“遙感地質(zhì)學(xué)”課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革研究

籍進(jìn)柱　匡永生　高成　白建文

摘要：“遙感地質(zhì)學(xué)”是一門理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的專業(yè)技術(shù)課程。針對(duì)這一課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，本文將課程體系和教學(xué)內(nèi)容劃分為理論學(xué)習(xí)、專題分析和綜合應(yīng)用三個(gè)階段，分別采用理論教學(xué)、主題項(xiàng)目學(xué)習(xí)和融合CDIO工程教育理念的綜合項(xiàng)目應(yīng)用的教學(xué)方法，課程評(píng)價(jià)包括理論考試、主題綜述報(bào)告、綜合項(xiàng)目報(bào)告和答辯。本次對(duì)“遙感地質(zhì)學(xué)”課程體系與教學(xué)內(nèi)容的改革，將課程理論內(nèi)容與實(shí)踐融合成一個(gè)整體，讓學(xué)生體驗(yàn)“先學(xué)后做”“邊做邊學(xué)”和“以做促學(xué)”的學(xué)習(xí)過(guò)程，將促使學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)和方法應(yīng)用起來(lái)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，為培養(yǎng)高素質(zhì)地質(zhì)工程專業(yè)人才貢獻(xiàn)一定力量。

關(guān)鍵詞：遙感地質(zhì)學(xué);課程體系;教學(xué)內(nèi)容;改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、緒論

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)立足內(nèi)蒙古豐富的資源環(huán)境，服務(wù)內(nèi)蒙古資源與基礎(chǔ)建設(shè)，目標(biāo)是使學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握工程地質(zhì)與資源勘探的基本理論、方法和技能，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的工程思維，使學(xué)生成為實(shí)踐能力和一定的創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。當(dāng)前，遙感技術(shù)的快速發(fā)展，作為一種技術(shù)手段已深入應(yīng)用到國(guó)家資源環(huán)境調(diào)查、重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃與管理、海洋勘察、國(guó)家安全等方面。“遙感地質(zhì)學(xué)”作為遙感與地學(xué)交叉學(xué)科，將遙感技術(shù)應(yīng)用到地學(xué)領(lǐng)域，為傳統(tǒng)地質(zhì)研究提供了新的思路和方法，通過(guò)學(xué)習(xí)這門課程，拓展了地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生的知識(shí)范圍，同時(shí)也拓展了學(xué)生的就業(yè)方向。

二、“遙感地質(zhì)學(xué)”課程現(xiàn)狀及問(wèn)題

目前，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院開(kāi)設(shè)的“遙感地質(zhì)學(xué)”課程，是學(xué)生在學(xué)習(xí)“高等數(shù)學(xué)”“大學(xué)物理”“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”“普通地質(zhì)學(xué)”“地貌學(xué)與第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)”“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”等基本理論課的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)技術(shù)課程，其目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握遙感技術(shù)在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用的理論知識(shí)和方法，培養(yǎng)學(xué)生具有運(yùn)用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)解譯的基本技能，熟悉遙感地質(zhì)工作的基本程序和方法，能在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)普查等其他地質(zhì)工作中運(yùn)用遙感圖像進(jìn)行地質(zhì)解譯和地學(xué)分析。

（一）課程內(nèi)容

遙感地質(zhì)學(xué)課程的主要內(nèi)容主要包括三大部分（見(jiàn)下表）：（1）遙感技術(shù)，主要介紹遙感的概述、遙感物理基礎(chǔ)、成像原理及圖像特征和遙感圖像處理;（2）遙感地質(zhì)，主要介紹遙感地質(zhì)解譯的方法及在地貌、巖性和構(gòu)造中的應(yīng)用;（3）工程應(yīng)用，主要介紹遙感在實(shí)際地質(zhì)工作中的應(yīng)用。

（二）課程存在的問(wèn)題

因“遙感地質(zhì)學(xué)”課程的學(xué)科知識(shí)豐富，且主要是以理論講授為主，任課老師在上課時(shí)難度較大，學(xué)生也普遍反映純理論的授課方式枯燥且難以消化，課堂效果比較差。通過(guò)分析和總結(jié)先前教學(xué)的方式和內(nèi)容，該課程存在的問(wèn)題主要有以下三個(gè)方面：

