［摘 要］ “地學(xué)知識(shí)圖譜”是地球信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的高階選修課，也是地球科學(xué)、信息科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)的交叉學(xué)科。探索“地學(xué)知識(shí)圖譜”課程的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)于指導(dǎo)地球科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)課程體系建設(shè)具有一定的意義。通過(guò)梳理“地學(xué)知識(shí)圖譜”的課程特點(diǎn)，制定了“地學(xué)知識(shí)圖譜”課程的教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)實(shí)踐中構(gòu)建了“地學(xué)知識(shí)圖譜”課程體系，以增強(qiáng)學(xué)生數(shù)據(jù)與知識(shí)雙重驅(qū)動(dòng)的地學(xué)創(chuàng)新能力，培養(yǎng)具有正確地球觀的專(zhuān)業(yè)人才，以期為地球科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)在“地學(xué)知識(shí)圖譜”課程的建設(shè)與實(shí)踐提供了一定的借鑒。

［關(guān)鍵詞］ 地學(xué)知識(shí)圖譜；地球信息科學(xué)與技術(shù)；教學(xué)實(shí)踐

［基金項(xiàng)目］ 2022年度煤炭行業(yè)高等教育研究重點(diǎn)課題“人工智能+地球科學(xué)產(chǎn)教融合創(chuàng)新人才培育機(jī)制”（2021MXJG043）；2021年度中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教改示范項(xiàng)目“動(dòng)力中國(guó)課程思政”（2021KCSZ09）；2022年度中國(guó)礦業(yè)大學(xué)通識(shí)教育課程建設(shè)項(xiàng)目“地學(xué)大數(shù)據(jù)應(yīng)用”（2022TSJY06）

［作者簡(jiǎn)介］ 閆兆進(jìn)（1991—），男，山東濟(jì)寧人，理學(xué)博士，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院講師，主要從事地學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘研究；楊 慧（1983—），女，江蘇泰州人，理學(xué)博士，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院教授，主要從事地球信息科學(xué)研究；慈 慧（1981—），女，江蘇徐州人，工學(xué)博士，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事遙感大數(shù)據(jù)分析研究。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2023）09-0000-04 ［收稿日期］ 2022-06-17

地球信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)旨在培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)掌握地球信息科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能，能在資源勘查和信息化管理、礦山環(huán)境調(diào)查與評(píng)價(jià)、智慧礦山、國(guó)土規(guī)劃、軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)等行業(yè)從事生產(chǎn)、管理和科學(xué)研究工作，成為地球信息集成融合、關(guān)聯(lián)分析與智慧利用領(lǐng)域的高素質(zhì)工程技術(shù)人才［1］?！暗貙W(xué)知識(shí)圖譜”課程是地球信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的高階選修課，歸納該課程的突出特點(diǎn)，探索其教學(xué)體系，對(duì)于完善地球信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思維和地學(xué)問(wèn)題求解能力培養(yǎng)，以及實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代地學(xué)類(lèi)高校素質(zhì)教育改革具有重要意義［2］。

一、課程特點(diǎn)

“地學(xué)知識(shí)圖譜”課程主要講述地學(xué)知識(shí)圖譜的基本概念、核心技術(shù)內(nèi)涵和應(yīng)用實(shí)踐方法，主要內(nèi)容涉及地學(xué)知識(shí)表示與推理、圖數(shù)據(jù)庫(kù)、地學(xué)關(guān)系抽取與知識(shí)圖譜構(gòu)建、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與圖挖掘分析等［3］。通過(guò)學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生掌握必要的地學(xué)知識(shí)圖譜基本理論、基本知識(shí)和基本分析方法，了解地球科學(xué)、信息科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)交叉的新領(lǐng)域，樹(shù)立科學(xué)的地球觀，增強(qiáng)數(shù)據(jù)與知識(shí)雙重驅(qū)動(dòng)的地學(xué)創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和地學(xué)素養(yǎng)的提高打下基礎(chǔ)。

二、教學(xué)目標(biāo)

