地學(xué)專業(yè)地球物理類課程課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)識(shí)*

付茂如　張平松　吳榮新　郭立全（安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院，安徽淮南232001）

?

地學(xué)專業(yè)地球物理類課程課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)識(shí)*

付茂如張平松吳榮新郭立全
（安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院，安徽淮南232001）

摘要：結(jié)合安徽理工大學(xué)地學(xué)專業(yè)地球物理類課程課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，討論和分析該類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，提出自己的思考與認(rèn)識(shí)。地球物理類課題重在實(shí)踐，只有加重實(shí)驗(yàn)教學(xué)比重，合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，規(guī)范實(shí)驗(yàn)過(guò)程和考核機(jī)制，才能取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：地球物理勘探；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；地學(xué)專業(yè)

Abstract:According to the process of experimental teaching about geophysical professional courses in Anhui U-niversity of Science and Technology, the paper discusses and analyzes the problems of the experimental teaching, and proposes the writer's thinking and understanding about the questions. Geophysical topics focus on practice. Only by increasing the proportion of experimental teaching, reasonably arranging the experimental teaching contents, regulating experimental process and evaluation mechanism, can good teaching effect be achieved.

Keywords:the earth physics exploration; experiment teaching; the earth science specialized

引言

地學(xué)專業(yè)在安徽理工大學(xué)發(fā)展過(guò)程中歷史悠久、特色鮮明，其在本科教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生的要求高且嚴(yán)，既要求學(xué)生全面掌握各類地學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)，又要求學(xué)生能夠熟練掌握各項(xiàng)專業(yè)技術(shù)技能。自上個(gè)世紀(jì)50年代開(kāi)始招收本科生以來(lái)，地質(zhì)勘查及地球物理勘探類課程一直作為地學(xué)專業(yè)主干課程逐步得到加強(qiáng)[1]。地球物理類課程通過(guò)教授勘探方法及技術(shù)，為地學(xué)問(wèn)題解決提供有力的支持和保障。與普通地質(zhì)類專業(yè)課程不同，地球物理類課程是一種實(shí)踐性、綜合性極強(qiáng)的專業(yè)課，它通過(guò)對(duì)地質(zhì)地球物理?xiàng)l件的全面分析與認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步確定具體的探查方法，再采用相應(yīng)的地球物理儀器及設(shè)備采集地球物理場(chǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)的處理與分析，對(duì)測(cè)試目標(biāo)體進(jìn)行分析，進(jìn)一步評(píng)價(jià)各種地質(zhì)問(wèn)題。該類課程要求學(xué)生具備良好的物理學(xué)、數(shù)字及計(jì)算機(jī)類專業(yè)基礎(chǔ)，其對(duì)學(xué)生的動(dòng)手操作能力要求較高。在授課時(shí)，實(shí)驗(yàn)與理論相配合，通過(guò)數(shù)值類、物理類以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等實(shí)驗(yàn)方法，為學(xué)生提供認(rèn)知、操作及綜合等過(guò)程[2-6]。因此，對(duì)于專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的講授中，做好實(shí)驗(yàn)實(shí)踐類教學(xué)將會(huì)起到至關(guān)重要的作用。文章結(jié)合安徽理工大學(xué)地學(xué)專業(yè)授課狀況進(jìn)行討論，可為同類專業(yè)教育教學(xué)提供參考。

一、地學(xué)專業(yè)地球物理類課程開(kāi)展

安徽理工大學(xué)地學(xué)類專業(yè)目前開(kāi)設(shè)的地球物理主體課程主要有《地球物理學(xué)概論》、《地震勘探》、《電法勘探》，這些課程的開(kāi)設(shè)，可以讓學(xué)生了解并學(xué)習(xí)最常用的物探技術(shù)；同時(shí)考慮到學(xué)生的就業(yè)方向以及教研室的教學(xué)力量，還開(kāi)設(shè)有針對(duì)性更強(qiáng)的《工程與環(huán)境物探》、《礦井物探》等課程，分別針對(duì)畢業(yè)后從事工程勘察類的學(xué)生以及從事煤礦工作的學(xué)生。整體課程的設(shè)置，在主體中突出細(xì)節(jié)，以利于學(xué)生的就業(yè)選擇，拓寬學(xué)生的就業(yè)面。

長(zhǎng)期以來(lái)，學(xué)校高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，特別是對(duì)于專業(yè)素養(yǎng)要求更高的地球物理類實(shí)驗(yàn)教學(xué)。加大了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的投入和改革，系統(tǒng)地提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，極大地培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，激起了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣。

