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普通地质实习数字化教学探索及思政融入

摘要：针对当前普通地质实习开展数字化教学的迫切需求，文章利用无人机倾斜摄影进行野外露头实景三维地质建模，建立数字化教学平台，实现室内教学与野外实践的有机融合，提高学生的学习效率和学习能力。同时，充分开发、利用新疆地区丰富的野外地质资源，充实普通地质实习数字化教学平台内容，激发学生的专业兴趣，增强学生的爱国情怀和生态保护意识。该数字化教学实践探索提高了我国西部地区地质学教学水平，并为其他高校地质教学提供了优质的教学资源。

关键词：普通地质实习；三维地质建模；数字化教学；思政育人

一、引言

“普通地质学”是我国地质类高校资源勘查工程、勘查技术与工程及石油工程等专业学生学习的第一门专业基础课程[1]。该课程涵盖了矿物岩石学、沉积岩石学、岩浆岩与变质岩、地层学、构造地质学、岩相古地理等分支学科的重要概念和基础知识，是衔接地质学各学科的奠基课程，在学生了解专业方向、培养专业思维，以及学习后续专业课程等方面发挥着重要的作用。

普通地质实习是将普通地质学的理论知识应用到实践中的重要环节。通过普通地质实习，学生第一次用专业的视角观察野外露头，并尝试用所学过的理论知识描述地层特征、测量地层产状、分析各种地质现象。普通地质实习既增强了学生对地质学的感性认识，又培养和提高了学生观察和分析野外地质现象的能力[2]。

然而，传统的普通地质实习教学效果受到诸多因素的限制。一是野外地质教学资源有限，平原地区缺少野外露头，东部地区的野外露头植被覆盖严重；二是实习多安排在暑假，烈日炎炎下野外实习时间过长容易导致学生中暑，既影响教学效果，也存在安全隐患；三是部分野外露头地势危险、道路狭窄，无法满足多名学生同时观察地质现象的需求。当前，随着信息技术的快速发展和广泛应用，很多高校都在进行课程数字化教学改革探索，并取得了不错的成果[3]。本次普通地质实习教学改革选在植被覆盖少、地质现象丰富的西部地区开展，优选了多个典型的野外露头，利用无人机倾斜摄影等现代信息技术，建立野外露头的实景三维地质模型，建设普通地质实习数字化教学平台，形成室内三维实景数字化教学与野外实践教学相结合的教学模式，既能保证学生观察到丰富、优质的地质现象，也能缩短野外实践教学的时间，弥补了野外实践教学的不足，有效地保证了实习质量[4]。

二、整合优质野外地质资源，奠定数字化教学基础

中国石油大学（北京）克拉玛依校区所在的新疆维吾尔自治区克拉玛依市具有丰富的野外地质资源，包括世界魔鬼城、黑油山公园、乌尔禾沥青脉、白杨河、艾里克湖、玛纳斯盐湖等。

（一）已有的野外地质资源

目前，学校普通地质实习共有7条路线，分别是柳树沟河构造、沉积观察路线，吐孜阿克内沟构造、地层观察路线，黑油山—黑油山沟—不整合沟油苗构造、沉积观察路线，科克呼拉岩体、构造观察路线，乌尔禾沥青脉雅丹、构造、沉积观察路线，三坪水库现代冲积扇观察路线和龙脊谷构造、沉积观察路线。实习内容涵盖了古生代—新生代地层的野外观察与描述，冲积扇现代沉积考察，褶皱、断裂、不整合等地质现象的观察分析，风化作用、剥蚀作用、沉积作用等外动力地质作用观察，以及油气苗的认识，沥青的特征及成因等。但部分教学点目前已经不能正常使用，如由于修路大巴车无法通过，柳树沟已经2年无法进行实习观察；黑油山不整合沟也由于修路被挖；乌尔禾沥青脉由于重新开采，无法进行实习观察。

（二）开辟新的野外地质资源

为了保证普通地质实习顺利开展，教学团队积极开拓、寻找新的野外剖面。目前，新形成了魔鬼城雅丹地貌观察路线、玛纳斯盐湖观察路线、白杨河现代沉积考察路线及艾里克湖现代沉积考察路线。通过普通地质实习，学生能够在雄伟壮丽、造型奇特的雅丹地貌中探索外动力地质作用的奥秘；在晶莹剔透、宛若仙境的盐湖边思索干旱地区湖泊的演化历史；在曲折蜿蜒、绿树成荫的白杨河边观察现代河流的沉积特征。新开辟的野外地质资源不仅使野外地质现象和实习内容更加丰富多彩，提高了学生的野外实习兴趣，调动了学生的学习积极性，更激发了学生的爱国情怀和生态环境保护意识[5]。

三、建设普通地质实习数字化教学平台

（一）无人机倾斜摄影技术的应用

无人机倾斜摄影技术是测绘遥感领域近些年发展起来的一项高新技术，其可以同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取高度、长度、面积、角度、坡度等丰富的地理信息及影像数据，更加真实地反映地面物体的实际情况。目前，无人机倾斜摄影技术已经应用到智慧城市建设、林业调查管理、应急救灾、国土规划、智慧旅游、交通导航服务等领域，实现智能化管理，提升人们的生活品质。

（二）数字化教学平台建设

1.采集数据

普通地质实习数字化教学平台的主体是野外露头的实景三维地质模型。无人机拍摄的影像是实景三维地质建模的重要数据，影像的质量和数量决定了模型的质量。由于野外露头的高度、坡度、面积及地