“磁法勘探”理论与实践相结合的教学方法研究

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摘要：针对“磁法勘探”数理公式复杂，理论性、实践性强的特点，如何让学生充分掌握本课程中关键知识点、理解主要概念做到理论联系实际是任课老师面临的巨大挑战。本文基于课堂教学经验，从理论联系实践的视角，有针对性地研究了“磁法勘探”课程教学中的若干问题，提出在实践中消化理解知识，培养学生的应用能力，促进学生综合素质的提高，取得了较好的教学效果。

关键词：磁法勘探；理论联系实践；教学方法；学习迁移

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0128-02

一、引言

“磁法勘探”是地球物理相关专业（勘探地球物理、勘查技术与工程等）本科生学习的一门主干课程，旨在培养地球物理专业学生掌握磁法勘探实践与科学研究所需的基本概念与基础理论。这门课程数理公式复杂，理论性、应用性强，需要讲授的内容十分丰富。随着教学规模不断扩大，学生人数增多，如何进一步提高该课程的教学效果、增强学生对知识的应用能力，一直是学院领导和教师们思考的主要问题和努力的方向。以课堂教学、教材为中心，以教师讲授为中心的传统教学模式已经不能适应磁法勘探日新月异的理论与技术发展的需求，不利于创新型人才的培养。

本文针对“磁法勘探”课程，着重讨论理论联系实践的教学方式，寓教于学，让学生在实践中通过自主思考，将原本晦涩难懂的理论知识更有效地吸收、消化，促进学生对“磁法勘探”的深入理解，提高实践应用能力。这种教学方法根据磁法勘探课程的特点，结合学生学习知识的客观规律，提出了以“理解知识”为中心的实践性教学模式。在该教学模式里，老师和学生不仅处于传统的传承关系，更加注重导学关系，围绕理论学习――实践消化――理解应用三部曲进行互动。具体而言，在“磁法勘探”课程中除了采用传统的课堂理论教学，充分利用本课程实践性强的特点，不仅依托我校北戴河野外实习基地，更加注重在日常课堂教学中与实践有机结合，构建全方位的理论――实践教学体系。换而言之，本文强调的实践教学，不仅仅指课堂之外的实践活动，更加指所有教学过程中的以学生动手-动脑的学习过程。实践表明，该教学模式能有效突破传统以课堂灌输讲授的填鸭式教学瓶颈，有利于激发学生的学习兴趣，培养学习热忱，促进学生创新能力的培养，提高学生对本专业的实践能力。

二、“磁法勘探”教学研究现状

近年来，地球物理课程的教学改革研究得到了国内外广泛的探索和实践，其教学方法与教学模式也发生了巨大变化。与此同时，“磁法勘探”理论与方法技术不断发展，在国内外得到迅速的发展应用，愈加受到重视。地球物理课程的教学改革以及磁法勘探的不断发展，进而引起“磁法勘探”这门课程的授课时间、授课内容等发生变化。

虽然我们在教学方法改革与授课形式上做了很多工作，但仍然存在一些问题，主要表现在无法避免的教学课时减少与课程内容增加的矛盾。最近几年，随着高校教学改革的进行，不断有新的课程设置，抑或是赋予学生自主学习的诉求不断上升，导致传统课程教学时数不断压缩；与此同时，信息大爆炸以及飞速发展的磁法勘探方法技术必将使得授课内容大幅增加，这两者之间的冲突与矛盾是每一位教师都需要直视的挑战。

另外，教学与科研的有机结合也有待进一步协调。在大学本科磁法勘探的教学环节中，受“人多粥少”等许多客观条件的限制，一些实践性很强的知识点只能基于课堂讲授，或者一些概念要点不能展开详述，留给大学生自己思考、实践锻炼的机会就更少，学生利用所学知识参与科学研究的机会有待进一步挖掘。与此同时，离开不够充分的前期理论知识的学习，学生无法有效掌握和应用理论知识也难以把理论知识转化为实际技能。另外一方面，磁法勘探中的一部分关键内容是对采集的磁异常进行分析，然而这类专业性很强的分析方法是学生一时难以掌握的。作为教师，我们有责任和义务为学生研究一些模拟软件，让学生有学习的平台；另外一方面，更应该“授人以渔”，锻炼他们自己动手编写计算机程序分析数据的能力。当前，社会经济的发展使得学生中电脑的普及率非常高，这为磁法勘探数据分析提供了优越的条件。笔者在课程讲授过程中，全班学生便携式计算机的拥有率达到100%，上机实习在教室中即可进行，不需要去学校提供的微机房，不仅节约了时间，更加方便学生的学习。

三、理论联系实践的“磁法勘探”教学模式

随着国家教学改革的推进，教学理念、理论不断发展，以往采用的灌输式的讲授早已不被提倡，以人为本注重实践的教学方式不断受到重视[1，2，3，4]。然而在实践教学活动中，受教学任务、教学条件以及教学时间等影响，理论联系实践的教学方式仍值得深入研究。就“磁法勘探”课程而言，存在有两方面关键问题：

