地質(zhì)大類培養(yǎng)模式下的計算機(jī)地質(zhì)制圖課程教學(xué)研究

肖樂樂，牛 超，丁曉英

(西安科技大學(xué) 地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710054)

1 引言

我國自2001年開始陸續(xù)出現(xiàn)了本科大類招生制度，且大類招生將成為我國高等教育招生、培養(yǎng)的主要發(fā)展方向[1～3]。西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院自2016年秋季開始實行了地質(zhì)大類招生模型，將原有的兩個本科專業(yè)(地質(zhì)工程與資源勘查)合并為地質(zhì)大類專業(yè)，且于2018年上半年實現(xiàn)了專業(yè)、方向的分流。計算機(jī)地質(zhì)制圖作為地質(zhì)大類專業(yè)學(xué)生的必修課程，在地質(zhì)大類專業(yè)的最后一學(xué)期開設(shè)。在此之前原有的地質(zhì)工程與資源勘查工程各自開設(shè)的計算機(jī)地質(zhì)制圖，均是按照各自的培養(yǎng)方案內(nèi)容進(jìn)行開設(shè)，但地質(zhì)大類專業(yè)在分流前若仍沿用舊版培養(yǎng)方案則不滿足計算機(jī)地質(zhì)制圖課程的培養(yǎng)要求，若講解該門課程全部內(nèi)容則課時量不滿足教學(xué)需求。因此，在目前全校實行各課程壓縮課時量的大環(huán)境下，必須對計算機(jī)地質(zhì)制圖課程進(jìn)行改革[4～7]。

2 地質(zhì)大類專業(yè)計算機(jī)地質(zhì)制圖教學(xué)面臨的問題

計算機(jī)地質(zhì)制圖在以往的本科生培養(yǎng)方案中，其開設(shè)時間為大學(xué)三年級下學(xué)期，課程性質(zhì)為必修課，課時量由原有的64課時(理論課時48，上機(jī)課時16)變?yōu)?8課時(理論課時32，上機(jī)課時16)，上課內(nèi)容以專業(yè)不同，開設(shè)內(nèi)容不同，地質(zhì)工程主要講解Auto CAD、MapGIS、Surfer等，資源勘查專業(yè)主要講解Auto CAD、MapGIS、Surfer、Coreldraw等。以上課程內(nèi)容的相關(guān)軟件，均是根據(jù)各專業(yè)學(xué)生必須的計算機(jī)地質(zhì)制圖常用軟件，課程開設(shè)后，對本科生后續(xù)工作、考研均有極大的幫助。但是在實行地質(zhì)大類招生制度后，現(xiàn)有的培養(yǎng)模式、培養(yǎng)方案、軟件選擇、課時量相對變少、注重上機(jī)實踐等矛盾突出。存在問題如下：

2.1 細(xì)分方向多，培養(yǎng)內(nèi)容與課時量沖突

地質(zhì)大類招生模式實施之后，涉及后續(xù)專業(yè)包括地質(zhì)工程與資源勘查專業(yè)，細(xì)分為工程地質(zhì)、巖土鉆掘、資源勘查、礦井水害防治四個研究方向，采用原有的培養(yǎng)方案將不適合所有本科生。同時，課程教學(xué)大綱規(guī)定的課時量由原有的48學(xué)時變?yōu)?2學(xué)時(理論課時16，上機(jī)16)。因此，本科方向多、課時量不足是地質(zhì)大類專業(yè)計算機(jī)地質(zhì)制圖最為主要的矛盾。

2.2 涉及制圖軟件多，教學(xué)尺度把握不清

以往計算機(jī)地質(zhì)制圖開設(shè)的軟件內(nèi)容包括Auto CAD、MapGIS、Surfer、Coreldraw等軟件，這些軟件均有各自的特色及優(yōu)勢，但是由于原來課時量多，對其中軟件均有課時進(jìn)行詳細(xì)的講解。但隨著課時量的壓縮，在軟件選擇及課時量分配上就顯得捉襟見肘，某些常用軟件的教學(xué)尺度和深度略顯淺薄。

