地質大類培養模式下的計算機地質制圖課程教學研究

肖樂樂，牛 超，丁曉英

(西安科技大學 地質與環境學院，陜西 西安 710054)

1 引言

我國自2001年開始陸續出現了本科大類招生制度，且大類招生將成為我國高等教育招生、培養的主要發展方向[1～3]。西安科技大學地質與環境學院自2016年秋季開始實行了地質大類招生模型，將原有的兩個本科專業(地質工程與資源勘查)合并為地質大類專業，且于2018年上半年實現了專業、方向的分流。計算機地質制圖作為地質大類專業學生的必修課程，在地質大類專業的最后一學期開設。在此之前原有的地質工程與資源勘查工程各自開設的計算機地質制圖，均是按照各自的培養方案內容進行開設，但地質大類專業在分流前若仍沿用舊版培養方案則不滿足計算機地質制圖課程的培養要求，若講解該門課程全部內容則課時量不滿足教學需求。因此，在目前全校實行各課程壓縮課時量的大環境下，必須對計算機地質制圖課程進行改革[4～7]。

2 地質大類專業計算機地質制圖教學面臨的問題

計算機地質制圖在以往的本科生培養方案中，其開設時間為大學三年級下學期，課程性質為必修課，課時量由原有的64課時(理論課時48，上機課時16)變為48課時(理論課時32，上機課時16)，上課內容以專業不同，開設內容不同，地質工程主要講解Auto CAD、MapGIS、Surfer等，資源勘查專業主要講解Auto CAD、MapGIS、Surfer、Coreldraw等。以上課程內容的相關軟件，均是根據各專業學生必須的計算機地質制圖常用軟件，課程開設后，對本科生后續工作、考研均有極大的幫助。但是在實行地質大類招生制度后，現有的培養模式、培養方案、軟件選擇、課時量相對變少、注重上機實踐等矛盾突出。存在問題如下：

2.1 細分方向多，培養內容與課時量沖突

地質大類招生模式實施之后，涉及后續專業包括地質工程與資源勘查專業，細分為工程地質、巖土鉆掘、資源勘查、礦井水害防治四個研究方向，采用原有的培養方案將不適合所有本科生。同時，課程教學大綱規定的課時量由原有的48學時變為32學時(理論課時16，上機16)。因此，本科方向多、課時量不足是地質大類專業計算機地質制圖最為主要的矛盾。

2.2 涉及制圖軟件多，教學尺度把握不清

以往計算機地質制圖開設的軟件內容包括Auto CAD、MapGIS、Surfer、Coreldraw等軟件，這些軟件均有各自的特色及優勢，但是由于原來課時量多，對其中軟件均有課時進行詳細的講解。但隨著課時量的壓縮，在軟件選擇及課時量分配上就顯得捉襟見肘，某些常用軟件的教學尺度和深度略顯淺薄。

2.3 合班上課教學效果差

以往計算機地質制圖合班上課班級均為2個，但地質大類培養后合班數量變更為4個或3個，無論理論上課質量還是上機實踐教學質量效果均較差。由于計算機地質制圖在后續礦井地質學、水文地質學課程設計、本科畢業論文(設計)中均是常用軟件，如果學生對該門課掌握程度較差的話則直接會影響后續課程的教學效果。

2.4 理論教學效果差，上機實踐課時少

由于計算機地質制圖課程的特殊性，其實踐性強于理論教學性，因此需要安排學生進行大量的上機實踐才能保障教學效果。以往理論課堂課時量相對較多(理論課時32)，上機實踐課時量占比較少(上機課時16)，雖然地質大類招生后調整了兩者的比值，但是僅僅是因為降低了理論課時量(由原來的32降低為16)，上機實踐課時量并未增多。同時，理論教學時，學生記憶能力有限造成某些軟件使用細節掌握不清。

2.5 地質大類專業計算機地質制圖借鑒經驗較少

我國多數地質院校或專業均開設了計算機地質制圖課程，但是實行地質大類招生的院校非常少，僅6所院校，且大二分流的更少。因此目前遇到的問題并沒有可供借鑒的成熟經驗，因此后續必須根據地質大類培養方案、院校專業特色和課程大綱進行探索改革。

