“地球物理测井与井中物探”课程教学实践和认识

马火林，潘和平，骆 淼，李 晋

中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院，湖北 武汉 430074

教学方法

“地球物理测井与井中物探”课程教学实践和认识

马火林，潘和平，骆 淼，李 晋

中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院，湖北 武汉 430074

围绕“地球物理测井与井中物探”课程的教学质量、教学效果和课程建设，通过课程教学大纲及内容的设计和教学思路的建立，采用案例教学、录像、照片、多媒体、动画等多种教学方法和手段，开展多种形式的互动式教学，不断提高教师的专业修养。针对专业特点和需求精心设计课堂教学过程，从而提高学生的知识掌握能力、动手能力和创新能力。

地球物理测井；井中物探；课程建设；教学实践

地球物理测井与井中物探课程围绕钻孔的地球物理数据采集、相关原理理论及方法技术开展教学工作。地球物理测井是以不同岩石的物理特性差异为基础，通过相应的地球物理方法连续地测量反映岩石某种物性参数随井的变化规律，从而研究油气田、煤田、水文工程等方面的钻井地质剖面，划分油气层、煤层，确定油气的储集特征、煤质含量等，也可连续地观测井眼状态（井斜、井径、方位）、地层产状、检查套管质量、固井质量等有关的参数。井中物探还通过相应的地球物理方法观测井间或井周地球物理场，用来解决井周及井间的地质问题［1-2］。

本课程面向地球物理学、勘查技术与工程、石油工程、资源勘查工程、煤及煤层气等专业开设专业必修课［3］。围绕教学质量、教学效果和课程建设，笔者在教学内容设计、教学思路的建立以及教学方法和教学技术的开展等方面积极实践，取得了一些实践认识。

一、以专业特点和需求建立教学思路

作为资源勘查和地质勘查的重要方法技术之一，地球物理测井与井中物探的应用领域十分广泛，需要开设课程的专业也比较多，由于各个专业_的人才培养的特点不同，对测井知识需求的侧重点也是不同的，所以要针对专业特点和需求进行课程教学内容和大纲设计［3-5］，各专业学生需要掌握的本课程知识要求见表1。

由于“地球物理测井与井中物探”课程涉及的教学内容多、各种方法理论繁杂且难度大、实践性强，要求教师了解各专业的特点、培养目标，以及哪些内容与后续课程关系密切等问题，以便合理使用教材及适当补充或取舍内容。教师在教学过程中应注意重点突出、深入浅出、理论联系实际，要体现系统性和科学性，要加强自身素质的提高，关注学科发展前沿动态，积极追踪最新文献资料和新方法技术。

表1 不同专业的学生需要掌握本课程知识的要求

地球物理学、勘查技术与工程专业注重掌握方法原理及理论，所以在教学中适当增加理论计算推导、测井仪器结构与工作原理等内容，其次是资料的处理和解释，最后是资料的应用。其他如石油工程、资源勘查工程、煤及煤层气工程等专业偏重点在于利用测井资料分析，解释相关的地质信息，因此可以让学生接触常用的测井解释软件，熟悉测井资料处理解释流程［3］。

“地球物理测井与井中物探”课程既包括严格的理论方程，也有许多从实践中总结出来的经验公式，所以课堂要充分利用黑板、多媒体（幻灯片、动画、视频）、实例图件挂图等手段向学生尽可能生动、形象地展示测井方法原理及其应用。在教学过程中以课堂讲授为主，以实验课、实践教学等环节为辅的教学方式。在课堂教学中采用多媒体PPT展示为主，对于重要理论推导、重要步骤阐述要进行黑板演绎，要始终结合实例进行应用阐述，既有利于增大信息量，又能使学生的注意力始终跟着教师的逻辑思维走，并有充足的思考时间，能明白理论公式的来龙去脉，有利于学生对重点难点内容的深入掌握，有利于加深记忆和灵活应用，能培养学生的严密逻辑思维能力［6］。

