地球物理專業實習教學方法初探

摘要：以地震勘探的專業實習為例，首先闡述了實習的教學目標，然后針對教學目標制定了相關的實習內容以及實習安排，最后討論了實習的效果。通過專業實習，提高了學生的動手能力和理論聯系實際的能力。改善專業實習的教學效果，對于學科建設有著極大的推動作用。

關鍵詞：地震勘探；專業實習；學科建設

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）17-0084-02

一、引言

應用地球物理學是一門實踐性很強的學科，實踐教學在其人才培養計劃中是一個必不可少的重要環節。在我校現行的四年制應用地球物理專業本科教學計劃中，實踐教學環節主要包括二年級的秭歸地質實習和三年級的北戴河的專業實習。其中北戴河專業實習安排在專業必修課結束后進行，起著承前啟后的重要作用，有助于學生理論與實踐相結合，是地球物理專業學生進入工作崗位或繼續深造的必要途徑。地球物理勘探簡稱“物探”，它是以各種巖石和礦石的密度、磁性、電性、彈性、放射性等物理性質的差異為研究基礎，用不同的物理方法和物探儀器，探測天然的或人工的地球物理場的變化，通過分析、研究獲得的物探資料，推斷、解釋地質構造和礦產分布情況。這是地球物理學專業的主要內容。目前主要的物探方法有重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探等。地震勘探作為地球物理學專業的主要方向，在各種領域的應用非常廣泛。因此掌握好地震勘探的原理對于學生的就業有著很大的益處。在我校的教學計劃中，地震勘探的專業必修課包括“地震勘探原理”、“地震勘探數據處理”和“地震勘探資料解釋”。如何在這些課程的理論學習之后，通過地震勘探的教學實習將理論與實踐緊密結合起來，并且通過實踐來提高興趣進而指導理論學習，是本文要探討的主要內容。

二、地震勘探實習的教學目標

我校地球物理學專業實習的地點是在河北省秦皇島市的北戴河實習基地。在實習基地內通過地震勘探專業教師給學生介紹工區內的地震地質條件和概況，施工設計方案和設計要求，可為學生提供一次全面理論聯系實際的機會。因此，地震勘探實習是一次綜合性的實踐教學活動。課程要求學生通過為期一周的地震野外實習，能夠掌握震源組、儀器組、放線組和現場處理組的工作以及編寫實習報告的技能；能夠提高和增強野外動手能力、文圖表達能力和科技創新能力；培養和建立綜合的地震思維和初步的科研意識，為后續相關課程的學習以及對地球科學、工程勘察和油氣勘探等方面的研究奠定扎實的基礎。

三、地震勘探的實習內容

根據地震勘探相關理論課程的學習，地震勘探的實習內容主要包括折射波數據采集和處理解釋、反射波數據采集與處理和地震反射資料的構造解釋三個方面。具體的實習內容為：（1）了解工區的地震地質條件；（2）根據展開排列地震記錄，進行反射、折射勘探觀測系統設計；（3）熟悉地震儀器設備的工作原理、性能，儀器操作及數據采集軟件中的參數設置原則；（4）了解數據采集過程中出現故障的原因及處治方法；（5）了解單炮地震記錄的質量評價方法；（6）完成反射波法多次覆蓋觀測系統和折射波法相遇追逐觀測系統數據采集工作；（7）完成反射波剖面標準層的同相軸追蹤、斷層解釋，折射波資料解釋；（8）根據編寫報告提綱要求，獨立編寫地震實習成果報告。

