地質工程專業地球物理勘探課程的教學思考

許永忠 岳蕾 董守華 陳同俊 祁雪梅

摘 要：針對地質工程專業地球物理勘探課程的授課對象的專業特點以及課程本身理論實踐并重的特點，從教學內容、教學手段、實驗和考核四個環節分別進行探索，提高地球物理勘探課程在地質工程專業的教學效果，通過教育改革的具體實施辦法，旨在為實踐教育課程的蓬勃發展提供有力理論與實踐依據。

關鍵詞：地質工程；地球物理勘探課程；教學研究

隨著我國經濟建設的快速發展，工程地質人才得到廣泛重視。但傳統的工程地質勘探方法已不能很好地滿足現代工程設計與高效施工的要求，地球物理勘探方法被越來越多地運用到地質工程領域中。

在目前的地質工程專業中，地球物理勘探課程教學產生了一些問題。首先，地球物理勘探課程包含內容多，涉及物理知識面廣，是一門數理基礎要求很高并與計算機技術等緊密聯系的課程，但課時設置相對較少。其次，地質工程專業物探課程的實驗環節儀器數量有限，造成許多學生對實踐環節認識不深刻。另外，作為當代大學課堂教學的通病，大量移動智能終端的使用使得部分學生有效課堂學習時間少，而地球物理勘探課程內容難度大，會加重這種現象的發生。為了扭轉這一局面，提高課程質量，需要根據地質工程專業特點對地球物理勘探課程進行改進，本文從教學內容、教學手段、實驗環節以及考核四個方面分別談一些體會。

一、教學內容的優選

地球物理學涉及大量的數學物理方程，比較抽象，邏輯性也強。但是，地質工程專業的學生很多并不具備地球物理專業的數理基礎，因此，在教學內容上應重視培養學生的應用能力，而避免把重點放在煩瑣的公式推導上。在課程內容的選取上，應當體現地質工程專業物探學的特點，即地球物理勘探課程教學應突出地質工程專業的特點。地質工程專業學生就業面比較廣，因此，高校應根據自身的實際情況，考慮行業的實際需要，突出地球物理勘探課程的特色教育。

對于中國礦業大學的地質專業來講，很多學生的就業方向以服務礦山為主，因此在課程授課過程中要突出資源和礦產方面的物探知識，兼顧工程物探方法的介紹。授課內容偏重于礦井物探中的最常用的技術與方法——地震勘探、電法勘探以及測井技術。在教材的選取和課程講授中，大量吸收地球物理勘探方面的新理論、新成果、新信息，特別注重介紹滿足現代礦井地質工作需求的礦井地球物理勘探新技術，及時引入國內知名礦井物探專家的最新科研成果充實教學內容，拓寬學生的知識面。

二、教學手段的優化

教學方法及手段的改革是教學改革的重要方面，是培養學生創新精神、實踐能力和學習能力的有效舉措。地球物理勘探教學中有很多感性認識的內容，應充分利用現代化多媒體手段進行教學。多媒體教學不是簡單地將教案搬到計算機上，而是要充分利用多媒體的優勢提高教學生動性。由于計算機技術的發展，地球物理勘探所利用的各種物理場的變化規律都可以利用各種數值模擬軟件進行仿真，很多研究生都對這類問題展開了研究，所獲取的各種模擬成果都可以拿到課堂給學生展示，增加他們對所學知識的直觀認識，加強理解。例如：講述地震波的傳播規律時，利用時距曲線公式來描述，講起來很空洞，學生不容易理解，這時候就可以借助數值模擬的動畫進行演示，調動學生的聽課熱情。再如，講地震勘探野外施工的時候，播放一段野外施工過程的錄像，學生印象很深，很容易就記住了教學內容，增加了課程的直觀性和可理解性。

地球物理勘探課程最終的教學目的是應用，在理解基本原理的基礎上，可以增加案例教學的比例。案例教學要講究方式方法，如果不進行引導，直接將案例內容講給學生，學生當時聽個熱鬧，課后在理解消化上就存在滯后的問題。因此可以在講述案例前先把問題拋給學生，由學生根據當堂學習內容提出自己的解決方法，或者利用分組的形式來對案例進行討論，然后可根據學生的解決方法分析存在的問題加以點評。