針對(duì)地學(xué)類專業(yè)開(kāi)設(shè)的地球物理類課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中通過(guò)學(xué)生對(duì)物探類專業(yè)知識(shí)的掌握情況，采用由易及難、由基礎(chǔ)到復(fù)雜的教學(xué)模式。讓學(xué)生在充分掌握了物探類基礎(chǔ)知識(shí)后，再進(jìn)行設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。比如，對(duì)于電法勘探來(lái)說(shuō)，首先是讓學(xué)生明白電法勘探是怎么一回事。地學(xué)類專業(yè)的學(xué)生對(duì)于勘探可能不太陌生，最直接的勘探手段就是鉆探和槽探了。鉆探和槽探都是很直接明了的勘探手段，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中可以很直觀地理解這些勘探技術(shù)。但是對(duì)于電法勘探來(lái)說(shuō)，學(xué)生可能會(huì)覺(jué)得是一門比較抽象的技術(shù)手段，其中對(duì)電場(chǎng)的概念、對(duì)體積勘探的了解、對(duì)不同的裝置類型認(rèn)識(shí)等都是處于模糊的狀態(tài)中。這些知識(shí)點(diǎn)，在課堂教學(xué)過(guò)程中，可能只是對(duì)學(xué)生進(jìn)行了介紹，學(xué)生并不能夠真正把這類知識(shí)融會(huì)貫通，給實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了一定的困難。為了讓學(xué)生能夠更好地理解電法勘探，并能夠掌握這門技術(shù)手段，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，從最簡(jiǎn)單、最基礎(chǔ)的地方入手，通過(guò)實(shí)際的沙槽模擬以及動(dòng)畫演示，讓學(xué)生更直觀地認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)。

同時(shí)，學(xué)校制作了多種物理模型，可以模擬不同類型的勘探實(shí)驗(yàn)。利用這些模型，學(xué)生可以進(jìn)行設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)。例如，利用水槽模型，學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)一系列關(guān)于煤礦工作面底板水害探測(cè)的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)，學(xué)生自己動(dòng)手，制作模型，尋找合適的材料作為異常體，設(shè)置異常體的組合形式，選擇探測(cè)方法，最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果并與實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比分析。由于有實(shí)際的目標(biāo)體，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性可以很直觀地表現(xiàn)出來(lái)，這樣使得學(xué)生的成就感油然而生，進(jìn)而極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，使得枯燥的理論知識(shí)變得不再索然無(wú)趣。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，依據(jù)地球物理課程的課堂進(jìn)程，適時(shí)地開(kāi)展相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，及時(shí)疏通學(xué)生專業(yè)知識(shí)脈絡(luò)，解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的疑難雜癥，力求讓學(xué)生及時(shí)地了解掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，這樣就可以保證下面課程的順利開(kāi)展。

學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，按小組單位進(jìn)行，一般按4-6人為一組，同時(shí)邀請(qǐng)研一、研二的研究生跟組進(jìn)行指導(dǎo)。研究生的理論水平要高于本科學(xué)生，對(duì)于儀器設(shè)備的操作水平和操作技巧也高于本科學(xué)生，同時(shí)研究生與本科生的年齡相仿，這樣就更加有利于學(xué)生之間的交流與探討。實(shí)驗(yàn)教師在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，把握總體的實(shí)驗(yàn)方向，并對(duì)于一些關(guān)鍵性的細(xì)節(jié)方面進(jìn)行指導(dǎo)，解答在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的典型性問(wèn)題。

二、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)與思考

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育的重要組成部分，是學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必需環(huán)節(jié)，它在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面所起到的重要作用是其他任何教學(xué)形式都無(wú)法替代的[7，8]。實(shí)驗(yàn)時(shí)理論的來(lái)源并先于實(shí)驗(yàn)。脫離實(shí)驗(yàn)談理論，學(xué)生將難以理解理論知識(shí)的內(nèi)涵，也無(wú)法把握理論的發(fā)展方向，也就談不上理論創(chuàng)新。對(duì)于地球物理學(xué)人才的培養(yǎng)上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)得到重視和加強(qiáng)。

（一）重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

多年來(lái)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)均是依附于理論課教學(xué)，特別是近年來(lái)高校地學(xué)類專業(yè)為了擴(kuò)大就業(yè)面，所開(kāi)設(shè)的專業(yè)課越來(lái)越多，重理論輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象尤為突出。往往理論課與實(shí)驗(yàn)課時(shí)的比例約為8：1，甚至是12：1。這就造成了一種“頭重腳輕”的現(xiàn)象，學(xué)生無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)課來(lái)及時(shí)地消化理論課上所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，又緊接著開(kāi)始學(xué)習(xí)新的知識(shí)。我們知道地球物理類課程是一門循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)過(guò)程，一旦前面基礎(chǔ)性知識(shí)不明白，那么將會(huì)出現(xiàn)后面知識(shí)無(wú)法順利學(xué)習(xí)下去的窘境。而擺脫這一困境的最佳方法便是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)完成對(duì)知識(shí)的消化吸收。因此，必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，使得理論課時(shí)與實(shí)驗(yàn)課時(shí)的比例在6：1或5：1時(shí)，即比較合適。

