摘要:在勘查技術(shù)與工程專業(yè)的課程設(shè)置中,重、磁、電勘探原理是一門重要的專業(yè)課程,該課程的教學(xué)質(zhì)量對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的能力具有直接且重要的影響。文章通過對(duì)比傳統(tǒng)教學(xué)方法和現(xiàn)代教學(xué)方法,并結(jié)合學(xué)校和社會(huì)需求情況,在教學(xué)方式和考核方式上提出一系列的改革措施。
關(guān)鍵詞:重、磁、電勘探原理;勘查技術(shù)與工程;地球物理學(xué)
一、引言
勘查技術(shù)與工程專業(yè)是培養(yǎng)具備地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)等多學(xué)科知識(shí)的復(fù)合型人才的專業(yè)。重、磁、電勘探原理作為重、磁、電勘探的理論基礎(chǔ)課程,其教學(xué)內(nèi)容主要包括重力場(chǎng)、磁場(chǎng)、電場(chǎng)及電磁場(chǎng)的測(cè)量原理,野外數(shù)據(jù)采集方式,數(shù)據(jù)處理的基本流程和結(jié)果解釋等。
勘查技術(shù)與工程是一個(gè)注重實(shí)踐的專業(yè),要求學(xué)生具備很強(qiáng)的實(shí)踐能力。因此,在勘查技術(shù)與工程專業(yè)的課程設(shè)置中,重、磁、電勘探原理的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)注重理論與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的結(jié)合,注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和解決實(shí)際問題的能力。
二、教學(xué)現(xiàn)狀分析
中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)勘查技術(shù)與工程專業(yè)旨在培養(yǎng)知識(shí)、能力和素質(zhì)全面發(fā)展,系統(tǒng)掌握油氣等礦藏資源地球物理勘探和測(cè)井的基本理論、方法和技能,獲得地球物理勘探和測(cè)井工作者必備的知識(shí)結(jié)構(gòu)和技能訓(xùn)練,具備從事礦藏資源地球物理勘探和測(cè)井領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)、應(yīng)用研究和生產(chǎn)管理工作的能力,具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和國際視野的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才。
重、磁、電勘探原理是中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)勘查技術(shù)與工程專業(yè)的核心專業(yè)課程,該課程是重力、磁法和電法勘探的理論基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生需要掌握三種地球物理勘探方法的基礎(chǔ)理論、方法技術(shù)及數(shù)據(jù)處理解釋的基本流程,為進(jìn)一步從事地質(zhì)與地球物理研究打下基礎(chǔ)。該課程總學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí),其中重力勘探20學(xué)時(shí),磁法勘探22學(xué)時(shí),電法勘探22學(xué)時(shí)。由于課程中的數(shù)學(xué)公式較多,有限的學(xué)時(shí)難以保證教學(xué)進(jìn)度,并且推導(dǎo)過程枯燥,學(xué)生容易失去學(xué)習(xí)興趣,所以中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)對(duì)勘查技術(shù)與工程專業(yè)的學(xué)生側(cè)重實(shí)踐能力的培養(yǎng)。如何將教學(xué)過程中難懂的數(shù)學(xué)公式及抽象的理論概念通過實(shí)際生產(chǎn)的案例傳授給學(xué)生,提高學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力,一直是教師探索的方向。
三、傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足
第一,理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)。勘查技術(shù)與工程專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè),側(cè)重于培養(yǎng)解決實(shí)際問題的高級(jí)工程技術(shù)人才。但是,學(xué)生往往只是通過課堂學(xué)習(xí)掌握理論知識(shí),應(yīng)用課堂知識(shí)解決實(shí)際問題的機(jī)會(huì)較少,導(dǎo)致課程學(xué)習(xí)目的性不強(qiáng),不清楚學(xué)習(xí)該課程的意義,學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性較低。
第二,教學(xué)內(nèi)容抽象難懂。重、磁、電勘探原理涉及大量的數(shù)學(xué)和物理知識(shí),其原理和概念相對(duì)抽象,學(xué)生往往難以理解和掌握。理論是實(shí)踐的基礎(chǔ),開設(shè)重、磁、電勘探原理課程就是為了讓學(xué)生在今后的工作中知道為什么要這樣做以及為什么能夠這樣做。
