摘要：地震資料處理大作業(yè)是勘查技術(shù)與工程專業(yè)的核心實(shí)踐課程。文章對地震資料處理大作業(yè)課程教學(xué)的方法進(jìn)行總結(jié)與探討，歸納出線上線下多維聯(lián)動教學(xué)、“國之重器”的強(qiáng)大科技支持、開源程序的輔助教學(xué)等提高實(shí)踐課程教學(xué)質(zhì)量的特色教學(xué)方法，同時(shí)采取豐富授課內(nèi)容、完善課后實(shí)踐環(huán)節(jié)、優(yōu)化反饋和答疑機(jī)制、調(diào)整課程考核方式等舉措優(yōu)化課程的教學(xué)效果，以便培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型地球物理勘探人才。

關(guān)鍵詞：地震資料處理大作業(yè)；產(chǎn)教融合；線上線下混合教學(xué)

地震勘探技術(shù)在能源勘探領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，作為地球物理勘探的主要方法，在地下結(jié)構(gòu)探測與資源勘探中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。地震資料處理作為地震勘探的重要環(huán)節(jié)，需要專業(yè)人才運(yùn)用地震波動理論、數(shù)字信號處理等知識，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與成像，進(jìn)而揭示地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖性等地層信息。

依托地震資料處理環(huán)節(jié)開設(shè)的地震資料處理大作業(yè)，是勘查技術(shù)與工程專業(yè)的重要實(shí)踐課程，能夠培養(yǎng)學(xué)生對原始地震資料的處理和分析能力。學(xué)生通過學(xué)習(xí)地震資料處理大作業(yè)這門專業(yè)課程，深入了解地震波的傳播理論、地震數(shù)據(jù)的采集原理、數(shù)據(jù)處理流程和方法、地震圖像解釋等，為未來的學(xué)習(xí)和工作夯實(shí)基礎(chǔ)，成長為具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、國際視野的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。

一、地震資料處理大作業(yè)課程介紹

2015年10月，經(jīng)教育部批準(zhǔn)，中國石油大學(xué)（北京）在新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市建立克拉瑪依校區(qū)，開啟了“一校兩區(qū)，兩區(qū)一?！钡霓k學(xué)格局。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)本科生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)知識、能力和素質(zhì)全面發(fā)展，具備地球物理勘探工作者必備的知識結(jié)構(gòu)和技能訓(xùn)練，具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、國際視野的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。

在此為期四年的本科生培養(yǎng)過程中，地震資料處理大作業(yè)是勘查技術(shù)與工程專業(yè)本科生最為重要的必修課，是將要從事油氣勘探工作人員必不可少的專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)。2021年，中國石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)為勘查技術(shù)與工程專業(yè)首次開展地震資料處理大作業(yè)課程的實(shí)踐教學(xué)。在開課前，學(xué)生已經(jīng)完成了數(shù)字信號處理、彈性波動力學(xué)、地震勘探原理和地震資料數(shù)字處理等相關(guān)專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)。

地震資料處理大作業(yè)課程是以上機(jī)實(shí)操軟件為主的實(shí)踐教學(xué)課，共計(jì)三十二個(gè)學(xué)時(shí)，要求學(xué)生能夠靈活運(yùn)用地震勘探基本原理和地震資料數(shù)字處理基本原理，深入了解野外采集的實(shí)際地震資料，掌握地震資料處理的基本流程、常規(guī)技術(shù)和軟件操作，能夠獨(dú)立分析、處理參數(shù)對處理效果的影響，證實(shí)多種地震數(shù)據(jù)處理流程的合理性與實(shí)用性，綜合利用基本處理流程完成實(shí)際二維地震資料的處理，獲得滿足實(shí)際生產(chǎn)需求的疊加剖面和疊后偏移成果剖面。

二、課程教學(xué)方法的探索

（一）線上線下多維聯(lián)動教學(xué)

純粹的線上或線下教學(xué)都存在一定的局限性，而線上線下混合教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)兩者的優(yōu)勢互補(bǔ)，為學(xué)生創(chuàng)造更加靈活高效的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。地震資料處理大作業(yè)課程采用了線上預(yù)習(xí)、線下授課的方式。地震資料處理大作業(yè)課程已經(jīng)提前錄制了相關(guān)的教學(xué)視頻，教師在開課前為學(xué)生推送預(yù)習(xí)內(nèi)容，確保學(xué)生在正式上課前有足夠的時(shí)間準(zhǔn)備。

