基于地理信息系統的地質實習教學改革研究

張慧峰

隨著科學技術的迅猛發展，其成果在教學中的應用越來越廣泛，因為科學技術成果在教學中的應用可以促進教學的發展。地理信息系統的技術相對成熟，將其運用在我國的教學中對我國教育事業的發展有很大促進作用，目前地理信息系統已經廣泛運用于相關專業的教學中。地質工作具有實踐性強的特性，所以地質專業學生需通過地質實習來提高實踐能力。但是現有的地質實習是基于手記和手繪進行的，還不能夠實現信息化處理，所以地質教育工作者要改變現有的地質實習的教學模式。可以從地理信息系統的教學出發，將其與地質實習進行有效的結合，從而實現地質實習向信息化方向邁進。本文就基于地理信息系統的地質實習教學改革進行研究。

一、地理信息系統和地質實習基本內涵

（一）地理信息系統內涵

在科技飛速發展的的過程中，各種各樣的系統被研發出來，所有系統的研發都是建立在計算機的硬件技術和軟件技術進行，GPS和GIS系統在眾多系統之中更具使用意義，GPS系統現今已被廣泛的應用于我們生活之中，它給我們的日常出行帶來了極大的便利，從實際來看，我們的生活已經離不開GPS系統了。GPS系統被我們所認同，但是還有一個系統對大家可能有些陌生，那就是GIS系統，GIS系統是地理信息系統的英文縮寫，GIS系統的出現對改變我們的生活和工作方式具有重要的意義，該系統主要是建立在計算機和網絡技術的基礎上的，主要的內容就是實現地理位置和其它地質方面的信息的數據庫化，把這些信息都存儲在計算機里面，通過計算機可以實現網絡連接，同時也可以實現隨時的調取和編輯地理信息。在GIS系統的建設過程中會遇到有關地理和地圖學的問題，因此要建立GIS系統就需要充分的了解地理學和地圖學，而且這個系統還是基于互聯網絡為基礎來研發的，如果對于網絡技術沒有較系統的了解的話就會對GIS系統的建立產生很大的阻礙。GIS系統就是一種把各種地理位置信息存儲在計算機系統中，在使用的時候，可以快速差找出需要的具體的內容。目前初步建立的地理信息系統中已經能夠對人們的生活和社會的發展有很大的幫助。

其實地理信息系統應該是全球的一個系統，不過在各自的國家中都只能建立自己國家范圍內的系統范圍，國家與國家之間不能相互干涉，但是在涉及到國家之間的問題的時候，可以通過采取多方協調的方法來解決，從而實現全球地理信息系統的共享使用其相應的信息。目前地理信息系統的最主要的用途可以說是在地質調查了。在今后的社會發展中，可以說是科技的世界，這也就意味著社會將進入一個全面科技型的社會，在未來發展的過程當中，我們將會更多的利用地理信息系統的成果。

（二）地質學基本內涵

地質泛指地球的特征和特質，主要指的是地球中的物質組成，結構，構造，發育歷史等等內容，包括地球的物理特性、化學特性、礦物成分、接觸關系、生物進化史、氣候變遷史等，還包括一些礦產資源的賦存狀況和分布規律等等。地質學具有比較廣泛的研究領域，主要研究的內容包括區域地質研究、地質災害中地質問題的研究、地球化學對人類的影響問題、氣候的變化規律等等、工程建設中涉及到的地質方面的內容等等，通過這些研究，對我國的地質方面的特性能夠更好的掌握。地質學的實踐性比較強，所以地質實習能夠提高學生的實踐能力。通過借助地理信息系統應用于地質實習中，能夠讓學生熟悉地質調查的電子化辦公過程，從而使得他們的地質調查整理、分析和繪圖的能力在無形中提高，所以研究基于地理信息系統的地質實習教學改革的研究是非常必要的。

