重磁勘探課程教學(xué)實踐與探索

肖鋒 許家姝

摘? ? 要：重磁勘探課程是地質(zhì)類院校開設(shè)的應(yīng)用地球物理系列課程的重要組成部分，是勘查技術(shù)與工程、地球物理學(xué)專業(yè)本科生的主干課程。文章以重磁勘探相關(guān)課程為例，從助課制度、課程沿革、備課環(huán)節(jié)、教學(xué)方法、課程評價等方面對近年來的教學(xué)實踐活動進(jìn)行探討，探索進(jìn)一步完善重磁勘探課程建設(shè)的思路與途徑。

關(guān)鍵詞：重磁勘探;教學(xué)實踐;地質(zhì)類院校

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2019）12-0015-02

重力與磁法勘探是兩種歷史悠久的地球物理工作方法，在地殼深部構(gòu)造、區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、固體礦產(chǎn)勘查、石油天然氣勘查等方面發(fā)揮了重要作用[1]。重力勘探與磁法勘探作為專業(yè)課程一直是勘查技術(shù)與工程、地球物理學(xué)專業(yè)本科生的主干課程[2-3]。僅以吉林大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)為例，目前與重磁勘探有關(guān)的專業(yè)必修課程包括“重磁勘探原理與方法”（64學(xué)時）、“重磁勘探數(shù)據(jù)處理與解釋”（32學(xué)時）。選修課程包括“重磁勘探數(shù)據(jù)處理與解釋實驗”（32學(xué)時）、“重磁勘探新技術(shù)新方法”（16學(xué)時）等。這說明重磁勘探系列課程在傳統(tǒng)物探方法類課程中仍占有重要地位。

盡管地質(zhì)類院校在開設(shè)重磁勘探相關(guān)課程方面已經(jīng)具有豐富經(jīng)驗，但相應(yīng)的課程建設(shè)與改革并沒有舉步不前。有的優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，并在教學(xué)方法中將互動式、啟發(fā)式、探究式多種方法相結(jié)合，為學(xué)生營造主動學(xué)習(xí)的氛圍[4-5];有的在“重磁勘探”中引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式來提高教學(xué)效果[6];有的以重磁異常為課程主線，以新方法和新知識為切入點，培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識的能力[7]。吉林大學(xué)重磁勘探課程的培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱歷經(jīng)多次修訂，逐漸趨于完善。目前教學(xué)團(tuán)隊面臨新老教師更替的挑戰(zhàn)。如何繼承和發(fā)揚(yáng)優(yōu)良的教學(xué)傳統(tǒng)，并將新穎的教學(xué)方法和手段引入課堂教學(xué)中，我們一直在思考這一問題，也在一步步探索和實踐。一切為了提升教學(xué)質(zhì)量，這是我們追求的目標(biāo)。此文是對作者近年來重磁勘探類課堂教學(xué)工作的總結(jié)，也是下一步改進(jìn)工作的新起點。

一、堅持助課制度

十余年前，筆者以助教身份，同時作為教學(xué)組成員，參與了“重磁勘探”課程建設(shè)。全程旁聽了老教師的課堂教學(xué)、協(xié)助批改作業(yè)和試卷、參與指導(dǎo)實驗以及答疑等教學(xué)活動。老教師的“傳、幫、帶”對我們的成長非常有利。一方面，通過老教師的言傳身教，把優(yōu)良的教學(xué)作風(fēng)傳承給我們;另一方面，我們通過耳聞目染，真切體驗和感受老教師的教學(xué)水平和良好風(fēng)范。老教師的詳細(xì)教案、教學(xué)方法、心得體會以及對課堂節(jié)奏的把握、常見問題的處理經(jīng)驗等，都值得新教師學(xué)習(xí)。正因如此，新教師可以節(jié)省備課時間、為出現(xiàn)類似問題做好充足預(yù)案、樹立初上講臺的自信心。同時，助課制度也使新老教師交替更為順暢，保持講課風(fēng)格的延續(xù)。

目前，新留校的教師都是講師職稱，但我們?nèi)匀粓猿种挥兄n之后才能講課。表面上，聽課浪費了新教師的時間，實際上，助課對新教師成長的助推作用非常明顯。例如：通過教案的學(xué)習(xí)，可以把握課程的知識脈絡(luò)以及合理分配課堂時間;通過觀摩老教師的板書，可以規(guī)范粉筆字的書寫和排版布局;通過旁聽課程，可以學(xué)習(xí)老教師跟學(xué)生溝通和互動的技巧。這些對新教師的提升作用很快就會在他們的課堂上顯現(xiàn)出來。還有一些則是潛移默化地對新教師產(chǎn)生作用。例如：認(rèn)真負(fù)責(zé)的教學(xué)態(tài)度、飽滿的教學(xué)熱情、對專業(yè)的熱愛和對教育事業(yè)的奉獻(xiàn)精神等等。因此，對新教師要求助課（正式上課前進(jìn)行試講），既是對課程負(fù)責(zé)，也是對教師和學(xué)生負(fù)責(zé)。

