導(dǎo)語：巖礦鑒定在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：巖礦鑒定是地質(zhì)研究工作的重要組成部分，傳統(tǒng)巖礦鑒定一般需借助礦物鑒定手冊(cè)來完成，手動(dòng)比對(duì)效率低且易出錯(cuò)。本巖礦鑒定輔助識(shí)別系統(tǒng)，將傳統(tǒng)方法與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合，將觀測(cè)所得的透明礦物光學(xué)性質(zhì)輸入系統(tǒng)中，利用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)礦物的性質(zhì)進(jìn)行檢索，對(duì)未知礦物進(jìn)行界定。該系統(tǒng)既簡(jiǎn)化鑒定程序，又提高了鑒定準(zhǔn)確率，對(duì)巖礦精確鑒定具有重要意義。

關(guān)鍵詞：巖礦鑒定；計(jì)算機(jī)軟件；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；礦物識(shí)別

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)中占有重要地位，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要途徑，對(duì)于將來從事地質(zhì)行業(yè)的學(xué)生來說，能否將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，決定了其是否適應(yīng)且勝任今后的工作。合理的實(shí)驗(yàn)課程可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，在巖石學(xué)教學(xué)中，實(shí)踐能力尤為重要。而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程主要以教師為中心，內(nèi)容枯燥，嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)備的不斷發(fā)展，如何將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，已成為當(dāng)下實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)解決的問題之一。偏光顯微鏡下的巖礦鑒定是地質(zhì)研究工作的重要部分。在先進(jìn)的測(cè)試分析方法不斷涌現(xiàn)的今天，傳統(tǒng)的薄片鑒定以快捷、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，在基礎(chǔ)地質(zhì)研究中仍有重要地位[1]。一直以來，偏光顯微鏡下的巖礦鑒定工作一般需借助礦物鑒定手冊(cè)來完成，使用者需將礦物各種特征與鑒定手冊(cè)中的檢索表進(jìn)行反復(fù)比對(duì)，從而得出鑒定結(jié)果，這在無形中增加了使用者的工作量，且易出現(xiàn)錯(cuò)誤。而現(xiàn)有部分輔助軟件的礦物信息缺少對(duì)應(yīng)的顯微圖片，初學(xué)者較難掌握和應(yīng)用[1−5]。鑒于此，我們研究開發(fā)了一套巖礦鑒定輔助識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于透明礦物光性特點(diǎn)建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，可顯示符合檢索條件的透明礦物，并可同時(shí)查詢各種透明礦物的光學(xué)性質(zhì)及對(duì)應(yīng)照片。如使用者可將目標(biāo)礦物的光學(xué)性質(zhì)輸入系統(tǒng)中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將符合條件的礦物列出，檢索條件越具體，得到的結(jié)果就越準(zhǔn)確，從而使巖礦鑒定工作得到簡(jiǎn)化。

1網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)備的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為必須?？衫锰摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人機(jī)交互等信息化技術(shù)，以拓展實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域，豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，開展綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)為目的，遵循虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛的原則，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈活性，將實(shí)驗(yàn)課程中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)融為一體，加強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)際操作能力，對(duì)其自主學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有積極意義。建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并且可用于課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總體質(zhì)量水平[6]。信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的兩大要素，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)兩者缺一不可。建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系必須使網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分融合，對(duì)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)進(jìn)行了改革，建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式的框架。網(wǎng)絡(luò)資源最可以突破時(shí)間和空間的界限，無限延伸課堂，學(xué)生也可以借助網(wǎng)上平臺(tái)，查詢自己所需要的信息，及時(shí)解決自己的疑難問題，這對(duì)提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)具有很大的幫助。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的共享，提高了學(xué)生的地質(zhì)技能與創(chuàng)新能力，使學(xué)生有較高的綜合素質(zhì)、扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和寬厚的專業(yè)知識(shí)，并有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力，積極引導(dǎo)、鼓勵(lì)本專業(yè)學(xué)生努力培養(yǎng)、提高地球科學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新能力[7−9]。通過學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，增加對(duì)地球科學(xué)的興趣和熱愛。巖礦鑒定是地質(zhì)各基礎(chǔ)學(xué)科諸如巖石學(xué)、礦物學(xué)、礦床學(xué)、地球化學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的基本方法。但是，由于礦物種類繁多、巖石類型復(fù)雜，在實(shí)際鑒定時(shí)學(xué)生容易無從下手。另一方面，巖礦鑒定必須借助于專業(yè)顯微鏡，學(xué)生課外學(xué)習(xí)往往受限。鑒于此，基于已往實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)巖礦鑒定輔助識(shí)別系統(tǒng)，將礦物性質(zhì)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，搭配相關(guān)鏡下圖片，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以期提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