第三,缺乏實(shí)際應(yīng)用案例。目前,重、磁、電勘探原理教學(xué)缺乏實(shí)際應(yīng)用案例的介紹,學(xué)生只是通過理論學(xué)習(xí)掌握知識(shí),不知道如何將這些知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中,導(dǎo)致學(xué)生缺乏實(shí)踐能力和解決問題的能力。
第四,教學(xué)方法單一。目前,重、磁、電勘探原理的教學(xué)方法缺乏多樣性和創(chuàng)新性,學(xué)生容易感到枯燥無味,缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力。
第五,考核方式單一。傳統(tǒng)的考核方式一般由學(xué)生考勤、課后作業(yè)和期末考試構(gòu)成,其中期末考試的比重最大,整個(gè)考核環(huán)節(jié)過于側(cè)重理論知識(shí)方面的考查,對(duì)學(xué)生課上、課后分析問題能力和解決問題能力的考查不夠,在無形中促使學(xué)生以應(yīng)對(duì)期末考試為最終目的,只會(huì)死記硬背,不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。
四、現(xiàn)代教學(xué)方法的改進(jìn)措施
第一,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)采購了高密度電法儀、激電儀、質(zhì)子磁力儀等專業(yè)的教學(xué)儀器設(shè)備,在教學(xué)的過程中根據(jù)課程進(jìn)度,通過講解儀器工作原理、常見野外采集裝置類型等,并讓學(xué)生通過實(shí)際操作以鞏固課堂理論知識(shí),掌握重、磁、電勘探的工作方法。例如,在完成直流電測(cè)深原理的教學(xué)后,教師組織學(xué)生利用高密度電法儀在校園內(nèi)進(jìn)行直流電測(cè)深的測(cè)量,讓學(xué)生參與測(cè)區(qū)的選擇、測(cè)線、測(cè)點(diǎn)的布置、儀器準(zhǔn)備等環(huán)節(jié),并在完成實(shí)際測(cè)量工作后,導(dǎo)出數(shù)據(jù),利用配套的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、成圖,結(jié)合已知信息(如地下管線、地面干擾物等),對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析、討論,最終完成一個(gè)成果報(bào)告。在課程的最后,教師對(duì)不同方法得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、總結(jié),進(jìn)一步理解各種方法之間的差異,讓學(xué)生全面掌握數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及成果展示等環(huán)節(jié)。同時(shí),教師組織學(xué)生前往中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司綜合物化探處的勘探施工現(xiàn)場(chǎng)了解實(shí)際地球物理勘探工作的情況,并與一線物探工作人員討論交流,了解實(shí)際生產(chǎn)工作的需求及面臨的挑戰(zhàn),幫助學(xué)生根據(jù)自身情況有目的性地學(xué)習(xí)。
第二,堅(jiān)持校企協(xié)同,強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐育人體系建設(shè)。中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)通過共建“研究生企業(yè)工作站”“工程師學(xué)院”等人才培養(yǎng)新模式,讓學(xué)生在企業(yè)里學(xué)習(xí),在實(shí)踐中成才;組織“石油企業(yè)行”“紅色之旅”社會(huì)實(shí)踐團(tuán)隊(duì),赴油田廠礦、西部邊陲,全方位了解企業(yè)最新發(fā)展成果和需求;舉辦能源動(dòng)力行業(yè)人才供需專題研討會(huì)、中國石油教育學(xué)會(huì)高等教育專業(yè)委員會(huì)年會(huì),以行業(yè)需求為導(dǎo)向推進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革;按照“實(shí)踐教學(xué)四年不斷線、企業(yè)專家參與人才培養(yǎng)四年不斷線”的思路,與行業(yè)企業(yè)協(xié)同制訂人才培養(yǎng)方案。
第三,引入實(shí)際應(yīng)用案例。在教學(xué)中,教師引入實(shí)際應(yīng)用案例,讓學(xué)生了解重、磁、電勘探在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用,并邀請(qǐng)企業(yè)專家參與教學(xué),結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)講解知識(shí)的應(yīng)用。這可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí),了解行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