二、地質實習教學改革和學生能力培養

（一）地質實習教學方法的創新

傳統的地質實習教學模式中常用的方法有“灌輸式”的教學模式，在這種教學模式中，每次到達一個新的實習地點，教師就會將同學們召集起來，然后給同學們灌輸很多固定的模式，在實習結束以后，讓同學們撰寫實習報告并且上交，最后給學生的實習打分就算完成了整個實習過程。這種實習的模式學生幾乎學不到任何東西，所以我們必須將這種模式進行改善。為了激發學生的學習興趣，可以采用討論式的教學模式，把他們的信息進行交互，從而可以讓學生們學到更多的東西。比如說很多學生在實地進行實習的時候，很多同學不了解具體的巖性分布，這種情況下可以借助地理信息系統，學生在某個地點辨別出巖性之后可以查閱地理信息系統查找這個地方的具體信息，兩者進行對比學習，從而提高學生們的實踐能力。

（二）注重學習能力的培養

實習是每一個專業在教學過程中最好的教學方式，所以實習必須是有效的實習，在實習過程中要注重學生學習能力的培養。地質實習對相關專業的學習比較重要，在實習階段，主要培養的是學生的觀察能力和思維能力，并且能夠對觀察的結果進行推理和思考，提高其專業素養。科學的研究是從觀察開始的，地質實習更是如此，在地質實習的過程中最重要的是實習者的雙眼和一些思維能力，因為地質實習中培養的就是學生的觀察能力和推理的能力。當學生在地質實習的時候，應該對自己觀察到的現象進行詳細的描述，根據自己的推理得出相應的結論，在實習過后，可以通過詢問老師，也可以通過查閱資料來驗證自己的推理，在這樣一個循序漸進的過程中，學生們的觀察和推理的能力不斷提高，地質實習的目的也就達到了。

培養學生的描述能力，地質實習的前提是對地質現象進行觀察，只有通過觀察地質現象才能進一步對其進行研究。在地質實習的時候要求學生把觀察到的現象進行詳細全面的描述，那么如何才能夠做到詳細全面的描述呢？這就需要教師的反復點評，比如說在對一種巖石進行描述，當學生描述完之后教師對學生的描述進行點評和完善，通過這樣的反復工作，學生的描述能力不斷提高。

學生在觀察到的現象和分析推理能力相結合的地質思維方法在地質實習中也比較重要，通過分析推理從感性認識上升到理性認識，得出正確的結論。在這一過程中，教師應該認真引導學生朝著正確的思維進行思考，對經典的事例進行認真的講解，對學生提出的問題認真耐心的回答。他們從現象上升到分析推理的能力逐漸得到提升。

培養學生吃苦耐勞和團結互助的精神也是地質實習中一個比較重要的能力。進行地質實習的專業將來的工作大部分都與之相關，都是比較辛苦而且是團隊的工作形式。在實習中培養他們這種精神，在將來他們走上工作崗位的時候才可以更快更好的適應工作環境，從而在地質工作崗位上做出更大的貢獻。

三、基于地理信息系統的地質實習教學改革研究

為了更好的進行地質實習方面的教學改革，可以將現階段比較成熟地理信息系統應用在地質實習的教學改革中。接下來文章將通過教學改革對象、教學改革目標、教學方法改革、教學改革中可能出現的問題以及教學改革預計成果這五個方面出發具體分析基于地理信息系統的地質實習教學改革研究。

（一）教學改革對象

因為目前地理信息系統已經發展的比較成熟，所以完全可以將其運用在地質實習的教學改革中。在確定實習地點之后，首先應該將實習地點區域中的地理信息錄入在地理信息系統中，包括地形、地貌和巖層等基本信息，在錄取的過程中必須保證信息的準確性，這樣后續工作才可以正常進行。除此之外，在正式實習之前還應該培訓學生如何使用地理信息系統查詢相應區域的具體信息，因為后續過程還會使用到CAD軟件，所以前期也需要培訓學生使用CAD軟件，能夠熟練的運用這一軟件培訓學生繪畫地質剖面結構圖。

（二）教學改革目標

通過基于地理信息系統的地質實習教學的改革，形成地質實習數字化資源和相應的教學方案，培養具有較強能力的地質實習的教學團隊，培養更適合科技社會的地質人才。在地質實習過程中重點培養學生將地理信息系統和CAD等相關軟件進行充分的結合，具備數字化處理的能力。由于基于地理信息系統的地質實習的教學硬件投入較大，所以實習的過程中需要注意保護教學設備，能夠文明使用教學器材，使用完成之后將器材歸位，培養學生良好的學習習慣。

