淺談“應(yīng)用地電學(xué)”課程野外實(shí)習(xí)教學(xué)改革

摘 要:本文分析了“應(yīng)用地電學(xué)”課程的特點(diǎn)，闡述了野外實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)在本課程中的地位和作用。重點(diǎn)分析了目前的野外實(shí)習(xí)的不足之處，并根據(jù)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀和社會(huì)需求狀況對(duì)電法勘探野外實(shí)習(xí)的改革提出了具體方案。

關(guān)鍵詞:電法勘探野外實(shí)習(xí)改革

中圖分類號(hào):G420文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)09(c)-0188-01

“應(yīng)用地電學(xué)”是地球物理學(xué)、地質(zhì)地球物理復(fù)合專業(yè)的一門(mén)專業(yè)主干課。其前身是原“電法勘探”課程，有著悠久的發(fā)展歷史、完善的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。電法勘探以物理學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，使用高精度的智能化儀器系統(tǒng)采集和記錄電場(chǎng)和磁場(chǎng)信號(hào)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、反演以及地質(zhì)解釋，通過(guò)研究地下介質(zhì)的電性結(jié)構(gòu)，為地球動(dòng)力學(xué)研究、礦產(chǎn)資源勘探和工程勘查等提供手段[1]。

“應(yīng)用地電學(xué)”課程有其自身的特點(diǎn):(1)分支方法多。(2)儀器設(shè)備種類多。(3)野外數(shù)據(jù)采集方式多。(4)數(shù)據(jù)處理和反演方法多。

正是由于電法勘探的這些特點(diǎn)，決定了“應(yīng)用地電學(xué)”課程是一門(mén)集基礎(chǔ)理論知識(shí)、儀器原理和野外實(shí)際操作能力于一體的課程。本門(mén)課程的教學(xué)，必須堅(jiān)持課堂理論教學(xué)與野外實(shí)習(xí)相結(jié)合，使學(xué)生在在學(xué)好理論基礎(chǔ)的同時(shí)，熟悉儀器的原理、性能和操作規(guī)程，學(xué)習(xí)野外數(shù)據(jù)采集的步驟和方法，能夠利用各種專業(yè)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和反演，才能真正達(dá)到課程的教學(xué)大綱要求，培養(yǎng)出理論知識(shí)扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)、適應(yīng)社會(huì)需求的電法勘探專業(yè)人才。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，必須加強(qiáng)并改革野外實(shí)習(xí)這個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)[2]。

1“應(yīng)用地電學(xué)”課程野外實(shí)習(xí)的現(xiàn)狀

野外實(shí)習(xí)是“應(yīng)用地電學(xué)”課程必不可少的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生在野外實(shí)習(xí)中加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，增強(qiáng)了野外的實(shí)際動(dòng)手能力。近些年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電法勘探在方法理論、儀器設(shè)備和數(shù)據(jù)處理方法上有了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的分支方法和理論。雖然電法勘探有了很大的發(fā)展，但“應(yīng)用地電學(xué)”課程的野外實(shí)習(xí)方法與內(nèi)容卻沒(méi)有大的改革和發(fā)展，沿用的還是舊的實(shí)習(xí)方法，已經(jīng)不能適應(yīng)電法勘探理論發(fā)展和儀器設(shè)備更新的要求，出現(xiàn)了明顯的滯后，必須對(duì)野外實(shí)習(xí)進(jìn)行改革與創(chuàng)新，完善野外實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。目前的電法勘探野外實(shí)習(xí)存在的問(wèn)題主要有以下兩個(gè)方面:

(1)實(shí)習(xí)內(nèi)容簡(jiǎn)單、陳舊。

目前的野外電法實(shí)習(xí)主要以基本的常規(guī)電法為主，新方法、新技術(shù)和新儀器的內(nèi)容很少甚至沒(méi)有，特別是缺少有關(guān)數(shù)據(jù)處理和反演的內(nèi)容。這樣的野外實(shí)習(xí)已經(jīng)不能適應(yīng)本學(xué)科發(fā)展的要求，也不能滿足社會(huì)對(duì)電法勘探專業(yè)人才的需求。

(2)實(shí)習(xí)時(shí)間短，實(shí)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)達(dá)不到教學(xué)實(shí)習(xí)的要求。

電法的實(shí)習(xí)包括野外數(shù)據(jù)采集、資料處理、反演、解釋等環(huán)節(jié)，成功的野外實(shí)習(xí)必須使學(xué)生熟悉并掌握每個(gè)環(huán)節(jié)，能夠完成從施工布置、操作儀器采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理到反演解釋整個(gè)過(guò)程。而目前的野外實(shí)習(xí)由于實(shí)習(xí)時(shí)間等因素的限制，有些環(huán)節(jié)只能示意性地進(jìn)行，沒(méi)有達(dá)到野外實(shí)習(xí)的要求。

2“應(yīng)用地電學(xué)”課程野外實(shí)習(xí)改革的措施

針對(duì)“應(yīng)用地電學(xué)”課程野外實(shí)習(xí)的現(xiàn)狀和學(xué)科發(fā)展的要求，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革，以完善本學(xué)科的教學(xué)體系，提高野外實(shí)習(xí)的質(zhì)量和效果。