二、利用多种教学方法和手段开展教学活动

在教学活动中教是手段，学是目的，教为学服务，学生是学习的主体，教师起主导作用，两者要相互配合。因此，教师要认真引入新的教学思想和理念贯穿到教学中，创造条件和提供有效地途径使学生主动地参与到教学中来，充分发挥学生的主体作用，调动学生的学习积极性和创造性，让学生对课程更有兴趣，从而提高学生的知识掌握能力、动手能力和创新能力。

1.精心设计课堂教学过程

根据教学班级情况，教师要预先估计到可能出现的情况，做好教案准备，并善于随机应变驾驭课堂教学进程。在课程教学大纲及内容的基础上，开课前教师要查阅和收集大量的新资料，认真钻研教材进行备课，编制好本门课程的教学日历，再按章节制作精致的多媒体材料，力争在课堂上讲授清楚流畅、充满激情、语言生动富于感染力。

教学中不能孤立呆板地讲述本课程的原理，要结合行业背景和各环节的施工流程及其相关性来融会讲解，适当扩展知识面，使学生了解本课程的发展历史、基本内容及各章节之间的相互联系，认识到学习本课程的重要性，增强他们对课程学习的感觉和动力。例如，由于学生在学习本课程前没有学习过钻探类的课程，因此在讲述侵入剖面时可以先简单介绍钻井的基本特征及泥浆在钻井过程中的作用，即降低钻头摩擦生热的温度、通过泥浆循环将钻井岩屑带到地面、通过泥浆配比控制井筒和地层间的压力平衡，保证钻井安全，通过这些讲解和画图示意，就可以使学生容易理解和侵入相关的很多名称概念及其定义了，并且增加了学习兴趣。再比如讲解声波幅度测井时，将固井的施工流程和特征简单介绍清楚后，有利于学生理解声波在泥浆、套管、水泥及地层之间的传播特征，也就可以进一步理解采用声波幅度测井的原理了。

2.加强案例资料教学和实践教学

本课程具有理论性、科学性和实践性，在课堂教学中应特别强调理论与实践相结合，要求学生掌握相关的基本理论、基本知识和基本应用。同时要用辩证的、综合的观点分析理解实际问题，利用所学的原理理论对各种常见的地质现象进行分析解释，为后续课程学习打下良好的基础，亦为今后从事的工作积累一定的经验。

（1）案例及素材资料辅助教学。教师要认真收集整理与教学相关的实际成果图件及相关背景资料，按照原理类型或地质特征、储层特征类型等分类建立案例素材，在课程开始阶段就可以给学生展示利用本课程的知识进行资料解释得到的实际案例成果图件。在讲授了相关章节的基本原理特征后，再结合内容选取合适的实际案例素材资料，和学生共同从原理理论上分析这些图件资料特征，强化学生的理论认识，提高分析问题的能力。随着课程教学的深入，后面所选取的新案例资料也就越来越具综合性，融汇了前面所学的各类知识点，案例探究可从理论联系实际的角度解释清楚知识点的内涵及应用。如此反复，就逐渐加强了学生对知识的全面掌握和能力的提高。

（2）实例照片、录像和动画资料辅助教学。由于学生基本上缺乏对行业背景和测井现场知识的了解，对于课程知识缺乏必要的感性认识，这就会使学生在接受大量的原理理论、名词概念和方法应用时感觉很茫然，不知所云。因此，在教学中有必要选取现场的培训和施工录像剪辑和大量实景照片、实例图片来强化学生的背景认识。同时结合理论概念，制作一些原理演示动画，融知识性、趣味性、启发性为一体，帮助学生把形象思维与抽象思维有机地结合起来，可以详细地展示一些用板书或者语言难以简洁、清楚表述的概念、认识等内容。例如，通过录像、照片等资料可以生动形象地反映现场施工过程、工艺、条件、和测井仪器系统结构等，结合实际测井资料应用，教师再根据相关原理进行针对性地讲解，使学生观看后感性认识显著加强，可以促进学生学习。