（二）綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)置

綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于提高學(xué)生專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能起到事半功倍的作用。該類實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生對(duì)自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行梳理，然后確定合適的實(shí)驗(yàn)方案。這樣就使得學(xué)生自己主動(dòng)思考，活學(xué)活用，避免了呆板的知識(shí)灌輸。

在設(shè)置綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況，開(kāi)設(shè)難易適中、效果明顯的實(shí)驗(yàn)。要既能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，又能不斷地激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣。

（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的層次性與遞進(jìn)性

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要依據(jù)學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)進(jìn)程，合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)習(xí)多層次、階梯式向上發(fā)展式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)階段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)就應(yīng)放在幫助學(xué)生理解基本理論和掌握實(shí)驗(yàn)技能上。在提高階段，要培養(yǎng)學(xué)生融會(huì)貫通、綜合運(yùn)用理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法的能力，此時(shí)就應(yīng)加大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重。綜合性實(shí)驗(yàn)必須體現(xiàn)出要將各種知識(shí)和方法“綜合”的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，要著重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題進(jìn)而解決問(wèn)題的能力。要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，正確選擇實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)軟件，正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，合理安排實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（四）建立合理、規(guī)范、嚴(yán)格的考核機(jī)制

現(xiàn)階段，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的考核過(guò)于簡(jiǎn)單，往往一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告就結(jié)束了一門實(shí)驗(yàn)課。這種過(guò)于簡(jiǎn)單的考核方式，可能會(huì)造成學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)課的輕視。因?yàn)橥恍〗M的實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在很大的相似性，這就使得一些學(xué)生沒(méi)有真正地參與到實(shí)驗(yàn)中去，而是以一份拷貝的實(shí)驗(yàn)報(bào)告草草了結(jié)實(shí)驗(yàn)課程。對(duì)于這類現(xiàn)象，應(yīng)該建立合理、規(guī)范、嚴(yán)格的考核機(jī)制?？己瞬皇菃渭兊目磳?shí)驗(yàn)結(jié)果好壞，不是看學(xué)生是否參加實(shí)驗(yàn)，而是要考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、學(xué)風(fēng)情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫水平等各個(gè)方面。實(shí)驗(yàn)成績(jī)應(yīng)作為一項(xiàng)單獨(dú)的項(xiàng)硬指標(biāo)，參與到評(píng)價(jià)學(xué)生的整體學(xué)習(xí)成績(jī)中去。

（五）培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，避免機(jī)械單調(diào)的教學(xué)形式。采用“研究生＋本科生”互助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。遇到問(wèn)題，可以通過(guò)與研究生進(jìn)行交流與探討，團(tuán)隊(duì)之間進(jìn)行交流與探討，盡量將問(wèn)題自我消化。不斷地探討與交流以及問(wèn)題的自我消化，使得學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)合作精神得到培養(yǎng)。

三、結(jié)束語(yǔ)

由于特殊的學(xué)科特點(diǎn)，地球物理類課程在教學(xué)過(guò)程中需要更加重視課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)不斷的探索與積累，嚴(yán)格要求并規(guī)范實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制，才能培養(yǎng)出合格的地球物理學(xué)專業(yè)學(xué)生。

參考文獻(xiàn)

[1]張平松，劉盛東.地球物理勘探課程設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)施與思考[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2005（4）：97-99.

[2]呂玉增，韋柳椰，熊彬.地球物理學(xué)專業(yè)教學(xué)研究與實(shí)踐[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2010（3）：21-23.

[3]方顯根.地球物理勘探課程群教學(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），2008，27（3）：273-275.

[4]朱國(guó)維.地質(zhì)工程專業(yè)“工程物探”課教學(xué)初探[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，7（2）：86-88.

[5]呂玉增，韋柳椰，李長(zhǎng)偉.地球物理勘查工程技術(shù)人才培養(yǎng)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2012（1）：115-118.

[6]鄧居智，張志勇，李澤林.電法勘探課程開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].東華理工學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2007，26（1）：76-79.

[7]陳步云.深化實(shí)驗(yàn)改革，培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].中國(guó)大學(xué)教育，2007 （10）：75-76.

[8]官禮和，魯皓，蔣偉，等.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（7）：265-267.

作者簡(jiǎn)介：付茂如（1985-），男，安徽六安人，碩士研究生，助教，主要從事工程地球物理探查技術(shù)研究。

*基金項(xiàng)目：安徽省高等學(xué)校質(zhì)量工程教學(xué)研究項(xiàng)目資助（2013jyxm078）

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-000X（2016）01-0095-02