(1)修訂、完善野外實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)。

野外實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)是學(xué)生進(jìn)行野外實(shí)習(xí)的理論指導(dǎo)和操作手冊(cè)，必須緊密結(jié)合本課程的課堂教學(xué)和學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)。以往的野外實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)通常只注重基本的常規(guī)電法，而對(duì)新方法、新技術(shù)的介紹很少，特別是關(guān)于資料處理和反演解釋的內(nèi)容少，不符合“應(yīng)用地電學(xué)”課程的時(shí)代特點(diǎn)，也不利于電法勘探專業(yè)人才的培養(yǎng)。必須根據(jù)學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀制定詳細(xì)的野外實(shí)習(xí)目的、內(nèi)容和要求，實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)要盡可能包括所有的電勘查分支方法，特別是新方法和技術(shù)，要有基本的理論闡述、實(shí)習(xí)方法和步驟。

(2)加強(qiáng)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，為野外實(shí)習(xí)打好基礎(chǔ)。

在野外實(shí)習(xí)之前，要有一定學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)作為基礎(chǔ)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)習(xí)，學(xué)生可以初步加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，熟悉各種儀器的原理和操作規(guī)程，為野外實(shí)習(xí)做好準(zhǔn)備。有了實(shí)驗(yàn)室的實(shí)習(xí)過(guò)程，就可以更有效地組織野外實(shí)習(xí)，提高野外實(shí)習(xí)的效率，取得良好的實(shí)習(xí)效果。

(3)根據(jù)不同分支方法的特點(diǎn)和儀器設(shè)備條件，多種實(shí)習(xí)方式相結(jié)合。

由于電法勘探的分支方法多，儀器種類多，野外實(shí)習(xí)不可能要求學(xué)生對(duì)每一種方法和儀器都親自實(shí)踐，必須根據(jù)各分支方法的特點(diǎn)和所具備的儀器設(shè)備情況制定切實(shí)可行的實(shí)習(xí)方案。對(duì)于儀器數(shù)量充足、方法簡(jiǎn)單的基本分支方法，可以要求學(xué)生必須親自動(dòng)手操作儀器，學(xué)會(huì)基本的野外施工和數(shù)據(jù)采集。對(duì)于那些原理較復(fù)雜的新技術(shù)、新方法，由于儀器精密且數(shù)量少，則可以采取實(shí)習(xí)教師進(jìn)行示范操作，然后安排學(xué)生輪流實(shí)踐，做到既讓學(xué)生了解該方法和儀器的原理和操作過(guò)程，又保證儀器的安全，爭(zhēng)取在有限的實(shí)習(xí)時(shí)間里最大程度發(fā)揮儀器的效率。通過(guò)實(shí)際操作與演示相結(jié)合的方式，學(xué)生既掌握了基本的電法野外工作流程，也認(rèn)識(shí)、了解了新方法的原理，熟悉了新儀器的使用，為今后從事電法的生產(chǎn)和科研奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(4)完善數(shù)據(jù)處理和反演解釋環(huán)節(jié)的實(shí)習(xí)。

使用高精度的儀器采集了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，只是完成了電法勘探的第一個(gè)步驟，更重要的工作是使用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和反演軟件對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和反演解釋，取得最終成果。以往的電法野外實(shí)習(xí)往往只注重野外數(shù)據(jù)采集，忽視數(shù)據(jù)處理和反演解釋環(huán)節(jié)，使得野外實(shí)習(xí)不完整。只有在實(shí)習(xí)中重視數(shù)據(jù)處理和反演解釋環(huán)節(jié)，使學(xué)生熟悉各種先進(jìn)軟件的性能和使用方法，熟悉數(shù)據(jù)處理和反演解釋的過(guò)程，才能培養(yǎng)出符合時(shí)代要求的電法勘探專門(mén)人才。

(5)增加新方法、新技術(shù)的實(shí)習(xí)內(nèi)容。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電法勘探這門(mén)學(xué)科也出現(xiàn)了很多新的方法和新的技術(shù)。比如電阻率層析成像法，海洋電磁法，瞬變電磁法等，雖然這些方法的原理不是新的，但由于數(shù)據(jù)采集、處理等方法的改進(jìn)，賦予了這些方法新的生命力，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越寬，在生產(chǎn)和科研中占據(jù)重要的地位，三維反演等技術(shù)也在不斷成熟。所以野外實(shí)習(xí)也必須適應(yīng)學(xué)科發(fā)展，增加前沿的發(fā)展動(dòng)態(tài)和內(nèi)容。雖然有些新方法和技術(shù)不能在野外實(shí)習(xí)中完全實(shí)現(xiàn)，但也要通過(guò)演示、參觀等方式讓學(xué)生了解這些新方法和技術(shù)的原理，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，為今后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

電法勘探是一門(mén)應(yīng)用學(xué)科，合格的電法勘探專業(yè)人才必須有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和很強(qiáng)的實(shí)踐能力。為了培養(yǎng)出符合社會(huì)要求的電法勘探專業(yè)人才，在本課程的教學(xué)中必須不斷加強(qiáng)和改進(jìn)野外實(shí)習(xí)這個(gè)重要環(huán)節(jié)，真正做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，與時(shí)俱進(jìn)，完善教學(xué)內(nèi)容和體系。

參考文獻(xiàn)

[1] 李金銘.地電場(chǎng)與電法勘探[M].北京: 地質(zhì)出版社，2005.

[2] 楊高學(xué)，李永軍，楊寶凱.如何提高地質(zhì)類大學(xué)生實(shí)習(xí)質(zhì)量[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2010(4):93-95.