在線下教學(xué)過程中，地震資料處理大作業(yè)課程主要采用多媒體教學(xué)、板書和上機(jī)操作直播等手段。多媒體教學(xué)的可視化展示有助于學(xué)生理解地震資料處理的技術(shù)細(xì)節(jié)，通過圖像、動畫、視頻等形式，將地震波的傳播、地震數(shù)據(jù)的采集與處理過程直觀地展示給學(xué)生。對于遇到學(xué)生忘記或者不熟悉的地震資料處理理論知識時(shí)，教師會將關(guān)鍵概念板書出來，讓學(xué)生更加清晰地理解和記憶課程內(nèi)容。上機(jī)操作直播可以讓學(xué)生直觀地看到地震資料處理中的處理模塊選取、處理流程搭建、處理參數(shù)測試、處理效果分析等過程，使學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)的知識與技能，將理論知識與實(shí)際操作相結(jié)合。

（二）“國之重器”的強(qiáng)大科技支持

地震資料處理大作業(yè)課程依托中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司（以下簡稱東方地球物理公司）研發(fā)的、具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的地震數(shù)據(jù)處理解釋一體化系統(tǒng)（以下簡稱GeoEast軟件）。東方地球物理公司每年定期為中國石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)更新最新的教學(xué)科研版GeoEast軟件，為地震資料處理大作業(yè)課程的順利開展提供技術(shù)保障，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合奠定良好的基礎(chǔ)。

依托全新的4.1版本GeoEast軟件，地震資料處理大作業(yè)課程教學(xué)過程中主要利用的處理模塊包括地震數(shù)據(jù)輸入輸出、觀測系統(tǒng)定義、數(shù)據(jù)顯示、輔助工具與質(zhì)控、振幅處理、子波處理與反褶積、靜校正、濾波、噪聲壓制、速度分析、動校正、疊加、疊后時(shí)間偏移、疊后處理等模塊。教師通過講解各個(gè)處理模塊功能和參數(shù)界面，帶領(lǐng)學(xué)生搭建各個(gè)處理流程，逐步將野外采集的原始地震數(shù)據(jù)處理為最終的偏移成像剖面。

（三）開源程序的輔助教學(xué)

除了用成型的商業(yè)軟件進(jìn)行上機(jī)實(shí)際操作之外，教師還從地震資料處理大作業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容中的數(shù)據(jù)讀取、濾波、剔除壞道、振幅補(bǔ)償、噪聲壓制等簡單處理流程中挑取部分內(nèi)容，讓學(xué)生利用開源程序進(jìn)行編程實(shí)踐。Matlab軟件（矩陣實(shí)驗(yàn)室軟件）是較為方便的輔助教學(xué)軟件，其具有強(qiáng)大的矩陣計(jì)算、數(shù)值分析和可視化能力，相應(yīng)的開源程序?yàn)榈卣鹳Y料處理的高效開展提供了有力的幫助。通過SegyMAT（地震數(shù)據(jù)矩陣實(shí)驗(yàn)室包）、SeismicLab（地震實(shí)驗(yàn)室包）開源程序包，學(xué)生可以深入了解地震數(shù)據(jù)讀寫和繪制、頻率域?yàn)V波、預(yù)測反褶積和噪音壓制等處理方法對應(yīng)的程序語言。

開源程序的輔助教學(xué)能充分鍛煉學(xué)生的編程能力，有助于學(xué)生結(jié)合自己的創(chuàng)新思路進(jìn)行程序的改寫，從而實(shí)現(xiàn)方法改進(jìn)和科研創(chuàng)新。此外，教師基于C++、Python、Julia等編程語言的開源程序資源的實(shí)時(shí)更新，為學(xué)生深入學(xué)習(xí)與探究處理方法提供幫助。學(xué)生接觸到最新的地震數(shù)據(jù)處理方法和工具資源，能充分激發(fā)科研創(chuàng)新的潛力，提高解決實(shí)際問題的能力，推動地球物理勘探水平的不斷進(jìn)步。

三、課程教學(xué)方式的改革

地震資料處理是一個(gè)不斷發(fā)展的領(lǐng)域，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，新的方法和工具不斷涌現(xiàn)。教學(xué)方式改革的作用之一是確保教學(xué)內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展保持同步，使學(xué)生能夠掌握最新的地震資料處理方法和技術(shù)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式過于注重傳授理論知識，缺少與學(xué)生的有效互動，阻礙了學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的快速培養(yǎng)。改革后的教學(xué)方式通過引入啟發(fā)式教學(xué)、課堂互動、實(shí)時(shí)答疑等手段，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（一）啟發(fā)教學(xué)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

