“地球物理勘探”课程在地质工程专业教学的探索

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[摘 要]“地球物理勘探”课程是一门理论和实践并重的课程。针对地质工程专业本科生这一教学对象，分析“地球物理勘探”课程的课程特点，从重视教材建设，构建实践教学体系，采用现代教学手段三个方面着手，实现“地球物理勘探”课程在地质工程中实现其应用性的教学目标。

[关键词]地球物理勘探 地质工程 教学研究

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）07-0111-02

地球物理勘探是指借助专门的仪器和设备对地下介质的地球物理场进行观测，获取地球物理场的相关数据，研究地球物理场的变化规律，进一步达到解决地质问题的目的。[1] “地球物理勘探”这门课程是将地球物理学原理用于地质勘查和矿产资源开发的一门学科，包含了重力、磁法、电法、地震和放射性勘探等多种方法和内容，是一门同时注重理论和实践的课程。[2]对于“地球物理勘探”专业的学生来说，在具备了扎实的数理基础后，至少用两个学年的时间才能完成这些内容的学习；而对于地质专业的学生来说，分配给“地球物理勘探”这门课程的学习时间是非常有限的，通常是一学期40个学时左右的时间。对于这样一门内容丰富，涉及面非常广泛的课程，如何在地质工程专业中开展教学，有效地构建本课程的教学体系，以获取良好的教学效果，是一个值得深思的问题。

一、课程特点分析

（一）理论基础要求高

地球物理勘探方法很多，对于所有的地球物理勘探方法分类，按其勘探过程可以分三个环节来进行：数据采集，数据处理和资料解释。[3]数据处理中涉及的课程有场论、数理方程、数值计算、数字信号分，等等。学生只有具备扎实的理论基础后，才能将地球物理勘探的理论做到融会贯通，对地球物理勘探中第一个环节——数据采集中得到的离散数据进行计算机处理，即数据处理；同时也需要具备一定的计算机图像处理和数据可视化理论，将处理的数据转换为图像，作为第三个环节——资料解释的依据。可见，“地球物理勘探”是一门对于学生数理基础和计算机基础要求都较高的课程，但是地质工程专业的学生，在前期基础课的学习中，基本没有进行这样的知识积累。

（二）与地质知识交叉

在地质工程专业学生由于已经具备一定的地质基础，在建模以及数据的解释方面，不至于与实现地质情况相脱离，而这一点是在地质工程学生中进行“地球物理勘探”课程教学的优势。因此，应该将这一优势有效地发挥出来，扬长避短，在教学过程中重视应用，而对于复杂的理论及计算公式的推导，采用深入浅出的方法。然而，现在我国用人单位对于地质工程专业学生要求都较高，要求有较宽的知识面，因而教学应该与学生就业相联系，让学生既具备一定的数据处理和解释能力，并且能进行一定程度的理论研究，让地质工程专业的本科生在学习中尽可能地向这些目标靠近。

二、教学方法研究

针对目前“地球物理勘探”在地质工程专业中进行教学的现状进行分析，可以通过以下几个方面来构建更为完善的教学体系。

（一）重视教材建设

教材是教学内容的一个载体，是教学大纲内容的具体化的体现，是教师的教与学生的学的主要依据，因而教材于教学来说，具有举足轻重的意义。[4]就“地球物理勘探”课程来说，自20世纪50年展至今，中外各种类型的教材层出不穷， 由先前单一的“地球物理勘探原理”教材，有了许多新的分支，如“工程与环境地球物理勘探”、 “水文地球物理勘探”、“石油地球物理勘探”等适合于不同领域的教材，[5]完全能满足“地球物理勘探”专业学生的学习需求，但是很少有针对地质工程专业的“地球物理勘探”教材。以西安科技大学为例来说，西安科技大学作为一所典型的煤炭类院校，其本科学生就业也主要分布在煤炭系统，故其“地球物理勘探”课程的教育也应将重点放在煤矿地质“地球物理勘探”方面，而到目前为止，还没有这样的一套教材。

（二）充分利用现代教育技术

“地球物理勘探”授课内容具有严密的逻辑性和一定的抽象性，教师和学生在教与学的过程中都会感觉到枯燥。而多媒体课件集声音、动画、视频等多媒体手段于一体，能创设情境，将一些抽象的理论，以生动的视听形式展示给学生，引导学生更生动、直观地感受教学内容；板书作为传统的教学手段，给教师与学生留下了更大的空间，借助板书，教师能将复杂的问题一步步简单化，还原了学习的过程，培养了学生的思维习惯，也能让学生更好地跟上教的节奏，有助于学生理解教学内容。

借助多媒体和板书，实现案例式教学与启发式教学相结合的方式。案例式教学法是在教师的指导下将特定的案例呈现给学生，以提高学生实际操作能力的一种教学方法，以多媒体为载体，结合地质讲解“地球物理勘探”在地质中的应用案例，进行案例式教学，实现课堂教学与实践教学的过渡。启发式教学是指教师在教学工作中依据学习过程的变化，引导学生主动地参与掌握知识的过程的一种教学方法。以问题为主的启发式教学在课程教学过程中引入更多的问题，让学生思考，并将学生的问题反馈回来，实现教与学的和谐发展。

（三）加强实验室建设

由于将本课程用于地质工程专业的教学，故野外实习没有“地球物理勘探”课程的内容，但将实验室的操作当作一种野外数据采集的模拟也基本能满足学习要求，这样的实践教学也十分必要。然而，“地球物理勘探”课程在地质工程专业的教学与实践中仍存在没有足够的教学仪器资源，缺乏对学生从理论到实际地质工程问题转化能力的培养等问题，这些问题已经影响了目前本科高校对人才培养的要求。实验教学作为理论教学的一个延伸，是知识从理论到应用的一个转化过程，也是“地球物理勘探”这门课程一个必不可少的教学环节。引进实验设备，加强实验技术人员队伍建设，加强实验室建设对学生综合素质的培养，增强学生动手能力都有重要意义，同时，也有利于学生更好地适应毕业后的实际工作，更是提高学生适应社会需求的一种手段。

三、结语

综上所述，笔者认为应将对地质工程专业学生的“地球物理勘探”课程作为一门偏重应用型课程进行教学，提出教学改革建议如下：（1）重视教材建设，编制适合地质工程专业的本科“地球物理勘探”教材；（2）采用现代化教学手段，促进教与学的互动，实现教学目标；（3）构建实践教学体系，加强实践教学。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 陈运泰，滕吉文，张中杰.地球物理学的回顾与展望[J].地球科学进展，2001（5）：636-642.

[2] 方根显.地球物理勘探课程教学内容改革的研究[J]. 东华理工大学学报（社会科学版），2008（3）：273-275.

[3] 潘纪顺.地质工程专业地球物理勘探课的教学改革[J].河南教育，2010（8）：61-63.

[4] 隋旺华，孙亚军，刘树才，等. “煤矿水文地质与工程地质”课程教学模式和方法改革实践[J].中国地质教育，2013（1）：40-42.

[5] 刘向红，张平松，孙林华，等. 应用型示范本科高校实践课程的设计研究—以宿州学院地质专业“地球物理勘探”课程的教学设计为例[J].中国地质教育，2012（4）：123-125.