對改進地球物理課程實踐教學的探究

王占剛，苑春方，楊瑞召

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對改進地球物理課程實踐教學的探究

王占剛，苑春方，楊瑞召

摘要：本文以地震勘探為例，分析了近年來在地震勘探、反演方法等課程實踐教學中存在的問題，并提出了如何培養學生工程實踐能力的方法和措施。地球物理專業教學計劃非常重視學生工程實踐和創新能力的培養，在教學的每個階段都加強課程設計和效果分析，并將其作為課程教學和評價的重要目標之一。首先，實踐課題應與工程（科研）項目結合，控制難度，激發學生工程意識及研究興趣；其次，做好過程管理，注重對學生工程實踐問題思考能力的培養；最后，加強學生語言和文字表達等綜合能力的培養，合理評價學生的工程實踐能力。

關鍵詞：地球物理；實踐教學；工程實踐能力

王占剛/中國礦業大學（北京）講師（北京100083）；苑春方/中國礦業大學（北京）教授，博士（北京100083）；楊瑞召/中國礦業大學（北京）副教授，博士（北京100083）。

2010年教育部聯合有關部門和行業協會，共同實施“卓越工程師教育培養計劃”，要求強化培養學生的工程實踐能力。［1］這就需要將理論教學和工程實踐應用相結合，并在長期的教學實踐中逐步完善。中國礦業大學（北京）地球物理專業制定課程教學計劃時非常重視學生實踐能力的培養，要求每門專業課包括理論教學和實踐教學，旨在理論聯系實際，更好激發學生的學習興趣，培養學生的實踐能力。

一、現階段存在的問題

地震勘探方法的原理是通過研究地震波在地下巖石中的傳播規律來查明地層的構造或巖性物性變化，以達到資源、能源勘探的目的。［2，3］課程的教學目標是使學生掌握地震勘探的基本原理和方法，掌握地震數據采集、處理和解釋的基本方法，具備解決實際工程問題的能力。

教學研究表明，在實踐教學中讓學生運用所學的相關課程知識參與實際工程和科研實踐，能夠提高其發現問題、分析問題、解決問題的能力。［4，5］學生通過訓練，學會查閱文獻資料、應用相關計算機軟件來解決工程實踐中所遇到的問題?？梢?，實踐教學能讓學生把學習的理論知識融會貫通、靈活運用，具備一定的解決問題的能力，對實踐動手能力和工程意識的培養具有重要意義。

根據“卓越工程師教育培養計劃”對學生解決實際問題能力的要求，通過這幾年的實踐教學發現了一些問題。

1.學生方面。學生對地球物理勘探方法了解少，大部分是被動參與的。個別學生對這個階段的學習、訓練的重要性認識不足，學習主動性差。

2.指導教師方面。由于一個班級人數教多，且指導老師與學生的交流少，所以指導教師對實踐教學的重視程度不如課堂教學，而且實踐教學環節往往缺乏系統的備課方案和考核方法。

3.實踐教學選題方面。目前，實踐教學課程的題目是使學生了解地震勘探的原理，而地震勘探的課程之間并沒有銜接，不能培養利用地震勘探解決實際地質問題的能力。

4．管理和考核方面。只重視學生的參與過程和上交的實驗報告，對實踐過程沒能有效的監督和考核，使學生對實踐教學的重視程度不夠，學習的熱情也不高。

二、改進的措施及方法

目前有兩種教學認識論：知識傳遞學認識論與知識建構型認識論。［6］知識建構型認識論認為任何學習都是一種主觀能動的活動，絕不是教師片面灌輸的、被動的活動。根據這一理念，在進行本專業地震勘探原理、反演方法等課程實踐教學環節時采取了一系列措施，并督促教師重視和改進這一環節的教學，改進和強化學生的工程實踐意識，提高其綜合能力。

（一）合理評價，提升學生的綜合能力

實踐結果評價是一個非常重要的過程，評價以公開答辯的方式進行。學生自己準備PPT講稿，與教師以及全部學生進行交流，接受質詢。評價之后，學生對實踐報告再進行修改和完善。實踐表明，合理評價是保證學生積極參與實踐教學并提升其綜合能力的重要舉措之一。

1.評價學生總結解決方案的學習程度。學生在工程或科研實踐中，會發現一些工程問題，經過工程觀測或科研方面的數據采集（收集）之后，鼓勵其提出有價值的觀點、見解或工程解決方案，并結合其他資料進行綜合解釋，給出符合目標預期的結論。

2.評價工程實踐掌握能力。重點檢查學生對工程實踐能力掌握的程度，檢查學生實際的工作量，如查閱資料的數量，采集、處理、解釋數據和完成工程圖件等實物工作量，作為學生最終實踐教學成績評價的重要指標之一。

