淺談應(yīng)用地球物理礦業(yè)類課程

（長(zhǎng)江大學(xué)物理學(xué)院與技術(shù)學(xué)院）

摘要：應(yīng)用地球物理是礦業(yè)類高校的一門重要必修課程。隨著煤炭系統(tǒng)對(duì)物探技術(shù)的需求與日俱增，對(duì)應(yīng)用地球物理課程內(nèi)容的講授提出了更高的要求。為了使學(xué)生的培養(yǎng)更加適應(yīng)現(xiàn)代化技術(shù)快速發(fā)展的需要，本文通過分析目前應(yīng)用地球物理課程中存在的問題，提出了一些課程教學(xué)內(nèi)容改進(jìn)的方法和建議，對(duì)于礦業(yè)類高校的應(yīng)用地球物理課程內(nèi)容具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用地球物理；物探；礦業(yè)；教學(xué)

《應(yīng)用地球物理》課程是河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地質(zhì)科學(xué)與工程系和地球信息科學(xué)與技術(shù)系以及水文與水資源工程系的必修課。該課程是一門以地球?yàn)檠芯繉?duì)象的應(yīng)用物理學(xué)，它利用物理學(xué)的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)等方面的原理與方法，通過觀測(cè)和研究地球內(nèi)部各部分的物理?xiàng)l件、物理性質(zhì)和物理狀態(tài)，從時(shí)間和空間兩方面找出它們之間的聯(lián)系和規(guī)律，從而達(dá)到認(rèn)識(shí)地球，借以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查和找礦目標(biāo)，減少地質(zhì)災(zāi)害。

對(duì)于河南理工大學(xué)等以煤炭資源為主要主導(dǎo)的礦業(yè)類高校來說，本科畢業(yè)的學(xué)生大部分進(jìn)入到煤炭系統(tǒng)工作，如何合理地設(shè)置應(yīng)用地球物理課程內(nèi)容對(duì)于學(xué)生以后所從事工作具有重要的指導(dǎo)意義。

一、應(yīng)用地球物理課程現(xiàn)狀

應(yīng)用地球物理課程主要講授內(nèi)容包括以下三個(gè)部分：一是應(yīng)用地球物理方法的物質(zhì)基礎(chǔ)及地球物理場(chǎng)的基本概念；二是應(yīng)用地球物理分析的正演方法；三是應(yīng)用地球物理的各類勘探方法和應(yīng)用，包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地球物理測(cè)井和放射性勘探等。其中，第一、二部分是應(yīng)用地球物理學(xué)的基礎(chǔ)，第三部分是課程講授的重點(diǎn)。

由于應(yīng)用地球物理課程內(nèi)容龐雜、知識(shí)面廣、理論公式繁瑣、內(nèi)容抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍反映難度偏大，抓不住重點(diǎn)，難以理解地球物理概念。這已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前高速發(fā)展的礦產(chǎn)資源開發(fā)對(duì)人才的要求。一個(gè)完整、合理的應(yīng)用地球物理課程，應(yīng)該同時(shí)具有理論性和實(shí)踐性。既能傳授學(xué)生相應(yīng)的學(xué)科科學(xué)理論體系，又要顧及生產(chǎn)單位對(duì)人才的要求，要具有一定的實(shí)用性，使得學(xué)生工作后能盡快融入到工作環(huán)境中，并能把課本上的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去，能夠解決生產(chǎn)單位面臨的實(shí)際問題。

目前，我校應(yīng)用地球物理課程主要面臨如下的實(shí)際問題：

（1）課程內(nèi)容相對(duì)陳舊。21世紀(jì)以來，應(yīng)用地球物理學(xué)科發(fā)展迅猛，各種新技術(shù)、新方法層出不窮。例如物探數(shù)據(jù)處理技術(shù)早已融合了現(xiàn)代信號(hào)處理的思想、概念和方法。而課堂上講授的仍是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理內(nèi)容，且部分技術(shù)方法已經(jīng)被生產(chǎn)單位所拋棄，學(xué)生在學(xué)校所接受的知識(shí)過于陳舊，不能滿足快速發(fā)展社會(huì)的需要。

