電法勘探原理課程教學探討

吳榮新　胡雄武　付茂如

摘要：針對勘查技術與工程專業的《電法勘探原理》課程，結合本科專業培養目標和學校特色，制定了合適的教學內容，安排了恰當的教學時間。在課堂教學上，以講授法教學為主，將啟發法、討論法和案例教學法等多種教學方法靈活運用，增強學生學習興趣，提高教學質量，較好地完成了教學內容，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：勘查技術與工程專業；電法勘探原理；教學方法

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）31-0192-03

勘查技術與工程專業為安徽理工大學2012年新開設的本科專業，其目標是培養從事礦產資源勘查與評價、地球物理勘探設計與施工、工程技術管理和科學研究工作的技術人才[1]。我校勘查技術與工程專業培養緊扣地質和地球物理兩類知識，構建培養計劃。主體思想是為解決地質問題提供專業的探查手段，因此需要在地學和探查手段上加強教學，提升學生的綜合素質和能力。

近年來電法勘探技術發展很快，現已廣泛應用于工程建設、資源勘探、水利、交通、礦山等領域。電法勘探已是地球物理勘探的重要組成部分，因此，《電法勘探原理》課程被列為我校勘查技術與工程專業的核心課程。對于這門課程的知識，學生普遍反映抽象難懂，如何有效地開展《電法勘探原理》課程教學，既滿足本科培養目標的要求，又體現我校的勘查技術與工程專業特色，是在教學中必須要面對的問題。經過幾年的教學實踐，不斷地進行探索總結，《電法勘探原理》的教學有了很大的進步，取得了良好的教學效果。本文從該課程的主要內容、課堂教學方面來介紹該課程教學的開展情況。

一、教學內容

電法勘探近年來發展很快，分支方法眾多，特別是電磁法的發展得到了廣泛的應用。在課程內容的安排上，需要考慮的授課內容應相對全面，既要包括電法勘探的經典理論，也要兼顧到電法勘探的新發展。

電阻率法作為電法勘探的基本方法，具有較長的發展歷史。該方法的基礎理論完善，工作方法很多。電剖面法和電測深法為經典的探測方法，而近些年高密度電阻率法、三維電法等電成像勘探技術的進一步發展，使得電阻率法探測結果更加直觀形象，已成為當前電法勘探的主導勘探方法。作為最基礎的電法勘探方法，對于其他類型電法勘探的認識及資料解釋也具有重要的參照意義。因此，該部分內容為重點授課內容。網絡并行電法為我們研究團隊的新成果，也屬于電阻率法的新內容，近年來在工程勘察、礦井水害探查等方面得到了廣泛的推廣應用，也作為授課的一個知識點[2]。該部分授課內容包括：電阻率法基礎、電阻率法的儀器及裝備、電阻率剖面法、電阻率測深法、高密度電法、并行電法。

電磁感應法是近年來快速發展的電法勘探方法，探測的深度及廣度都很大。特別是人工場源頻率域電磁測深和瞬變電磁法的發展，使得其探測精度有了很大的提高，在工程、水害探查等方面得到了快速的推廣，已成為普遍采用的一類電法勘探技術。對于瞬變電磁法探測，作為我們研究團隊重點研究的內容[3]，現已在資源探查、礦井水害探查、城市地質災害調查等方面廣泛應用。此部分為課程的重要內容，授課內容包括：電磁感應法理論基礎、頻率域電磁剖面法、大地電磁測深法、人工場源頻率電磁測深及瞬變電磁法。

激發極化法是我國應用很廣的一種方法，在固體礦產勘查、地下水探查、油氣勘查等方面具有重要的意義。其研究理論也較為完善，為電法勘探的經典內容，是本課程的主要內容之一。此部分授課內容包括：激發極化法理論基礎、儀器設備、常用裝置及激電異常以及激發極化法的應用。

充電法和自然電場法為良導電礦體探測常用的方法，在水文地質和工程地質方面也有廣泛應用。做為經典的電法勘探內容，授課內容較為簡潔，主要為其基本理論及應用。

根據課程內容要求，適合我校勘查技術與工程專業的教材有兩部：（1）劉國興主編的《電法勘探原理與方法》，為普通高等教育勘查技術類教材，適合于勘查技術與工程專業應用地球物理專業方向“電法勘探”課程教材。該教材已出版三次，經過二次修訂，反映很好[4]。（2）程志平主編的《電法勘探教程》，為高等學校規劃教材，適合于高等學校本科地球物理專業、勘查技術與工程專業物探方向的“電法勘探”課程教材[5]，也是高校“電法勘探”課程常用教材。這兩部教材均分為4章，分別為電阻率法、自然電場法和充電法、激發極化和電磁感應法。在教材內容上均側重于方法原理和基本知識、基本概念方面，并根據近年來電法勘探的新發展趨勢，充實了一些新內容。在授課時，還應該參考國內外學術期刊發表的相關電法勘探論文，掌握相應的電法勘探技術進展與應用情況，不斷充實教學內容。

二、教學安排

《電法勘探原理》為我校勘查技術與工程專業的核心課程，內容涉及巖石學、礦物學、構造地質學、地球物理學概論等多門學科內容。對于電法勘探的學習與理解，應以巖石地球物理性質的電學性質差異方面的知識為基礎，掌握電法勘探的基本原理、儀器設備、工作方法、資料處理與解釋、探測應用。因此，本課程要求在修完地質基礎課以及地球物理概論以后再學習。

