《数学地质》的教学思考

尹艳树，尹太举 （长江大学地球科学学院，湖北荆州434023）

《数学地质》是一门高年级地质专业选修课，学生在接触这门课程时，已学习部分专业课程，如《沉积岩石学》、《普通地质学》和 《构造地质学》等，上述课程多以描述性为主。而地质学科强调经验型，一般采取描述性研究方法，因而学生不太适应 《数学地质》这样一门定量表征学科的课程学习。此外，地学专业的学生所学应用数学理论知识有限，导致学生学习该课程的难度加大。如何扭转上述不利局面，笔者结合教学实践，对该课程的教学思考进行阐述。

1 改进教学措施，增加吸引力

通过调研，发现学生学习 《数学地质》课程主要存在以下问题：①数学公式多，推导过程繁琐，因而产生畏难情绪；②由于计算机水平较低，软件操作难以达到理想效果，时常产生挫败感；③不知如何应用数学知识解决相关地质问题，因而很难引起学生的学习兴趣。针对上述情况，应对该课程的教学方法进行改进。例如在上该课程的第一堂课时，直接将最新国际数学地质大会内容以多媒体的形式演示给学生看，让学生了解数学地质学科在石油地质领域的丰富应用成果，结合学生所学基础专业课程内容，如用回归分析建立测井模型、进行孔隙度和渗透率计算等，使学生留下强烈印象，即该学科在石油地质领域应用非常广泛，如预测储层形成、解释储层性质等。这样可以消除学生学习该课程的茫然心理，提高其学习兴趣。再比如学习最小二乘法的求解过程时，教师首先说明最小二乘法是 《数学地质》学科中最基本分析方法如回归分析、趋势面分析、判别分析以及克里金方法的基础，从而让学生了解学习上述内容的重要性。通过在教学中采取上述措施，使学生产生了一定兴趣，学习该课程的劲头加大。

2 加强应用知识教学，提升关注度

数学地质学科的宗旨是用数学方法来解决地质问题。但在现有 《数学地质》教材中，对于不同的数学地质方法，其共同特点是首先进行理论推导，然后才交待数学方法在地学中的应用。上述理论推导过程与纯粹的数学教学没有任何差异，很难激发学生的兴趣与关注度。而由于理论知识部分的学习效果不佳，当学生学习相关数学教学的实际应用时很难理解透彻。为了改变这种局面，教师可以先简单交待数学地质方法在地学中的一些应用以引起学生的兴趣，然后在对相关数学方法进行剖析，讲明其原理，最后通过应用实例来阐述相关数学方法所解决的地质问题。例如，在讲述回归分析时，首先给出孔隙度与渗透率的关系式，即Perm＝a·Por＋b，然后指出在碎屑岩储层中，一般通过孔隙度来计算渗透率，因而知道孔隙度后，确定渗透率时需要已知a、b系数。于是可以提问：已知相关孔隙度与渗透率值，系数a、b如何获得？在此基础上，还可以提出《地球物理测井》课程中的孔隙度如何计算，是否通过建立类似的孔隙度与声波时差的关系式来进行求解。由此顺势进入a、b求取的数学问题，即利用最小二乘法理论求解a、b。当学生带着上述问题学习时，对该课程的兴趣与关注度自然提升。此外，教师可通过互联网资源以及科研实例让学生加深理解相关理论知识，使之认识到该课程在石油地质中实际应用的重要性[2]。

3 增加实践机会，激发学习兴趣

该课程的理论课时有32个，上机实习课时有12个。上机实习能够强化学生对所学理论知识的理解，是激发学生学习兴趣的重要环节。因此，在上机实习时，可以适当增加实践机会。即在课程规定内容基础上，给学生提供一些实际生产数据，要求学生按要求完成实习报告。例如，在回归分析中，给出某油田岩心分析的孔隙度数据、测井声波时差数据、泥质含量数据以及几口非取心井的声波时差和泥质含量数据，要求学生建立孔隙度与上述数据之间的相关性，对回归方程进行检验并对非取心井进行孔隙度解释。再比如在聚类分析中，教师先给出渗透率、有效厚度、孔隙度等数据，要求学生进行流动单元划分并建立流动单元划分标准，然后对后续测得的数据进行流动单元判断。通过进行上述与油田生产关系密切的科研实例的上机实习，使学生学习 《数学地质》课程的兴趣大大增强。此外，为了完成实习报告，许多学生对软件操作产生了浓厚兴趣，并由此初步掌握了操作流程，甚至有部分学生独立完成了程序编写过程，这样既提高了计算机水平，又提高了独立分析解决实际问题的能力。

4 介绍学科前沿，拓展专业视野

《数学地质》课程是一门边缘性的交叉学科，其随着数学与计算机学科的发展而发展。当今是一个知识大爆炸时代，新的数学与计算机理论不断涌现，从而推进了 《数学地质》的进步。因此，在讲授该课程时，有必要介绍学科前沿知识，拓展学生的专业视野。例如教师应多关注 “数学地质”和 “计算机与地球科学”等权威杂志并了解国际数学地质大会等专业会议内容，充分掌握数学地质发展动态，在第一时间传授给学生，这是非常有必要的。

5 结 语

数学地质是一门交叉学科，其涉及较多数学知识，导致教学过程缺乏吸引力和关注度。为了改变这种局面，通过改进 《数学地质》教学方法，增加应用性和实践性，从而提高学生的学习兴趣，最终改善《数学地质》课程的教学效果。

[1]申维.浅谈如何提高地质工作者的数学素质[J].中国地质教育，2000，36（4）：51-54.

[2]刘静.《数学地质》的课堂教学方法改革[J].中国地质教育，2010，73（2）：87-89.