中山大学地学实验教学中心实验教学大纲及实验项目

I中山大学地学实验教学中心实验教学大纲及实验项目（第一部分：地理实验教学系列）2序言地理学是研究地球表面地理环境的结构、分布及其发展变化的规律性及人地关系的学科。它涉及地质地貌学、气候学、水文学、土壤地理学、生物地理学、化学地理学、工业地理学、交通运输地理学、城市地理学、旅游地理学、城市规划与建筑设计、测量学、地图学、遥感数字图象处理、地理信息系统软件工程等课程，是一门综合性和实践性很强的基础学科，实验教学在地理学及相关专业人才培养中起着极其重要的作用，在本科教育中占有十分重要的地位。实验教学旨在培养学生掌握基本的实验操作能力和动手能力，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。在教学实践中，我们提出的实验教学理念是：以人为本，把培养创新人才作为核心，知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教学理念，实施开放式实验教学，促进学生知识、能力、思维和素质的全面协调发展，切实解决好人才培养的科学发展问题。在创新人才培养方面遵循坚持全面发展、专业教育与学科通式教育有机结合、知识与技能协调发展和着力培养创新思维与创新能力的原则，强调“厚基础、多实践、强创新”的实验教学，大力培养国家现代化建设需要的、适应地理学发展的高素质、多样化、创新型的人才，即地理学复合型创新型人才。培养能力强、素质高的地理科学创新人才，我们提出实验教学改革的总体思路：以教育思想和教育观念革新为先导，改革单向系统传授实验知识和技术的实验教学体系，建立系统传授与探索研究相结合的实验教学新体系，促进科研全面渗入本科实验教学，全面推行开放式实验教学，激发学生对地理学科实验的兴趣，实施个性化实验教学。以实验教学改革带动实验室建设，构建一套科学的地理科学实验教学体系、创新人才培养模式和教学管理机制，全面推动地理各专业本科教育创新。同时广泛开展科研带动实验教学的活动，即把科研项目融合到实验教学里面，使学生较快地接触相关的内容在实际中的应用。实验教学大纲作为本科教学的基本文件，不仅要有科学性，还要具有前瞻性并能反映教学改革理念。我们根据教育部根据国家对理科人才基地培养的进一步要求，以及二十一世纪地理学发展的方向和地理学人才的需求，并结合我校地理学的传统特色和学科优势，特别是地理学实验教学的发展趋势，不断完善地理学实验教学体系。我们从培养地理学创新型人才的角度，对地理学实验课程进行了一体化设计，将传统的分散在各门课程中的实验课程进行整合，全面优化实验教学内容，独立设置实验课程，形成了“一体化、多层次”的实验课程新体系。目前，地理科学与规划学院设有地理科学、经济地理、地理信息系统、城市规划、水资源科学、水文与水资源工程、测绘工程等7个本科专业，其中，城市规划、水文与水资源工程、测绘工程专业三个专业为工科专业。基于各学科专业特点和教学的层次性，考虑地理学教学、研究的特点，设置了专业地理综合实验方向、遥感与地理信息系统方向、数字测绘方向和规划设计方向四个实验教学方向。实验内容是教学大纲的核心，全面整合和优化实验教学内容，删减部分验证3性实验，精选基本操作训练实验，新增一批综合性、研究性和创新性实验。在各门实验课程中，综合性、设计型和研究创新性实验内容占全部实验内容的50%左右，其中部分内容来自教师的科研成果或横向课题，部分内容则来自生产实际和日常生活。此外，我们每学年还将面向院内外学生开设一批具有创新性、探索性、实用性和趣味性的开放式创新性实验，由学生自愿参加，并于课余时间完成。通过“开放式、综合性、创新性、研究性”实验等多种教学形式的实践训练，学生在熟练掌握地理学野外观测、环境分析、城市规划、建筑设计、遥感数字图象处理、遥感地学应用、地理环境的计算机模拟、现代测绘技术、常用计算机绘图软件和GIS软件等方面的技能和实验技术，从而培养学生独立解决实际问题的能力、提高学生对科学研究的兴趣、科研素质与创新意识，增强其发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，同时锻炼其与社会和谐相处的团队精神和沟通交流能力。