（1）傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，也就是知識(shí)點(diǎn)的灌輸，很容易陷入死記硬背的處境，導(dǎo)致學(xué)生缺乏實(shí)際應(yīng)用的思考和實(shí)踐。所學(xué)基本知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用不能有效關(guān)聯(lián)起來(lái)，那么就無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（2）教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生普遍積極性不高，缺乏資料收集總結(jié)、文檔撰寫、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。

（3）在課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式比較單一，多采用“平時(shí)成績(jī)+期末成績(jī)”方式來(lái)確定總評(píng)結(jié)果，這種評(píng)價(jià)方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性，同時(shí)也無(wú)法鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，與現(xiàn)代工程教育的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。

三、課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革“遙感地質(zhì)學(xué)”是一門理論、專題和綜合應(yīng)用緊密結(jié)合的專業(yè)課程，其課程內(nèi)容豐富，知識(shí)面廣。本次課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革的目標(biāo)是提高學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，促使學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)和方法應(yīng)用起來(lái)，提高學(xué)生的實(shí)踐能動(dòng)性和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。面對(duì)當(dāng)前“遙感地質(zhì)學(xué)”課程存在問(wèn)題，結(jié)合課程特點(diǎn)，本次課程改革的思路是將“遙感地質(zhì)學(xué)”課程體系劃分為三大部分：

（1）理論學(xué)習(xí)階段;

（2）專題分析階段;

（3）綜合應(yīng)用階段。

每個(gè)階段的側(cè)重點(diǎn)不同，采用的教學(xué)策略與方法有一定差異，同時(shí)評(píng)價(jià)方式也不同（如左圖），構(gòu)建了新的課程體系。

（一）理論學(xué)習(xí)階段

遙感地質(zhì)是將遙感技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)領(lǐng)域，對(duì)于地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，作為一門專業(yè)技術(shù)課，這門課的開(kāi)設(shè)時(shí)間一般安排在大學(xué)三年級(jí)，此時(shí)該專業(yè)的學(xué)生基本完成了地質(zhì)相關(guān)的基礎(chǔ)課程，有了一定的地質(zhì)背景。“遙感地質(zhì)學(xué)”課程理論學(xué)習(xí)階段主要的內(nèi)容包括：

（1）遙感基本概念、技術(shù)系統(tǒng)、類型、特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì);

（2）遙感的物理基礎(chǔ)，如電磁波理論和地物波譜特征;

（3）遙感成像原理與遙感圖像特征;

（4）遙感數(shù)字圖像處理，包括軟件、處理內(nèi)容及過(guò)程。

理論學(xué)習(xí)階段，任課教師理論講授為主，采用演示教學(xué)、引導(dǎo)式教學(xué)和實(shí)際案例的方式進(jìn)行，另外，通過(guò)問(wèn)題和作業(yè)導(dǎo)向的學(xué)生自主學(xué)習(xí)為輔。在學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)上，主要以重要知識(shí)點(diǎn)考試的方式進(jìn)行，卷面成績(jī)100分，占課程總評(píng)權(quán)重30%。

（二）專題分析階段

在完成遙感基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，專題分析階段主要針對(duì)不同類型的地質(zhì)要素開(kāi)展學(xué)習(xí)，主要內(nèi)容包括：

（1）遙感地質(zhì)解譯標(biāo)志;

（2）地貌解譯與分析;

（3）巖性解譯與分析;

（4）構(gòu)造解譯與分析。

同時(shí)，也需歸納總結(jié)遙感地學(xué)分析方法，為后期的工作提供方法支撐。

專題分析階段，為了提高學(xué)生的自主能動(dòng)性，采用專題項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)策略與方法，任課教師把每個(gè)專題劃分為若干主題項(xiàng)目，將學(xué)生分組進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)。例如，可將巖性解譯與分析專題劃分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖巖性解譯與分析三個(gè)主題，按照“WHW”（即why，How，What）思路，講清楚為什么這么做，如何做，做出的結(jié)果。學(xué)生按組開(kāi)展文獻(xiàn)資料收集、閱讀和總結(jié)，最終完成主題綜述報(bào)告，這一系列的過(guò)程中，學(xué)生可以有效地鍛煉文獻(xiàn)查閱、分析總結(jié)、文檔撰寫和團(tuán)隊(duì)合作等方面的能力。在學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)上，主要以團(tuán)隊(duì)提交的綜述報(bào)告的質(zhì)量來(lái)評(píng)定，總分為100分，任課教師評(píng)定成績(jī)，占課程總評(píng)權(quán)重30%。

