“應(yīng)用地震學(xué)”課程改革與教學(xué)方法探討

孫魯平

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球物理與信息技術(shù)學(xué)院，北京 100083

教學(xué)方法

“應(yīng)用地震學(xué)”課程改革與教學(xué)方法探討

孫魯平

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球物理與信息技術(shù)學(xué)院，北京 100083

“應(yīng)用地震學(xué)”是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球物理學(xué)特色專業(yè)的專業(yè)課之一。隨著地震勘探技術(shù)的飛速發(fā)展，目前的課程設(shè)置及授課內(nèi)容已經(jīng)不能滿足培養(yǎng)新型物探工作者的需求，課程改革勢(shì)在必行。本文在簡(jiǎn)要介紹“應(yīng)用地震學(xué)”課程設(shè)置的目的和教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合該課程的特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀，闡述課程的教學(xué)內(nèi)容調(diào)整與改革。同時(shí)，對(duì)教學(xué)方法和手段進(jìn)行了探討，為該課程的下一步的改革和建設(shè)奠定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：應(yīng)用地震學(xué)；課程改革；地球物理專業(yè)

“應(yīng)用地震學(xué)”課程是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球物理學(xué)特色專業(yè)的專業(yè)課程之一，在地球物理學(xué)特色專業(yè)建設(shè)中處于重要地位。舊的課程設(shè)置注重對(duì)地震勘探原理和方法等基礎(chǔ)知識(shí)的講授。隨著近些年地震勘探技術(shù)的飛速發(fā)展，涌現(xiàn)出了很多新技術(shù)和新方法，目前的課程設(shè)置及授課內(nèi)容已經(jīng)不能滿足培養(yǎng)新型物探工作者的需求，對(duì)該課程進(jìn)行相應(yīng)改革勢(shì)在必行。改革的目標(biāo)是將地震勘探領(lǐng)域主流及前沿的理論和技術(shù)及時(shí)融入講授內(nèi)容中，使學(xué)生能夠及時(shí)了解學(xué)科前沿知識(shí)，把握學(xué)科主流發(fā)展方向，同時(shí)加強(qiáng)地質(zhì)與地球物理的結(jié)合，將學(xué)生培養(yǎng)成為地質(zhì)與地球物理復(fù)合型人才，增強(qiáng)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球物理專業(yè)在畢業(yè)生就業(yè)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

一、課程設(shè)置的目的和教學(xué)目標(biāo)

課程設(shè)置的目的是使學(xué)生掌握作為地球物理勘探重要方法之一的地震勘探的基本原理和方法，了解現(xiàn)代地震勘探技術(shù)的進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)，為學(xué)生將來(lái)從事地震勘探科研與生產(chǎn)工作奠定基礎(chǔ)。

課程的教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)教學(xué)使學(xué)生掌握地球物理地震波動(dòng)力學(xué)的基本概念和原理，掌握地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念和原理，掌握地震數(shù)據(jù)野外采集的基本原理和工作方法，掌握地震資料數(shù)據(jù)處理的流程和方法，了解地震資料解釋方法并初步學(xué)會(huì)用地震資料解釋地質(zhì)問(wèn)題，了解現(xiàn)代地震勘探主流技術(shù)的新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)。

二、課程的特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀

“應(yīng)用地震學(xué)”作為地球物理學(xué)專業(yè)的專業(yè)課程，具有以下的幾個(gè)特點(diǎn)。

1.數(shù)理基礎(chǔ)要求高

“應(yīng)用地震學(xué)”課程的特點(diǎn)之一是對(duì)數(shù)理基礎(chǔ)要求高，要求學(xué)生在修完高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)理方程與積分變換、彈性波動(dòng)力學(xué)及C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等數(shù)理課程之后學(xué)習(xí)本課程。

2.實(shí)踐性強(qiáng)