本課程旨在使學(xué)生掌握與地學(xué)知識(shí)圖譜有關(guān)的各種基本概念，熟悉地學(xué)知識(shí)圖譜的相關(guān)知識(shí)，初步了解知識(shí)圖譜的起源、價(jià)值和技術(shù)內(nèi)涵（教學(xué)目標(biāo)1）；了解地學(xué)知識(shí)圖譜的表示方法，以及存儲(chǔ)和查詢(xún)的方式，學(xué)會(huì)地學(xué)知識(shí)圖譜的抽取與構(gòu)建方法，了解地球科學(xué)、信息科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)交叉的新領(lǐng)域（教學(xué)目標(biāo)2）；了解地學(xué)知識(shí)圖譜的分析方法及知識(shí)圖譜的技術(shù)發(fā)展，掌握利用知識(shí)圖譜進(jìn)行地學(xué)知識(shí)獲取的基本方法和技能，增強(qiáng)數(shù)據(jù)與知識(shí)雙重驅(qū)動(dòng)的地學(xué)創(chuàng)新能力（教學(xué)目標(biāo)3）；增強(qiáng)學(xué)生對(duì)祖國(guó)大好河山的熱愛(ài)，激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)、愛(ài)校、愛(ài)專(zhuān)業(yè)的熱情，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人，建立保護(hù)地球的現(xiàn)代地球科學(xué)意識(shí)（教學(xué)目標(biāo)4）。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握地學(xué)知識(shí)獲取的科學(xué)思維方式，能夠運(yùn)用知識(shí)圖譜技術(shù)解決地學(xué)實(shí)際問(wèn)題，具備從事地球信息科學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域工作的能力和素質(zhì)。

本課程的教學(xué)目標(biāo)與地球信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。教學(xué)目標(biāo)1支撐了地球信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求中“能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、地球科學(xué)、遙感與地理信息系統(tǒng)、地學(xué)大數(shù)據(jù)技術(shù)等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決地學(xué)信息化方面的復(fù)雜工程問(wèn)題”的要求。教學(xué)目標(biāo)2支撐了地球信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求中“能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)和信息科學(xué)的基本原理對(duì)地球科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別和分析，掌握地學(xué)問(wèn)題的信息化表述方法，能夠綜合運(yùn)用文獻(xiàn)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)或圖集、軟件等進(jìn)行技術(shù)分析并獲得有效的結(jié)論”的要求。教學(xué)目標(biāo)3支撐了地球信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求中“能夠運(yùn)用信息化的理論和技術(shù)手段對(duì)地球科學(xué)中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析、處理和求解，能夠考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素提出解決復(fù)雜地學(xué)信息化方面問(wèn)題的方案，能夠?qū)Φ厍蛐畔?shù)據(jù)處理及解釋流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并體現(xiàn)創(chuàng)新性”的要求。教學(xué)目標(biāo)4支撐了地球信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求中“掌握系統(tǒng)、科學(xué)的思維模式，具有終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，對(duì)地球信息科學(xué)領(lǐng)域的前沿理論、先進(jìn)技術(shù)能夠自主學(xué)習(xí)，通過(guò)不斷學(xué)習(xí)具備適應(yīng)新方法新技術(shù)的能力”的要求。

三、教學(xué)實(shí)踐與探索體系

（一）教學(xué)構(gòu)思

“地學(xué)知識(shí)圖譜”課程結(jié)合國(guó)內(nèi)外地學(xué)知識(shí)圖譜的最新研究成果，兼顧不同學(xué)生地學(xué)知識(shí)圖譜學(xué)習(xí)的不均衡性，以學(xué)生為本，因材施教，旨在激發(fā)學(xué)生對(duì)于地球知識(shí)獲取的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生正確的地球觀，增強(qiáng)學(xué)生數(shù)據(jù)與知識(shí)雙重驅(qū)動(dòng)的地學(xué)創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（二）教學(xué)內(nèi)容

“地學(xué)知識(shí)圖譜”課程為32學(xué)時(shí)，均為理論教學(xué)，包括《地學(xué)知識(shí)圖譜概論》《地學(xué)知識(shí)圖譜表示》《地學(xué)知識(shí)圖譜的存儲(chǔ)與查詢(xún)》《地學(xué)知識(shí)圖譜的抽取與構(gòu)建》《地學(xué)知識(shí)圖譜推理》《地學(xué)知識(shí)圖譜融合》《圖算法與圖數(shù)據(jù)分析、《地學(xué)知識(shí)圖譜應(yīng)用》等章節(jié)。詳細(xì)的課程內(nèi)容、要求及課時(shí)分配見(jiàn)表1。