4地理实验教学基本内容与要求地理学实验教学不仅传授自然地理、人文地理、城市规划与建筑设计、地理信息系统、测绘技术等专业知识和培养学生的实验操作能力和动手能力，还培养学生的创新意识、创新精神和创新能力及科学方法、科学精神和品德。地理学实验独立设课，须达到如下要求：（1）培养学生掌握基本野外实地观测、调查的方法和自然环境要素分析技术和操作方法，正确使用仪器；认真观察、准确记录并科学处理实验现象和实验数据的能力。（2）培养学生掌握绘画的基本表现手法和常用绘图工具、绘图软件的应用以及建筑模型制作工具的使用，掌握城市总体规划设计的任务、编制内容、特点与要求及掌握城市总体规划的基础资料调查内容与方法、正确绘制城市总体规划各项图纸，编制城市总体规划说明书和文本的能力。（3）培养学生掌握常用普通测量仪器的构造、原理及其实际使用能力；掌握地理信息系统的构成原理和常用处理技术、GIS数据工程与软件工程的结合方法，具备一定的GIS二次开发能力；掌握GIS数据模型、数据存取、空间索引、空间查询等基本知识；掌握遥感数据的特点及常用的遥感数字图象处理方法，和地理环境模拟的基本方法。（4）培养学生正确的独立野外观测和设计实验能力以及解决实际问题的能力和创新能力。（5）培养学生通过查阅文献、工具书、上网及其它信息源获取信息的能力。（6）培养学生实事求是的科学态度、求真求实的科学品德、勤俭节约的优良作风、相互协作的团队精神、勇于开拓的创新意识。一、操作及技术罗盘、放大镜、地质锤、测距仪、手持式GPS的使用；通风干湿表、毛发湿度表、湿度计、手持式温湿度表、水银气压表、气压计、虹吸雨量计、翻斗雨量计、雨量筒等气象观测仪器操作和使用；显微镜的正确使用和植物细胞的观察；植物检索表的使用；野外植物分类方法；分析样品的采集及处理方法；玻璃仪器的洗涤及干燥；5滴定管、移液管、容量瓶的使用；台式天平、电子天平的使用；溶液的制备；滤纸和滤器的使用；加热方法（直接加热、水浴加热、油浴回执等）；固液分离；溶液萃取；试样的干燥；分析样品的消解处理；测压管的使用；局部水头损失的局部阻力系数的测量；毕托管测量技术和使用；圆管内稳定流动液体的上下临界雷诺数的测量；绘画训练；建筑抄绘；建筑测绘；计算机辅助制图；建筑设计；控制性详细规划场地分析；居住小区规划设计；城市规划设计；C语言程序设计；VB标准界面设计；地物波谱反射率的野外测定；6遥感影像的观测、判读与处理；遥感图像计算机处理；地物波谱的测量和计算；遥感图像解译；GIS数据的采集；GIS软件的使用；水准仪使用；光学经纬仪使用；全站仪使用使用；求积仪的使用；数字测量与成图技术；建筑施工测量；道路施工测量；隧道施工测量；水准测量控制网的建立与测量；坐标测量控制网的建立与测量；单频GPS单点定位测量；双频GPS单点定位测量；坐标差分GPS野外测量；双频载波相位差分（RTKGPS）野外测量；后处理差分GPS野外测量；信标机GPS野外测量；地籍控制测量；土木工程控制测量；7测深仪野外测量；海底地形测量。二、仪器设备和软件的使用(1)常用仪器与设备专业地理综合方向:罗盘、放大镜、地质锤、测距仪、手持式GPS、简易气象站、百叶箱干湿球、最高最低温度表、温湿度传感器、铂电阻干湿球温度传感器、通风干湿表、水银气压表、温度计、湿度计、气压计、风向风速计、虹吸雨量计、翻斗雨量计、蒸发皿、日照计、电子分析天平、水浴锅、烘箱、培养箱，光学显微镜，能量方程仪器、雷诺仪、文丘里流量计、局部阻力试验台、沿程阻力试验台、马弗炉、搅拌器、压力灭菌器、电子显微镜、超净工作台、生化反应器、沉降设备。遥感与地理信息工程方向:计算机、立体镜、原子吸收分光光度计、可见分光光度仪、紫外可见分光光度仪、酸度计、电导率仪、测汞仪、火焰光度计、化学需氧量分析仪、氨氮测定仪、可见近红外光谱辐射计、光谱仪、太阳光度计、叶面积指数分析仪。