1.教学方法单一：当教学任务繁重、教学内容很多而教学时间有限，教师教学趋于单一的教学方法；灌输式的讲授方法因信息量大，多被采用。这种灌输式的讲授常常忽略学生的实际理解接受能力，阻碍教学效果的提升。

2.实践环节值得深入：“磁法勘探”课程是一门实践性非常强的学科，我校为地球物理专业设计了一定量的野外磁法勘探实践教学环节，非常有利于学生的理论联系实践，将知识变活直至灵活应用。然而，由于学生人数多，实践机会不充分、实践中与理论知识的相互关联不够紧密，不利于学生在实践中强化知识结构。

实践性强是磁法勘探教学的特色，尤其对于将走上工作岗位的本科毕业生，这一部分的培养和熏陶尤为重要。除了野外生产实习以外，教师在课堂教学中结合一些磁法勘探实例分析、提出问题具体分析等，可以使学生把所学到的理论知识与实践融会贯通，在实践中加强对专业知识的理解和掌握。孔子言：“人莫不饮食也，鲜能知味也。”如此很难真正体会到所学知识的真谛，更难以深入理解。科学知识具有系统性，不同问题之间常常具有千丝万缕的联系。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，通过加强实践，让学生参与进来，在实际问题中运用知识，不断地巩固、加深理解。随着社会的发展和人类的进步，对人才质量的要求越来越高，其中掌握理论与实践相统一的全面知识越来越受到重视，这要求教师通过教学改革，不断完善教学方法与教学理念。为了提高“磁法勘探”教学效果，笔者基于理论联系实践的教学思路，提出以下几点方法思路。

首先，课堂教学在讲授过程中多融合一些与理论知识相互关联的实际问题，让学生通过问题学习知识，充分利用大学生的学习迁移，深化对知识的理解。在“磁法勘探”教学活动中，笔者曾遭遇一个有趣现象：位场异常的解析延拓是本课程的重要部分，在实践中有很强的应用性，是需要反复讲授的内容。通过课堂学习，学生明白了延拓在空间域、频率域的计算理论，也明白了上、下延拓后场的空间域、频率域的显著特征。从这个角度上说，学生对这个概念是掌握的。然而，在实践中，面对一幅原平面异常和一幅向上延拓的结果，学生竟不能对号入座。只有当教师提醒从频率等特征差异来分析时，学生才恍然大悟。这充分说明了理论学习与实践的紧密联系，它有助于学生产生学习迁移，更好地吸收消化理论知识并能够灵活应用。其次，在野外实践教学中要充分结合理论分析。对于实践中出现的每一个科学问题，教师应当及时利用相应的理论知识加以分析，强化学生原先的理论知识建构体系。比如，在课堂教学中，磁异常的方向导数是一个很重要的概念，经过讲解，学生可以较容易地掌握空间域、频率域的方向导数计算公式。然而在野外实践教学中，面对一幅南北走向由断裂构造引起的磁异常，要求学生选择导数方向时，则会产生很多的不确定性、疑惑性。

实际上，理论与实践不是截然分离的，而应该是相辅相成相互呼应的。在方向导数知识点的教学中，为了让学生更好地理解，教师可以结合实践提出相应问题。首先，三个方向导数的物理意义的差别是什么？显然，水平方向导数反映该方向的梯度变化特征，它主要突出垂直求导方向的构造信息；其次，对一个具有南北走向的磁异常，需要选择x方向导数还是y方向导数？在上一个问题环节中，答案已经很明显了。在这个过程中，学生是带着实践问题来学习方向导数，学习效果自然提高。再比如，在磁异常处理解释中，常常需要应用一定的数学方法对异常进行处理，突出目标异常，有利于解释。这不仅需要一定理论知识积累，同时更需要在实践中对知识的理解消化，才能做到运用自如。对于一幅磁异常数据，通常遵循由宏观到微观、由简单到复杂、由已知到未知的处理解释原则。

四、结束语

“磁法勘探”是一门实践性很强的学科，其教学效果的好坏直接影响到学生将来的生产、科研工作。采用理论联系实践的教学方式，围绕各个教学知识点，献身说法，最大程度地帮助学生有效学习，将我校地球物理专业学生培养为能熟练从事地球物理勘探、具有创新精神和实践能力的高级专门人才。

总而言之，理论联系实践的教学方法是促进教学效果提升的重要途径。它不是简单的口号，而是要求教师在教学中融会贯通，灵活把握，紧密结合理论与实践的相辅相成关系，帮助学生进行有效学习，产生学习迁移，促进“磁法勘探”教学效果的不断提升。

参考文献：

[1]卢菲菲.教学学术：高校教学质量提高的关键点[J].高等理科教育，2011，（4））：19-26.

[2]孙鲁平.“应用地震学”课程改革与教学方法探讨[J].中国地质教育，2014，（1）：51-54.

[3]熊章强，兵，严家斌，张大洲.提高地球物理学科野外实践教学效果的探索与实践[J].中国地质教育，2012，（4）：132-134.

[4]张建平，张强.生物统计学理论与实践相结合教学模式探索[J].教育教学论坛，2013，（50）：217-218.