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

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地學專業(yè)地球物理類課程課內(nèi)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(huán)境學院，安徽淮南232001）

摘要：結(jié)合安徽理工大學地學專業(yè)地球物理類課程課內(nèi)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(nèi)容，規(guī)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(yè)

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(yè)在安徽理工大學發(fā)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(yè)技術技能。自上個世紀50年代開始招收本科生以來，地質(zhì)勘查及地球物理勘探類課程一直作為地學專業(yè)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(zhì)類專業(yè)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(yè)課，它通過對地質(zhì)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(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)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(zhì)問題。該類課程要求學生具備良好的物理學、數(shù)字及計算機類專業(yè)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(shù)值類、物理類以及現(xiàn)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(yè)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(jié)合安徽理工大學地學專業(yè)授課狀況進行討論，可為同類專業(yè)教育教學提供參考。

一、地學專業(yè)地球物理類課程開展

安徽理工大學地學類專業(yè)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(yè)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(huán)境物探》、《礦井物探》等課程，分別針對畢業(yè)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(jié)，以利于學生的就業(yè)選擇，拓寬學生的就業(yè)面。

長期以來，學校高度重視實驗教學，特別是對于專業(yè)素養(yǎng)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(tǒng)地提高了實驗教學水平，極大地培養(yǎng)了學生的動手能力，激起了學生學習專業(yè)課程的興趣。

針對地學類專業(yè)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(yè)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(yè)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(tài)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(jié)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(jié)果的準確性可以很直觀地表現(xiàn)出來，這樣使得學生的成就感油然而生，進而極大地激發(fā)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(jù)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(yè)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(jié)方面進行指導，解答在實驗過程中出現(xiàn)的典型性問題。

二、課內(nèi)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(chuàng)新能力培養(yǎng)的必需環(huán)節(jié)，它在培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)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(nèi)涵，也無法把握理論的發(fā)展方向，也就談不上理論創(chuàng)新。對于地球物理學人才的培養(yǎng)上，實驗教學是非常重要的環(huán)節(jié)，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(yè)為了擴大就業(yè)面，所開設的專業(yè)課越來越多，重理論輕實驗的現(xiàn)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(xiàn)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(yè)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(xiàn)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(yè)知識和專業(yè)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(yè)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(jù)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(fā)學生的專業(yè)興趣。

（三）實驗內(nèi)容的層次性與遞進性

在實驗教學過程中，要依據(jù)學生理論知識的學習進程，合理安排實驗教學內(nèi)容，實習多層次、階梯式向上發(fā)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(yǎng)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(xiàn)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(yǎng)學生運用已有知識發(fā)現(xiàn)問題、提出問題進而解決問題的能力。要求學生根據(jù)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(guī)范、嚴格的考核機制

現(xiàn)階段，對于實驗教學內(nèi)容的考核過于簡單，往往一份實驗報告就結(jié)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(jié)實驗課程。對于這類現(xiàn)象，應該建立合理、規(guī)范、嚴格的考核機制。考核不是單純的看實驗結(jié)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(tài)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(yǎng)學生團隊合作精神

在實驗教學過程中，要創(chuàng)新實驗教學形式，避免機械單調(diào)的教學形式。采用“研究生＋本科生”互助實驗教學，可以培養(yǎng)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(yǎng)。

三、結(jié)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(nèi)實驗教學環(huán)節(jié)。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(guī)范實驗考核機制，才能培養(yǎng)出合格的地球物理學專業(yè)學生。

參考文獻

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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(zhì)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