《水工環(huán)物探技術(shù)及應(yīng)用》課程的案例教學(xué)建設(shè)與運(yùn)用

胡雄武　吳榮新　張平松

摘 要：水工環(huán)物探技術(shù)及應(yīng)用課程具有理論性與實(shí)踐性很強(qiáng)的特點(diǎn)，強(qiáng)化課堂教學(xué)是提高教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)該課程進(jìn)行案例教學(xué)建設(shè)與運(yùn)用，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)基本概念、基本原理和工作方法等重點(diǎn)內(nèi)容的掌握，拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)視野，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：物探；案例式教學(xué)方法；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）06-0077-03

Abstract： The theoretical and practical studies are very important to the technology and application and of hydrology and environment engineering. Strengthen the classroom teaching is one of important steps to improve the quality of teaching. By the development and use of teaching case， the students' understanding of the key contents， such as the basic concepts， basic principles and working methods， and the professional knowledge field could be enforced and widen separately. On this basis， the student's enthusiasm for study and the abilities of finding， analyzing and solving problems would be further improved.

Keywords： geophysical prospecting； case teaching method； teaching quality

為深化專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革，構(gòu)建符合專(zhuān)業(yè)學(xué)位特點(diǎn)的課程體系，加強(qiáng)案例教學(xué)，探索不同形式的課堂教學(xué)，切實(shí)保障專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，安徽理工大學(xué)于2017年開(kāi)展了專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生案例教學(xué)建設(shè)的立項(xiàng)工作。安徽理工大學(xué)地質(zhì)工程學(xué)科地球探測(cè)與信息技術(shù)研究方向至今已有近40年的教學(xué)與科研發(fā)展，尤其是在水、工、環(huán)等領(lǐng)域內(nèi)的物探技術(shù)，其方法理論成熟、現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)豐富、多年來(lái)接觸的社會(huì)生產(chǎn)案例多，并且物探教研團(tuán)隊(duì)在前期教育部博士點(diǎn)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、青年項(xiàng)目以及大量的橫向科研項(xiàng)目資助下，做了大量的研究工作[1-3]，對(duì)學(xué)科前沿的發(fā)展方向把握準(zhǔn)確，可以為案例教學(xué)的技術(shù)理論和方法等奠定良好的基礎(chǔ)。此次，學(xué)校開(kāi)展的案例教學(xué)研究為《水工環(huán)物探技術(shù)及應(yīng)用》課程創(chuàng)造了一個(gè)良好的契機(jī)，是對(duì)物探教研團(tuán)隊(duì)過(guò)去多年工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和對(duì)科研成果的提取，是對(duì)改善物探課程教學(xué)體系及其建設(shè)的一個(gè)良好促進(jìn)，是進(jìn)一步對(duì)研究生運(yùn)用所學(xué)基本知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力和水平的一個(gè)本質(zhì)的提高，因此積極將案例教學(xué)方法運(yùn)用于《水工環(huán)物探技術(shù)及應(yīng)用》課程的教學(xué)過(guò)程當(dāng)中對(duì)提高研究生的綜合素質(zhì)具有較大的促進(jìn)作用。

