“遙感地質(zhì)學(xué)”課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革研究

籍進柱　匡永生　高成　白建文

摘要：“遙感地質(zhì)學(xué)”是一門理論和實踐緊密結(jié)合的專業(yè)技術(shù)課程。針對這一課程教學(xué)中存在的問題，本文將課程體系和教學(xué)內(nèi)容劃分為理論學(xué)習(xí)、專題分析和綜合應(yīng)用三個階段，分別采用理論教學(xué)、主題項目學(xué)習(xí)和融合CDIO工程教育理念的綜合項目應(yīng)用的教學(xué)方法，課程評價包括理論考試、主題綜述報告、綜合項目報告和答辯。本次對“遙感地質(zhì)學(xué)”課程體系與教學(xué)內(nèi)容的改革，將課程理論內(nèi)容與實踐融合成一個整體，讓學(xué)生體驗“先學(xué)后做”“邊做邊學(xué)”和“以做促學(xué)”的學(xué)習(xí)過程，將促使學(xué)生將所學(xué)的知識和方法應(yīng)用起來，有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，為培養(yǎng)高素質(zhì)地質(zhì)工程專業(yè)人才貢獻一定力量。

關(guān)鍵詞：遙感地質(zhì)學(xué);課程體系;教學(xué)內(nèi)容;改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

一、緒論

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)立足內(nèi)蒙古豐富的資源環(huán)境，服務(wù)內(nèi)蒙古資源與基礎(chǔ)建設(shè)，目標是使學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握工程地質(zhì)與資源勘探的基本理論、方法和技能，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的工程思維，使學(xué)生成為實踐能力和一定的創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。當(dāng)前，遙感技術(shù)的快速發(fā)展，作為一種技術(shù)手段已深入應(yīng)用到國家資源環(huán)境調(diào)查、重大自然災(zāi)害監(jiān)測、城市規(guī)劃與管理、海洋勘察、國家安全等方面?！斑b感地質(zhì)學(xué)”作為遙感與地學(xué)交叉學(xué)科，將遙感技術(shù)應(yīng)用到地學(xué)領(lǐng)域，為傳統(tǒng)地質(zhì)研究提供了新的思路和方法，通過學(xué)習(xí)這門課程，拓展了地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生的知識范圍，同時也拓展了學(xué)生的就業(yè)方向。

二、“遙感地質(zhì)學(xué)”課程現(xiàn)狀及問題

目前，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院開設(shè)的“遙感地質(zhì)學(xué)”課程，是學(xué)生在學(xué)習(xí)“高等數(shù)學(xué)”“大學(xué)物理”“計算機基礎(chǔ)”“普通地質(zhì)學(xué)”“地貌學(xué)與第四紀地質(zhì)學(xué)”“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”等基本理論課的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門專業(yè)技術(shù)課程，其目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握遙感技術(shù)在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用的理論知識和方法，培養(yǎng)學(xué)生具有運用遙感數(shù)據(jù)進行地質(zhì)解譯的基本技能，熟悉遙感地質(zhì)工作的基本程序和方法，能在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)普查等其他地質(zhì)工作中運用遙感圖像進行地質(zhì)解譯和地學(xué)分析。

（一）課程內(nèi)容

遙感地質(zhì)學(xué)課程的主要內(nèi)容主要包括三大部分（見下表）：（1）遙感技術(shù)，主要介紹遙感的概述、遙感物理基礎(chǔ)、成像原理及圖像特征和遙感圖像處理;（2）遙感地質(zhì)，主要介紹遙感地質(zhì)解譯的方法及在地貌、巖性和構(gòu)造中的應(yīng)用;（3）工程應(yīng)用，主要介紹遙感在實際地質(zhì)工作中的應(yīng)用。

（二）課程存在的問題

因“遙感地質(zhì)學(xué)”課程的學(xué)科知識豐富，且主要是以理論講授為主，任課老師在上課時難度較大，學(xué)生也普遍反映純理論的授課方式枯燥且難以消化，課堂效果比較差。通過分析和總結(jié)先前教學(xué)的方式和內(nèi)容，該課程存在的問題主要有以下三個方面：