實(shí)踐性強(qiáng)是所有地球物理方法共同的特點(diǎn)，地震方法也不例外。實(shí)踐包括兩方面，一是課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，二是野外方法實(shí)習(xí)。通過(guò)這兩個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)和學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生把所學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)踐融會(huì)貫通，在實(shí)踐中加強(qiáng)對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握。

3.多學(xué)科交叉融合性強(qiáng)

首先，地震學(xué)理論的研究和應(yīng)用離不開(kāi)地質(zhì)理論的指導(dǎo)，在課程的學(xué)習(xí)中涉及的地質(zhì)理論包括普通地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、沉積巖石學(xué)及石油與天然氣地質(zhì)等；其次，還涉及計(jì)算機(jī)、信號(hào)分析、數(shù)學(xué)以及物理等學(xué)科的相關(guān)知識(shí)。

4.理論與實(shí)際并重

從本課程的名稱—“應(yīng)用地震學(xué)”便可以看出，該課程強(qiáng)調(diào)“應(yīng)用”，但“應(yīng)用”離不開(kāi)“理論”，理論知識(shí)不清楚，應(yīng)用也無(wú)從談起，因而在本課程的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該理論與實(shí)際并重，在

講授理論知識(shí)的同時(shí)，也要加強(qiáng)應(yīng)用實(shí)例的講解。

5.技術(shù)發(fā)展和更新速度快

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及學(xué)科間的交叉融合，應(yīng)用地震學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和更新速度越來(lái)越快，相關(guān)方法和技術(shù)不再滿足定性評(píng)價(jià)，而是向定量化、精細(xì)化和立體化的方向發(fā)展。這種技術(shù)的發(fā)展和方法的更新對(duì)課程的設(shè)置和授課內(nèi)容提出了更高的要求。

總之，“應(yīng)用地震學(xué)”是一門對(duì)數(shù)理基礎(chǔ)要求高、理論與實(shí)踐相結(jié)合、技術(shù)發(fā)展速度快且多學(xué)科信息融合性強(qiáng)的專業(yè)課程。針對(duì)應(yīng)用地震學(xué)的以上特點(diǎn)，反思目前該課程的教學(xué)現(xiàn)狀存在著的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)課程總課時(shí)不充足，幾乎未給學(xué)生留下主動(dòng)性與創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，且內(nèi)容受課時(shí)限制，不能及時(shí)擴(kuò)充和更新方法；

(2)授課內(nèi)容上，課堂講授的大多是經(jīng)典的地震勘探方法理論，涉及新技術(shù)新方法的內(nèi)容很少，不能緊跟學(xué)科前沿；

(3)教學(xué)方法相對(duì)比較單一，課堂環(huán)節(jié)師生教學(xué)“雙向”互動(dòng)性不夠，課堂氣氛生動(dòng)性、趣味性有待于進(jìn)一步提高；

(4)實(shí)踐環(huán)節(jié)仍然比較薄弱，設(shè)計(jì)型、探索型實(shí)驗(yàn)所占比例較低，影響了學(xué)生動(dòng)手能力、專業(yè)技能及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；

除此之外，還存在著欠缺專業(yè)外語(yǔ)詞匯、成績(jī)?cè)u(píng)定方式過(guò)于單一等問(wèn)題。針對(duì)以上對(duì)于“應(yīng)用地震學(xué)”課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀的討論，對(duì)該課程的改革勢(shì)在必行。

三、改革前后課程內(nèi)容調(diào)整

改革后，對(duì)本課程的教學(xué)大綱進(jìn)行了修訂，同時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化和補(bǔ)充，補(bǔ)充了應(yīng)用地震學(xué)領(lǐng)域的新方法技術(shù)、新進(jìn)展和新成果等前沿內(nèi)容。新教學(xué)大綱既保留了傳統(tǒng)專業(yè)課的系統(tǒng)性，又突出了應(yīng)用地震學(xué)領(lǐng)域的前沿特色，能夠適應(yīng)當(dāng)前地球物理專業(yè)人才培養(yǎng)需求與培養(yǎng)目標(biāo)。課程改革前后的主要變化體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.增加課時(shí)