2軟件功能模塊設(shè)計(jì)

巖礦鑒定輔助識(shí)別系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)為VisualBasic（簡(jiǎn)稱VB）。VB源自于Basic編程語言，是Microsoft公司開發(fā)的一種通用的基于對(duì)象的程序設(shè)計(jì)語言，為結(jié)構(gòu)化的、模塊化的、面向?qū)ο蟮?、包含協(xié)助開發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動(dòng)為機(jī)制的可視化程序設(shè)計(jì)語言，具有編程效率高，數(shù)據(jù)庫(kù)功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)據(jù)庫(kù)采用了MicrosoftAccess，其功能強(qiáng)大，界面簡(jiǎn)單易操作，與VisualBasic兼容較好，可共同開發(fā)使用[10−16]。該設(shè)計(jì)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并結(jié)合礦物的光學(xué)鑒定特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)（透明礦物光學(xué)鑒定參數(shù)）進(jìn)行檢索，顯示符合檢索條件的礦物，并可同時(shí)查詢各種透明礦物的光學(xué)性質(zhì)及對(duì)應(yīng)的鏡下顯微圖片。系統(tǒng)分為透明礦物鑒定、巖礦參考和系統(tǒng)維護(hù)三大模塊。2.1巖礦鑒定模塊在本模塊下，可用兩種形式對(duì)透明礦物進(jìn)行檢索：1）運(yùn)用測(cè)得的透明礦物光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行查詢，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了透明礦物常見的10種光學(xué)性質(zhì)，應(yīng)用時(shí)可輸入已得條件對(duì)未知礦物進(jìn)行界定；2）名稱查詢，即輸入礦物名稱，在系統(tǒng)內(nèi)檢索礦物的基本信息。2.2巖礦參考模塊本模塊主要實(shí)現(xiàn)查看常見的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物雙晶、巖石圖片的功能。選擇結(jié)構(gòu)構(gòu)造、雙晶，或典型巖礦，可以檢索出對(duì)應(yīng)的顯微圖片。2.3系統(tǒng)維護(hù)模塊本模塊主要實(shí)現(xiàn)巖礦記錄管理、圖片管理和屬性管理功能。在巖礦記錄管理下，可添加、修改、刪除巖礦記錄；在圖片管理下，可添加、修改、刪除典型圖例中的圖片；在屬性管理下，只需在一個(gè)界面里就可完成對(duì)多項(xiàng)巖石屬性的添加、修改、刪除。

3應(yīng)用舉例

3.1礦物鑒定

1）在顯微鏡下觀察某透明礦物薄片具有以下光性特征：礦物為褐色,正低突起,三級(jí)藍(lán)干涉色。2）將上述條件輸入程序的查詢條件選擇可以得到檢索結(jié)果，有5種礦物符合上述鑒定特征：綠脫石、滑石、白云母、黑云母、金云母。系統(tǒng)會(huì)以列表的形式將它們顯示在窗口左側(cè)以供鑒定判斷之用，點(diǎn)擊礦物名稱可以看到礦物的簡(jiǎn)要信息以及在鏡下顯微照片，如圖1所示。3）如果想繼續(xù)得到精確的判斷結(jié)果就需要觀測(cè)更多鑒定特征輸入程序，繼續(xù)觀察待鑒定礦物，如在上例中再輸入條件正光性，就可以得到綠脫石的精確結(jié)果。

