“地球物理勘探”課程在地質工程專業教學的探索

李勤

[摘 要]“地球物理勘探”課程是一門理論和實踐并重的課程。針對地質工程專業本科生這一教學對象，分析“地球物理勘探”課程的課程特點，從重視教材建設，構建實踐教學體系，采用現代教學手段三個方面著手，實現“地球物理勘探”課程在地質工程中實現其應用性的教學目標。

[關鍵詞]地球物理勘探 地質工程 教學研究

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）07-0111-02

地球物理勘探是指借助專門的儀器和設備對地下介質的地球物理場進行觀測，獲取地球物理場的相關數據，研究地球物理場的變化規律，進一步達到解決地質問題的目的。[1] “地球物理勘探”這門課程是將地球物理學原理用于地質勘查和礦產資源開發的一門學科，包含了重力、磁法、電法、地震和放射性勘探等多種方法和內容，是一門同時注重理論和實踐的課程。[2]對于“地球物理勘探”專業的學生來說，在具備了扎實的數理基礎后，至少用兩個學年的時間才能完成這些內容的學習；而對于地質專業的學生來說，分配給“地球物理勘探”這門課程的學習時間是非常有限的，通常是一學期40個學時左右的時間。對于這樣一門內容豐富，涉及面非常廣泛的課程，如何在地質工程專業中開展教學，有效地構建本課程的教學體系，以獲取良好的教學效果，是一個值得深思的問題。

一、課程特點分析

（一）理論基礎要求高

地球物理勘探方法很多，對于所有的地球物理勘探方法分類，按其勘探過程可以分三個環節來進行：數據采集，數據處理和資料解釋。[3]數據處理中涉及的課程有場論、數理方程、數值計算、數字信號分，等等。學生只有具備扎實的理論基礎后，才能將地球物理勘探的理論做到融會貫通，對地球物理勘探中第一個環節——數據采集中得到的離散數據進行計算機處理，即數據處理；同時也需要具備一定的計算機圖像處理和數據可視化理論，將處理的數據轉換為圖像，作為第三個環節——資料解釋的依據。可見，“地球物理勘探”是一門對于學生數理基礎和計算機基礎要求都較高的課程，但是地質工程專業的學生，在前期基礎課的學習中，基本沒有進行這樣的知識積累。

（二）與地質知識交叉

在地質工程專業學生由于已經具備一定的地質基礎，在建模以及數據的解釋方面，不至于與實現地質情況相脫離，而這一點是在地質工程學生中進行“地球物理勘探”課程教學的優勢。因此，應該將這一優勢有效地發揮出來，揚長避短，在教學過程中重視應用，而對于復雜的理論及計算公式的推導，采用深入淺出的方法。然而，現在我國用人單位對于地質工程專業學生要求都較高，要求有較寬的知識面，因而教學應該與學生就業相聯系，讓學生既具備一定的數據處理和解釋能力，并且能進行一定程度的理論研究，讓地質工程專業的本科生在學習中盡可能地向這些目標靠近。

二、教學方法研究

針對目前“地球物理勘探”在地質工程專業中進行教學的現狀進行分析，可以通過以下幾個方面來構建更為完善的教學體系。

（一）重視教材建設

教材是教學內容的一個載體，是教學大綱內容的具體化的體現，是教師的教與學生的學的主要依據，因而教材于教學來說，具有舉足輕重的意義。[4]就“地球物理勘探”課程來說，自20世紀50年代發展至今，中外各種類型的教材層出不窮， 由先前單一的“地球物理勘探原理”教材，有了許多新的分支，如“工程與環境地球物理勘探”、 “水文地球物理勘探”、“石油地球物理勘探”等適合于不同領域的教材，[5]完全能滿足“地球物理勘探”專業學生的學習需求，但是很少有針對地質工程專業的“地球物理勘探”教材。以西安科技大學為例來說，西安科技大學作為一所典型的煤炭類院校，其本科學生就業也主要分布在煤炭系統，故其“地球物理勘探”課程的教育也應將重點放在煤礦地質“地球物理勘探”方面，而到目前為止，還沒有這樣的一套教材。

（二）充分利用現代教育技術

“地球物理勘探”授課內容具有嚴密的邏輯性和一定的抽象性，教師和學生在教與學的過程中都會感覺到枯燥。而多媒體課件集聲音、動畫、視頻等多媒體手段于一體，能創設情境，將一些抽象的理論，以生動的視聽形式展示給學生，引導學生更生動、直觀地感受教學內容；板書作為傳統的教學手段，給教師與學生留下了更大的空間，借助板書，教師能將復雜的問題一步步簡單化，還原了學習的過程，培養了學生的思維習慣，也能讓學生更好地跟上教的節奏，有助于學生理解教學內容。

借助多媒體和板書，實現案例式教學與啟發式教學相結合的方式。案例式教學法是在教師的指導下將特定的案例呈現給學生，以提高學生實際操作能力的一種教學方法，以多媒體為載體，結合地質講解“地球物理勘探”在地質中的應用案例，進行案例式教學，實現課堂教學與實踐教學的過渡。啟發式教學是指教師在教學工作中依據學習過程的變化，引導學生主動地參與掌握知識的過程的一種教學方法。以問題為主的啟發式教學在課程教學過程中引入更多的問題，讓學生思考，并將學生的問題反饋回來，實現教與學的和諧發展。

（三）加強實驗室建設

由于將本課程用于地質工程專業的教學，故野外實習沒有“地球物理勘探”課程的內容，但將實驗室的操作當作一種野外數據采集的模擬也基本能滿足學習要求，這樣的實踐教學也十分必要。然而，“地球物理勘探”課程在地質工程專業的教學與實踐中仍存在沒有足夠的教學儀器資源，缺乏對學生從理論到實際地質工程問題轉化能力的培養等問題，這些問題已經影響了目前本科高校對人才培養的要求。實驗教學作為理論教學的一個延伸，是知識從理論到應用的一個轉化過程，也是“地球物理勘探”這門課程一個必不可少的教學環節。引進實驗設備，加強實驗技術人員隊伍建設，加強實驗室建設對學生綜合素質的培養，增強學生動手能力都有重要意義，同時，也有利于學生更好地適應畢業后的實際工作，更是提高學生適應社會需求的一種手段。

三、結語

綜上所述，筆者認為應將對地質工程專業學生的“地球物理勘探”課程作為一門偏重應用型課程進行教學，提出教學改革建議如下：（1）重視教材建設，編制適合地質工程專業的本科“地球物理勘探”教材；（2）采用現代化教學手段，促進教與學的互動，實現教學目標；（3）構建實踐教學體系，加強實踐教學。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 陳運泰，滕吉文，張中杰.地球物理學的回顧與展望[J].地球科學進展，2001（5）：636-642.

[2] 方根顯.地球物理勘探課程教學內容改革的研究[J]. 東華理工大學學報（社會科學版），2008（3）：273-275.

[3] 潘紀順.地質工程專業地球物理勘探課的教學改革[J].河南教育，2010（8）：61-63.

[4] 隋旺華，孫亞軍，劉樹才，等. “煤礦水文地質與工程地質”課程教學模式和方法改革實踐[J].中國地質教育，2013（1）：40-42.

[5] 劉向紅，張平松，孫林華，等. 應用型示范本科高校實踐課程的設計研究—以宿州學院地質專業“地球物理勘探”課程的教學設計為例[J].中國地質教育，2012（4）：123-125.

[責任編輯：鐘 嵐]