課程改革后，根據(jù)課程內(nèi)容的安排，增加了課時(shí)。由原來(lái)的總學(xué)時(shí)64（包括講課58學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)）增加為總學(xué)時(shí)80（包括講課72學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）。通過(guò)課時(shí)的增加，滿足了增授新內(nèi)容的時(shí)間需求。

2.擴(kuò)充課程內(nèi)容

按照新教學(xué)大綱，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)充，補(bǔ)充了現(xiàn)代地震勘探技術(shù)的內(nèi)容，主要包括：四維地震技術(shù)、VSP技術(shù)、定量地震解釋、地震屬性分析技術(shù)以及疊后地震反演技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，注重理論結(jié)合實(shí)例的講授方式。

3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，本課程安排實(shí)踐教學(xué)共8學(xué)時(shí)，其中認(rèn)識(shí)地震儀器設(shè)備2學(xué)時(shí)，看實(shí)際地震資料及繪地震構(gòu)造圖2學(xué)時(shí)，結(jié)合地球物理地震學(xué)理論編程上機(jī)4學(xué)時(shí)，突出了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的特色。

4.融入專業(yè)外語(yǔ)詞匯

由于地球物理專業(yè)本科生2010級(jí)新的培養(yǎng)計(jì)劃中取消了“地球物理專業(yè)外語(yǔ)”這門選修課，而對(duì)于很多繼續(xù)深造的學(xué)生來(lái)說(shuō)，專業(yè)詞匯的掌握也是必不可少的一項(xiàng)學(xué)習(xí)內(nèi)容，可以為研究生階段閱讀和撰寫(xiě)外文專業(yè)文獻(xiàn)奠定基礎(chǔ)，因而在該課程的講授過(guò)程中將常見(jiàn)的專業(yè)外語(yǔ)詞匯和專用表達(dá)融入進(jìn)來(lái)。

四、課程教學(xué)方法探討

教學(xué)方法是在教學(xué)過(guò)程中教與學(xué)相互作用的活動(dòng)方式的總稱，是教學(xué)的基本要素之一[1]。它直接關(guān)系著教學(xué)工作的成敗。好的教學(xué)方法和教學(xué)手段是完成教學(xué)任務(wù)、達(dá)成教學(xué)目標(biāo)、提高教學(xué)效果的保證。

1.多樣化的教學(xué)方式和方法，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)興趣

在教學(xué)方式上，采取了傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)與現(xiàn)代多媒體教學(xué)相結(jié)合的方式。傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)可以幫助學(xué)生理清每堂課的脈絡(luò)，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，但缺點(diǎn)是效率偏低，不夠直觀。多媒體教學(xué)方式體現(xiàn)的信息容量大，表現(xiàn)形式多種多樣、可聲像并舉、動(dòng)靜結(jié)合，能夠激發(fā)學(xué)生興趣并促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解[2]?！皯?yīng)用地震學(xué)”課程的特點(diǎn)決定了很多教學(xué)內(nèi)容都需要結(jié)合直觀的圖像展示或者圖像對(duì)比的方式進(jìn)行，尤其在實(shí)踐教學(xué)中，多媒體教學(xué)更顯示出其不可替代的作用。以地震資料多次覆蓋采集為例，如若不結(jié)合多媒體的動(dòng)畫(huà)效果，僅僅依靠傳統(tǒng)的板書(shū)形式，將很難使同學(xué)清晰生動(dòng)地理解多次覆蓋的采集過(guò)程及采集排列的移動(dòng)過(guò)程。為此，采用了如下的教學(xué)手段，在利用板書(shū)講解完重要的采集參數(shù)，如排列長(zhǎng)度、道數(shù)、道間距、炮間距、偏移距、激發(fā)能量、檢波器組合方式、覆蓋次數(shù)等之后，利用多媒體的動(dòng)