四、地震勘探的實習安排

由于實習學生數較多，而且可供使用的儀器數量有限，因此需要對實習學生進行合理的安排。為了讓每一個學生都盡可能的加入具體工作中，真正的通過實習學習掌握到課堂以外的實踐知識。我們采用分組制，在野外的數據采集中，將學生分為震源組、儀器組和放線組，每組四到五名學生，然后完成了一定的工作量之后各個組的職責進行輪換。在室內的處理和解釋時，同樣采用分組制，由組內成員分工協作完成。同時，為了鍛煉團隊協作精神，每個組設一名組長，由組長負責組內工作的協調。另外，為了鍛煉學生的獨立思考能力，老師在野外的工作中，只選定工區范圍和布置相關任務，而對于工作任務的具體設計，盡量由學生獨立完成，老師只是從旁指導，比如測線的選取，最佳偏移距的設定，覆蓋次數等。對于地震勘探教學實習的內容安排如表1所示。

五、地震勘探的實習效果

這次的專業實習取得了良好的教學效果和學習效果。通過這次實習，同學們在課堂上學習到的理論知識得到了實際的應用和實踐的驗證，使他們不再覺得地震勘探理論知識的空洞，那些原理中抽象的公式數據變成了現實中可以看得到的東西，加深了對理論知識的理解。另外，采用分組制的實習方式，一方面可以提高效率，另一方面可以讓學生在團隊的協作交流當中進一步鞏固學習到的知識。

為了加深同學們對在數據的采集過程當中注意事項的理解，我們做了一些簡單的小試驗。比如，在采集時故意找幾名同學在檢波器旁走動，以此來觀察環境噪聲對數據質量的影響。實習結束后，同學們深有體會，在總結交流時紛紛表達了自己對地震勘探的理解和認識。有一名同學談到：在進行數據處理和解釋的過程當中，我才發現第一手的采集資料的質量對后續流程的重要性，如果沒有較高的數據信噪比作保證，后面的處理和解釋真的是步履維艱。還有的同學談到：在理論的學習中，我們知道了直達波、折射波和反射波的時距曲線特征，但是這么直觀的觀測到了我們自己采集的數據，可以更加的加深了我們對地震波場的理解。

六、結語

高等教育作為一種有目的的培養高素質人才的實踐活動，必須滿足社會的需要。改革開放以來，社會對大學的需要已經從“高級知識分子”轉變成“復合型高級專門人才”。因此，高等院校培養的大學能否適應社會的需要，只能通過實踐來檢驗。專業實習作為一種實踐手段，可以充分調動學生的學習積極性和對實際問題的解決能力，使學生的實踐能力在解決實際問題的過程中得到充分的鍛煉和發揮。因此，大力開展專業實習課程的改革和探索研究，注重學生的理論聯系實際能力的培養，對于加強學科建設具有十分深遠的意義。

由于專業實習安排在大四之前的暑期進行，此時他們已經對地質學和地震勘探原理處理和解釋等方面的只是有所掌握，因此，在專業實習的教學中，對學生的教學應該采用啟發式教學，通過地震勘探的實習過程，讓每位同學積極參與，讓他們了解每一個實驗細節，并且在實驗過程中讓他們仔細觀察地震波的各種波場特征，邊發現問題邊解決問題，加強學生綜合素質和實踐能力的鍛煉，培養他們舉一反三的能力及發散性思維能力。

在地球物理學專業實習的過程中，還是暴露出了一些不足之處。如實驗儀器的不足就限制了教學的效果。因此，我們只能充分利用現有教學實驗儀器及傳統的教學資源優勢，并不斷開發出新的教學資源，盡量排除客觀條件的限制為同學們提供便利的學習應用條件，提高學生的創新意識和嚴謹的工作態度。使他們能在今后的學習和工作中更好的發揮專業特長和技能。同時，作為一名年輕老師，要做好角色的轉變，從一名科研工作者發展成一位不但能夠做好科研工作更擅長將科學知識傳播給學生的大學教師，通過學習不斷提高自身修養，將最新的方法理論知識傳授給學生們，并且通過實踐教學進一步的加深學生的理解。

作者簡介：嚴哲（1982-），男，湖北漢川人，講師，2010年博士畢業于中國地質大學，同年留校任教，研究方向為地震勘探。