（1）傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，也就是知識點的灌輸，很容易陷入死記硬背的處境，導(dǎo)致學(xué)生缺乏實際應(yīng)用的思考和實踐。所學(xué)基本知識和實際應(yīng)用不能有效關(guān)聯(lián)起來，那么就無法培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題的能力。

（2）教學(xué)過程中，學(xué)生普遍積極性不高，缺乏資料收集總結(jié)、文檔撰寫、團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。

（3）在課程學(xué)習(xí)評價方式比較單一，多采用“平時成績+期末成績”方式來確定總評結(jié)果，這種評價方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動性，同時也無法鍛煉學(xué)生的實踐能力，與現(xiàn)代工程教育的評價標準相差甚遠。

三、課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革“遙感地質(zhì)學(xué)”是一門理論、專題和綜合應(yīng)用緊密結(jié)合的專業(yè)課程，其課程內(nèi)容豐富，知識面廣。本次課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革的目標是提高學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的積極主動性，促使學(xué)生將所學(xué)的知識和方法應(yīng)用起來，提高學(xué)生的實踐能動性和團隊合作意識。面對當(dāng)前“遙感地質(zhì)學(xué)”課程存在問題，結(jié)合課程特點，本次課程改革的思路是將“遙感地質(zhì)學(xué)”課程體系劃分為三大部分：

（1）理論學(xué)習(xí)階段;

（2）專題分析階段;

（3）綜合應(yīng)用階段。

每個階段的側(cè)重點不同，采用的教學(xué)策略與方法有一定差異，同時評價方式也不同（如左圖），構(gòu)建了新的課程體系。

（一）理論學(xué)習(xí)階段

遙感地質(zhì)是將遙感技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)領(lǐng)域，對于地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)生來說，作為一門專業(yè)技術(shù)課，這門課的開設(shè)時間一般安排在大學(xué)三年級，此時該專業(yè)的學(xué)生基本完成了地質(zhì)相關(guān)的基礎(chǔ)課程，有了一定的地質(zhì)背景。“遙感地質(zhì)學(xué)”課程理論學(xué)習(xí)階段主要的內(nèi)容包括：

（1）遙感基本概念、技術(shù)系統(tǒng)、類型、特點和發(fā)展趨勢;

（2）遙感的物理基礎(chǔ)，如電磁波理論和地物波譜特征;

（3）遙感成像原理與遙感圖像特征;

（4）遙感數(shù)字圖像處理，包括軟件、處理內(nèi)容及過程。

理論學(xué)習(xí)階段，任課教師理論講授為主，采用演示教學(xué)、引導(dǎo)式教學(xué)和實際案例的方式進行，另外，通過問題和作業(yè)導(dǎo)向的學(xué)生自主學(xué)習(xí)為輔。在學(xué)習(xí)效果評價上，主要以重要知識點考試的方式進行，卷面成績100分，占課程總評權(quán)重30%。

（二）專題分析階段

在完成遙感基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，專題分析階段主要針對不同類型的地質(zhì)要素開展學(xué)習(xí)，主要內(nèi)容包括：

（1）遙感地質(zhì)解譯標志;

（2）地貌解譯與分析;

（3）巖性解譯與分析;

（4）構(gòu)造解譯與分析。

同時，也需歸納總結(jié)遙感地學(xué)分析方法，為后期的工作提供方法支撐。

專題分析階段，為了提高學(xué)生的自主能動性，采用專題項目驅(qū)動式教學(xué)策略與方法，任課教師把每個專題劃分為若干主題項目，將學(xué)生分組進行團隊協(xié)作學(xué)習(xí)。例如，可將巖性解譯與分析專題劃分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖巖性解譯與分析三個主題，按照“WHW”（即why，How，What）思路，講清楚為什么這么做，如何做，做出的結(jié)果。學(xué)生按組開展文獻資料收集、閱讀和總結(jié)，最終完成主題綜述報告，這一系列的過程中，學(xué)生可以有效地鍛煉文獻查閱、分析總結(jié)、文檔撰寫和團隊合作等方面的能力。在學(xué)習(xí)效果評價上，主要以團隊提交的綜述報告的質(zhì)量來評定，總分為100分，任課教師評定成績，占課程總評權(quán)重30%。