一、案例教學(xué)方法在物探教學(xué)中的重要性

案例教學(xué)是由美國(guó)哈佛法學(xué)院前院長(zhǎng)C.C.Langdell于1870年首創(chuàng)，后經(jīng)哈佛企管研究所所長(zhǎng)W.B.Doham推廣，并從美國(guó)迅速傳播到世界各地，被認(rèn)為是代表未來(lái)教育方向的一種成功教育方法。案例教學(xué)[4]是一種通過(guò)模擬或者重現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中的一些場(chǎng)景，讓學(xué)生把自己納入案例場(chǎng)景，通過(guò)討論或者研討來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種教學(xué)方法，教學(xué)中既可以通過(guò)分析、比較，研究各種各樣的成功的和失敗的管理經(jīng)驗(yàn)，從中抽象出某些一般性的管理結(jié)論或管理原理，也可以讓學(xué)生通過(guò)自己的思考或者他人的思考來(lái)拓寬自己的視野，從而豐富自己的知識(shí)。安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)研究生培養(yǎng)工作開(kāi)展較早，但從多年的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，研究生專(zhuān)業(yè)技術(shù)的培養(yǎng)在理論與實(shí)踐等方面尚有不足，為了更好的培養(yǎng)研究生的綜合素質(zhì)，建立案例式的教學(xué)方法將具有重要意義，《水工環(huán)物探技術(shù)及應(yīng)用》課程作為研究生培養(yǎng)方案中的一門(mén)重要技術(shù)實(shí)踐性課程，采用案例教學(xué)法將起到更為突出的效果。水、工、環(huán)是物探技術(shù)應(yīng)用的幾個(gè)重要方向，近幾年來(lái)，具有地質(zhì)工程或勘查技術(shù)與工程專(zhuān)業(yè)的國(guó)內(nèi)高校，都在不同程度的支持和探索案例教學(xué)方法，并且這種案例教學(xué)的模式在物探技術(shù)教學(xué)過(guò)程中已基本形成[5，6]，是未來(lái)專(zhuān)業(yè)教育的重要研究方向，這在很大程度上反映出物探技術(shù)與專(zhuān)業(yè)實(shí)踐之間具有很好的契合點(diǎn)，說(shuō)明案例教學(xué)在物探方法技術(shù)教學(xué)中的重要性。

二、課程案例教學(xué)建設(shè)

安徽理工大學(xué)《水工環(huán)物探技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)目標(biāo)主要重在：1.使學(xué)生掌握水、工、環(huán)等領(lǐng)域所涉及地質(zhì)介質(zhì)的工程特性與特征物理量的關(guān)系；2.重點(diǎn)要求學(xué)生掌握彈性波檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用、電法勘探技術(shù)及其應(yīng)用過(guò)程中的理論基礎(chǔ)、儀器設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)工作方法及數(shù)據(jù)處理與地質(zhì)解譯等；3.要求學(xué)生了解各種物探方法在水、工、環(huán)等領(lǐng)域的技術(shù)前沿和發(fā)展方向。圍繞上述課程教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合我校物探教研團(tuán)隊(duì)的研究方向和技術(shù)特點(diǎn)，前期開(kāi)展了10個(gè)教學(xué)案例的建設(shè)，主要從地質(zhì)問(wèn)題的分析與導(dǎo)出-物性差異分析與物探方法的選擇-野外工作方案設(shè)計(jì)-野外數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)處理-地質(zhì)解譯這一主線(xiàn)對(duì)不同探測(cè)方法在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)以及地質(zhì)資源勘探等領(lǐng)域的應(yīng)用過(guò)程中所涉及的方法理論和工作技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行闡述。具體案例名稱(chēng)及知識(shí)要點(diǎn)如表1。