（3）实践教学。实践教学是培养学生动手能力与创新能力的关键，也是培养学生运用书本知识解决实际问题的有效途径。因此我们积极加强实验室建设，完成了3口地球物理实验井的建设和实验设备购置，开展了数据采集和资料解释的实验教学等［7］，同时认真编写实验指导材料，安排校内实验课内容，学生通过实验操作和报告编写加深对基本原理和基本知识的理解，培养学生的动手能力，如地球物理测井仪器的操作、实验井岩心认识和采集数据的解释等。

3.开展多种形式的互动教学

互动教学包括课堂提问、课堂小作业、课后作业或读书报告、学生反馈及网络课程建设等方面，以及习题、实例讲解和作业点评等方式。

（1）课堂提问和作业。课堂提问是互动式教学方法的基本方式。每次课利用几分钟的时间采取不同方式或总结前一次课所讲内容及重要概念；或采用提问的方式选择学生回答问题，也兼顾了学生考勤，特别对于有缺课现象的学生要加强提问，以督促其上课；或采用自问自答的方式，可活跃课堂气氛，又加深上次课的重点内容。要根据教学内容和教学日历的安排，每次课前精心设计，提问要有针对性和启发性，例如难理解易混淆的概念，可考察学生理解掌握的情况，引导学生积极思考。讲课中间也可根据课堂气氛穿插提问，让学生积极参与讨论，加强互动，打破课堂沉寂的气氛，可以重新调整学生的注意力。

课堂内临时布置小作业的方式，可以抽查学生听课效率和对知识理解掌握的情况，也可监督学生的出勤情况，以便在后续教学中及时调整教学进度和教学方法。

课后作业是安排学生根据所学知识在课后专门完成教师布置的相关问答、图件绘制、综合解释评价报告等工作，培养学生对理论知识灵活运用的能力。课后读书报告的撰写也是一个重要环节，可以让学生在课余时间结合所学知识或感兴趣的相关选题，独立查阅相关资料文献，完成读书报告的撰写，形成自己对某一选题的有关认识和结果评价，这样既增加了学生的知识视野，又锻炼了学生查阅文献和写论文的技能，同时巩固了所学的理论内容。

对于布置的作业、相关习题等要根据批改情况及时给学生反馈，要对每次的作业认真点评，总结优点，指出不足和存在的问题和现象，同时也要认真给出相关的解题思路和参考解答，加强对学过内容的复习，帮助学生重复记忆。

（2）网络沟通手段。可以通过邮件、电话、短信及QQ等方式加强和学生的联系，要重视学生反馈的信息，如授课内容、教学方法、进度安排、知识难点等方面的问题或建议，以及学生个人在学习、学校生活中遇到的实际问题等，如学习态度、学习方法、个人发展思考等内容都可以进行课后探讨与分析，可以是电话、面对面或网上进行交谈，针对共性的问题也可在课堂上集中解答和引导。总之，对于学生的意见和建议教师要虚心接受，并认真改进；同时要认真对学生答疑解惑，仔细解释清楚学生不理解的问题，也要对部分学生的自身认识或困惑给出启发和引导，提出自己的参考意见、建议和一些思路和方法。

网络课程建设是精品课程建设和辅助教学工作的发展和需要，通过建设设计合理、内容丰富、交互性好的教学网站，将成为大学课堂教学的重要补充和完善手段，便于学生在课后方便地获取课程知识和相关材料内容，了解课程的总体信息和各种有益的资料。

4.不断提高教师的专业修养

（1）学术及专业素养的提高。随着科学技术的进步和发展，各种知识和信息更新很快。学无止境，不进则退，教师要及时了解本学科的最新发展动态，多参加一些学术或教学研讨活动，要博览众长，要善于从相关学科的技术最新成果，甚至是哲学或社会科学的研究成果中汲取营养，同时要积极开展科研活动，通过科研工作积累现场案例，丰富教学内容。坚持科研带动并促进教学发展的思路，在教材或教案中要融入多年的科研成果，要逐渐提高理论水平。根据学科发展现状及课程教学大纲的要求，我们于2009年3月编写出版了教材《地球物理测井与井中物探》［1］，此后也进行了几次修订。同时团队教师从电子课件编写、主讲内容选材、辅助配套资料和相关参考文献等方面都认真进行了准备。