畫(huà)向同學(xué)展示多次覆蓋采集的定點(diǎn)、放線、下炸藥、激發(fā)、數(shù)據(jù)回傳及排列滾動(dòng)等幾道工序，使學(xué)生更加直觀生動(dòng)地理解地震勘探多次覆蓋野外采集的整個(gè)過(guò)程。除動(dòng)畫(huà)之外，配以炸藥激發(fā)及數(shù)據(jù)回傳時(shí)的聲音，課堂上能夠輕松抓住學(xué)生上課的注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在樂(lè)趣中掌握專業(yè)知識(shí)，改善了課堂的授課效果。

在教學(xué)方法上，改變了傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽(tīng)”的灌輸式講授教學(xué)，采用了多樣化的教學(xué)方法，將討論式、互動(dòng)式、啟發(fā)式以及案例式教學(xué)法運(yùn)用進(jìn)來(lái)[3]，具體的操作方式包括：教師講輪廓學(xué)生補(bǔ)細(xì)節(jié)的互動(dòng)教學(xué)，與獎(jiǎng)懲結(jié)合的章節(jié)復(fù)習(xí)討論課，上機(jī)驗(yàn)證書(shū)本理論作業(yè)及課堂交流等[4]，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，提高了自信心，取得了很好的效果。

2.結(jié)合學(xué)校背景突出專業(yè)特色，培養(yǎng)綜合型地球物理人才

地學(xué)是我校一直以來(lái)的特色和強(qiáng)勢(shì)學(xué)科，我校是目前國(guó)內(nèi)高校開(kāi)設(shè)地球物理專業(yè)方法最全的高校，開(kāi)設(shè)的專業(yè)課包括：“應(yīng)用重力學(xué)”、“應(yīng)用地磁學(xué)”、“應(yīng)用地電學(xué)”、“應(yīng)用地震學(xué)”、“地球物理測(cè)井”以及“核地球物理”，這些課程囊括了目前地球物理主流的方法。在“應(yīng)用地震學(xué)”的授課過(guò)程中，我們有針對(duì)性地給學(xué)生樹(shù)立了“綜合地球物理”的概念，結(jié)合具體的重震聯(lián)合處理解釋、電震聯(lián)合處理解釋以及地質(zhì)-地球物理結(jié)合等綜合地球物理研究的實(shí)例，給學(xué)生全方位展示各種地球物理方法在尋找礦產(chǎn)資源及油氣資源中的應(yīng)用，突出了專業(yè)的特色，將我校的地球物理專業(yè)本科生培養(yǎng)成綜合型地球物理人才，有利于提高我校畢業(yè)生的綜合實(shí)力，拓寬就業(yè)面，提高他們?cè)诰蜆I(yè)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

3.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)

地球物理學(xué)專業(yè)是理論和實(shí)踐并重的學(xué)科。要培養(yǎng)高素質(zhì)的綜合地球物理人才“學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，思考是關(guān)鍵，時(shí)間是根本”[5]。地球物理專業(yè)的特點(diǎn)決定了實(shí)踐環(huán)節(jié)在“應(yīng)用地震學(xué)”課程中占據(jù)的重要角色。同時(shí)，實(shí)踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，也是能夠體現(xiàn)“應(yīng)用地震學(xué)”課程專業(yè)特色的重要環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)包括兩個(gè)方面：一是課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，二是野外方法實(shí)習(xí)。在上機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)加強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)編程能力、實(shí)際地球物理資料的分析能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫(xiě)能力。通過(guò)編程將專業(yè)方法用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)出來(lái)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力；通過(guò)實(shí)際圖件的分析，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在地質(zhì)概念的指導(dǎo)下對(duì)地球物理圖件的分析解釋能力；通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫(xiě)，提高學(xué)生的邏輯分析和書(shū)面表達(dá)能力。對(duì)于野外實(shí)踐環(huán)節(jié)，充分利用我校設(shè)在北戴河的野外實(shí)習(xí)基地，在大三暑假小學(xué)期進(jìn)行全面的野外地震資料采集工作實(shí)習(xí)，為了增強(qiáng)野外實(shí)踐效果，我們提出了有針對(duì)性的措施，包括：每日一“問(wèn)”及每日一“答”，分組輪換體驗(yàn)協(xié)同工作，自己找“茬”及互相找“茬”等，經(jīng)過(guò)兩年的實(shí)踐應(yīng)用，取得了不錯(cuò)的效果。課堂實(shí)驗(yàn)及野外實(shí)踐環(huán)節(jié)的加強(qiáng)，能夠有效鍛煉學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題”的能力，從各個(gè)角度提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，具有非常重要的意義。