（三）綜合應(yīng)用階段

眾所周知，遙感地質(zhì)工作是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的行業(yè)，涉及資料收集、數(shù)據(jù)處理、各種地質(zhì)要素解譯、野外驗(yàn)證等內(nèi)容。學(xué)生在完成遙感基礎(chǔ)理論和專題分析，通過(guò)綜合應(yīng)用階段的實(shí)踐，可進(jìn)一步鞏固所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，并將其應(yīng)用到實(shí)際工作中。遙感地質(zhì)也屬工程教育范疇，在該階段，任課教師融合CDIO工程教育理念（Conceive-構(gòu)思，Design-設(shè)計(jì)，Implement-實(shí)現(xiàn)，Operate-運(yùn)行），在項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體方針的指導(dǎo)下，設(shè)定綜合應(yīng)用項(xiàng)目，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式方法來(lái)鍛煉學(xué)生的綜合能力。

在綜合應(yīng)用階段，具體實(shí)施過(guò)程為：

（1）構(gòu)思，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)地質(zhì)工作的需求，完成項(xiàng)目的構(gòu)思，主要是指項(xiàng)目的實(shí)施方案制定，例如“遙感技術(shù)在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用”;

（2）設(shè)計(jì)，教師引導(dǎo)，學(xué)生采用自主和小組合作的方式展開(kāi)討論，設(shè)計(jì)項(xiàng)目的技術(shù)路線;

（3）實(shí)現(xiàn)，根據(jù)制定的項(xiàng)目實(shí)施方案和技術(shù)路線，組內(nèi)學(xué)生按實(shí)際工作分工完成各任務(wù);

（4）運(yùn)行，在各項(xiàng)工作完成以后，項(xiàng)目的總結(jié)與考核，以組為單位進(jìn)行項(xiàng)目答辯，提交項(xiàng)目報(bào)告，在此過(guò)程中體會(huì)項(xiàng)目運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程，進(jìn)一步鞏固學(xué)生的工程實(shí)踐能力。在學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)上，最終通過(guò)小組的答辯表現(xiàn)和項(xiàng)目報(bào)告質(zhì)量來(lái)評(píng)定，總分為100分，教師和學(xué)生評(píng)定小組來(lái)確定成績(jī)，占課程總評(píng)權(quán)重40%。

四、總結(jié)與展望

“遙感地質(zhì)學(xué)”是一門理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的專業(yè)技術(shù)課程，面對(duì)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院所開(kāi)設(shè)“遙感地質(zhì)學(xué)”課程中的問(wèn)題，本文將課程體系和教學(xué)內(nèi)容劃分為理論學(xué)習(xí)、專題分析和綜合應(yīng)用三個(gè)階段：

（1）理論學(xué)習(xí)階段，主要以任課教師講授為主，課程評(píng)價(jià)以知識(shí)點(diǎn)考試為主;

（2）專題分析階段，以主題項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式來(lái)學(xué)習(xí)，課程評(píng)價(jià)以主題綜述報(bào)告為主;

（3）綜合應(yīng)用階段，在CDIO工程教育理念指導(dǎo)下，以綜合項(xiàng)目應(yīng)用為主線，讓學(xué)生親自參加項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行過(guò)程，完成項(xiàng)目報(bào)告和答辯。

本次對(duì)“遙感地質(zhì)學(xué)”課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革，將課程理論內(nèi)容與實(shí)踐融合成一個(gè)整體，讓學(xué)生切實(shí)體驗(yàn)“先學(xué)后做”“邊做邊學(xué)”和“以做促學(xué)”的學(xué)習(xí)過(guò)程，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，促使學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)和方法應(yīng)用起來(lái)，提高學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力、思考能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為將來(lái)成為一名高素質(zhì)地質(zhì)工程專業(yè)人才奠定一定的基礎(chǔ)。

作者簡(jiǎn)介：籍進(jìn)柱（1989— ），男，壯族，河北邯鄲人，博士，講師，研究方向：遙感地質(zhì)教學(xué)與科研。

*通訊作者：匡永生（1973— ），博士，副教授，研究方向：巖石、礦物、礦床學(xué)。