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数字地质填图教学建设研究

摘要:目前,国内区域地质调查工作的开展大多基于数字地质填图系统。大学是培养地质人才的基地,在地质填图方面的教学势必需要做出相应的转变。本文以西南石油大学地质学专业数字地质填图实习为例,从课程设置与组织形式、实施过程(阶段)、考评机制、课程教学效果4个方面总结了数字地质填图建设情况,并结合作者的野外教学经验对该实习课程的进一步建设与完善作出研究与探讨,以期对其他院校相关教学提供参考。

关键词:重庆北碚;数字地质填图;课程建设;地质学专业

目前,大多科研院校地质类专业学生开设的地质填图实习还是以传统地质填图手段为主,传统地质填图大量的野外数据信息都以纸质笔记本记录的形式存在,给数据管理和共享带来了很大困难,在某种程度上制约了数据资源效益的充分发挥和新形势下社会基础性大数据的共享,给社会经济发展带来了一定的负面影响。

一、北碚实习基地概况

重庆北碚天府实习基地位于重庆市北碚区天府镇及周边地区,距北碚东北方向8km处,填图区面积约167km2,地理坐标约为东经106°26′15″—106°33′45″,北纬29°47′30″—29°55′0″。实习区位于上扬子板块川东褶皱带内。

二、课程建设与发展

1.课程设置与组织,为了满足数字地质填图的硬件需求,学院划拨专项经费用于购买计算机和掌上机(品牌和型号:中海达Qmini工业级移动GIS产品)。学生按照每组5—6人进行分组,每组配备一台掌上机和一台笔记本,实习过程中要求每位同学自带笔记本电脑。数字地质填图的地形底图为1∶2.5万地形图,是根据该区域1∶5万地形图采用Mapgis软件工程裁剪与放大制作而成,填图面积达167km2。同时,实习团队编写了相应的实习指导书(《重庆北碚数字地质填图实习指导书》)。2.实施过程(阶段),根据实习目的和要求,我们将数字地质填图实习分为实习前室内培训、野外实践和室内资料整理三个阶段。(1)实习前室内培训,实习前室内培训的目的在于介绍数字填图软件构建的基本思路、主要功能、操作及掌上机(野外数据采集工具)的操作。该阶段时间大约一周。(2)野外实践,野外实践部分是整个数字地质填图最重要的部分。传统地质填图野外实践一般包括路线地质、实测剖面、独立填图等部分[4]。但数字填图实习需要培养学生应用新技术实现传统地质填图任务。因此,新技术应用的教学内容在教学顺序和教学时间的安排上是数字地质填图实习必须重点考虑的问题之一。具体教学计划安排如下。第一阶段:路线地质。第一阶段由实习教师带领各组学生进行野外路线踏勘,一般选择5—7条最典型的剖面。首先,选择2条地层出露全面、地质现象丰富、明显的剖面进行传统地质填图的训练。通过2条剖面的训练,使学生基本掌握路线地质工作开展必须掌握的基本理论、基本方法和基本技能。其次,剩下的数条剖面,继续由实习教师带队,变化是每个组每天安排一位组员开展掌上机野外数据采集训练,即利用数字地质填图RGMap软件进行野外数据的采集工作。该项工作的重点是使学生理解RGMap软件在实现野外数据采集过程中的构建思维,即理解数字填图技术中PRB数据模型(P-Point代表地质点,R-Routing代表分段路线,B-Boundary代表点和点间路线)和实际地质填图的对应关系。第二阶段:实测剖面。由于实测剖面掌上机野外采集数据的操作部分过程相对烦琐,所以在进行实测剖面之前有必要对该部分内容进行室内强化训练。具体做法是虚拟一条实测剖面,指导教师讲完完整操作过程后,每位同学单独操作一遍,遇到错误纠正错误,务必使每位学生都比较熟练这部分内容的掌机操作。野外实测剖面时,实测剖面换导线时,更换掌上机操作的同学,其他同学仍按照传统实测剖面分工开展工作。一般情况下,每位同学至少有三次机会实际操作掌上机进行数据采集。第三阶段:学生独立填图阶段。该阶段要求学生独立完成5—6条野外路线剖面。同样是每条剖面安排一位同学利用掌上机进行野外数据的采集工作,其他同学按照传统地质填图方法开展工作。(3)室内资料整理及存档,室内资料整理阶段是对野外观测和收集的资料、室内分析鉴定结果以及前人研究成果的系统整理和分析,认识填图区及区域地质客观规律,使学生的感性认识上升到理性认识,最终提交文字报告和相关图件。在完成实测剖面野外工作后,会预留2—3天时间用于实测剖面资料整理和图件绘制工作。为了让每位同学都熟练掌握实测剖面的完整过程,该部分要求每位同学同时完成手绘图件和计算机制图。3.考评机制。科学的考评机制不仅要体现出学生综合能力的高低,更为重要的是能够激发学生产生学习的动力[6]。为了达到这个目的,我们采取的做法是细化和量化成绩的占比,即实习成绩=野外表现平均×30%+野外记录簿(+手标本考试)×20%+实习报告×30%+科学问题汇报20%的方式进行考核。细化和量化具体体现为:(1)野外表现以动手能力、分析能力、记录情况三方面进行评价。每个学生每次表现都会记录在打印好的成绩记录表中;(2)为了公平起见和相互学习,野外记录本采用学生互相打分和老师打分相结合方式进行;(3)老师列出10个左右与实习内容相关的科学问题,各小组自由选择一个科学问题进行答辩汇报,最终成绩为各指导教师给出成绩的平均值。

三、课程教学效果

尽管数字地质填图的教学效果不易衡量,但是从毕业生反馈和调研的情况来看,开展数字地质填图教学是必要且具有成效的,具体体现在:(1)工作上手快。由于我们的数字地质填图教学内容相对较系统,教学内容与实际填图工作要求大体一致,因此,毕业生到单位后可以不经过培训就可以直接参加填图工作,个别同学甚至直接作为数字填图的负责人。(2)为单位节约培训费用。通过对部分用人单位的调研情况来看,为了适应数字地质填图工作,单位每年都会花费一定费用用于该方面的培训工作。原因在于目前大多数高校在数字地质填图方面的教学开展和改革大多是没有落地的,或者只是简单对数字地质填图进行介绍而已。此外,全国地质技能大赛第一部分的竞赛内容为“地质技能综合应用”。该部分要求参赛队伍根据组委会提供的相关地质资料、图件、设备及软件,提交解决相关问题的结果并按规范完成相应图件制作,实际上就是数字地质填图的一部分操作。西南石油大学在第四届全国地质技能大赛中的全国54所参赛高校中位列第三(仅次于中国地质大学武汉和吉林大学)、在石油类高校中成绩位列第一,获团体总分二等奖。这种成绩的取得与地质学专业学生在竞赛前既已完成数字地质填图的训练是分不开的。

参考文献:

[1]向中林,司荣军,王润怀,等.数字化填图技术在野外地质实习中的应用[J].中国地质教育,2011,20(4):39-43.

[2]于庆文,李超岭,张克信,等.数字地质填图研究现状与发展趋势[J].地球科学-中国地质大学学报,2003,28(4):370-376.

[3]贺振.区域地质调查填图实习辅助系统的研究与实现[D].西北大学,2006.

作者:方 乙 王挽琼 朱玉娣 单位:西南石油大学地球科学与技术学院

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