地球物理勘探開放性實驗教學(xué)的探索與實踐

談榮球

摘? 要：本文對地球物理勘探開放性實驗教學(xué)所面臨的現(xiàn)狀、采取的應(yīng)對策略、詳細開展過程等進行了較為細致的總結(jié)。實踐表明，開展地球物理勘探開放性實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)能力方面特別是科研創(chuàng)新能力方面成效顯著。

關(guān)鍵詞：地球物理勘探;開放性;實驗;創(chuàng)新

引言

從當(dāng)前的情況來進行分析，可以發(fā)現(xiàn)我國的工程物探領(lǐng)域已經(jīng)獲得了一定的發(fā)展，對于新技術(shù)進行應(yīng)用，能夠為工程物探工作的開展提供新的動力，使工作更加高效的開展。

1開放性實驗教學(xué)的意義

實驗教學(xué)作為應(yīng)用型本科教學(xué)的重要組成部分，在增強學(xué)生的學(xué)科思維、培養(yǎng)創(chuàng)新能力等方面具有不可替代的作用，而開放性實驗在實驗教學(xué)體系中起到的作用則更為突出。所謂開放性實驗就是將現(xiàn)有實驗室提供給有需求的學(xué)生讓其根據(jù)自己的想法自主進行實驗。這樣不僅能讓學(xué)生在實踐中掌握專業(yè)技能，提高學(xué)生的專業(yè)水平，還能培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力，使傳授知識與培養(yǎng)能力協(xié)調(diào)發(fā)展。在開設(shè)開放性實驗的基礎(chǔ)上有意識地提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，特別是提高學(xué)生的科研論文寫作、專利發(fā)表和軟件著作編寫能力，對提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力等具有重要的意義。不僅如此，通過開展開放性實驗還可以在一定程度上促進部分高等院校更好地向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)型，使培養(yǎng)的學(xué)生能夠具有更強的科研創(chuàng)新能力，以更好地滿足企業(yè)的人才需求。

2物探技術(shù)

物探技術(shù)全稱為地球物理勘探技術(shù)，主要是指對于不同類型的地球物理場變化狀況來對不同類型的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等多種地質(zhì)情況進行勘探分析。因為構(gòu)造底殼的不同巖層介質(zhì)，一般會在密度、彈性、導(dǎo)電性、磁性以及放射性、導(dǎo)熱性等方面存在著一些區(qū)別，這些不同之處很可能會對于地球物理場的局部形態(tài)造成影響。借助于對于物理場的分布以及變化情況作出分析，并借助于所獲得的物質(zhì)資料來展開分析，從而達成分析地質(zhì)性狀這一目標(biāo)。這一方式既能夠進行勘探、實驗兩種方式，和鉆探進行對比，其設(shè)備較為輕、不需要投入較多的成本、效率比較高、能夠在廣闊的環(huán)境下進行工作。但是，因為無法進行采樣，無法直觀地了解到觀察、鉆探等內(nèi)容。物理地質(zhì)勘測主要是將巖石、礦石以及巖土物理性質(zhì)作為立足點，對于近地空間介質(zhì)、物質(zhì)以及演化等，分析其存在的自然情況和規(guī)律。

3開放性實驗教學(xué)所面臨的現(xiàn)狀

3.1在促進學(xué)生科研創(chuàng)新方面存在不足

目前高校學(xué)生在科研創(chuàng)新方面僅部分學(xué)生在論文、專利和軟件著作等方面有少量的產(chǎn)出。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在科研創(chuàng)新方面存在較為強烈的主觀意愿，但受到一些客觀因素的限制，主要為：（1）學(xué)習(xí)內(nèi)容受限，即學(xué)生水平與教師的科研項目差距較大，難以融入科研過程;（2）學(xué)習(xí)途徑受限，除大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等少數(shù)項目外，學(xué)生難以獲得有效的科研創(chuàng)新指導(dǎo)途徑，難以形成科研成果產(chǎn)出。

3.2實驗室開放性不足

具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）實驗室的開放時間不夠，即多數(shù)實驗室的大部分時間未向?qū)W生開放，從而限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性;（2）實驗的開放性不夠，即絕大多數(shù)實驗為演示性、驗證性實驗，基本上都要求學(xué)生按照實驗設(shè)計者的思路完成實驗，在一定程度上束縛了學(xué)生的思維，難以促進學(xué)生開展獨立思考，從而對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)形成了桎梏;（3）適用于專業(yè)獨有特點的實驗室開放相關(guān)管理規(guī)定細致程度不夠。鑒于高校在開放性實驗教學(xué)環(huán)節(jié)上和學(xué)生科研創(chuàng)新能力提高上的不足，通過開展開放性較強的實驗環(huán)節(jié)及配套的科研創(chuàng)新指導(dǎo)環(huán)節(jié)進行彌補是十分必要的。

