地學專業地球物理類課程課內實驗教學認識*

付茂如　張平松　吳榮新　郭立全（安徽理工大學地球與環境學院，安徽淮南232001）

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地學專業地球物理類課程課內實驗教學認識*

付茂如張平松吳榮新郭立全
（安徽理工大學地球與環境學院，安徽淮南232001）

摘要：結合安徽理工大學地學專業地球物理類課程課內實驗教學過程，討論和分析該類課程實驗教學存在的問題，提出自己的思考與認識。地球物理類課題重在實踐，只有加重實驗教學比重，合理安排實驗教學內容，規范實驗過程和考核機制，才能取得良好的教學效果。

關鍵詞：地球物理勘探；實驗教學；地學專業

Abstract:According to the process of experimental teaching about geophysical professional courses in Anhui U-niversity of Science and Technology, the paper discusses and analyzes the problems of the experimental teaching, and proposes the writer's thinking and understanding about the questions. Geophysical topics focus on practice. Only by increasing the proportion of experimental teaching, reasonably arranging the experimental teaching contents, regulating experimental process and evaluation mechanism, can good teaching effect be achieved.

Keywords:the earth physics exploration; experiment teaching; the earth science specialized

引言

地學專業在安徽理工大學發展過程中歷史悠久、特色鮮明，其在本科教學過程中對學生的要求高且嚴，既要求學生全面掌握各類地學基礎理論知識，又要求學生能夠熟練掌握各項專業技術技能。自上個世紀50年代開始招收本科生以來，地質勘查及地球物理勘探類課程一直作為地學專業主干課程逐步得到加強[1]。地球物理類課程通過教授勘探方法及技術，為地學問題解決提供有力的支持和保障。與普通地質類專業課程不同，地球物理類課程是一種實踐性、綜合性極強的專業課，它通過對地質地球物理條件的全面分析與認識，進一步確定具體的探查方法，再采用相應的地球物理儀器及設備采集地球物理場數據，通過數據的處理與分析，對測試目標體進行分析，進一步評價各種地質問題。該類課程要求學生具備良好的物理學、數字及計算機類專業基礎，其對學生的動手操作能力要求較高。在授課時，實驗與理論相配合，通過數值類、物理類以及現場測試等實驗方法，為學生提供認知、操作及綜合等過程[2-6]。因此，對于專業實驗課程的講授中，做好實驗實踐類教學將會起到至關重要的作用。文章結合安徽理工大學地學專業授課狀況進行討論，可為同類專業教育教學提供參考。

一、地學專業地球物理類課程開展

安徽理工大學地學類專業目前開設的地球物理主體課程主要有《地球物理學概論》、《地震勘探》、《電法勘探》，這些課程的開設，可以讓學生了解并學習最常用的物探技術；同時考慮到學生的就業方向以及教研室的教學力量，還開設有針對性更強的《工程與環境物探》、《礦井物探》等課程，分別針對畢業后從事工程勘察類的學生以及從事煤礦工作的學生。整體課程的設置，在主體中突出細節，以利于學生的就業選擇，拓寬學生的就業面。

長期以來，學校高度重視實驗教學，特別是對于專業素養要求更高的地球物理類實驗教學。加大了實驗教學的投入和改革，系統地提高了實驗教學水平，極大地培養了學生的動手能力，激起了學生學習專業課程的興趣。

針對地學類專業開設的地球物理類課程，實驗教學過程中通過學生對物探類專業知識的掌握情況，采用由易及難、由基礎到復雜的教學模式。讓學生在充分掌握了物探類基礎知識后，再進行設計性和綜合性的實驗教學。比如，對于電法勘探來說，首先是讓學生明白電法勘探是怎么一回事。地學類專業的學生對于勘探可能不太陌生，最直接的勘探手段就是鉆探和槽探了。鉆探和槽探都是很直接明了的勘探手段，學生在學習的過程中可以很直觀地理解這些勘探技術。但是對于電法勘探來說，學生可能會覺得是一門比較抽象的技術手段，其中對電場的概念、對體積勘探的了解、對不同的裝置類型認識等都是處于模糊的狀態中。這些知識點，在課堂教學過程中，可能只是對學生進行了介紹，學生并不能夠真正把這類知識融會貫通，給實驗教學帶來了一定的困難。為了讓學生能夠更好地理解電法勘探，并能夠掌握這門技術手段，我們在實驗教學過程中，從最簡單、最基礎的地方入手，通過實際的沙槽模擬以及動畫演示，讓學生更直觀地認識基礎知識。

同時，學校制作了多種物理模型，可以模擬不同類型的勘探實驗。利用這些模型，學生可以進行設計性、綜合性的實驗。例如，利用水槽模型，學生可以自己設計一系列關于煤礦工作面底板水害探測的實驗。通過實驗教師的指導，學生自己動手，制作模型，尋找合適的材料作為異常體，設置異常體的組合形式，選擇探測方法，最后得出實驗結果并與實際情況進行對比分析。由于有實際的目標體，實驗結果的準確性可以很直觀地表現出來，這樣使得學生的成就感油然而生，進而極大地激發了學生的學習興趣和學習動力，使得枯燥的理論知識變得不再索然無趣。

在實驗教學過程中，依據地球物理課程的課堂進程，適時地開展相對應的實驗課，及時疏通學生專業知識脈絡，解決學生在學習過程中遇到的疑難雜癥，力求讓學生及時地了解掌握相關知識點，這樣就可以保證下面課程的順利開展。

學生在進行實驗操作時，按小組單位進行，一般按4-6人為一組，同時邀請研一、研二的研究生跟組進行指導。研究生的理論水平要高于本科學生，對于儀器設備的操作水平和操作技巧也高于本科學生，同時研究生與本科生的年齡相仿，這樣就更加有利于學生之間的交流與探討。實驗教師在整個實驗教學過程中，把握總體的實驗方向，并對于一些關鍵性的細節方面進行指導，解答在實驗過程中出現的典型性問題。