三、案例教學(xué)運(yùn)用

（一）運(yùn)用案例式教學(xué)法提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力

現(xiàn)代地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越注重理論與實(shí)際的結(jié)合，即實(shí)際中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題先從理論上展開(kāi)研究，理論上的研究結(jié)果再返回到實(shí)際中應(yīng)用。現(xiàn)代物探技術(shù)教學(xué)也越來(lái)越提倡運(yùn)用實(shí)際案例加深學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的理解，提高學(xué)生聯(lián)系實(shí)際發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。如在講解“反射波法”一節(jié)的內(nèi)容教學(xué)時(shí)，筆者課前給學(xué)生分發(fā)了表1中有關(guān)案例3的材料，提示學(xué)生以地質(zhì)問(wèn)題為導(dǎo)向，以技術(shù)方法為手段，重點(diǎn)抓住方法技術(shù)原理、數(shù)據(jù)處理及解釋等內(nèi)容。通過(guò)這個(gè)案例資料的閱讀，學(xué)生對(duì)城市區(qū)域活斷層的概念、活斷層引起的物理性質(zhì)差異、反射波法的探測(cè)基礎(chǔ)條件等有了深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，學(xué)生就勘探過(guò)程中震源的選擇、數(shù)據(jù)采集參數(shù)的設(shè)置、現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)參數(shù)的設(shè)置以及觀(guān)測(cè)系統(tǒng)的建立等方面提出了一系列問(wèn)題，并展開(kāi)了更深層次的熱烈探討，引發(fā)學(xué)生主動(dòng)去查找淺層地震反射波勘探規(guī)范及有關(guān)文獻(xiàn)資料。在“面波勘探”一節(jié)內(nèi)容教學(xué)時(shí)，筆者在課堂上引入了案例2。這則案例講述的是通過(guò)巖溶鐵路路基的地質(zhì)與地球物理調(diào)查，分析獲得面波探測(cè)方法應(yīng)用的物性基礎(chǔ)條件，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試獲得地震波信號(hào)并進(jìn)行F-K變換、頻散曲線(xiàn)拾取等處理步驟，獲得路基地質(zhì)體的波速分布范圍，結(jié)合已有地質(zhì)剖面等資料，分析路基巖溶的分布位置及埋深等。通過(guò)這則案例的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)面波的傳播特征和發(fā)育規(guī)律等方面的知識(shí)提出了很多的問(wèn)題，提升了思考空間，激發(fā)起學(xué)生的熱烈討論。在“高密度電法”一節(jié)內(nèi)容教學(xué)時(shí)，筆者引入了案例5。通過(guò)這則案例，學(xué)生們對(duì)水庫(kù)滲漏造成的潛在威脅有了一定的認(rèn)識(shí)，并圍繞如何能快速有效的檢測(cè)滲漏通道進(jìn)行了探討，最后認(rèn)為高密度電法具有對(duì)滲漏通道反映靈敏，是當(dāng)前解決這一問(wèn)題的最佳地球物理方法。同時(shí)，對(duì)該方法的工作裝置及解釋方法進(jìn)行熱烈探討，較深入的掌握了高密度電法不同工作裝置之間的優(yōu)劣特點(diǎn)、數(shù)據(jù)反演的處理流程、地質(zhì)解釋原則等內(nèi)容。除此之外，圍繞《水工環(huán)物探技術(shù)及應(yīng)用》課程的教學(xué)內(nèi)容，在課堂教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)動(dòng)態(tài)的引入教學(xué)案例，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。

（二）案例式教學(xué)過(guò)程中要善于引導(dǎo)學(xué)生

針對(duì)《水工環(huán)物探技術(shù)及應(yīng)用》課程的教學(xué)內(nèi)容，筆者從生產(chǎn)生活實(shí)際出發(fā)，積極建設(shè)教學(xué)案例，注重理論和實(shí)際的內(nèi)在邏輯關(guān)系，做到條理清晰、層次分明、語(yǔ)言生動(dòng)。在討論問(wèn)題的設(shè)計(jì)中既要融入基本知識(shí)和基本概念，側(cè)重重點(diǎn)問(wèn)題和主干內(nèi)容，又要發(fā)散開(kāi)放、旁征博引。另外，在課堂組織方面努力營(yíng)造寬松、包容的學(xué)習(xí)氣氛，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，鼓勵(lì)學(xué)生各抒己見(jiàn)和觀(guān)點(diǎn)交鋒，積極引導(dǎo)學(xué)生有目的、有計(jì)劃地完成教學(xué)內(nèi)容，從而促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題等能力的提高。

四、結(jié)束語(yǔ)

為探索不同形式的課堂教學(xué)模式，切實(shí)保障專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，筆者及所在教研團(tuán)隊(duì)積極開(kāi)展了案例教學(xué)的建設(shè)工作。以《水工環(huán)物探技術(shù)及應(yīng)用》課程為例，圍繞該課程教學(xué)內(nèi)容，從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，構(gòu)建了10個(gè)教學(xué)案例，通過(guò)在課堂教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)課程重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的理解和記憶，促進(jìn)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力的提高，更好的激發(fā)了學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，從而有效改善了課堂教學(xué)質(zhì)量。

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