引 言
“地质认识实习”是地质学专业入门实践课程,它往往通过让学生对典型的地质地貌知识进行学习,达到较好的教学实践效果。该课程的学习不仅可让学生对地质学专业知识进行了解与掌握,还能有效提升学生对地质学的学习兴趣。
云南大学地质学专业在2009年恢复建设之初,就充分利用了云南得天独厚的天然地质实验场的优势,建设了大理—腾冲认识实习路线,完美地将专业实习路线与经典旅游路线结合起来。大理认识实习路线主要包括大理苍山世界地质公园及洱海东部;腾冲实习路线主要包括腾冲火山国家地质公园。其中,大理苍山于2014年9月被批准为世界地质公园,苍山在多次造山运动和外力作用下,有着独特的苍山十九峰变质岩山体地貌景观。洱海东岸广泛分布有碳酸露,表现为湖岸地貌的岩岛,西岸苍山山麓为冲洪积裙地貌和滨岸平原。腾冲火山国家地质公园拥有中国四大火山群之一的腾冲火山群,火山锥、火山湖、热泉和柱状节理等火山地貌规模宏大。综上所述,大理—腾冲地区不仅分布有典型的三大岩类:苍山变质岩、洱海东沉积岩、腾冲火成岩,而且发育有丰富而典型的地质地貌现象,是地质学专业大学一年级野外学习三大岩类、古生物化石、冲洪积扇、火山等重要专业知识与概念的理想场所,也是打造国际联合实习的理想实习基地。
经多年的建设,云南大学大理—腾冲地质认识实习路线已逐渐完善,课程内容要素基本齐全。但整个课程体系仍采用传统的教师现场讲解、学生根据纸质实习指导书进行实践的方式开展,但由于纸质教学资料内容相对简单、大量研究素材不能纳入,一定程度上影响了课程体系的深度建设;部分地质现象如大理沉积岩剖面、腾冲玄武岩柱状节理陡峭,受视野局限只能局部观察地质体或地质现象,学生进行全貌观察认识几乎不可能实现;暑期实习正值雨季,在山高坡陡地形条件下,野外认识实习存在一定安全隐患;受时空条件及教学工具限制,在短暂的野外认识实习过程中,指导老师仍存在难以清楚讲解典型地质体和地质现象成因机理等,这致使学生不能较全面地深入了解和掌握地质知识点;以传统的聚焦于中文教学模式展示为主,课程资源未能以国际化方式进行课程资源远程开放与交流,这些问题严重影响了课程资源受众面。
地理信息系统(GIS,Geographic Information System)是一种新兴技术,是集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的集成技术。该系统用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题,已被广泛应用于资源与环境等领域[1~3]。近年来,GIS技术也在野外实习、城市规划、大气科学、高中地理等众多专业教学领域被广泛应用,并呈现出显著的专业教学提升实效[4~9]。Story Map平台,通俗来说,意思就是用地图来讲故事。它是近年来在美国西北大学Knight Lab首先发起应用、基于ArcGIS平台的一款“神器”。它汇集了多媒体与互动性于一身,可以创造出一个让人身临其境的地图体验,更好地解释一个事件的内容。它最后的成品往往是一个精美的影像集,不仅可以让你的旅程动起来,而且可以让你的地图声情并茂。

图1 大理地区构造演化示意图
虚拟教学利用实物和计算机软件共同模拟出真实的情境,让学生在模拟的情境下进行探究和学习。虚拟教学不完全是虚拟环境,虚实结合才能更好地发挥虚拟仿真技术在教学中的优势,使虚拟教学方法生动形象,更接近现实工作场景,提高学生学习兴趣,使学生在短时间内进入相应情境,真实地体验在现实生活中进行操作的感觉,以达到更快掌握知识和技能的目的[10]。这种教学方法可以利用计算机软件的优势创造出灵活多样的实验过程,有利于加深学生对知识的理解,已被正式列入教育部“金课”建设重要内容。而将开放式虚拟仿真实验教学作为一种新的教学资源加以引入,更是解决高校实验室安全中弱化安全技能问题的一种有效方案[11~17]。
基于此,针对以往大理—腾冲野外实习教学方式和技术手段存在的问题,本文前期主要基于Story Map平台,基于遥感技术,重点补充了大理—腾冲实习区域遥感地质解译及遥感地质特征的描述分析,搭建了大理—腾冲认识实习课程内容“动起来、活起来”的教学平台;后期主要采用AR/VR技术,开展了典型地质剖面无人机飞行,制作了相关视频资料,正在推进虚拟实习课程建设,全面优化建设了大理—腾冲课程体系。