“遙感地質學”課程體系與教學內容改革研究

籍進柱　匡永生　高成　白建文

摘要：“遙感地質學”是一門理論和實踐緊密結合的專業技術課程。針對這一課程教學中存在的問題，本文將課程體系和教學內容劃分為理論學習、專題分析和綜合應用三個階段，分別采用理論教學、主題項目學習和融合CDIO工程教育理念的綜合項目應用的教學方法，課程評價包括理論考試、主題綜述報告、綜合項目報告和答辯。本次對“遙感地質學”課程體系與教學內容的改革，將課程理論內容與實踐融合成一個整體，讓學生體驗“先學后做”“邊做邊學”和“以做促學”的學習過程，將促使學生將所學的知識和方法應用起來，有助于培養學生的綜合能力，為培養高素質地質工程專業人才貢獻一定力量。

關鍵詞：遙感地質學;課程體系;教學內容;改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

一、緒論

內蒙古工業大學地質工程專業立足內蒙古豐富的資源環境，服務內蒙古資源與基礎建設，目標是使學生能夠系統掌握工程地質與資源勘探的基本理論、方法和技能，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的工程思維，使學生成為實踐能力和一定的創新能力的應用型人才。當前，遙感技術的快速發展，作為一種技術手段已深入應用到國家資源環境調查、重大自然災害監測、城市規劃與管理、海洋勘察、國家安全等方面。“遙感地質學”作為遙感與地學交叉學科，將遙感技術應用到地學領域，為傳統地質研究提供了新的思路和方法，通過學習這門課程，拓展了地質工程專業學生的知識范圍，同時也拓展了學生的就業方向。

二、“遙感地質學”課程現狀及問題

目前，內蒙古工業大學礦業學院開設的“遙感地質學”課程，是學生在學習“高等數學”“大學物理”“計算機基礎”“普通地質學”“地貌學與第四紀地質學”“構造地質學”等基本理論課的基礎上開設的一門專業技術課程，其目的是培養學生掌握遙感技術在地質領域的應用的理論知識和方法，培養學生具有運用遙感數據進行地質解譯的基本技能，熟悉遙感地質工作的基本程序和方法，能在區域地質調查、礦產普查等其他地質工作中運用遙感圖像進行地質解譯和地學分析。

（一）課程內容

遙感地質學課程的主要內容主要包括三大部分（見下表）：（1）遙感技術，主要介紹遙感的概述、遙感物理基礎、成像原理及圖像特征和遙感圖像處理;（2）遙感地質，主要介紹遙感地質解譯的方法及在地貌、巖性和構造中的應用;（3）工程應用，主要介紹遙感在實際地質工作中的應用。

（二）課程存在的問題

因“遙感地質學”課程的學科知識豐富，且主要是以理論講授為主，任課老師在上課時難度較大，學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。通過分析和總結先前教學的方式和內容，該課程存在的問題主要有以下三個方面：

（1）傳統的講授式教學，也就是知識點的灌輸，很容易陷入死記硬背的處境，導致學生缺乏實際應用的思考和實踐。所學基本知識和實際應用不能有效關聯起來，那么就無法培養學生應用知識解決實際問題的能力。

（2）教學過程中，學生普遍積極性不高，缺乏資料收集總結、文檔撰寫、團隊協作能力的培養。

（3）在課程學習評價方式比較單一，多采用“平時成績+期末成績”方式來確定總評結果，這種評價方式難以激發學生的學習熱情和主動性，同時也無法鍛煉學生的實踐能力，與現代工程教育的評價標準相差甚遠。

三、課程體系和教學內容改革“遙感地質學”是一門理論、專題和綜合應用緊密結合的專業課程，其課程內容豐富，知識面廣。本次課程體系和教學內容改革的目標是提高學生對課程學習的積極主動性，促使學生將所學的知識和方法應用起來，提高學生的實踐能動性和團隊合作意識。面對當前“遙感地質學”課程存在問題，結合課程特點，本次課程改革的思路是將“遙感地質學”課程體系劃分為三大部分：

（1）理論學習階段;

（2）專題分析階段;

（3）綜合應用階段。

每個階段的側重點不同，采用的教學策略與方法有一定差異，同時評價方式也不同（如左圖），構建了新的課程體系。

（一）理論學習階段

遙感地質是將遙感技術應用到地質領域，對于地質工程專業的學生來說，作為一門專業技術課，這門課的開設時間一般安排在大學三年級，此時該專業的學生基本完成了地質相關的基礎課程，有了一定的地質背景。“遙感地質學”課程理論學習階段主要的內容包括：

