遥感类专业地质地貌学野外实习实践教学研究

肖启芝，郑贵洲，晁 怡，杨 乃，秦 昆

（1.中国地质大学（武汉）信息工程学院, 湖北 武汉 430074；2.武汉大学遥感信息工程学院, 湖北 武汉 430079）

地质地貌学是研究地球的物质组成、结构、产状、成因及其变化发展和地表的形态特征、成因、分布和发育规律的一门综合学科[1]。地质地貌学野外实习实践教学的目的包括：培养学生运用基本理论和技术方法进行地质地貌综合分析和解决问题的能力；培养学生掌握野外地质地貌调查和研究的基本方法；培养和训练学生采集、分析、处理各类地质地貌信息的能力，为新型现代地球科学人才和卓越工程师的培养奠定基础。通过野外地质地貌路线中的观察、分析和描述，将遥感和地理信息技术引入实践教学，开阔学生的视野，培养学生的科学前沿意识和创新能力。本文结合中国地质大学（武汉）信息工程学院遥感类专业地质地貌野外实习实践教学的体会，借鉴相关院校的经验，以湖北省三峡秭归地区野外实习实践基地为例，分析了服务于遥感类专业的地质地貌野外实习实践教学中的问题，提出了相应对策，并提出了野外实习基地建设的策略和思路。

1 地质地貌学野外实习实践教学中的问题分析

1）师资力量薄弱，教学团队难以保证。师资问题是野外实习实践教学中普遍存在的问题，具体体现在以下方面：①遥感类专业（遥感科学与技术、地理信息科学、地理空间信息工程）一般是在信息工程类学院开设，例如武汉大学遥感信息工程学院、中国地质大学（武汉）信息工程学院、南京信息工程大学遥感与测绘工程学院等，这些学院的师资以遥感、测绘、地理信息工程、计算机等专业为主，缺乏科班出身的地质地貌学方面的师资；②高校的招生规模扩大，学生人数增加，而具有野外实习教学经验的老师的增加量不够，供需不平衡[2]；③野外教学团队不能保持稳定性和持续性，带队老师每年都有较大变化，不利于教学质量的提升；④高校教师偏重科研和学术论文，对野外实习教学的重视程度不够，导致一些老师不愿意在野外实践教学上花太多时间。

2）教学方法单一，实习路线屡遭破坏。在野外实习实践教学中，采用的教学模式大多是教学团队制定几条实习路线，每条路线有多个观察点。指导老师带领学生到达观察点，首先引导学生观察地质现象以及地貌形态，再讲解这些现象以及形态的成因，学生听记笔记，回忆课堂上的理论知识，最后学生自己去观察，完成路线观察后整理野外实习簿。在整个过程中，主体依然是老师，学生只是参与了一定的实践活动，学生处于被动接受知识的状态。教学方法单一不利于发挥学生的积极主动性，抑制了学生的创新思维，削弱了对学生实践能力、创新能力和解决问题能力的培养和训练。

由于实习区制定的路线大都是具有出露良好、现象明显、利于观察地质地貌现象的路线。这样的路线非常容易遭到破坏的，具体原因包括：①当地修路开山采石的影响；②自然灾害的影响；③实习学生采集标本不经意的破坏。经常出现今年选好的路线下一年就废了，下一年需要化大量时间重新寻找新的路线，这对于备课老师是一个不小的挑战。

3）成绩评定模式不完善，难以激起学生的兴趣。野外实习成绩的有效评定是提高学生实习积极性和主动性的有效手段。传统的评定方法简单，大多根据野外记录情况和最终的实习报告来进行评定，这样导致一些没有认真观察和记录的学生也一样可以取得好的成绩。整个评价流于形式，实习成绩很难拉开档次。事实上，影响学生野外实习成绩的因素应该是多方面的，比如团队合作情况、创新思维以及解决问题的情况等，仅仅通过评定实习报告这一项内容很难激起学生对野外实习的兴趣。

2 实践教学的应对措施和改革途径

为适应素质教育和创新教育的新形势，针对地质地貌学野外实习实践教学中出现的问题，结合15 a负责组织中国地质大学（武汉）信息工程学院遥感类专业学生的地质地貌学实习实践的感受和体会，从实习的组织与管理、教学模式的改革措施等方面，探讨地质地貌学野外实习实践教学的改革方式。

