“地球物理勘探”課程在地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)的探索

李勤

[摘 要]“地球物理勘探”課程是一門(mén)理論和實(shí)踐并重的課程。針對(duì)地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)本科生這一教學(xué)對(duì)象，分析“地球物理勘探”課程的課程特點(diǎn)，從重視教材建設(shè)，構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系，采用現(xiàn)代教學(xué)手段三個(gè)方面著手，實(shí)現(xiàn)“地球物理勘探”課程在地質(zhì)工程中實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用性的教學(xué)目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]地球物理勘探 地質(zhì)工程 教學(xué)研究

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）07-0111-02

地球物理勘探是指借助專(zhuān)門(mén)的儀器和設(shè)備對(duì)地下介質(zhì)的地球物理場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)，獲取地球物理場(chǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，研究地球物理場(chǎng)的變化規(guī)律，進(jìn)一步達(dá)到解決地質(zhì)問(wèn)題的目的。[1] “地球物理勘探”這門(mén)課程是將地球物理學(xué)原理用于地質(zhì)勘查和礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的一門(mén)學(xué)科，包含了重力、磁法、電法、地震和放射性勘探等多種方法和內(nèi)容，是一門(mén)同時(shí)注重理論和實(shí)踐的課程。[2]對(duì)于“地球物理勘探”專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，在具備了扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)后，至少用兩個(gè)學(xué)年的時(shí)間才能完成這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)；而對(duì)于地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，分配給“地球物理勘探”這門(mén)課程的學(xué)習(xí)時(shí)間是非常有限的，通常是一學(xué)期40個(gè)學(xué)時(shí)左右的時(shí)間。對(duì)于這樣一門(mén)內(nèi)容豐富，涉及面非常廣泛的課程，如何在地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)中開(kāi)展教學(xué)，有效地構(gòu)建本課程的教學(xué)體系，以獲取良好的教學(xué)效果，是一個(gè)值得深思的問(wèn)題。

一、課程特點(diǎn)分析

（一）理論基礎(chǔ)要求高

地球物理勘探方法很多，對(duì)于所有的地球物理勘探方法分類(lèi)，按其勘探過(guò)程可以分三個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理和資料解釋。[3]數(shù)據(jù)處理中涉及的課程有場(chǎng)論、數(shù)理方程、數(shù)值計(jì)算、數(shù)字信號(hào)分，等等。學(xué)生只有具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)后，才能將地球物理勘探的理論做到融會(huì)貫通，對(duì)地球物理勘探中第一個(gè)環(huán)節(jié)——數(shù)據(jù)采集中得到的離散數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，即數(shù)據(jù)處理；同時(shí)也需要具備一定的計(jì)算機(jī)圖像處理和數(shù)據(jù)可視化理論，將處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖像，作為第三個(gè)環(huán)節(jié)——資料解釋的依據(jù)。可見(jiàn)，“地球物理勘探”是一門(mén)對(duì)于學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)要求都較高的課程，但是地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，在前期基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)中，基本沒(méi)有進(jìn)行這樣的知識(shí)積累。

（二）與地質(zhì)知識(shí)交叉

在地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生由于已經(jīng)具備一定的地質(zhì)基礎(chǔ)，在建模以及數(shù)據(jù)的解釋方面，不至于與實(shí)現(xiàn)地質(zhì)情況相脫離，而這一點(diǎn)是在地質(zhì)工程學(xué)生中進(jìn)行“地球物理勘探”課程教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。因此，應(yīng)該將這一優(yōu)勢(shì)有效地發(fā)揮出來(lái)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，在教學(xué)過(guò)程中重視應(yīng)用，而對(duì)于復(fù)雜的理論及計(jì)算公式的推導(dǎo)，采用深入淺出的方法。然而，現(xiàn)在我國(guó)用人單位對(duì)于地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生要求都較高，要求有較寬的知識(shí)面，因而教學(xué)應(yīng)該與學(xué)生就業(yè)相聯(lián)系，讓學(xué)生既具備一定的數(shù)據(jù)處理和解釋能力，并且能進(jìn)行一定程度的理論研究，讓地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)的本科生在學(xué)習(xí)中盡可能地向這些目標(biāo)靠近。

二、教學(xué)方法研究

針對(duì)目前“地球物理勘探”在地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)中進(jìn)行教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，可以通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)構(gòu)建更為完善的教學(xué)體系。

（一）重視教材建設(shè)

教材是教學(xué)內(nèi)容的一個(gè)載體，是教學(xué)大綱內(nèi)容的具體化的體現(xiàn)，是教師的教與學(xué)生的學(xué)的主要依據(jù)，因而教材于教學(xué)來(lái)說(shuō)，具有舉足輕重的意義。[4]就“地球物理勘探”課程來(lái)說(shuō)，自20世紀(jì)50年代發(fā)展至今，中外各種類(lèi)型的教材層出不窮， 由先前單一的“地球物理勘探原理”教材，有了許多新的分支，如“工程與環(huán)境地球物理勘探”、 “水文地球物理勘探”、“石油地球物理勘探”等適合于不同領(lǐng)域的教材，[5]完全能滿(mǎn)足“地球物理勘探”專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，但是很少有針對(duì)地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)的“地球物理勘探”教材。以西安科技大學(xué)為例來(lái)說(shuō)，西安科技大學(xué)作為一所典型的煤炭類(lèi)院校，其本科學(xué)生就業(yè)也主要分布在煤炭系統(tǒng)，故其“地球物理勘探”課程的教育也應(yīng)將重點(diǎn)放在煤礦地質(zhì)“地球物理勘探”方面，而到目前為止，還沒(méi)有這樣的一套教材。