2.3 合班上課教學(xué)效果差

以往計算機(jī)地質(zhì)制圖合班上課班級均為2個，但地質(zhì)大類培養(yǎng)后合班數(shù)量變更為4個或3個，無論理論上課質(zhì)量還是上機(jī)實踐教學(xué)質(zhì)量效果均較差。由于計算機(jī)地質(zhì)制圖在后續(xù)礦井地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)課程設(shè)計、本科畢業(yè)論文(設(shè)計)中均是常用軟件，如果學(xué)生對該門課掌握程度較差的話則直接會影響后續(xù)課程的教學(xué)效果。

2.4 理論教學(xué)效果差，上機(jī)實踐課時少

由于計算機(jī)地質(zhì)制圖課程的特殊性，其實踐性強(qiáng)于理論教學(xué)性，因此需要安排學(xué)生進(jìn)行大量的上機(jī)實踐才能保障教學(xué)效果。以往理論課堂課時量相對較多(理論課時32)，上機(jī)實踐課時量占比較少(上機(jī)課時16)，雖然地質(zhì)大類招生后調(diào)整了兩者的比值，但是僅僅是因為降低了理論課時量(由原來的32降低為16)，上機(jī)實踐課時量并未增多。同時，理論教學(xué)時，學(xué)生記憶能力有限造成某些軟件使用細(xì)節(jié)掌握不清。

2.5 地質(zhì)大類專業(yè)計算機(jī)地質(zhì)制圖借鑒經(jīng)驗較少

我國多數(shù)地質(zhì)院校或?qū)I(yè)均開設(shè)了計算機(jī)地質(zhì)制圖課程，但是實行地質(zhì)大類招生的院校非常少，僅6所院校，且大二分流的更少。因此目前遇到的問題并沒有可供借鑒的成熟經(jīng)驗，因此后續(xù)必須根據(jù)地質(zhì)大類培養(yǎng)方案、院校專業(yè)特色和課程大綱進(jìn)行探索改革。

3 地質(zhì)大類專業(yè)計算機(jī)地質(zhì)制圖教學(xué)改革探索

針對以上提出的問題，筆者在借鑒以往教學(xué)經(jīng)驗、成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己計算機(jī)上機(jī)實踐遇到的問題，對地質(zhì)大類專業(yè)模式下的計算機(jī)地質(zhì)制圖課程教學(xué)進(jìn)行改革探索，通過以下幾種措施解決以上難題，保障教學(xué)質(zhì)量，提高教學(xué)效果，并取得了一些成績。

3.1 厘清專業(yè)方向，統(tǒng)籌教學(xué)軟件

根據(jù)地質(zhì)大類專業(yè)分流計劃，2個專業(yè)4個方向在后續(xù)學(xué)習(xí)、工作過程中，使用軟件較多的為AutoCAD、MapGIS、Surfer等3個軟件，其中AutoCAD和Surfer軟件使用頻率最高；經(jīng)交流，MapGIS在地理信息系統(tǒng)課程中進(jìn)行了教學(xué)，因此其在計算機(jī)地質(zhì)制圖中的教學(xué)比重適當(dāng)降低；以往使用的CorelDRAW在計算機(jī)地質(zhì)制圖中最為常用的是繪制柱狀圖，但可以由AutoCAD代替。由于新開設(shè)了礦井水害防治方向，且工程地質(zhì)及資源勘查學(xué)生均開設(shè)了水文地質(zhì)基礎(chǔ)課程設(shè)計，3個方向均與水文地質(zhì)有關(guān)，因此增加水化學(xué)軟件AquaChem 的教學(xué)內(nèi)容。最終確定了AutoCAD、MapGIS、Surfer、AquaChem 4個軟件作為地質(zhì)大類專業(yè)計算機(jī)地質(zhì)制圖的講解軟件。