2.1 野外实习的组织与管理

地质地貌学的野外实习实践教学是一项大工程，从教学计划的安排、实习的具体组织，到实习过程的管理和监控，以及实习过程中的安全问题等，都需要进行周密部署，只有这样才能为整个实习的顺利完成奠定坚实的基础。具体措施包括：①组织参与地质地貌学野外实习实践的授课教师认真学习学校和学院关于野外实习实践的文件，并严格贯彻执行；②在学工组的统一安排下，出发前对全体学生进行实习动员，由带队老师宣讲安全管理条例、实习区基本情况等。学工组负责人着重讲解实习注意事项，与每个学生签订责任任务书；③各实习班级统一行动。

针对师资力量问题，提出如下解决方式：①固定教学团队的总人数，每年不超过两个新教师，新教师上岗需考核以确保教学质量；②确保每个专业至少有一名教师是具有3 a以上野外实习实践教学经验的教师，老教师带动新教师以维持团队的稳定性和连续性。

2.2 教学模式的改革措施探讨

2.2.1 教学路线和教学内容的改革

根据野外实习实践教学的“实践性”和“创新性”的指导思想，结合我院历年来地质地貌野外实习的改革变化，并针对遥感类专业的老师和学生特点，形成了比较完善的教学路线和内容，既实现了野外教学是课堂理论知识的拓展和深化，又完成了训练学生各方面能力的任务。在积累多年实习经验的基础上，参考其他院校的经验，设计了如表1所示的湖北省秭归地区实习基地的实习路线及知识点要求[3-5]：

表1 实习基地湖北省秭归地区的实习路线及知识点

为了防止由于实习路线的破坏而影响教学，每年任课老师都提前一周到实习区进行备课，确定多条备选路线，保证教学质量和效果。

2.2.2 教学方式方法的改革

针对遥感类专业的师资和学生的特点，对地质地貌学野外实习实践的教学方法进行了教学改革的探索。

1）教师和学生的主体地位互换：老师的作用是主导，而不再是主体。每个观察点首先由老师布置观察任务和内容，学生先自行观察，结合书本的理论知识和实际现象，分析原因、提出问题，然后老师抽查学生的观察情况、解答疑问、归纳总结。整个过程充分调动学生的主观能动性，激起学生学习的兴趣和乐趣。

2）专业导向，大组实习：地质地貌学是专业基础课，不同专业的实习目的不完全一样，加入专业导向，往往事半功倍。在实习实践教学过程中以一个专业为实习大组，每个组根据该专业的特点增减观察点的相关内容。例如，对于遥感科学与技术专业的学生，要求学生在实习过程中充分利用实习区域的遥感影像图，要求老师在授课过程中结合专业特点进行教授。例如，在三大岩石观察点的实习中可加入各类岩石在遥感图像中的特点进行讲授；构造部分可结合遥感找矿等相关内容讲授；地质灾害可加入遥感监测作用的介绍；在不同地貌类型的观察点分析其在遥感图像上的特点以及遥感的作用等。这样既能对地质地貌学理论知识进行深化，又可以与遥感科学与技术专业的特点结合起来，从而提升了学生的学习兴趣，提高了实习效果。

3）大组分小组，引入竞争机制：一个大组人数过多，集中授课效果不理想，总会有一些学生出现偷懒、得过且过、自由散漫等现象。把大组分成几个小组（5～8人一个小组），一个观察点的多个观察任务和内容，以小组为单位轮流错开观察，既避免拥挤观察不仔细的情况，又让授课老师深入了解小组各学生的表现。每个小组根据所有成员表现有一个基准总分，这样小组之间相互竞争，每个小组爱学习的、不愿落后于其他组的同学就会自主督促其他同学，督促小组成员共同做好实习实践以提升本小组的总基准分。

2.2.3 新技术的应用

野外实习实践教学离不开新的技术和手段，湖北省三峡秭归实习基地在这方面的优势非常突出，具体包括：在大多数观察点都已设置了实习内容说明的指示牌，产学研基地下一步将加入扫码了解每个观察点的主要内容的功能；秭归产学研基地的网站内容丰富多彩；南华讲坛主题讲座包罗万象；基地内标本陈列馆和数字标本库正在进一步建设完善。针对我们信息工程学院的技术优势和特点，野外实践教学可充分运用“3S”技术（地理信息系统GIS、遥感RS和全球导航卫星系统GNSS），在实习实践过程中充分利用GNSS定位仪、遥感光谱仪等仪器设备，将遥感影像处理和地形图分析等遥感与地理信息新技术不断地引入实习实践环节[6,7]。例如，杨乃老师带领学生开发的秭归实习APP小助手非常实用有趣。通过这些形式多样的实习实践手段，让学生不仅对这门课有深刻的理解，也让学生对专业有了更深入的了解。