（1）遙感基本概念、技術系統、類型、特點和發展趨勢;

（2）遙感的物理基礎，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）遙感數字圖像處理，包括軟件、處理內容及過程。

理論學習階段，任課教師理論講授為主，采用演示教學、引導式教學和實際案例的方式進行，另外，通過問題和作業導向的學生自主學習為輔。在學習效果評價上，主要以重要知識點考試的方式進行，卷面成績100分，占課程總評權重30%。

（二）專題分析階段

在完成遙感基礎理論學習的基礎上，專題分析階段主要針對不同類型的地質要素開展學習，主要內容包括：

（1）遙感地質解譯標志;

（2）地貌解譯與分析;

（3）巖性解譯與分析;

（4）構造解譯與分析。

同時，也需歸納總結遙感地學分析方法，為后期的工作提供方法支撐。

專題分析階段，為了提高學生的自主能動性，采用專題項目驅動式教學策略與方法，任課教師把每個專題劃分為若干主題項目，將學生分組進行團隊協作學習。例如，可將巖性解譯與分析專題劃分為巖漿巖、沉積巖和變質巖巖性解譯與分析三個主題，按照“WHW”（即why，How，What）思路，講清楚為什么這么做，如何做，做出的結果。學生按組開展文獻資料收集、閱讀和總結，最終完成主題綜述報告，這一系列的過程中，學生可以有效地鍛煉文獻查閱、分析總結、文檔撰寫和團隊合作等方面的能力。在學習效果評價上，主要以團隊提交的綜述報告的質量來評定，總分為100分，任課教師評定成績，占課程總評權重30%。

（三）綜合應用階段

眾所周知，遙感地質工作是一項綜合性較強的行業，涉及資料收集、數據處理、各種地質要素解譯、野外驗證等內容。學生在完成遙感基礎理論和專題分析，通過綜合應用階段的實踐，可進一步鞏固所學基礎知識，并將其應用到實際工作中。遙感地質也屬工程教育范疇，在該階段，任課教師融合CDIO工程教育理念（Conceive-構思，Design-設計，Implement-實現，Operate-運行），在項目為主線、教師為引導、學生為主體方針的指導下，設定綜合應用項目，采用項目驅動式方法來鍛煉學生的綜合能力。

在綜合應用階段，具體實施過程為：

（1）構思，教師引導學生根據地質工作的需求，完成項目的構思，主要是指項目的實施方案制定，例如“遙感技術在地質調查中的應用”;

（2）設計，教師引導，學生采用自主和小組合作的方式展開討論，設計項目的技術路線;

（3）實現，根據制定的項目實施方案和技術路線，組內學生按實際工作分工完成各任務;

（4）運行，在各項工作完成以后，項目的總結與考核，以組為單位進行項目答辯，提交項目報告，在此過程中體會項目運行的整個過程，進一步鞏固學生的工程實踐能力。在學習效果評價上，最終通過小組的答辯表現和項目報告質量來評定，總分為100分，教師和學生評定小組來確定成績，占課程總評權重40%。

四、總結與展望

“遙感地質學”是一門理論和實踐緊密結合的專業技術課程，面對內蒙古工業大學礦業學院所開設“遙感地質學”課程中的問題，本文將課程體系和教學內容劃分為理論學習、專題分析和綜合應用三個階段：

（1）理論學習階段，主要以任課教師講授為主，課程評價以知識點考試為主;

（2）專題分析階段，以主題項目驅動式來學習，課程評價以主題綜述報告為主;

（3）綜合應用階段，在CDIO工程教育理念指導下，以綜合項目應用為主線，讓學生親自參加項目的構思、設計、實現和運行過程，完成項目報告和答辯。

本次對“遙感地質學”課程體系和教學內容的改革，將課程理論內容與實踐融合成一個整體，讓學生切實體驗“先學后做”“邊做邊學”和“以做促學”的學習過程，提高學生學習的主動性與積極性，促使學生將所學的知識和方法應用起來，提高學生的自學能力、實踐能力、思考能力和團隊協作能力，為將來成為一名高素質地質工程專業人才奠定一定的基礎。

作者簡介：籍進柱（1989— ），男，壯族，河北邯鄲人，博士，講師，研究方向：遙感地質教學與科研。

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