（三）綜合應(yīng)用階段

眾所周知，遙感地質(zhì)工作是一項綜合性較強的行業(yè)，涉及資料收集、數(shù)據(jù)處理、各種地質(zhì)要素解譯、野外驗證等內(nèi)容。學(xué)生在完成遙感基礎(chǔ)理論和專題分析，通過綜合應(yīng)用階段的實踐，可進一步鞏固所學(xué)基礎(chǔ)知識，并將其應(yīng)用到實際工作中。遙感地質(zhì)也屬工程教育范疇，在該階段，任課教師融合CDIO工程教育理念（Conceive-構(gòu)思，Design-設(shè)計，Implement-實現(xiàn)，Operate-運行），在項目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體方針的指導(dǎo)下，設(shè)定綜合應(yīng)用項目，采用項目驅(qū)動式方法來鍛煉學(xué)生的綜合能力。

在綜合應(yīng)用階段，具體實施過程為：

（1）構(gòu)思，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)地質(zhì)工作的需求，完成項目的構(gòu)思，主要是指項目的實施方案制定，例如“遙感技術(shù)在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用”;

（2）設(shè)計，教師引導(dǎo)，學(xué)生采用自主和小組合作的方式展開討論，設(shè)計項目的技術(shù)路線;

（3）實現(xiàn)，根據(jù)制定的項目實施方案和技術(shù)路線，組內(nèi)學(xué)生按實際工作分工完成各任務(wù);

（4）運行，在各項工作完成以后，項目的總結(jié)與考核，以組為單位進行項目答辯，提交項目報告，在此過程中體會項目運行的整個過程，進一步鞏固學(xué)生的工程實踐能力。在學(xué)習(xí)效果評價上，最終通過小組的答辯表現(xiàn)和項目報告質(zhì)量來評定，總分為100分，教師和學(xué)生評定小組來確定成績，占課程總評權(quán)重40%。

四、總結(jié)與展望

“遙感地質(zhì)學(xué)”是一門理論和實踐緊密結(jié)合的專業(yè)技術(shù)課程，面對內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院所開設(shè)“遙感地質(zhì)學(xué)”課程中的問題，本文將課程體系和教學(xué)內(nèi)容劃分為理論學(xué)習(xí)、專題分析和綜合應(yīng)用三個階段：

（1）理論學(xué)習(xí)階段，主要以任課教師講授為主，課程評價以知識點考試為主;

（2）專題分析階段，以主題項目驅(qū)動式來學(xué)習(xí)，課程評價以主題綜述報告為主;

（3）綜合應(yīng)用階段，在CDIO工程教育理念指導(dǎo)下，以綜合項目應(yīng)用為主線，讓學(xué)生親自參加項目的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運行過程，完成項目報告和答辯。

本次對“遙感地質(zhì)學(xué)”課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革，將課程理論內(nèi)容與實踐融合成一個整體，讓學(xué)生切實體驗“先學(xué)后做”“邊做邊學(xué)”和“以做促學(xué)”的學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與積極性，促使學(xué)生將所學(xué)的知識和方法應(yīng)用起來，提高學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力、思考能力和團隊協(xié)作能力，為將來成為一名高素質(zhì)地質(zhì)工程專業(yè)人才奠定一定的基礎(chǔ)。

作者簡介：籍進柱（1989— ），男，壯族，河北邯鄲人，博士，講師，研究方向：遙感地質(zhì)教學(xué)與科研。

*通訊作者：匡永生（1973— ），博士，副教授，研究方向：巖石、礦物、礦床學(xué)。