數字地質填圖教學建設研究

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摘要：目前，國內區域地質調查工作的開展大多基于數字地質填圖系統。大學是培養地質人才的基地，在地質填圖方面的教學勢必需要做出相應的轉變。本文以西南石油大學地質學專業數字地質填圖實習為例，從課程設置與組織形式、實施過程（階段）、考評機制、課程教學效果4個方面總結了數字地質填圖建設情況，并結合作者的野外教學經驗對該實習課程的進一步建設與完善作出研究與探討，以期對其他院校相關教學提供參考。

關鍵詞：重慶北碚；數字地質填圖；課程建設；地質學專業

目前，大多科研院校地質類專業學生開設的地質填圖實習還是以傳統地質填圖手段為主，傳統地質填圖大量的野外數據信息都以紙質筆記本記錄的形式存在，給數據管理和共享帶來了很大困難，在某種程度上制約了數據資源效益的充分發揮和新形勢下社會基礎性大數據的共享，給社會經濟發展帶來了一定的負面影響。

一、北碚實習基地概況

重慶北碚天府實習基地位于重慶市北碚區天府鎮及周邊地區，距北碚東北方向8km處，填圖區面積約167km2，地理坐標約為東經106°26′15″—106°33′45″，北緯29°47′30″—29°55′0″。實習區位于上揚子板塊川東褶皺帶內。

二、課程建設與發展

1.課程設置與組織，為了滿足數字地質填圖的硬件需求，學院劃撥專項經費用于購買計算機和掌上機（品牌和型號：中海達Qmini工業級移動GIS產品）。學生按照每組5—6人進行分組，每組配備一臺掌上機和一臺筆記本，實習過程中要求每位同學自帶筆記本電腦。數字地質填圖的地形底圖為1∶2.5萬地形圖，是根據該區域1∶5萬地形圖采用Mapgis軟件工程裁剪與放大制作而成，填圖面積達167km2。同時，實習團隊編寫了相應的實習指導書（《重慶北碚數字地質填圖實習指導書》）。2.實施過程（階段），根據實習目的和要求，我們將數字地質填圖實習分為實習前室內培訓、野外實踐和室內資料整理三個階段。（1）實習前室內培訓，實習前室內培訓的目的在于介紹數字填圖軟件構建的基本思路、主要功能、操作及掌上機（野外數據采集工具）的操作。該階段時間大約一周。（2）野外實踐，野外實踐部分是整個數字地質填圖最重要的部分。傳統地質填圖野外實踐一般包括路線地質、實測剖面、獨立填圖等部分[4]。但數字填圖實習需要培養學生應用新技術實現傳統地質填圖任務。因此，新技術應用的教學內容在教學順序和教學時間的安排上是數字地質填圖實習必須重點考慮的問題之一。具體教學計劃安排如下。第一階段：路線地質。第一階段由實習教師帶領各組學生進行野外路線踏勘，一般選擇5—7條最典型的剖面。首先，選擇2條地層出露全面、地質現象豐富、明顯的剖面進行傳統地質填圖的訓練。通過2條剖面的訓練，使學生基本掌握路線地質工作開展必須掌握的基本理論、基本方法和基本技能。其次，剩下的數條剖面，繼續由實習教師帶隊，變化是每個組每天安排一位組員開展掌上機野外數據采集訓練，即利用數字地質填圖RGMap軟件進行野外數據的采集工作。該項工作的重點是使學生理解RGMap軟件在實現野外數據采集過程中的構建思維，即理解數字填圖技術中PRB數據模型（P-Point代表地質點，R-Routing代表分段路線，B-Boundary代表點和點間路線）和實際地質填圖的對應關系。第二階段：實測剖面。由于實測剖面掌上機野外采集數據的操作部分過程相對煩瑣，所以在進行實測剖面之前有必要對該部分內容進行室內強化訓練。具體做法是虛擬一條實測剖面，指導教師講完完整操作過程后，每位同學單獨操作一遍，遇到錯誤糾正錯誤，務必使每位學生都比較熟練這部分內容的掌機操作。野外實測剖面時，實測剖面換導線時，更換掌上機操作的同學，其他同學仍按照傳統實測剖面分工開展工作。一般情況下，每位同學至少有三次機會實際操作掌上機進行數據采集。第三階段：學生獨立填圖階段。該階段要求學生獨立完成5—6條野外路線剖面。同樣是每條剖面安排一位同學利用掌上機進行野外數據的采集工作，其他同學按照傳統地質填圖方法開展工作。（3）室內資料整理及存檔，室內資料整理階段是對野外觀測和收集的資料、室內分析鑒定結果以及前人研究成果的系統整理和分析，認識填圖區及區域地質客觀規律，使學生的感性認識上升到理性認識，最終提交文字報告和相關圖件。在完成實測剖面野外工作后，會預留2—3天時間用于實測剖面資料整理和圖件繪制工作。為了讓每位同學都熟練掌握實測剖面的完整過程，該部分要求每位同學同時完成手繪圖件和計算機制圖。3.考評機制。科學的考評機制不僅要體現出學生綜合能力的高低，更為重要的是能夠激發學生產生學習的動力[6]。為了達到這個目的，我們采取的做法是細化和量化成績的占比，即實習成績=野外表現平均×30％＋野外記錄簿（+手標本考試）×20％＋實習報告×30％+科學問題匯報20%的方式進行考核。細化和量化具體體現為：（1）野外表現以動手能力、分析能力、記錄情況三方面進行評價。每個學生每次表現都會記錄在打印好的成績記錄表中；（2）為了公平起見和相互學習，野外記錄本采用學生互相打分和老師打分相結合方式進行；（3）老師列出10個左右與實習內容相關的科學問題，各小組自由選擇一個科學問題進行答辯匯報，最終成績為各指導教師給出成績的平均值。