测绘方向：光学水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪、光学经纬仪、电子经纬仪、全站仪、导航GPS、求积仪、垂线仪、3D扫描仪、测深仪、超站仪、坐标差分GPS、伪距差分GPS（RTD）、双频载波差分RTKGPS、信标机GPS、后处理差分GPS（静态）。规划设计方向:绘图桌、绘图板、绘图纸，切割垫、丁字尺、比例尺、三角板、裁纸刀、硫酸纸、各种彩色绘图笔、高性能大容量的计算机和绘图软件；绘图仪、拷贝纸、模型台，电热切割器，工具箱，大小钢尺，大小角尺，什锦锉，大小螺丝刀，大小台钳，大小钢锯，刨子，大小凿子，锤子，砂纸，手电钻，台式曲线锯，曲线锯，砂轮机，磨光机，刨机，钻头，切割垫板，剪刀，小气泵，大小喷枪，大小喷笔。(2)、常用软件及数据:计算机数据库软件、地理信息数据、遥感数字图象（TM、SPOT）、遥感图像处理软件（PCIGeomaticaV8.2和ERDASIMAGINE8.6）、绘图软件、控制测量平差软件、测量导航软件和地理信息系统软件（ArcGIS系列和Supermap系列）。(3)、选用仪器、数据库与软件:气相色谱仪、液相色谱仪、元素分析仪、最新的地理信息数据库、遥感数字图象（TM、SPOT）和正版遥感图像处理软件和绘图软件。选用仪器、数据库与软件希望学校能够创造条件给予配备。8专业地理综合实验教学大纲《自然地理与环境分析》课程实验教学大纲课程名称(中文)自然地理与环境分析课程名称(英文)TheanalysisofPhysicalgeographyandEnvironment课程编号课程性质独立设课课程属性基础课+专业基础课教材及实验指导书名称《普通地质学》《地貌学》《生物地理学实验》《土壤学实验》和《气象学与气候学观测实验》。学时学分:总学时108总学分6实验学时108实验学分6开出时间：一年级至四年级适用专业地理科学、环境学、水文与水资源工程专业、资源环境与城乡规划管理专业先修课程与各讲授课程同步进行一、课程简介及基本要求本课程是涉及地球表面各种从宏观到微观的地理现象与景观——岩石圈、生物圈、水圈、大气圈——关于物理过程、化学过程、生物过程的实验课程，包含《普通地质学》、《地貌学》、《生物地理学实验》、《土壤学实验》和《气象学与气候学观测实验》等。该实验课程作为一门实践很强的专业基础学科，在本科教育中占有十分重要的地位，在地理学、环境学、水资源、国土与城乡规划以及相关专业人才培养中起着基础性的关键作用。实验教学旨在培养学生掌握基本的与岩石圈、水圈、大气圈有关的物理、化学、微生物、工程等方面的实验技能、现代实验技术和研究方法，通过实验教学提高学生的科学素养，培养学生的创新意识、创新精神、创新思维和创新能力。实验教学大纲作为本科教学的基本文件，不仅要有科学性，而且应具有前瞻性，并且能反映教学改革理念。我们从培养创新人才整体考虑，对实验课程进行了一体化设计，将传统的基础实验课程进行了整合，全面优化实验教学内容，独立设置实验课程，形成了“一体化、多层次”的实验课程新体系。实验内容是教学大纲的核心，在本次教学大纲的修订中，我们全面整合和优化了实验教学内容，减少部分验证性实验，精选基本操作训练实验，新增一批综合性、设计型和研究创新性实验。在各门实验课程中，综合性、设计型和研究创新性实验内容占全部实验内容的50%左右，其中的部分内容来自教师的科研成果，部分内容来自生产与工程实际和日常生活。这类强调资源环境问题、人地关系问题与可持续发展问题，与生态学、环境科学、社会学、化学与生命科学交叉融合的实验每学年都会有所更新和调整。我们通过实验教学实践提出的教学理念是：全面贯彻落实科学发展现，以人为本，把培养创新人才作为核心，实施开放式实验教学，促进学生知识、能力、思维和素质的全面协调发展，切实解决好人才培养的科学发展问题。为了适应21世纪知识经济发展需要，培养能力强、素质高的地理科学创新人才，我们提9出实验教学改革的总体思路：以教育思想和教育观念革新为先导，改革单向系统传授实验知识和技术的实验教学体系，建立系统传授与探索研究相结合的实验教学新体系，促进科研全面渗入本科实验教学，全面推行开放式实验教