二、熟悉課程沿革及特色

上課前的準(zhǔn)備工作包括對課程沿革及特色的了解。只有在充分了解的基礎(chǔ)上，才會對課程產(chǎn)生感情，才會有歷史責(zé)任感。以吉林大學(xué)的“重磁勘探原理與方法”和“重磁勘探數(shù)據(jù)處理與解釋”這兩門課程為例，其前身是1953年長春地質(zhì)學(xué)院開設(shè)的“重力勘探”和“磁法勘探”兩門地球物理專業(yè)主干課。國內(nèi)知名地球物理學(xué)家何澤慶、陳善、呂梓齡等曾執(zhí)教前者，申寧華、張昌達(dá)、徐世浙、潘作樞等曾執(zhí)教后者。1987年“改革重磁兩課，創(chuàng)建全新課程體系”將兩課合并，定名為“重磁勘探”。該課程建設(shè)1993年獲國家級優(yōu)秀教學(xué)成果二等獎。地球物理學(xué)家董煥成、孫運(yùn)生等曾執(zhí)教此課。2001年吉林大學(xué)首批百門精品課“應(yīng)用地球物理學(xué)系列課程”建設(shè)將“重磁勘探”列為其中，改名為“重磁勘探原理與方法”。焦新華、吳燕岡等教授主講過此課，同時培養(yǎng)了青年教師。

我們選用的教材是焦新華和吳燕岡主編的“重力與磁法勘探”。該書與其他同類教材的顯著區(qū)別在于突出了重力與磁法勘探的區(qū)別和聯(lián)系。重力異常與磁異常同屬位場理論，這是它們的共性，泊松公式是聯(lián)系二者的紐帶。它們在數(shù)據(jù)預(yù)處理和處理解釋方面有相似之處。但在其他方面有顯著不同，如：巖石物性、儀器設(shè)備、部分野外工作方法、部分?jǐn)?shù)據(jù)處理方法等。授課時將重力勘探與磁法勘探合二為一，在一定程度上突出了兩種方法的共性，也節(jié)省了學(xué)時。

課程的教學(xué)目的是使學(xué)生們掌握重磁勘探的基本原理和方法，在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識積累的同時，也注重培養(yǎng)學(xué)生解決問題、分析問題的實際能力，為學(xué)生將來從事重磁勘探的相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。

三、充分備課

充分備課是講好課程的前提和保障。學(xué)生最先接觸到的課程內(nèi)容一般是教材。因為重磁課程的公式繁多，我們選用的教材有大量的印刷錯誤。教師在備課階段應(yīng)替學(xué)生掃清障礙，在開課之前將勘誤表共享給學(xué)生，便于他們預(yù)習(xí)。教學(xué)內(nèi)容不局限于教材，為了保證課程的前瞻性，新儀器、新理論、新方法、新技術(shù)、新的科研成果應(yīng)及時補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中。教案是對教學(xué)內(nèi)容的細(xì)化與擴(kuò)充。因此，教案也需要與時俱進(jìn)，不斷更新。例如：國家在“十二五”期間已經(jīng)研制出全張量磁梯度儀，這標(biāo)志著我國航磁測量進(jìn)入一個新時代。全張量磁梯度數(shù)據(jù)的特點及解決問題的能力都需要引入課堂教學(xué)，將它與總場測量和三分量測量進(jìn)行對比，便于學(xué)生系統(tǒng)了解我國磁測技術(shù)的發(fā)展。結(jié)合國家正在實施的“三深一土”（深地探測、深海探測、深空對地觀測、土地科技創(chuàng)新）戰(zhàn)略，引導(dǎo)學(xué)生思考如何將我們所學(xué)的課程內(nèi)容與國家戰(zhàn)略需求結(jié)合起來等等。

除了準(zhǔn)備本課程內(nèi)容之外，還需要了解前置課程和后續(xù)課程的內(nèi)容。對課程的知識點進(jìn)行梳理，學(xué)生容易遺忘的前置課程的知識點要標(biāo)注出來，在課堂加以回顧;后置課程要補(bǔ)充學(xué)習(xí)的內(nèi)容，在講授時加以引導(dǎo)。

選好教輔工具有助于提升教學(xué)效果。經(jīng)過調(diào)研，絕大多數(shù)學(xué)生喜歡板書的教學(xué)形式，因此我們只是應(yīng)用多媒體進(jìn)行輔助教學(xué)。由于重磁勘探課程中涉及大量的圖形曲線，用不同顏色的粉筆來勾畫地質(zhì)模型以及描繪重磁異常曲線，有利于增強(qiáng)圖形的視覺效果，便于學(xué)生做筆記。傳統(tǒng)的掛圖對于已經(jīng)適應(yīng)觀看PPT的學(xué)生來說，反而會給他們耳目一新的感覺，更容易吸引他們的注意力。在儀器認(rèn)識實驗課堂上，自制的重力儀和磁力儀核心器件的放大模型總是學(xué)生目光的焦點。