教师或教学团队要充分利用校外资源，采用多种方式方法提高学科的教学信息来源，如利用到企业现场参观了解相关先进技术，或引进最新的测井处理解释软件系统，或请测井专家给学生开专题讲座介绍该领域的新理论、新技术、新方法等。

（2）教学水平的提高。教师要合理安排每次讲课的主体内容和讲课要点及相关的需要重点讲授细节，在此基础上就可以进行课堂现场的教学发挥，避免照本宣科或读PPT的现象，也可以自己进行课堂教学的录音，便于课后回顾讲课过程中的特点和不足，便于下次改进和提高。

要积极参加教学交流活动，经常听其他教师的讲课，学习他人的优点，并及时总结经验教训，因为不同教师的思维方式、讲课风格和课堂内容的组织等有各自的特点，通过取长补短，在授课中才能游刃有余，必然会使自己的教学水平得到不断提高。

由于当前留学生越来越多，可以在教学中增加英语素材，对于留学生推荐国外大学的英文教材或一些入门的材料和辅助资料及学科背景知识介绍，便于他们克服基础知识薄弱的问题，尽快掌握本课程的教学内容。同时适当在教案中增加本学科主要的英语专业词汇，让所有学生能有认识，也可以指导学生去查找国内外的相关文献资料作为扩展阅读。

三、结束语

地球物理测井与井中物探利用物理学原理和方法技术进行能源和矿产资源、地质工程的勘查和勘探等工作，是各类专业的主干专业课程。在课程教学实践中，在教学大纲这条主线的指导下，在教学内容设计、教学思路的建立以及教学方法和教学技术的开展等方面积极实践，结合课程建设的要求，在精品课程建设的基础上，按照视频公开课、“慕课”（MOOC）建设的要点，不断提高教师的专业素养，优化课程体系和教学内容，系统地向学生传授本课程知识，提高学生的学习效率。同时合理穿插相关的知识点，采用案例教学、录像、多媒体等多种教学方法和手段，融入最新科研成果、扩展相关的英文素材和专业材料，对于留学生推荐国外大学的英文教材引导他们的学习，引入行业发展信息和相关的专业背景知识。加强和学生的互动，重视学生平时课堂表现以及作业的考核，加强平时训练与实践动手能力，发挥学生潜能、特长和创造性思维。

［1］ 潘和平，马火林，蔡柏林，等.地球物理测井与井中物探［M］.北京：科学出版社，2009.

［2］ 尉中良，邹长春.地球物理测井［M］.北京：地质出版社，2005.

［3］ 骆淼，潘和平，马火林.基于专业需求的“地球物理测井”课程设计 ［J］.中国地质教育，2011，（2）：65-68.

［4］ 张占松，张超谟，宋红伟.测井系列课程的课程体系和教学改革研究［J］.中国地质教育，2011，（1）：34-36.

［5］ 潘和平，马火林，祁明松.井中物探教学内容探讨与改革［J］.中国地质教育，2009，（2）：83-87.

［6］ 谭茂金，邹长春，徐敬领，等.地质—地球物理复合专业测井教学优化设计与探索［J］.中国地质教育，2013，（4）：78-82.

［7］ 马火林，潘和平，祁明松，等.地下地球物理实验井设计与建设［J］.实验技术与管理，2010，27（11）：58-60.

geophysical well logging；borehole geophysical prospecting； curriculum construction； teaching practice

G642

A

1006-9372（2015）01-0066-04

2014-10-10；

2014-11-28。

马火林，男，副教授，主要从事地球物理测井、岩石物理的教学和研究工作。

Title： Teaching Practice and Understanding on Geophysical Well Logging and Borehole Geophysical Prospecting

Author（s）： MA Huo-lin， PAN He-ping， LUO Miao， LI Jin