2.2.4 成绩评定方法的优化

野外实习成绩不仅依据实习报告的优劣，还要从多方面进行评定，拉开学生之间的实习成绩差距，最终的成绩应切实反映学生的实际表现和实际能力。采取了以下成绩评定的优化措施：①实习过程管理：包括出勤率、实习态度和表现、野外实习簿记录抽查、仪器使用能力、获取信息和处理能力、知识应用能力等，从多方面对学生进行评定打分，占总分比例的35%；②成果评价：包括实习报告、野外实习簿文字图表、实测剖面表以及相关图件，对每个学生进行综合评分，占总分比例的60%；③各种活动表现：如班级篮球赛，适当的集体活动既可调节枯燥的实习生活，又可让班集体以及团体产生凝聚力，培养学生的协同协作精神，占总分比例5%。最终成绩由各个小组的总分基准的40%和个人总成绩的60%加权获得[7]。这样的评价体系能有效提升学生的学习兴趣，拉开学生成绩评定的差距，可以全面考核学生各个方面的表现。

3 三峡秭归地质地貌学野外实习基地建设的思考

中国地质大学（武汉）三峡秭归产学研基地坐落于秭归县城西北缘，距三峡大坝水平距离约2 km。秭归实习基地无论从占地面积、建设规模，还是教学与科研仪器与设备方面，均名列我国高等院校野外实践教学基地之前茅。2006年6月，秭归实习基地开始开展野外实习实践教学，我院于2007年8月开始在该实习基地进行地质地貌野外实践教学（之前是在湖北省黄石实习基地进行实习）。

三峡秭归实习区位于湖北省西部长江三峡的西陵峡两岸及邻区，属于长江上游下段的三峡河谷地带，山脉走向为北东-南西向或北西-南东向，是我国地势二级阶梯大巴山系之东端，为燕山运动所形成。实习区的地质历史悠久，黄陵穹窿核部前南华纪经历了多期复杂俯冲增生碰撞造山地质构造演化过程，新元古代晚期的造山运动（晋宁构造运动）奠定了扬子克拉通基底基本轮廓，之后形成了一套稳定的海相沉积盖层，晚中生代开始进入陆相沉积构造演化阶段。这一独特的地质构造造就了前南华纪变质基底、新元古代黄陵花岗杂岩和南华纪以来沉积地层的连续良好出露，其珍藏保留了整个华南地区最古老的早前寒武纪基底岩石、距今7亿年左右“雪球地球事件”的古老冰川沉积，以及南华纪以来连续的沉积地层，这在国际地质学领域也都十分罕见[3]。

整个实习区的地质现象典型，三大岩石、地层和构造出露良好、清晰可辨；重力地貌、河流地貌以及岩溶地貌等地貌类型分布广泛，自然灾害如滑坡、泥石流、洪涝以及水土流失等现象明显；矿产资源丰富，已发现的矿产中，磷、煤、重晶石、铁、金等极具工业价值和远景。除此之外，秭归实习区也是伟大诗人屈原的故乡和著名的“中国脐橙之乡”，旅游资源极具优势，既有举世闻名的三峡大坝工程，又有丰富的人文景观和自然景观[3]。

结合笔者所在学院的遥感类专业的特点，提出了实习基地建设的如下建议和改革方案[7,9]：①充分利用遥感技术，在出发前制定实习路线时，充分利用遥感影像，辅助实习路线的制定和规划，利用时序遥感影像分析技术，及时对实习路线进行调整；②充分利用地理信息系统技术，将实习资料、实习成果等构建成数据库进行保存，并及时更新；③充分利用全球导航卫星定位GNSS技术，对实习路线中的标志性定位点进行定位；④利用移动GIS技术，开发学生的实习轨迹跟踪系统，及时了解学生的实习路线和动态，对学生进行实习路线的指导，并进行安全管理。

4 结 语

以15 a组织地质地貌学野外实习实践的感受和体会，对面向遥感类专业的地质地貌实习实践教学模式改革方案进行了研究和探讨，提出了一些实习实践基地建设的策略和思考。在实际应用中，还需要不断改进、调整，需要更深入地结合遥感类专业的特点，针对遥感类专业的师资特点，并结合90后、00后学生的特点，不断优化和改良地质地貌学的野外实习实践模式和方法，从而为社会更好地培养遥感类专业人才。