啟發(fā)教學(xué)是從學(xué)生的學(xué)習(xí)視角切入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性的教學(xué)方法。在地震資料處理大作業(yè)課程教學(xué)中，教師每節(jié)課提出3～5個(gè)啟發(fā)性問題，鼓勵(lì)學(xué)生主動思考，如“根據(jù)地震資料中的波形信息，如何判斷地震在地下介質(zhì)中的傳播速度”。教師帶著啟發(fā)性問題去教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生的好奇心，促使他們積極探究各個(gè)專業(yè)名詞的物理含義。此外，教師對學(xué)生進(jìn)行分組，每兩個(gè)學(xué)生自由結(jié)組，小組討論啟發(fā)性問題，并共同解決問題，提高合作精神和批判性思維。對于速度分析、疊后偏移成像等較為復(fù)雜的授課內(nèi)容，教師可以為學(xué)生準(zhǔn)備啟發(fā)性問題，并提供相關(guān)期刊論文和開源程序等學(xué)習(xí)資料，鼓勵(lì)學(xué)生帶著問題主動尋找與閱讀相關(guān)的研究文獻(xiàn)和報(bào)告，深入了解地震資料處理的前沿技術(shù)和研究進(jìn)展。

（二）課后實(shí)踐鞏固與拓展

課后實(shí)踐鞏固能夠進(jìn)一步提高學(xué)生的問題解決能力。在授課結(jié)束后，機(jī)房將繼續(xù)在課余時(shí)間向?qū)W生開放，為學(xué)生的課后實(shí)踐鞏固提供充足的場地支持。中國石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)通過與企業(yè)的合作共建，將企業(yè)中先進(jìn)的地震數(shù)據(jù)處理軟件和硬件設(shè)施引入教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，確保學(xué)生在課后可以使用最新的處理技術(shù)與最新的平臺，不斷拓寬學(xué)生的眼界。為了進(jìn)一步豐富學(xué)生的課后實(shí)踐，中國石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)與企業(yè)在烏魯木齊聯(lián)合建立了實(shí)踐基地，讓學(xué)有余力的學(xué)生能夠親身到企業(yè)體驗(yàn)地震資料處理的標(biāo)準(zhǔn)化流程。

（三）完善反饋和答疑機(jī)制

在反饋和答疑機(jī)制方面，地震資料處理大作業(yè)課程進(jìn)行了完善與調(diào)整。本課程允許學(xué)生課上隨時(shí)反饋問題，并及時(shí)進(jìn)行解答，課后提供一對一實(shí)時(shí)答疑的線上交流渠道，建立的多元化實(shí)時(shí)溝通渠道可以讓學(xué)生有更多機(jī)會表達(dá)觀點(diǎn)。教師及時(shí)解決學(xué)生的實(shí)時(shí)反饋，有助于完善授課內(nèi)容和授課方式。在上機(jī)操作直播教學(xué)過程中，教師會對學(xué)生的地震資料處理模塊選取、處理參數(shù)選取、最終處理結(jié)果分析進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo)和反饋，指出學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和不足，保證學(xué)生穩(wěn)步掌握處理全流程。

四、課程考核方式的改革

地震資料處理大作業(yè)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，很難單獨(dú)通過傳統(tǒng)的閉卷筆試評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，所以考核方式應(yīng)更加多元化。本課程由過程成績與最終處理報(bào)告成績共同構(gòu)成，全面評估學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用所學(xué)知識的熟練程度、實(shí)踐能力和技能水平。過程成績主要考查每節(jié)課學(xué)生的實(shí)踐操作與階段性的處理效果，最終處理報(bào)告成績主要考查學(xué)生對處理全流程的掌握情況、成果圖件的質(zhì)量、書寫格式與排版細(xì)節(jié)等。在每次過程成績考核后，教師會及時(shí)反饋和評價(jià)，讓學(xué)生了解不足之處，引導(dǎo)學(xué)生確定合理的處理流程與處理參數(shù)。在制訂最終處理報(bào)告的考核標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，教師參考當(dāng)前地震資料處理行業(yè)的實(shí)際需求和標(biāo)準(zhǔn)，確保學(xué)生所學(xué)知識與行業(yè)接軌，增加學(xué)生的就業(yè)競爭力。

五、結(jié)語

地震資料處理大作業(yè)是勘查技術(shù)與工程專業(yè)的核心實(shí)踐課程，筆者結(jié)合中國石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)的教學(xué)實(shí)踐，探索出有助于優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)方法和改革方式，使學(xué)生能夠獨(dú)立思考、分析和解決地震資料處理中的復(fù)雜問題，培養(yǎng)學(xué)生對地球物理勘探的興趣，推動學(xué)生在油氣勘探領(lǐng)域不斷深入學(xué)習(xí)和研究。

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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“新時(shí)代混合教學(xué)模式融入彈性波動力學(xué)課程的實(shí)踐研究”，項(xiàng)目編號：JG2023014；新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金“無監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)地震數(shù)據(jù)重構(gòu)新方法研究”，項(xiàng)目編號：2022D01B139。

（作者單位：中國石油大學(xué)<北京>克拉瑪依校區(qū)石油學(xué)院）