3 地質大類專業計算機地質制圖教學改革探索

針對以上提出的問題，筆者在借鑒以往教學經驗、成果的基礎上，結合自己計算機上機實踐遇到的問題，對地質大類專業模式下的計算機地質制圖課程教學進行改革探索，通過以下幾種措施解決以上難題，保障教學質量，提高教學效果，并取得了一些成績。

3.1 厘清專業方向，統籌教學軟件

根據地質大類專業分流計劃，2個專業4個方向在后續學習、工作過程中，使用軟件較多的為AutoCAD、MapGIS、Surfer等3個軟件，其中AutoCAD和Surfer軟件使用頻率最高；經交流，MapGIS在地理信息系統課程中進行了教學，因此其在計算機地質制圖中的教學比重適當降低；以往使用的CorelDRAW在計算機地質制圖中最為常用的是繪制柱狀圖，但可以由AutoCAD代替。由于新開設了礦井水害防治方向，且工程地質及資源勘查學生均開設了水文地質基礎課程設計，3個方向均與水文地質有關，因此增加水化學軟件AquaChem 的教學內容。最終確定了AutoCAD、MapGIS、Surfer、AquaChem 4個軟件作為地質大類專業計算機地質制圖的講解軟件。

3.2 熟悉教學內容，把握教學尺度

確定教學軟件后，必須對軟件的功能、特點及優勢把握清楚，這樣才能對教學尺度進行有效的控制，嚴格按照教學進度進行教學活動。例如，AutoCAD軟件具有功能強大、應用范圍廣的特點，在地質制圖中的應用具有簡單、易學的優勢，因此其重點內容在基本操作講解；相對4個軟件，MapGIS軟件最為突出的特點為空間屬性功能，但由于其具有行業強制性，在考慮到地理信息系統中的學習過程，在地質制圖中主要講解點、線、區的輸入與編輯，空間屬性在等值線繪制中的操作等；Surfer具有操作簡單、功能單一、應用行業廣的特點，其主要優勢是等值線的繪制；AquaChem是一個小眾化的軟件，但在水質分析行業中的地位高。根據以上分析，確定了主講AutoCAD軟件， MapGIS、Surfer兩個軟件輔助，AquaChem軟件簡單應用。由于課程大綱無法更改，因此理論教學及上機實踐比重無法調整，但個軟件的課時量安排如下：AutoCAD軟件為12課時(理論6，上機6)、MapGIS軟件為8課時(理論4，上機4)、Surfer軟件為8課時(理論4，上機4)、AquaChem軟件為4課時(理論2，上機2)。

3.3 改革教學方式

計算機地質制圖課程為一門典型的技術類課程，即涉及的內容實踐能力占有重要地位，相對理論教學的內容少、效果差，因此對上機實踐的教學模式調整更為重要。由于理論合班上課無法調整，因此在上機實踐時采用小班模式(圖1)，上機實踐由單個班級上課。按照學院實驗室改造計劃，將原來上機實踐地點由校機房調整為學院機房。學院機房經過升級改造，配置電腦36臺，采用教師-學生聯動模式，學生機為顯示器服務器模式，教師機投影屏幕，在上機過程中若遇到問題，通過屏幕進行集中操作講解。經過教學實踐，小班上課、教師-學生聯動模式優勢較大，建議后續理論課時全部調整為上機實踐教學(圖2)。

3.4 適當增加教學內容，優化考核指標

計算機地質制圖作為一門重要的必修課，對本科生教育至關重要。例如，全國大學生地質技能大賽中的計算機地質制圖環節(填圖，柱狀圖等)，學院畢業答辯時必須有三幅大圖(且有具體的規范)，因此在日常教學中，專門增設了相應的教學內容。以往的考核使用的為期末大作業，地質大類專業考核采用細化考核指標，增加了歷次上機實踐成績、增加期末大作業圖件類型(三維圖、等值線圖、Piper三線圖)，全面考核學生對計算機地質制圖軟件的掌握程度。

4 結語

學院在實行地質大類專業招生，減少了大學一、二年級的專業壁壘，開拓了本科生的專業視野，是未來高等教育發展的必然趨勢。地質大類專業本科生在計算機地質制圖課程教學中遇到了新問題，既有以往遺留轉化問題，又有新形勢下的無奈。在缺少以往借鑒經驗的條件下，作者針對存在問題，厘清主要矛盾并應用于其他班級之間中，取得了良好的教學效果，為后續地質大類專業計算機地質制圖課程的教學提供了經驗。