（2）基礎(chǔ)課程開設(shè)偏少，導(dǎo)致應(yīng)用地球物理概念理解困難。應(yīng)用地球物理具有廣泛的理論體系，涉及到數(shù)學(xué)、物理、電子、信號(hào)等領(lǐng)域。如果學(xué)生之前沒有學(xué)過這些基礎(chǔ)課程，在聽課時(shí)，對(duì)應(yīng)用地球物理課本中出現(xiàn)的理論公式難以段時(shí)間內(nèi)消化，造成學(xué)習(xí)的困難。

（3）計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于應(yīng)用地球物理來說具有舉足輕重的地位，尤其是現(xiàn)代地球物理處理技術(shù)，更是離不開計(jì)算機(jī)。例如目前絕大多數(shù)地球物理處理軟件都是基于UNIX或LINUX平臺(tái)，而學(xué)生普遍缺乏該系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)，與生產(chǎn)單位發(fā)展需求脫節(jié)。

（4）實(shí)驗(yàn)課對(duì)于學(xué)生提高應(yīng)用地球物理的感性認(rèn)識(shí)作用明顯，尤其是對(duì)實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用地球物理課來說，需要大量的實(shí)際操作才能深入理解。而目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多屬于觀察、驗(yàn)證性類型，缺少實(shí)際地區(qū)的實(shí)際數(shù)據(jù)采集、處理和解釋的訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力差。

二、教學(xué)內(nèi)容改革探討

針對(duì)以上教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，結(jié)合多年應(yīng)用地球物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出以下幾個(gè)課程教學(xué)內(nèi)容改革的想法。

（1）作為以煤炭為主導(dǎo)的礦業(yè)類高校，本科畢業(yè)的學(xué)生大多進(jìn)入到煤炭系統(tǒng)工作。因此，在教學(xué)過程中，因充分考慮煤礦企業(yè)對(duì)物探技術(shù)的需求。如增強(qiáng)地震勘探在解決煤田構(gòu)造方面的內(nèi)容，以及電法勘探對(duì)煤礦富水區(qū)和采空區(qū)的探測(cè)內(nèi)容，使得學(xué)生在學(xué)校所學(xué)到的知識(shí)能夠跟上現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的步伐。

（2）由于課時(shí)有限，而應(yīng)用地球物理覆蓋的物探專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域廣泛，因此在授課過程中，應(yīng)有所取舍對(duì)。對(duì)于應(yīng)用面較窄的放射性勘探、地?zé)峥碧降瓤勺鳛檎n余了解內(nèi)容，而探測(cè)效果明顯的地震勘探、電法勘探和重力勘探等需要詳細(xì)講解。

（3）課程內(nèi)容應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，保持行業(yè)先進(jìn)性。在保留傳統(tǒng)基本理論的基礎(chǔ)上，增加應(yīng)用地球物理新技術(shù)、新方法的講解。將現(xiàn)代信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)處理的信息傳授給學(xué)生，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

（4）重視應(yīng)用地球物理數(shù)值正演模擬。地球物理正演模擬是反演的基礎(chǔ)，通過正演模擬可以使得學(xué)生更好的理解地球物理場(chǎng)的變化特征，避免空洞的公式推導(dǎo)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生更容易掌握地球物理的概念。同時(shí)，還能增強(qiáng)學(xué)生計(jì)算機(jī)編程能力，讓學(xué)生自己上機(jī)進(jìn)行運(yùn)算模擬，提高對(duì)正演模型的理解。

三、結(jié)語

應(yīng)用地球物理課程對(duì)于資源勘查、地質(zhì)等本科專業(yè)是一門非常重要的基礎(chǔ)課程，是煤礦企業(yè)的一項(xiàng)重要的技術(shù)手段。作為培養(yǎng)人才的礦業(yè)類高等院校，應(yīng)注重學(xué)科發(fā)展的動(dòng)向，保持與實(shí)際生產(chǎn)密切結(jié)合，避免理論與實(shí)踐脫節(jié)，為培養(yǎng)新世紀(jì)人才不斷努力。

應(yīng)用地球物理是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門課，在課程學(xué)習(xí)過程中，實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生認(rèn)知地球物理是一個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。通過實(shí)踐教學(xué)，使得學(xué)生把課本上說學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。

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