4.改進(jìn)考試制度，增大考核力度

傳統(tǒng)的考核制度通常采用“平時(shí)成績(jī)+期末成績(jī)”的方式，二者采用二八分或者三七分?！皯?yīng)用地震學(xué)”課程改革之后，為了檢驗(yàn)學(xué)生在各個(gè)環(huán)節(jié)的掌握情況，我們提出了更為細(xì)致的考核方式，細(xì)化考核的各項(xiàng)內(nèi)容?？己擞晌宀糠纸M成，稱為“1+1+2+2+4”，每項(xiàng)分別代表課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、隨機(jī)測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考試，數(shù)字代表各項(xiàng)所占的比例。新的考核制度下，相對(duì)弱化了期末考試的比重，增加了課堂隨機(jī)測(cè)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的比例，避免了傳統(tǒng)考核方式中期末考試“一錘子買賣”帶來(lái)的弊端，增強(qiáng)考核力度，能夠更好地完成考核目的。

五、結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）一直秉承“特色+精品”的辦學(xué)指導(dǎo)思想，地球物理專業(yè)“應(yīng)用地震學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不僅體現(xiàn)出該專業(yè)的綜合型定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，還要與時(shí)俱進(jìn)，根據(jù)當(dāng)前地震勘探技術(shù)的發(fā)展及時(shí)做出調(diào)整和更新，形成“重基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐、突出地學(xué)特色”的課程特點(diǎn)。同時(shí)在教學(xué)方法上改變傳統(tǒng)，采用多樣化的教學(xué)手段，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，結(jié)合學(xué)校背景突出專業(yè)特色，同時(shí)改進(jìn)考核制度，以取得良好的教學(xué)效果，將我校的地球物理專業(yè)本科生培養(yǎng)成實(shí)踐性、創(chuàng)新性和綜合型地球物理人才。

[1] 孫愛(ài)群，牛樹(shù)銀.探索教學(xué)方法講究授課藝術(shù)[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2006，(3)：43-45.

[2] 徐思煌，袁彩萍.多媒體課程教學(xué)效果及其影響因素的調(diào)查研究[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2006，(2)：57-60.

[3] 趙憲明，林子慧.開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探究和學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)[J].科技信息，2009，(23)：150-151.

[4] 段云卿.互動(dòng)式教學(xué)法在“應(yīng)用地震學(xué)”教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2007，(4)：105-108.

[5] 周俊.論理工科大學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化[J].江蘇理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2003，(3)：48-53.

Title: Course Reform and Teaching Method Discussion of Applied Seismology

Author(s): SUN Lu-ping

applied seismology; course reform; geophysics major

G642

A

1006-9372（2014）01-0051-04

2013-10-30。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）2013年度教學(xué)研究與教學(xué)改革項(xiàng)目，地質(zhì)資源勘查國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心資助，高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金（20110022120004）。

孫魯平，女，講師，主要從事地震資料處理與解釋的教學(xué)和研究工作。