二、課內實驗教學的認識與思考

實驗教學是高等教育的重要組成部分，是學生實踐能力和創新能力培養的必需環節，它在培養學生綜合素質和創新能力方面所起到的重要作用是其他任何教學形式都無法替代的[7，8]。實驗時理論的來源并先于實驗。脫離實驗談理論，學生將難以理解理論知識的內涵，也無法把握理論的發展方向，也就談不上理論創新。對于地球物理學人才的培養上，實驗教學是非常重要的環節，應得到重視和加強。

（一）重視實驗教學

多年來，實驗教學均是依附于理論課教學，特別是近年來高校地學類專業為了擴大就業面，所開設的專業課越來越多，重理論輕實驗的現象尤為突出。往往理論課與實驗課時的比例約為8：1，甚至是12：1。這就造成了一種“頭重腳輕”的現象，學生無法通過實驗課來及時地消化理論課上所學習的專業知識，又緊接著開始學習新的知識。我們知道地球物理類課程是一門循序漸進的學習過程，一旦前面基礎性知識不明白，那么將會出現后面知識無法順利學習下去的窘境。而擺脫這一困境的最佳方法便是通過實驗來完成對知識的消化吸收。因此，必須重視實驗教學，增加實驗課時，使得理論課時與實驗課時的比例在6：1或5：1時，即比較合適。

（二）綜合性、設計性實驗的設置

綜合性、設計性的實驗，對于提高學生專業知識和專業技能起到事半功倍的作用。該類實驗可以讓學生對自己所學的專業知識進行梳理，然后確定合適的實驗方案。這樣就使得學生自己主動思考，活學活用，避免了呆板的知識灌輸。

在設置綜合性、設計性實驗時，要根據實際情況，開設難易適中、效果明顯的實驗。要既能提高學生的動手能力，又能不斷地激發學生的專業興趣。

（三）實驗內容的層次性與遞進性

在實驗教學過程中，要依據學生理論知識的學習進程，合理安排實驗教學內容，實習多層次、階梯式向上發展式實驗教學模式。在基礎理論學習階段，實驗教學的重點就應放在幫助學生理解基本理論和掌握實驗技能上。在提高階段，要培養學生融會貫通、綜合運用理論知識和實驗方法的能力，此時就應加大綜合性、設計性實驗的比重。綜合性實驗必須體現出要將各種知識和方法“綜合”的特點。設計性的實驗，要著重培養學生運用已有知識發現問題、提出問題進而解決問題的能力。要求學生根據實驗要求，正確選擇實驗方法及實驗軟件，正確設計實驗，合理安排實驗步驟，獨立完成實驗報告。

（四）建立合理、規范、嚴格的考核機制

現階段，對于實驗教學內容的考核過于簡單，往往一份實驗報告就結束了一門實驗課。這種過于簡單的考核方式，可能會造成學生對于實驗課的輕視。因為同一小組的實驗報告存在很大的相似性，這就使得一些學生沒有真正地參與到實驗中去，而是以一份拷貝的實驗報告草草了結實驗課程。對于這類現象，應該建立合理、規范、嚴格的考核機制。考核不是單純的看實驗結果好壞，不是看學生是否參加實驗，而是要考核學生的實驗能力、學風情況、學習態度、實驗報告的編寫水平等各個方面。實驗成績應作為一項單獨的項硬指標，參與到評價學生的整體學習成績中去。

（五）培養學生團隊合作精神

在實驗教學過程中，要創新實驗教學形式，避免機械單調的教學形式。采用“研究生＋本科生”互助實驗教學，可以培養學生的團隊合作精神。遇到問題，可以通過與研究生進行交流與探討，團隊之間進行交流與探討，盡量將問題自我消化。不斷地探討與交流以及問題的自我消化，使得學生之間的團隊合作精神得到培養。

三、結束語

由于特殊的學科特點，地球物理類課程在教學過程中需要更加重視課內實驗教學環節。在實驗教學過程中，通過設計綜合性、設計性實驗，通過不斷的探索與積累，嚴格要求并規范實驗考核機制，才能培養出合格的地球物理學專業學生。

參考文獻

[1]張平松，劉盛東.地球物理勘探課程設計性和綜合性實驗實施與思考[J].中國地質教育，2005（4）：97-99.

[2]呂玉增，韋柳椰，熊彬.地球物理學專業教學研究與實踐[J].中國地質教育，2010（3）：21-23.

[3]方顯根.地球物理勘探課程群教學內容改革的研究[J].東華理工大學學報（社會科學版），2008，27（3）：273-275.

[4]朱國維.地質工程專業“工程物探”課教學初探[J].北京工業職業技術學院學報，2008，7（2）：86-88.

[5]呂玉增，韋柳椰，李長偉.地球物理勘查工程技術人才培養改革與實踐[J].中國地質教育，2012（1）：115-118.

[6]鄧居智，張志勇，李澤林.電法勘探課程開放式實驗教學的探索與實踐[J].東華理工學院學報（社會科學版），2007，26（1）：76-79.

[7]陳步云.深化實驗改革，培養創新人才[J].中國大學教育，2007 （10）：75-76.

[8]官禮和，魯皓，蔣偉，等.實驗教學改革與創新人才培養[J].實驗室研究與探索，2011，30（7）：265-267.

作者簡介：付茂如（1985-），男，安徽六安人，碩士研究生，助教，主要從事工程地球物理探查技術研究。

*基金項目：安徽省高等學校質量工程教學研究項目資助（2013jyxm078）

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）01-0095-02