目前，電子產品的廣泛使用及校園網絡的便捷，給學生生活帶來方便的同時也嚴重影響了聽課效果。對待這個問題，部分學校的做法是上課前收通信工具，下課后返還，這種方式并沒有從源頭上解決問題。究其原因，主要是學生的課堂積極性沒被調動起來。可以將課堂教學分為教學+考核的方式，每次課堂拿出10分鐘用來進行課堂測驗，考核結果納入課程最終總評，從而改善聽課的效果，同時這樣做也使教師最終對每個學生的學習評價更加科學合理。

充分利用微信等帶來的便捷，開設課程微信群，既方便為學生答疑，又能方便學生相互學習討論。教師還可在微信公眾平臺上發起話題，師生互動討論，并利用微信的點評和積分功能給予學生激勵，這樣做促進了師生之間及生生之間觀點的碰撞。

三、實踐教學的改進

地球物理勘探課程是一門實踐性很強的課程，為了保證教學效果，實現教學目標，就要把加強教學實驗環節作為課程教學的重要一環。學生通過實驗室中各種實驗的鍛煉，可以加深對理論知識的理解和掌握，也能提高動手能力。但是地質工程專業學生眾多，而實驗室儀器數量有限，為了避免學生扎堆實驗、走馬觀花，解決學生多、儀器少的矛盾，采用分批、分小組的實驗方法。教師應充分利用各種仿真軟件在實驗之前先給學生演示，并要求學生實驗前提交實驗方案，使學生對實驗內容預先熟悉。

純粹的實驗室教學與實際的工程環境是千差萬別的，沒到過工地去體驗，學生還只是儀器操作員。野外實習能夠提升學生處理實際工程問題的能力，然而野外實習需要很大的成本，而且學生的安全也是最讓人擔心的一個問題。建設固定的校內教學實踐基地能夠較好地解決野外實習學生的安全問題，而且成本也較低。校內場地實驗受實驗環境的影響，采用的方法有局限。例如，地震勘探只能采用錘擊震源的方法，勘探深度有限，這樣很多時候無法獲得滿意的典型記錄信號，缺乏說服力，因此可在校內實驗場地預先設計一些典型地質結構埋置于地下，實驗數據可以和已知地質模型對照分析，以便更好地實現實驗的預期效果。

四、考核方式的改革

地球物理勘探課程的授課對象為大三年級的學生，很多學生開始對課程的投入精力不如低年級基礎課多，甚至有部分學生認為考前突擊就可以解決問題，這種快餐式的學習方法對知識的長久掌握和理解非常不利。為了提高課程學習的長期效果，我們將隨堂考核納入課程考核體系，使學生帶著壓力聽課，可顯著地提高學生的聽課效果，同時很大程度上避免了考前突擊現象的發生。

互聯網的普及使學生能夠隨時獲取大量信息，而且網絡讓師生在信息獲取上趨于同步，這時教師在教學信息資源的掌握上不再具有絕對優勢。教師要想更好地利用這些海量信息，就要更多地擔任教學內容引導者的角色。除了隨堂測試以外，鼓勵學生利用課外時間多探索更具時效性的新技術方法。地球物理勘探課程所講授的內容相對獨立，這時教師就可以針對每個不同的勘探方法分別布置課外專題閱讀任務，并以學生講學的方式納入考核體系。研討式的教學方式既激發了學生自主學習的熱情，又是對課堂教學內容的豐富。

五、結語

教育既要遵循既有的教育規律，又要根據形勢變化及時調整教育方法。通過以上幾方面的努力，地質工程專業地球物理勘探課程的教學效果得到明顯改善，學生專業綜合素質得到明顯提高，這對增進學生的自信心、培養其獨立解決問題的能力有很好的促進作用。良好的學風會在各年級間傳遞，形成良性循環，從而進一步提升整體教學效果。

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基金項目：中國礦業大學教育教學改革與建設課題（2015YB15），江蘇高校優勢學科建設工程資助項目（PAPD）。

作者簡介：許永忠，副教授，主要從事地球物理勘探的教學和科研工作。

通信作者：岳蕾（1980- ），女，講師，主要從事地球物理勘探的教學和研究工作。