三、課程教學效果

盡管數字地質填圖的教學效果不易衡量，但是從畢業生反饋和調研的情況來看，開展數字地質填圖教學是必要且具有成效的，具體體現在：（1）工作上手快。由于我們的數字地質填圖教學內容相對較系統，教學內容與實際填圖工作要求大體一致，因此，畢業生到單位后可以不經過培訓就可以直接參加填圖工作，個別同學甚至直接作為數字填圖的負責人。（2）為單位節約培訓費用。通過對部分用人單位的調研情況來看，為了適應數字地質填圖工作，單位每年都會花費一定費用用于該方面的培訓工作。原因在于目前大多數高校在數字地質填圖方面的教學開展和改革大多是沒有落地的，或者只是簡單對數字地質填圖進行介紹而已。此外，全國地質技能大賽第一部分的競賽內容為“地質技能綜合應用”。該部分要求參賽隊伍根據組委會提供的相關地質資料、圖件、設備及軟件，提交解決相關問題的結果并按規范完成相應圖件制作，實際上就是數字地質填圖的一部分操作。西南石油大學在第四屆全國地質技能大賽中的全國54所參賽高校中位列第三（僅次于中國地質大學武漢和吉林大學）、在石油類高校中成績位列第一，獲團體總分二等獎。這種成績的取得與地質學專業學生在競賽前既已完成數字地質填圖的訓練是分不開的。

參考文獻：

[1]向中林,司榮軍,王潤懷,等.數字化填圖技術在野外地質實習中的應用[J].中國地質教育,2011,20(4):39-43.

[2]于慶文,李超嶺,張克信,等.數字地質填圖研究現狀與發展趨勢[J].地球科學-中國地質大學學報,2003,28(4):370-376.

[3]賀振.區域地質調查填圖實習輔助系統的研究與實現[D].西北大學,2006.

作者:方 乙 王挽瓊 朱玉娣 單位:西南石油大學地球科學與技術學院