（三）教學方法改革

傳統地質實習教學僅僅停留在地質現象觀察和巖層剖面圖的手繪過程中，所以對他們手繪的結果存在大量雷同的現象，并且地質實習過后學生們的能力并沒有得到顯著的提高。在地質實習教學進行改革之后，學生能力大大提高。改革之前的實習停留在觀察、填寫實驗報告、打分這樣的階段，打分的依據僅僅是實習報告是否做的漂亮，這樣的實習方式沒有實質性的意義，通過實習改革，學生們不僅僅要在實地觀察，最重要的是學生還需要借地理信息系統和CAD軟件對巖性錄入和巖層剖面進行繪制，但是巖層剖面繪制的正確性是建立在信息采集正確的基礎上的，所以學生需要進反復的驗證從而得到最終結果。有能力的學生可以在軟件繪制之前先手繪一次，最后將軟件繪制的結果和手繪結果進行對比。從而提高學生的綜合能力，而且學生進行的地質實習也有實質性的意義，這種教學方法的改革也可以適用于今后的教學改革中。

（四）教學改革中可能出現的問題

實習區域地形地貌電子信息的收集是基于地理信息系統的地質實習教學改革的基礎，其中地質信息收集包括地質年代、地質文層、水文地質、環境地質、地質災害與防止等等。教學改革的順利進行時建立在這些電子信息正確收集的基礎上的，為了保證信息收集的正確性，應該從以下幾個方面進行。首先，充分了解實習區域的地貌，在實習之前首先搜集這方面的資料并且越詳細越好，其次，能夠對實際區域的地質特征進行盡可能詳細的描述，關于如何提高描述能力，上文已經談過，這需要教師進行耐心而且反復的引導，一直到學生能夠詳細的描述相應的地形地貌特征。在教學改革中，除了信息的準確錄入的問題，還有一個難點就是軟件CAD的使用，所以學校可以提前對學生進行培訓，并且能夠通過一些經典的案例進行分析教學，最好是在正式開始實習之前，可以將一些準備工作都做好，避免出現技能銜接問題。

（五）教學改革預計成果

通過地質實習，學生們可以熟練的利用地理信息系統并且結合CAD軟件對相關的地形地貌進行分析，并且繪制出相關的圖件。通過實習，學生也能夠詳細的描述相關的地質特征，結合所觀察到的信息進行相關推理，實現培養學生吃苦耐勞和團結合作能力的目標。

這次教學改革之后，最重要的成果是可以形成一套完整的基于地理信息系統的地質實習方案，并且相關的電子系統也逐漸成熟，從而為今后的地質實習教學改革奠定基礎，為學校培養高技能型人才打下堅實基礎。

四、基于地理信息系統的地質實習教學改革研究的重要意義

通過這次地質實習教學改革，不僅實現了地理信息系統在教學中的重要應用，更重要的是，通過地質教學改革，學生們的實踐能力得到提高，為今后的學習和正式走向工作崗位都奠定了堅實的基礎。地質實習是地質類專業課教學的深化和延續，學生在課堂中只能夠學習到相應的理論知識，僅僅通過思考去理解這些知識得到的結果是短暫的、膚淺的甚至是不準確的，所以學生只有親自到實地去實習才能夠得到更深的理解。同時地質地質實習實現了學生的動手實踐能力，因為地質實習涉及到的內容包括分析和解釋觀察到的一些地質內容，能夠消化并且鞏固他們的學習知識，啟發學生聯系實際的能力。學生通過地質實習開闊了學生的視野，豐富和擴大了學生的知識領域。

本文通過分析地理信息系統的基本內涵和地質實習的內涵，地質實習教學改革和學生能力培養等方面的內容，進而分析了具體的教學改革方案，最后通過這一研究的意義結尾。通過這些研究，對地質實習教學改革有很大的促進。