數字地質調查教學體系的建設與完善

徐先兵，葛夢春，袁晏明，章澤軍

中國地質大學（武漢）地球科學學院，湖北 武漢 430074

數字地質調查是在區域地質礦產調查、區域地球物理和地球化學調查以及地質勘探等全過程中實現數字化信息采集、處理以及儲存。中國地質調查局在1999年執行國家重大專項“新一輪國土資源大調查”時開始啟動數字地質調查[1]，并于2004年開始向全國推廣[2-3]。作為中國地質人才培養的搖籃，中國地質大學（武漢）已為數字地質調查建設了“課堂教學—基地實踐教學—數字地質調查項目生產實習”的教學和實踐體系。實踐教學是保證地學教育質量的關鍵，是地學人才培養的重要環節[4]。對于數字地質調查的實踐教學，前人已經進行了熱烈的討論[3,5-10]，而對于數字地質調查的課堂教學和相關生產實習，前人研究較少。筆者承擔了數字區域地質調查的室內教學和周口店野外實踐教學工作，并在負責的數字地質調查項目中指導大四本科生進行生產實習。結合室內教學、實踐教學以及指導生產實習的情況，筆者認為完善的“課堂教學—基地實踐教學—數字地質調查項目生產實習”教學體系是培養優秀地質調查人才的基礎。

一、學科特色

作為傳統的地礦類院校，中國地質大學（武漢）承擔著高水平數字地質礦產調查人才的培養。為了滿足新一輪國土資源大調查的需要，我校于2008年開始招收地質學（地質調查）和資源勘查工程（礦產調查與開發）專業本科生，進行專業的地質礦產調查人才培養，實行工科培養模式，直接面向行業單位，使畢業生能成為科研機構、地勘部門從事區域地質調查的專門人才，適應21世紀地球科學發展和國家在資源、環境、災害、國土規劃以及國民經濟其他相關領域對地質學人才的需要。

通過4年的課堂教學、暑期基地實踐教學以及數字地質調查項目的生產實習，該專業畢業生具備地質學基礎理論、數理基礎、計算機與外語實用技能及科學素養和創新意識，具有艱苦樸素、求真務實的工作精神，熟悉數字區域地質調查流程和工作方法，具有豐富的實踐工作經驗，能獨立開展地質調查工作。

二、數字地質調查專業本科生培養方案

在保證通識教育和地質專業基礎課學習的基礎之上，加重了數字區域地質調查課堂教學、基地實踐教學以及數字地質調查項目生產實習的比例。學校開設了“區域地質調查新技術與新方法”和“數字地質調查”課程，且在周口店教學實習中把數字地質調查貫穿于實踐教學始末，另外保證地質學（地質調查）專業本科生跟隨數字地質調查項目進行為期5個月的生產實習。

三、數字地質調查的流程

傳統地質調查一般遵循立項論證、資料收集與組隊、野外踏勘、設計編寫、野外調查、圖件編制、資料整理、野外驗收、編寫報告、成果驗收以及資料歸檔等程序。數字地質調查與傳統地質調查流程基本一致，其不同在于增加了地形圖數字化和數據庫建設，并利用RGMap系統和DGSInfo桌面系統進行野外數據采集、資料整理、圖件編制以及數據庫建設（圖1）。

圖1 數字地質調查流程圖

四、數字地質調查的軟硬件設備

數字地質調查是一項多學科高度綜合的調查研究工作，其特性要求工作人員具有扎實的地學基礎知識與良好的計算機操作能力。硬件設備包括傳統的“老三件”（地質錘、羅盤、放大鏡），并增加了“新三件”（掌上機、筆記本電腦以及數碼相機）等便攜式數字化采集和處理設備。另外，數字化采集和處理過程要求工作人員具有熟練的計算機操作能力，會使用MapGIS軟件、RGMap野外數字填圖軟件以及DGSInfo數字地質調查綜合信息平臺軟件（圖2）。

圖2 數字地質調查軟硬件設備

五、數字地質調查教學體系建設

數字地質調查是古老而年輕的專業。古老是指現代地質學自從文藝復興時期形成以來，地質調查就開始形成和發展。年輕是指數字地質調查開始于20世紀80代末，目前尚不完善和成熟[1]。我國數字地質調查啟動于1999年，于2004年開始向全國推廣。2000年夏我校研制了“計算機輔助區域地質填圖實習系統”并在周口店進行數字填圖的實踐教學[5]，其后編寫了相關指導教材[11]并于2005年開設了相關課程“區域地質調查新技術與新方法”。于2011年開始安排首屆地質學（地質調查）專業大四本科生進入數字地質調查項目進行生產實習。目前，學校已建設成“課堂教學—周口店基地實踐教學—數字地質調查項目生產實習”教學和實踐體系。筆者通過承擔的數字地質調查課堂教學、周口店基地實踐教學以及負責的數字地質調查項目指導的大四本科生生產實習的情況，提出以下問題和建議。