3.2巖礦參考

選擇巖礦分類，點(diǎn)擊“確定”，列表中顯示該類型下的所有巖礦名稱，如圖2所示，雙擊“大理巖”，則在右邊空白處顯示相應(yīng)圖片。

3.3系統(tǒng)維護(hù)

在巖礦信息維護(hù)模塊界面，可點(diǎn)擊“修改”，添加或刪除，進(jìn)入“修改巖礦記錄”界面，可更改相應(yīng)內(nèi)容，并可雙擊圖片位置，更換圖片，點(diǎn)擊“保存”，可對(duì)綠脫石的信息進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)，如圖3所示。在圖片管理模塊界面，對(duì)“典型圖例”中的圖片進(jìn)行分類管理。點(diǎn)擊“添加圖片”選擇所要添加圖片，選擇圖片類型，可修改圖片名稱；點(diǎn)擊“保存圖片”，則添加成功。在右邊圖片列表中選中一條，點(diǎn)擊“刪除”，則從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除該圖片，如圖4所示。在屬性管理模塊界面，可對(duì)選擇輸入的巖礦屬性的內(nèi)容進(jìn)行修改、添加、刪除。選擇屬性，點(diǎn)擊“確定”，在右欄列表框內(nèi)顯示已有內(nèi)容。選中列表中一條，點(diǎn)擊“修改”，在其下方輸入欄內(nèi)輸入相應(yīng)內(nèi)容，點(diǎn)擊“確定”，則更新所選項(xiàng)；選中列表中一條，點(diǎn)擊“刪除”，則刪除所選項(xiàng)；點(diǎn)擊“添加”，在其下方輸入框內(nèi)輸入內(nèi)容，點(diǎn)擊“確定”，則添加完成，如圖5所示。

4網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源向?qū)W生全天開放，學(xué)生隨時(shí)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)。系統(tǒng)對(duì)主要造巖礦物和特征變質(zhì)礦物的鑒定方法進(jìn)行總結(jié)梳理，整理礦物277種，囊括了巖石礦物學(xué)中常見的典型透明礦物，采集礦物顯微照片1590張，對(duì)礦物主要光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了濃縮總結(jié)。各種常見礦物種類齊全，顯微圖片清晰，有助于初學(xué)者迅速掌握所學(xué)內(nèi)容。而由于課時(shí)有限，學(xué)生可在課下反復(fù)查看系統(tǒng)資源，在反復(fù)查閱中深化理解，提升對(duì)礦物的見解。因此網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式能夠很好地幫助學(xué)生突破難重點(diǎn)，解決學(xué)生的困擾，提高學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量。

5結(jié)束語

本次開發(fā)的巖礦鑒定輔助識(shí)別系統(tǒng)是基于偏光顯微鏡觀察與計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度融合，該系統(tǒng)對(duì)各種透明礦物性質(zhì)進(jìn)行高度概括，并配有相應(yīng)顯微圖像，使用電子檢索系統(tǒng)更快速、準(zhǔn)確，明顯減少對(duì)照查找表格耗費(fèi)的時(shí)間，使用本系統(tǒng)可避免人工比對(duì)礦物性質(zhì)易出現(xiàn)的錯(cuò)誤，簡(jiǎn)化了薄片鑒定程序。此外，本系統(tǒng)功能完備，界面美觀，圖文并茂，操作簡(jiǎn)捷直觀，已在礦物鑒定中得到了廣泛的應(yīng)用，用戶反饋良好。近年來，隨計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)靈活可控、資源共享、知識(shí)共建、良好成本效益的優(yōu)勢(shì)逐漸顯示，為教學(xué)的發(fā)展開創(chuàng)了一條嶄新的思路。不斷改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，精練實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全面整合和優(yōu)化，著力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能與創(chuàng)新能力，利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高課程的效率與質(zhì)量，是未來實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目標(biāo)。

作者：部雪嬌 翁立猛 劉明 單位：中國(guó)海洋大學(xué)海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院 山東黃金集團(tuán)青島黃金有限公司