4地球物理勘探開放性實驗教學(xué)的開展

4.1開放性實驗教學(xué)策略的確立

（1）探索促進學(xué)生科研創(chuàng)新的途徑，切實有效也幫助學(xué)生形成科研產(chǎn)出。在完成開放性實驗的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生通過較高水平教師對科技論文、專利和軟件著作等科研創(chuàng)新產(chǎn)出的講解，總結(jié)歸納自己在開放性實驗中的問題，在相關(guān)領(lǐng)域教師的指導(dǎo)下完成上述科研產(chǎn)出，在科研創(chuàng)新的道路上起步，從而進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，且當(dāng)開放性實驗意義較為顯著時，可在教師指導(dǎo)下繼續(xù)開展后續(xù)的實驗研究，拓展開放性實驗的教學(xué)成果。（2）提高實驗室的開放性。以本校地質(zhì)災(zāi)害防治自治區(qū)重點實驗室及礦山超前地質(zhì)探測與安全預(yù)報校級重點實驗室下設(shè)的分室———地球物理實驗室為試點，提高實驗室及實驗內(nèi)容的開放性，促進學(xué)生的創(chuàng)新性。將實驗室及實驗儀器最大程度上對學(xué)生開放，讓學(xué)生自主設(shè)計并完成實驗，給學(xué)生充足的空間與條件，讓學(xué)生最大程度上發(fā)揮其創(chuàng)造性與探索性，以提高學(xué)生的綜合能力。

4.2開放性實驗教學(xué)的具體開展過程

4.2.1準(zhǔn)備階段

主要完成實驗器材、指導(dǎo)書及制度的準(zhǔn)備及學(xué)生的動員工作。地球物理實驗室首先對現(xiàn)有設(shè)備進行檢查和調(diào)試，確保實驗設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，同時根據(jù)這些實驗設(shè)備編寫對應(yīng)的實驗指導(dǎo)材料以便參與開放性實驗的同學(xué)查閱。同時完善實驗室開放的規(guī)章制度，在全面運轉(zhuǎn)實驗室的同時，充分保障實驗過程的安全和有序以及實驗設(shè)備的安全。不僅如此，還要對學(xué)生進行開放性實驗的動員。由于實驗?zāi)Ｊ捷^為新穎，需要對學(xué)生進行廣泛的宣傳和動員，在課程教學(xué)環(huán)節(jié)中，向資源勘查工程、勘查技術(shù)與工程、地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)生充分宣傳和動員，鼓勵大家參與到開放性實驗的過程中來。

4.2.2開展階段

在學(xué)生充分熟悉實驗指導(dǎo)書，并到開放性實驗室多次動手熟悉了實驗設(shè)備及裝置后，根據(jù)自己對已經(jīng)掌握的知識的興趣點，自行設(shè)計實驗，撰寫實驗預(yù)習(xí)報告提交給實驗室負責(zé)教師審閱。教師根據(jù)其與專業(yè)的相關(guān)性、可行性、學(xué)生預(yù)期收獲、安全性等多方面酌情考慮對預(yù)習(xí)報告做出同意實驗、修改后同意實驗和不同意實驗的批復(fù)。學(xué)生在得到教師同意實驗的批復(fù)后在教師的陪同下（主要防范安全事故及設(shè)備損壞）獨立完成實驗并在實驗過程中注重記錄發(fā)生的現(xiàn)象、問題、解決方法和實驗數(shù)據(jù)，然后完成實驗總結(jié)性報告提交給實驗教師。

4.2.3整體完善階段

主要包含師生之間的經(jīng)驗交流和少量學(xué)生的調(diào)查反饋。由有成果產(chǎn)出的同學(xué)細致整理自己完成的整個過程，總結(jié)經(jīng)驗并集中向其他同學(xué)進行交流。同時由教師對整個完成過程中學(xué)生的成功表現(xiàn)予以肯定，對不足之處加以講解，促進學(xué)生整體提高。同時，在各個運行環(huán)節(jié)中，由少量學(xué)生負責(zé)收集全體學(xué)生的意見及建議并匯總給開放性實驗負責(zé)教師，由負責(zé)教師召集相關(guān)人員集體討論對學(xué)生反映較好的方面進行加強，對學(xué)生反映不足的地方進行及時改進，以切實保證學(xué)生通過完成開放性實驗?zāi)軌蛴懈玫氖斋@。

結(jié)束語

經(jīng)過地球物理勘探開放性實驗的開展，也形成了一定的認識和經(jīng)驗，開放性實驗對學(xué)生和教師挑戰(zhàn)性均較高。對學(xué)生而言主要是要投入較多的精力，真正靜下心來去踏踏實實地完成，才可能形成最終的收獲。對教師而言，需要做好充分的準(zhǔn)備工作和大量耐心細致的后續(xù)工作，而且要有較為充足的知識儲備才能應(yīng)對學(xué)生的發(fā)散性思維。

參考文獻

[1] 高淑貞，蔡印，牛立剛，等.本科生開放性創(chuàng)新實驗的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2018，37（7）：216-217.

[2] 高超穎，楊楊，陳靜.淺析開放性探究實驗對學(xué)生科研能力的培養(yǎng)[J].中國校外教育，2017（30）：16-17.

[3] 張璐，劉芳，王清清，等.應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下的藥理學(xué)開放性實驗改革[J].西部素質(zhì)教育，2020，6（8）：185-186.

[4] 葛衛(wèi)京，杜東方.地方應(yīng)用型本科高校開放性實驗室建設(shè)的研究[J].裝備制造與教育，2020，34（1）：27-28.

[5] 戴曉琴.開放性實驗教學(xué)現(xiàn)狀與探索[J].教育教學(xué)論壇，2019（5）：265-266.