1.數字地質調查課堂教學體系尚不完善

數字地質調查不僅需要掌握傳統地質調查的流程和操作，還需要精通MapGIS、RGMap以及DGSInfo等數字化采集和操作軟件。因此，課堂教學需要滿足“地質調查理論與方法”的教學和“數字地質調查相關軟件操作”的教學與實踐。目前相關課程學時較短，且軟件實踐教學為大班教學，教學質量有待提高。為了滿足教學的需要，“地質調查理論與方法”和“數字地質調查相關軟件操作”應獨立開課，且軟件操作實踐教學需要在信息化教室進行小班教學，保證學生掌握理論知識的同時，熟悉數字地質調查相關軟件的操作。

2.周口店數字地質調查實踐教學指導教師不足

周口店地區具有豐富的地質教學資源，是國家級實驗教學示范中心。其依托于周口店地區巖石、地層、構造等經典地質露頭，將室內地學教學向野外拓展，完成由室內理論教學到野外實踐環節的認識與轉變。這一實踐過程包括野外地質現象的識別、地質時間、空間思維與野外基本工作方法、基本技能的訓練[12-13]。周口店地區典型路線地質分界點較多，露頭較好，便于學生觀察和記錄。另外，周口店基地目前擁有上百套“掌上機+數碼相機+筆記本電腦”設備，可以滿足數字地質調查實踐教學的需要。由于教師承擔了繁重的課堂教學和科研任務，開展過并精通數字地質調查的教師相對不足。另外，暑期還是承擔數字地質調查項目的高校教師開展工作的黃金時段。因此，周口店實踐基地能獨立帶領并指導學生開展數字地質調查的教師有限。自2012年起基地為每名教師配備一名精通數字地質調查的研究生助教，這是一個不錯的嘗試。另外，可以嘗試精選幾條典型路線進行數字地質調查實踐教學，如“太平山南坡地層觀察路線”、“黃院東山梁地層觀察路線”、“房山巖體觀察路線”、“官地-樣式溝變質巖觀察路線”以及“黃山店斷裂-褶皺綜合觀察路線”。

3.數字地質調查生產實習需加強監管和指導

為了使地質學（地質調查）專業本科畢業生能熟練掌握并獨立開展數字地質調查工作，我校安排大四本科生參與到數字區域調查項目開展生產實習。目前，學校根據實際情況并加強與地質行業單位的聯系，于2011年夏開始選派一部分大四本科生去行業單位進行生產實習，并為其在行業單位指定指導教師；一部分留在本校地質調查研究院跟隨教師進行生產實習。經過2年的實踐與摸索，發現部分學生數字地質調查實踐時間較短，遠遠少于學校規定的5個月；部分學生從事單一機械性工作，沒有進行數字地質調查全過程的實踐；另外，由于地質資料的保密性，在行業單位實習的學生無法帶回相關資料進行本科畢業論文撰寫。為了解決上述問題，學院需要加強監管與指導，落實學生實習內容與時間，協商畢業論文解決之方案。

六、結語

數字地質調查是一門綜合性和實踐性較強的學科，不僅需要進行課堂地質調查理論與方法的教學和數字軟件操作教學和實踐操作，還需要在基地進行數字地質調查實踐教學，并在數字地質調查項目進行生產實習。完善的“課堂教學—基地實踐教學—數字地質調查項目生產實習”教學體系是培養優秀數字地質調查人才的基礎。

[1]李超嶺，于慶文.數字區域地質調查基本理論與技術方法[M].北京：地質出版社，2003.

[2]李超嶺.數字地質調查系統操作指南[M].北京：地質出版社，2011.

[3]張寶一，劉興權，彭限定，等.面向地學學科的數字填圖實踐教學探索[J].中國地質教育，2012，(1)：132-137.

[4]陳駿，胡文，李成.地質學實踐教學現狀分析與對策[J].中國地質教育，2007，(1)：133-139.

[5]劉剛，汪新慶，趙溫霞，等.計算機輔助區域地質填圖實習系統的研制與基地班野外實踐教學改革[J].中國地質教育，2001，(3)：32-35.

[6]劉剛，趙溫霞，吳沖龍，等.區域地質測量計算機輔助技術、課程建設和教學模式研究[J].中國地質教育， 2004，(3)：35-38.

[7]董玉森，劉強，楊坤光，等.RGMAP數字填圖系統在周口店實踐教學中的應用[J].中國地質教育，2006，(2)：92-95.

[8]李安龍，趙廣濤，韓宗珠，等.數字化填圖技術在地質本科教學實習中的應用[J].中國地質教育，2008，(2)：67-70.

[9]王敏芳，宮勇軍，何謀春，等.周口店野外地質教學實習中高新技術的應用[J].中國地質教育，2008，(3)：31-33.

[10]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，(4)：39-43.

[11]趙溫霞.周口店地質及野外地質工作方法與高新技術應用[M].武漢：中國地質大學出版社，2003.

[12]袁晏明，章澤軍，秦松賢，等.周口店野外地質實踐教學—精品課程建設[J].中國地質教育，2007，(1)：126-129.

[13]袁晏明，趙溫霞，章澤軍，等.周口店野外地質實踐教學體系與內容[J].中國地質教育，2008，(4)：39-43.