（二）充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)

“地球物理勘探”授課內(nèi)容具有嚴(yán)密的邏輯性和一定的抽象性，教師和學(xué)生在教與學(xué)的過(guò)程中都會(huì)感覺(jué)到枯燥。而多媒體課件集聲音、動(dòng)畫(huà)、視頻等多媒體手段于一體，能創(chuàng)設(shè)情境，將一些抽象的理論，以生動(dòng)的視聽(tīng)形式展示給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生更生動(dòng)、直觀地感受教學(xué)內(nèi)容；板書(shū)作為傳統(tǒng)的教學(xué)手段，給教師與學(xué)生留下了更大的空間，借助板書(shū)，教師能將復(fù)雜的問(wèn)題一步步簡(jiǎn)單化，還原了學(xué)習(xí)的過(guò)程，培養(yǎng)了學(xué)生的思維習(xí)慣，也能讓學(xué)生更好地跟上教的節(jié)奏，有助于學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。

借助多媒體和板書(shū)，實(shí)現(xiàn)案例式教學(xué)與啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合的方式。案例式教學(xué)法是在教師的指導(dǎo)下將特定的案例呈現(xiàn)給學(xué)生，以提高學(xué)生實(shí)際操作能力的一種教學(xué)方法，以多媒體為載體，結(jié)合地質(zhì)講解“地球物理勘探”在地質(zhì)中的應(yīng)用案例，進(jìn)行案例式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的過(guò)渡。啟發(fā)式教學(xué)是指教師在教學(xué)工作中依據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程的變化，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地參與掌握知識(shí)的過(guò)程的一種教學(xué)方法。以問(wèn)題為主的啟發(fā)式教學(xué)在課程教學(xué)過(guò)程中引入更多的問(wèn)題，讓學(xué)生思考，并將學(xué)生的問(wèn)題反饋回來(lái)，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的和諧發(fā)展。

（三）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

由于將本課程用于地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)，故野外實(shí)習(xí)沒(méi)有“地球物理勘探”課程的內(nèi)容，但將實(shí)驗(yàn)室的操作當(dāng)作一種野外數(shù)據(jù)采集的模擬也基本能滿(mǎn)足學(xué)習(xí)要求，這樣的實(shí)踐教學(xué)也十分必要。然而，“地球物理勘探”課程在地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)與實(shí)踐中仍存在沒(méi)有足夠的教學(xué)儀器資源，缺乏對(duì)學(xué)生從理論到實(shí)際地質(zhì)工程問(wèn)題轉(zhuǎn)化能力的培養(yǎng)等問(wèn)題，這些問(wèn)題已經(jīng)影響了目前本科高校對(duì)人才培養(yǎng)的要求。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論教學(xué)的一個(gè)延伸，是知識(shí)從理論到應(yīng)用的一個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程，也是“地球物理勘探”這門(mén)課程一個(gè)必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。引進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員隊(duì)伍建設(shè)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力都有重要意義，同時(shí)，也有利于學(xué)生更好地適應(yīng)畢業(yè)后的實(shí)際工作，更是提高學(xué)生適應(yīng)社會(huì)需求的一種手段。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，筆者認(rèn)為應(yīng)將對(duì)地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的“地球物理勘探”課程作為一門(mén)偏重應(yīng)用型課程進(jìn)行教學(xué)，提出教學(xué)改革建議如下：（1）重視教材建設(shè)，編制適合地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)的本科“地球物理勘探”教材；（2）采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，促進(jìn)教與學(xué)的互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)；（3）構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 陳運(yùn)泰，滕吉文，張中杰.地球物理學(xué)的回顧與展望[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2001（5）：636-642.

[2] 方根顯.地球物理勘探課程教學(xué)內(nèi)容改革的研究[J]. 東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2008（3）：273-275.

[3] 潘紀(jì)順.地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)地球物理勘探課的教學(xué)改革[J].河南教育，2010（8）：61-63.

[4] 隋旺華，孫亞軍，劉樹(shù)才，等. “煤礦水文地質(zhì)與工程地質(zhì)”課程教學(xué)模式和方法改革實(shí)踐[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2013（1）：40-42.

[5] 劉向紅，張平松，孫林華，等. 應(yīng)用型示范本科高校實(shí)踐課程的設(shè)計(jì)研究—以宿州學(xué)院地質(zhì)專(zhuān)業(yè)“地球物理勘探”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)為例[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2012（4）：123-125.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]