)字地質(zhì)填圖進(jìn)行介紹而已。此外，全國地質(zhì)技能大賽第一部分的競賽內(nèi)容為“地質(zhì)技能綜合應(yīng)用”。該部分要求參賽隊伍根據(jù)組委會提供的相關(guān)地質(zhì)資料、圖件、設(shè)備及軟件，提交解決相關(guān)問題的結(jié)果并按規(guī)范完成相應(yīng)圖件制作，實際上就是數(shù)字地質(zhì)填圖的一部分操作。西南石油大學(xué)在第四屆全國地質(zhì)技能大賽中的全國54所參賽高校中位列第三（僅次于中國地質(zhì)大學(xué)武漢和吉林大學(xué)）、在石油類高校中成績位列第一，獲團(tuán)體總分二等獎。這種成績的取得與地質(zhì)學(xué)專業(yè)學(xué)生在競賽前既已完成數(shù)字地質(zhì)填圖的訓(xùn)練是分不開的。

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Construction and Exploration of Digital Geological Mapping Teaching

FANG Yi，WANG Wan-qiong，ZHU Yu-di

（School of Geoscience and Technology，Science and technology，Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan 610500，China）

Abstract：At present，the domestic development of regional geological survey work is mostly based on the digital geological mapping system. The university is to cultivate geological talent base，geological mapping in the teaching is bound to make the appropriate changes. This paper takes Southwest Petroleum University geology professional digital geological mapping practice as an example，from the curriculum and forms of organization，implementation process （stage），evaluation mechanism，4 aspects of teaching summarized the construction of digital geological mapping，combined with the author's teaching experience in the field of further construction and improvement of the curriculum practice to research and explore，in order to provide reference for other colleges and universities teaching.

Key words：Chongqing Beibei；digital geological mapping；curriculum construction；geology major