《數學地質》的教學思考

尹艷樹，尹太舉 （長江大學地球科學學院，湖北荊州434023）

《數學地質》是一門高年級地質專業選修課，學生在接觸這門課程時，已學習部分專業課程，如《沉積巖石學》、《普通地質學》和 《構造地質學》等，上述課程多以描述性為主。而地質學科強調經驗型，一般采取描述性研究方法，因而學生不太適應 《數學地質》這樣一門定量表征學科的課程學習。此外，地學專業的學生所學應用數學理論知識有限，導致學生學習該課程的難度加大。如何扭轉上述不利局面，筆者結合教學實踐，對該課程的教學思考進行闡述。

1 改進教學措施，增加吸引力

通過調研，發現學生學習 《數學地質》課程主要存在以下問題：①數學公式多，推導過程繁瑣，因而產生畏難情緒；②由于計算機水平較低，軟件操作難以達到理想效果，時常產生挫敗感；③不知如何應用數學知識解決相關地質問題，因而很難引起學生的學習興趣。針對上述情況，應對該課程的教學方法進行改進。例如在上該課程的第一堂課時，直接將最新國際數學地質大會內容以多媒體的形式演示給學生看，讓學生了解數學地質學科在石油地質領域的豐富應用成果，結合學生所學基礎專業課程內容，如用回歸分析建立測井模型、進行孔隙度和滲透率計算等，使學生留下強烈印象，即該學科在石油地質領域應用非常廣泛，如預測儲層形成、解釋儲層性質等。這樣可以消除學生學習該課程的茫然心理，提高其學習興趣。再比如學習最小二乘法的求解過程時，教師首先說明最小二乘法是 《數學地質》學科中最基本分析方法如回歸分析、趨勢面分析、判別分析以及克里金方法的基礎，從而讓學生了解學習上述內容的重要性。通過在教學中采取上述措施，使學生產生了一定興趣，學習該課程的勁頭加大。

2 加強應用知識教學，提升關注度

數學地質學科的宗旨是用數學方法來解決地質問題。但在現有 《數學地質》教材中，對于不同的數學地質方法，其共同特點是首先進行理論推導，然后才交待數學方法在地學中的應用。上述理論推導過程與純粹的數學教學沒有任何差異，很難激發學生的興趣與關注度。而由于理論知識部分的學習效果不佳，當學生學習相關數學教學的實際應用時很難理解透徹。為了改變這種局面，教師可以先簡單交待數學地質方法在地學中的一些應用以引起學生的興趣，然后在對相關數學方法進行剖析，講明其原理，最后通過應用實例來闡述相關數學方法所解決的地質問題。例如，在講述回歸分析時，首先給出孔隙度與滲透率的關系式，即Perm＝a·Por＋b，然后指出在碎屑巖儲層中，一般通過孔隙度來計算滲透率，因而知道孔隙度后，確定滲透率時需要已知a、b系數。于是可以提問：已知相關孔隙度與滲透率值，系數a、b如何獲得？在此基礎上，還可以提出《地球物理測井》課程中的孔隙度如何計算，是否通過建立類似的孔隙度與聲波時差的關系式來進行求解。由此順勢進入a、b求取的數學問題，即利用最小二乘法理論求解a、b。當學生帶著上述問題學習時，對該課程的興趣與關注度自然提升。此外，教師可通過互聯網資源以及科研實例讓學生加深理解相關理論知識，使之認識到該課程在石油地質中實際應用的重要性[2]。

3 增加實踐機會，激發學習興趣

該課程的理論課時有32個，上機實習課時有12個。上機實習能夠強化學生對所學理論知識的理解，是激發學生學習興趣的重要環節。因此，在上機實習時，可以適當增加實踐機會。即在課程規定內容基礎上，給學生提供一些實際生產數據，要求學生按要求完成實習報告。例如，在回歸分析中，給出某油田巖心分析的孔隙度數據、測井聲波時差數據、泥質含量數據以及幾口非取心井的聲波時差和泥質含量數據，要求學生建立孔隙度與上述數據之間的相關性，對回歸方程進行檢驗并對非取心井進行孔隙度解釋。再比如在聚類分析中，教師先給出滲透率、有效厚度、孔隙度等數據，要求學生進行流動單元劃分并建立流動單元劃分標準，然后對后續測得的數據進行流動單元判斷。通過進行上述與油田生產關系密切的科研實例的上機實習，使學生學習 《數學地質》課程的興趣大大增強。此外，為了完成實習報告，許多學生對軟件操作產生了濃厚興趣，并由此初步掌握了操作流程，甚至有部分學生獨立完成了程序編寫過程，這樣既提高了計算機水平，又提高了獨立分析解決實際問題的能力。

4 介紹學科前沿，拓展專業視野

《數學地質》課程是一門邊緣性的交叉學科，其隨著數學與計算機學科的發展而發展。當今是一個知識大爆炸時代，新的數學與計算機理論不斷涌現，從而推進了 《數學地質》的進步。因此，在講授該課程時，有必要介紹學科前沿知識，拓展學生的專業視野。例如教師應多關注 “數學地質”和 “計算機與地球科學”等權威雜志并了解國際數學地質大會等專業會議內容，充分掌握數學地質發展動態，在第一時間傳授給學生，這是非常有必要的。

5 結 語

數學地質是一門交叉學科，其涉及較多數學知識，導致教學過程缺乏吸引力和關注度。為了改變這種局面，通過改進 《數學地質》教學方法，增加應用性和實踐性，從而提高學生的學習興趣，最終改善《數學地質》課程的教學效果。

[1]申維.淺談如何提高地質工作者的數學素質[J].中國地質教育，2000，36（4）：51-54.

[2]劉靜.《數學地質》的課堂教學方法改革[J].中國地質教育，2010，73（2）：87-89.