第四,多樣化教學(xué)方法。教師可以采用線上線下相結(jié)合的混合教學(xué)模式,讓學(xué)習(xí)、交流討論不局限于課堂,同時(shí)推薦國內(nèi)外最新研究成果,讓學(xué)生了解重、磁、電勘探領(lǐng)域所取得的最新成果和亟待解決的問題;引導(dǎo)學(xué)生閱讀經(jīng)典學(xué)術(shù)論文并展開討論,傳授其閱讀專業(yè)學(xué)術(shù)論文的方式,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出觀點(diǎn)、構(gòu)思解決方案的能力。
第五,考核方式改革。教師采用課堂表現(xiàn)、課程內(nèi)容討論、課后實(shí)踐及報(bào)告編寫、課后作業(yè)、期末考試等考核形式,如圖1所示,加強(qiáng)理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合能力的考查,增加實(shí)踐環(huán)節(jié)考核,并針對(duì)學(xué)生的個(gè)體差異建立反饋機(jī)制,通過多元化的考核方式給每個(gè)學(xué)生展示自己的平臺(tái)。
第六,引入課程思政內(nèi)容。教師將思政教育融入課程教學(xué),實(shí)現(xiàn)全課程育人,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)重、磁、電勘探方法在地質(zhì)勘查中的重要作用;向?qū)W生講述先輩的光榮事跡,并組織學(xué)生參觀獨(dú)庫公路博物館、新疆物探處展覽館等場(chǎng)館,讓學(xué)生學(xué)習(xí)先輩吃苦耐勞、不怕困難、敢于挑戰(zhàn)、甘于奉獻(xiàn)的精神,培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷和責(zé)任感;引導(dǎo)學(xué)生理解國家和時(shí)代需求,培養(yǎng)學(xué)生扎根西部、服務(wù)邊疆的高尚情懷,響應(yīng)祖國“到祖國最需要的地方去”的號(hào)召,為西部勘探事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。
五、實(shí)踐驗(yàn)證
為了驗(yàn)證這些改進(jìn)措施的有效性,教師通過課程成績(jī)、學(xué)生表現(xiàn)(包括學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性,學(xué)生自身成就感等方面)、學(xué)生的思想覺悟等方面進(jìn)行分析驗(yàn)證。結(jié)果顯示,在采用現(xiàn)代教學(xué)方法后,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到顯著改善。具體表現(xiàn)在以下方面。
第一,考試成績(jī)提升。通過對(duì)比改革前后的考試成績(jī),學(xué)生的考試成績(jī)提高明顯,學(xué)生更愿意接受改革后的考核方式,普遍認(rèn)為考核更全面、更合理。
第二,學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)。通過調(diào)查問卷、課堂觀察及與部分學(xué)生課下交流,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)重、磁、電勘探的興趣明顯增強(qiáng),部分學(xué)生表達(dá)出今后的學(xué)習(xí)和工作方向會(huì)優(yōu)先考慮重、磁、電勘探方向。
第三,實(shí)踐能力提高。通過實(shí)踐操作環(huán)節(jié)的鍛煉,學(xué)生的實(shí)踐能力得到顯著提高,能夠更好地將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作中。同時(shí),學(xué)生之間的討論更多,越來越多的學(xué)生能夠提出與生產(chǎn)實(shí)踐相契合的問題。
第四,學(xué)生的使命感、責(zé)任感增強(qiáng)。通過與學(xué)生交流發(fā)現(xiàn),學(xué)生對(duì)自身的認(rèn)同感普遍更高,愿意留在新疆的學(xué)生比重上升明顯。他們立志服務(wù)國家能源戰(zhàn)略,到祖國最需要的地方去建功立業(yè),到邊疆基層工作,去能源地質(zhì)勘探一線攻堅(jiān)克難,用自己的青春和汗水在荒涼的戈壁上成就華麗的人生。
六、結(jié)論
隨著社會(huì)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,勘探行業(yè)也發(fā)生了翻天覆地的變化。為培養(yǎng)出滿足社會(huì)需要、適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的勘查技術(shù)與工程專業(yè)人才,教師應(yīng)不斷創(chuàng)新,培養(yǎng)出能夠?qū)⒄n堂所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐生產(chǎn)問題,具有創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識(shí)的人才。
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基金項(xiàng)目:中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)教改項(xiàng)目課題“勘查技術(shù)與工程專業(yè)《電磁場(chǎng)理論》教學(xué)方式探索改革”,項(xiàng)目編號(hào):JG2023020。
(作者單位:中國石油大學(xué)<北京>克拉瑪依校區(qū))