（二）教學(xué)方法

在教學(xué)過(guò)程中，要注重教學(xué)方法創(chuàng)新，建立多層次、多樣化的教學(xué)模式，充分利用各種教學(xué)媒介，從單一的講授轉(zhuǎn)變?yōu)橹v授、演示、研討相結(jié)合；構(gòu)建與生活、生產(chǎn)實(shí)際和社會(huì)發(fā)展緊密聯(lián)系的學(xué)科內(nèi)容體系，考慮到本學(xué)科適用專(zhuān)業(yè)的普遍性，因材施教，注重可持續(xù)性學(xué)習(xí)；全方位調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，保證學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性、提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的良性循環(huán)。本課程采用課堂講授、課堂研討和教師演示相結(jié)合教學(xué)方法，旨在提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。通過(guò)對(duì)地學(xué)數(shù)據(jù)采集、地學(xué)數(shù)據(jù)處理、地學(xué)知識(shí)挖掘等知識(shí)點(diǎn)的講解，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，參與地學(xué)知識(shí)圖譜的“構(gòu)建—分析—應(yīng)用”全鏈路，培養(yǎng)學(xué)生地球科學(xué)、信息科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)交叉的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，樹(shù)立科學(xué)的地球觀，增強(qiáng)數(shù)據(jù)與知識(shí)雙重驅(qū)動(dòng)的地學(xué)創(chuàng)新能力。

（四）課程思政設(shè)計(jì)

堅(jiān)持以地學(xué)知識(shí)圖譜挖掘?yàn)閷?dǎo)向，通過(guò)講解、談?wù)摰冗^(guò)程將歷史文化事件的時(shí)間和空間進(jìn)行呈現(xiàn)和鏈接，構(gòu)建面向地學(xué)知識(shí)圖譜挖掘的歷史文化事件案例庫(kù)，建設(shè)“地學(xué)知識(shí)圖譜”課程網(wǎng)站和課程資源庫(kù)，采用課堂講解與線(xiàn)上案例庫(kù)并重進(jìn)行的實(shí)施方式，滲透中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化；在學(xué)生掌握基本原理的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)理論深入鉆研的良好習(xí)慣，強(qiáng)化精益求精的工匠精神，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)以致用，全面提升分析、解決問(wèn)題的綜合能力；在實(shí)驗(yàn)的組織中，以項(xiàng)目組織實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)“愛(ài)他人”的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

本文概括了“地學(xué)知識(shí)圖譜”課程學(xué)科交叉的特點(diǎn)，明晰了該課程的教學(xué)目標(biāo)，從教學(xué)構(gòu)思、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程思政設(shè)計(jì)等方面探索了“地學(xué)知識(shí)圖譜”課程的教學(xué)體系建設(shè)，以期為地球科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)在“地學(xué)知識(shí)圖譜”課程的建設(shè)與實(shí)踐方面提供一定的借鑒。

參考文獻(xiàn)

［1］馬海勇，方世躍.數(shù)學(xué)地質(zhì)課程教學(xué)實(shí)踐與探索［J］.教育教學(xué)論壇，2020（43）：141-142.

［2］陳安清，密文天，王安迪，等.大數(shù)據(jù)時(shí)代我國(guó)地學(xué)教育的新態(tài)勢(shì)［J］.教育教學(xué)論壇，2018（36）：65-67.

［3］趙江南.地學(xué)大數(shù)據(jù)背景下的礦床統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)教學(xué)方法探討［J］.教育教學(xué)論壇，2018（11）：153-154.

Teaching Practice and Exploration of the Geoscience Knowledge Graph Course

YAN Zhao-jin， YANG Hui， CI Hui

（School of resources and geosciences， China University of Mining and Technology， Xuzhou， Jiangsu 221116， China）

Abstract： Geoscience Knowledge Graph is an advanced elective course in Geo-information Science and Technology， and its prerequisite courses are Geoscience Data Acquisition， Geoscience Big Data Analysis， Spatial Analysis and Modeling， and Geoscience Data Visualization， which are interdisciplinary disciplines of Earth Science， Information Science and Data Science. It is meaningful to explore the teaching practice of Geoscience Knowledge Graph course to guide the construction of professional curriculum system in earth science related fields. This paper composes the curriculum characteristics of the course， formulates the teaching objectives of the Geoscience Knowledge Graph course， and constructs the curriculum system of geoscience knowledge graph in teaching practice to enhance students’ data and knowledge dual-driven geoscience innovation and cultivate professionals with a correct view of the earth. This paper provides some reference for the construction and practice of the Geoscience Knowledge Graph course for majors in earth science related fields.

Key words： geological knowledge graph; geo-information science and technology; teaching practice