3.2 熟悉教學(xué)內(nèi)容，把握教學(xué)尺度

確定教學(xué)軟件后，必須對軟件的功能、特點及優(yōu)勢把握清楚，這樣才能對教學(xué)尺度進(jìn)行有效的控制，嚴(yán)格按照教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行教學(xué)活動。例如，AutoCAD軟件具有功能強(qiáng)大、應(yīng)用范圍廣的特點，在地質(zhì)制圖中的應(yīng)用具有簡單、易學(xué)的優(yōu)勢，因此其重點內(nèi)容在基本操作講解；相對4個軟件，MapGIS軟件最為突出的特點為空間屬性功能，但由于其具有行業(yè)強(qiáng)制性，在考慮到地理信息系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)過程，在地質(zhì)制圖中主要講解點、線、區(qū)的輸入與編輯，空間屬性在等值線繪制中的操作等；Surfer具有操作簡單、功能單一、應(yīng)用行業(yè)廣的特點，其主要優(yōu)勢是等值線的繪制；AquaChem是一個小眾化的軟件，但在水質(zhì)分析行業(yè)中的地位高。根據(jù)以上分析，確定了主講AutoCAD軟件， MapGIS、Surfer兩個軟件輔助，AquaChem軟件簡單應(yīng)用。由于課程大綱無法更改，因此理論教學(xué)及上機(jī)實踐比重?zé)o法調(diào)整，但個軟件的課時量安排如下：AutoCAD軟件為12課時(理論6，上機(jī)6)、MapGIS軟件為8課時(理論4，上機(jī)4)、Surfer軟件為8課時(理論4，上機(jī)4)、AquaChem軟件為4課時(理論2，上機(jī)2)。

3.3 改革教學(xué)方式

計算機(jī)地質(zhì)制圖課程為一門典型的技術(shù)類課程，即涉及的內(nèi)容實踐能力占有重要地位，相對理論教學(xué)的內(nèi)容少、效果差，因此對上機(jī)實踐的教學(xué)模式調(diào)整更為重要。由于理論合班上課無法調(diào)整，因此在上機(jī)實踐時采用小班模式(圖1)，上機(jī)實踐由單個班級上課。按照學(xué)院實驗室改造計劃，將原來上機(jī)實踐地點由校機(jī)房調(diào)整為學(xué)院機(jī)房。學(xué)院機(jī)房經(jīng)過升級改造，配置電腦36臺，采用教師-學(xué)生聯(lián)動模式，學(xué)生機(jī)為顯示器服務(wù)器模式，教師機(jī)投影屏幕，在上機(jī)過程中若遇到問題，通過屏幕進(jìn)行集中操作講解。經(jīng)過教學(xué)實踐，小班上課、教師-學(xué)生聯(lián)動模式優(yōu)勢較大，建議后續(xù)理論課時全部調(diào)整為上機(jī)實踐教學(xué)(圖2)。

3.4 適當(dāng)增加教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化考核指標(biāo)

計算機(jī)地質(zhì)制圖作為一門重要的必修課，對本科生教育至關(guān)重要。例如，全國大學(xué)生地質(zhì)技能大賽中的計算機(jī)地質(zhì)制圖環(huán)節(jié)(填圖，柱狀圖等)，學(xué)院畢業(yè)答辯時必須有三幅大圖(且有具體的規(guī)范)，因此在日常教學(xué)中，專門增設(shè)了相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。以往的考核使用的為期末大作業(yè)，地質(zhì)大類專業(yè)考核采用細(xì)化考核指標(biāo)，增加了歷次上機(jī)實踐成績、增加期末大作業(yè)圖件類型(三維圖、等值線圖、Piper三線圖)，全面考核學(xué)生對計算機(jī)地質(zhì)制圖軟件的掌握程度。

4 結(jié)語

學(xué)院在實行地質(zhì)大類專業(yè)招生，減少了大學(xué)一、二年級的專業(yè)壁壘，開拓了本科生的專業(yè)視野，是未來高等教育發(fā)展的必然趨勢。地質(zhì)大類專業(yè)本科生在計算機(jī)地質(zhì)制圖課程教學(xué)中遇到了新問題，既有以往遺留轉(zhuǎn)化問題，又有新形勢下的無奈。在缺少以往借鑒經(jīng)驗的條件下，作者針對存在問題，厘清主要矛盾并應(yīng)用于其他班級之間中，取得了良好的教學(xué)效果，為后續(xù)地質(zhì)大類專業(yè)計算機(jī)地質(zhì)制圖課程的教學(xué)提供了經(jīng)驗。