根據勘查技術與工程專業培養計劃，安排在第5學期，學時為48學時。各章節學時安排：電阻率法22學時，充電法和自然電場法4學時，激發極化法10學時，電磁感應法12學時。本課程不含實驗學時，電法勘探實驗及數據處理安排在《地球物理課程設計》課程中，在第6學期開設。

三、教學方法

目前，常用的教學方法包括講授法、啟發法、討論法、案例教學法等。

《電法勘探原理》涉及4類勘探方法，知識點多，內容豐富。但是學生之前對于電法勘探的知識了解很少，而且此課程課時量相對較少，如何在較少的課時內完成教學任務，是必須考慮的問題。講授法是以教師講授為主導的教學方法，教學效率高，能夠將較多的知識點在相對較短的時間內教授完畢，是當前教師最普遍利用的教學方法[6]。因此，《電法勘探原理》的教學總體上應以講授法為主。講授法并非教師照本宣科，簡單灌輸，課堂死氣沉沉。授課教師應提高自身理論水平、教學水平，以生動的語言進行教學，提高學生的學習興趣[7]。

《電法勘探原理》的勘探方法都有很多的應用實例，適宜于采用案例教學法。可以結合新近文獻的電法勘探典型實例或科研實例，把案例引入課堂，通過向學生提供若干特定的情境，引導學生綜合運用所學的電法勘探理論知識，去分析解決實際電法勘探問題。案例教學的主角是學生，教師起到“導演”的作用，但教師要做好案例解讀、討論引導、適時發問、場面控制等工作[8]。案例教學較為耗時，講授的新知識點較少，因此，不能普遍采用，只能選擇典型案例適度使用。

啟發式教學是教師在教學過程中依據學習過程的客觀規律，引導學生主動、積極、自覺地掌握知識的教學方法。它是以激發學生的積極性和主動性為起點，讓學生開動腦筋、積極思維、主動實踐，從而掌握知識[9，10]。《電法勘探原理》中的電場理論、電磁感應理論等都是很抽象、難以理解的教學內容，為教學的難點內容，適應于采用啟發式教學。啟發式教學的關鍵在于精心設計問題，引導學生開動腦筋，積極思考，促進學生全面掌握教學內容。

討論教學法是指教師與學生及學生之間以小組形式通過多邊的言語活動來完成教學任務的方法[11]。該方法要求教師針對授課內容提煉出合適的問題，讓學生分組討論，能夠激發學生的學習興趣，活躍課堂氣氛。但是該教學方法同樣耗時耗精力，對于《電法勘探原理》課程來說，可以精選部分章節，例如高密度電法和并行電法，通過與常規電剖面法和電測深探測進行討論，能夠深化對這幾類電法勘探技術的理解，并且大大提升學生的學習興趣。

通過以上探討，可見在本課程教學方法的應用中，既要考慮授課內容的系統性和完整性，又要注意有限的教學學時，單一的教學方法滿足不了教學的需要，應將多種教學方法靈活運用。對于多數的授課內容，以講授法為主；對于內容抽象、教學難點內容，可以開展啟發式教學法；對于一些同學有爭議或很感興趣的內容，可以精心組織，以案例教學或討論教學為主。在以講授為主的教學過程中，對一些難以理解的知識點，可以穿插啟發法，引導學生由淺入深地認識和理解所學內容；也可以穿插幾分鐘的課堂討論，既能夠深化教學內容，又能夠活躍課堂氣氛，提高學生學習興趣。

四、教學效果

目前已經對我校2012級、2013級、2014級勘查技術與工程專業開展了《電法勘探原理》課程教學。按照上述的教學內容和教學方法思路，逐步提高授課教師自身教學水平，靈活運用多樣的教學方法，提升學生的學習興趣。在精心的教學組織下，學生對此門課程的掌握程度達到了預期目標。在此課程以后的《地球物理課程設計》、《地球物理生產實習》、《畢業實習》和《畢業論文》等實踐環節中，學生對相應的電法勘探內容應用較為得心應手，能夠順利完成規定的學習任務。在第三屆“創新杯”全國大學生地球物理知識競賽（電磁法）中，我校2014級勘查技術與工程專業參賽學生也取得了優異成績。

五、結論

1.對勘查技術與工程專業的《電法勘探原理》課程，結合專業培養目標和我校特色，制定了合適的教學內容，安排了恰當的教學時間。

2.以講授法教學為主，將啟發法、討論法和案例教學法等多種教學方法靈活運用，能夠增強學生學習興趣，提高《電法勘探原理》課程教學質量。

參考文獻：

[1]吳榮新，張平松，吳詩勇，付茂如，胡澤安.勘查技術與工程專業地質認識實習的組織與開展[J].教育教學論壇，2016，（2）：19-20.

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[3]胡雄武，張平松，吳榮新，李培根，付茂如.坑道瞬變電磁全程數據分析及1：1含水模型試驗研究[J].巖土工程學報，2014，36（11）：2103-2109.

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[5]程志平.電法勘探教程[M].北京：冶金工業出版社，2007.

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