四、靈活使用教學(xué)方法

總體來說，我們的理論教學(xué)還是教師為主導(dǎo)，而在實驗教學(xué)中，則以學(xué)生為中心。理論課堂教學(xué)活動中，由于學(xué)生人數(shù)眾多，往往由教師掌握教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)程，選擇適當(dāng)時機(jī)與學(xué)生進(jìn)行交流互動。重磁勘探課程中的諸多數(shù)學(xué)物理方程是學(xué)生理解各種物理現(xiàn)象的基礎(chǔ)，所以需要在課堂上花時間幫助學(xué)生理清公式的來龍去脈。因此，面對繁雜的公式，課前預(yù)習(xí)尤其重要，在一定程度上預(yù)習(xí)的效果會優(yōu)于復(fù)習(xí)。為了調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性，我們在課堂上設(shè)置一些關(guān)于新知識點問題，以此檢驗學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。

情景設(shè)置或者案例教學(xué)也是學(xué)生比較喜歡的教學(xué)方式。為了檢驗學(xué)生課堂知識掌握的程度，可以模擬面試或者項目洽談與學(xué)生互動，考察學(xué)生的應(yīng)變能力和綜合知識應(yīng)用能力。例如：在講授完野外工作方法之后，可以設(shè)定一輛汽車被泥石流掩埋的場景，詢問學(xué)生選用何種物探方法，如何布設(shè)測網(wǎng)來獲取汽車產(chǎn)生的重磁異常數(shù)據(jù)等等。這類任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法或項目教學(xué)法在后置的“重力與磁法勘探生產(chǎn)教學(xué)實習(xí)”中應(yīng)用得更廣泛[8]。

在教學(xué)過程中，也要注意與橫向拓展內(nèi)容的銜接。吉林大學(xué)設(shè)立了許多開放性創(chuàng)新實驗項目，為培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力提供了良好條件?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生積極參加與重磁勘探教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的開放性創(chuàng)新實驗項目。例如：實驗課上學(xué)生都是完成簡單條件下規(guī)則形體的重磁異常正演。對于更接近實際地質(zhì)情況的復(fù)雜地質(zhì)模型來說，則可以通過名為“多邊形截面棱柱體的重力異常正演”這一開放性創(chuàng)新實驗項目去彌補(bǔ)缺陷。教材上有感應(yīng)磁化強(qiáng)度和剩余磁化強(qiáng)度的測試方法，而要進(jìn)一步掌握原生剩磁的測試方法，學(xué)生可以選擇參與古地磁實驗室的開放性創(chuàng)新實驗。

五、重視教學(xué)效果的反饋

除了同行評教之外，學(xué)生的反饋意見對于教學(xué)質(zhì)量的提升也很重要，因為學(xué)生是整個教學(xué)活動的參與者。課后作業(yè)和考試分別是課程講授期間和課程結(jié)束后學(xué)生知識掌握程度的反饋。學(xué)生也可以通過學(xué)校的評教系統(tǒng)在課程結(jié)束后對教學(xué)效果進(jìn)行評價。但我們更重視平時收集的學(xué)生意見，因為它可以及時幫助我們改正教學(xué)過程中的不足，調(diào)整教學(xué)方式和方法，貼近因材施教。我們認(rèn)為教學(xué)活動具有教學(xué)相長、師生互利的特點。只有擺正心態(tài)，找準(zhǔn)定位，才能創(chuàng)造寬松和諧的教學(xué)氛圍。

一門優(yōu)秀的課程需要師生共同努力，甚至幾代人為之奮斗。在建設(shè)精品課程的道路上，我們責(zé)無旁貸。

參考文獻(xiàn)：

[1]焦新華，吳燕岡.重力與磁法勘探[M].北京：地質(zhì)出版社，? ? 2009：302-320.

[2][4]郭良輝，孟小紅，石磊，等.“應(yīng)用重力學(xué)”課程教學(xué)與? ? 改革[J].中國地質(zhì)教育，2010，（1）.

[3][5]李淑玲，姚長利，孟小紅.“應(yīng)用地磁學(xué)”課程建設(shè)與? ? 改革[J].中國地質(zhì)教育，2009，（1）.

[6]賈豫葛.基于翻轉(zhuǎn)課堂的《重磁勘探》教學(xué)設(shè)計[J].教育? ? 教學(xué)論壇，2018，（7）.

[7]崔燕麗.《重磁勘探》課程教學(xué)改革的探索與實踐[J].長沙? ? 鐵道學(xué)院學(xué)報：社會科學(xué)版，2010，（1）.

[8]肖鋒，杜曉娟.重力與磁法勘探生產(chǎn)教學(xué)實習(xí)的思考與? 實踐[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2016，（10）.

收稿日期：2019-03-15

作者簡介：肖鋒（1977—），男，四川仁壽人，吉林大學(xué)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授，博士，主要從事重磁勘探研究。