3.評價學生撰寫實踐報告的規范性。實踐報告的撰寫不僅為他們日后撰寫科技論文、技術報告、項目可行性報告等打好文字基礎，同時也能使其科研能力得到進一步提升。強調撰寫格式符合科技論文的要求，推理過程符合邏輯性，結論有足夠的論據支撐，相關基礎圖件整潔、符合相關規范。要杜絕抄襲，培養學生養成良好的科研習慣。

4.評價學生綜合能力的提升。答辯過程是培養和強化學生對材料的組織能力、表達能力、全面思維能力的重要環節。

（二）重視實踐教學動員組織

首先解決教師和學生對課程實踐重視不夠的問題。要明確實踐課程的目的、作用和意義，讓教師和學生提高認識。確保教師對實踐教學的重視，任課教師要適時播放有關地震勘探從采集到處理解釋方面的工程影視，使學生了解地震勘探的基本工作流程。

（三）合理設置實踐選題

好的選題易于操作，同時還能兼顧學生的專業興趣及未來工作的方向。我們主要從兩個方面進行改進。一是將地震勘探相關課程的實踐教學統籌在一起綜合考慮，糾正各個課程教學之間各自為政、互不銜接的偏差，將地震勘探相關的教學統一起來。在設置題目時，要圍繞一個大的選題，各個課程根據這個選題制定完整的實踐任務和目標。二是選題與高校的工程（科研）項目結合，既能加強學生的工程意識，又能使學生接觸到真實的實際工程，全方位鍛煉其發現、分析和解決問題的能力。

中國礦業大學（北京）在煤炭勘探方面的教學科研很有特色，可選擇通過地震勘探技術探明煤層分布、主要斷層以及富水巖體等實踐題目，從野外采集觀摩、室內精細處理到后期綜合解釋，學生參與其中某環節或全過程，重點在地震數據的處理、構造解釋和巖性反演幾個方面加強訓練，幫助他們了解和掌握相關數據處理的軟件操作，在綜合解釋的同時，讓學生了解地震資料的多解性，綜合鉆井、地質等資料，得出比較可靠的解釋結果。

（四）加強實踐過程管理

按照知識建構型教學認識論的主張，地震勘探實踐教學可采取合作教學的理念實行課堂與實踐互補的教學方式。［6，7］根據實踐選題的任務和目標，組成3-5人左右的項目小組，通過師與生、生與生的互動合作、探究，培養學生解決實際工程問題的能力。

1.要尊重學生的思考過程，鼓勵他們主動探索，明確思路，通過資料查詢、實際協作等實踐活動，集體編寫相應實踐報告。

2.要培養學生的學術思維能力。由于地震勘探本身固有的多解性問題，實踐課題中有很多問題不止一個解決方案，教師應鼓勵學生積極嘗試不同的研究方法，并對研究結果進行及時的點評和引導。

3.在地震數據處理和解釋軟件時，單個學生學習起來會比較困難，學生之間的合作，能達到事半功倍的效果。為了保證實踐教學的順利進行，實踐過程中還需配置2-3名實驗助理教師，對每個學生的進展情況進行指導和督促檢查。

近年來，我校地震勘探系列實踐教學工作得到了加強，學生的工程實踐能力培養方面也取得了一些進展，提高了師生對實踐教學重要性的認識。由于工程實踐選題部分與實際科研或工程實際密切結合，所以學生能真正了解、接觸到畢業后、甚至終身從事的相關工作內容，并從中獲得實際感受，對于他們今后的發展非常重要。

學生工程實踐能力的培養是一個系統工程，需要在長期的專業教學實踐中逐步完善。整個教學活動，應以學生工程意識和創新能力的培養作為核心內容，貫徹到學生學習的每個階段和每個教學環節，各個課程之間要統一協調，課堂教學和實踐教學互相補充，合理分配教學課時，把課程實踐教學作為大學生工程能力、創新型人才培養過程中最基本的環節。

參考文獻：

［1］教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見.教高［2011］1號：http：//www.moe.edu.cn/ publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3860/20110 -2/115066.html

［2］陸基孟.地震勘探原理［M］.北京：石油大學出版社，1993.http：//www.jingpinke.com/textbook/ details uuid=8a83399a-1959fa74-0119-59fa810d-09f1&objectId=oid：8a833999-2746c6bc-0127-46c6ca89-25db.

［3］朱廣生，陳傳仁.勘探地震學教程［M］.武漢大學出版社，2008.

［4］劉勃，劉玉，鐘國輝等.基于真實項目的實踐教學體系探索［J］.高等工程教育研究，2012（1）：116-119.

［5］趙國平.論實踐教學與理論教學的關系［J］.中國成人教育，2010（17）：127-128.

［6］何克杭.建構主義—革新傳統教學的理論基礎［J］.電化教育研究，1997（3）：3-9.

［7］王竹立.新建構主義與知識創新［J］.遠程教育雜志，2012（2）：36-43.

責任編輯：丁金榮

中圖分類號：G641

文獻標識碼：A

文章編號：1671-6531（2016）03-0045-03