对改进地球物理课程实践教学的探究

王占刚，苑春方，杨瑞召



对改进地球物理课程实践教学的探究

王占刚，苑春方，杨瑞召

摘要：本文以地震勘探为例，分析了近年来在地震勘探、反演方法等课程实践教学中存在的问题，并提出了如何培养学生工程实践能力的方法和措施。地球物理专业教学计划非常重视学生工程实践和创新能力的培养，在教学的每个阶段都加强课程设计和效果分析，并将其作为课程教学和评价的重要目标之一。首先，实践课题应与工程（科研）项目结合，控制难度，激发学生工程意识及研究兴趣；其次，做好过程管理，注重对学生工程实践问题思考能力的培养；最后，加强学生语言和文字表达等综合能力的培养，合理评价学生的工程实践能力。

关键词：地球物理；实践教学；工程实践能力

王占刚/中国矿业大学（北京）讲师（北京100083）；苑春方/中国矿业大学（北京）教授，博士（北京100083）；杨瑞召/中国矿业大学（北京）副教授，博士（北京100083）。

2010年教育部联合有关部门和行业协会，共同实施“卓越工程师教育培养计划”，要求强化培养学生的工程实践能力。［1］这就需要将理论教学和工程实践应用相结合，并在长期的教学实践中逐步完善。中国矿业大学（北京）地球物理专业制定课程教学计划时非常重视学生实践能力的培养，要求每门专业课包括理论教学和实践教学，旨在理论联系实际，更好激发学生的学习兴趣，培养学生的实践能力。

一、现阶段存在的问题

地震勘探方法的原理是通过研究地震波在地下岩石中的传播规律来查明地层的构造或岩性物性变化，以达到资源、能源勘探的目的。［2，3］课程的教学目标是使学生掌握地震勘探的基本原理和方法，掌握地震数据采集、处理和解释的基本方法，具备解决实际工程问题的能力。

教学研究表明，在实践教学中让学生运用所学的相关课程知识参与实际工程和科研实践，能够提高其发现问题、分析问题、解决问题的能力。［4，5］学生通过训练，学会查阅文献资料、应用相关计算机软件来解决工程实践中所遇到的问题。可见，实践教学能让学生把学习的理论知识融会贯通、灵活运用，具备一定的解决问题的能力，对实践动手能力和工程意识的培养具有重要意义。

根据“卓越工程师教育培养计划”对学生解决实际问题能力的要求，通过这几年的实践教学发现了一些问题。

1.学生方面。学生对地球物理勘探方法了解少，大部分是被动参与的。个别学生对这个阶段的学习、训练的重要性认识不足，学习主动性差。

2.指导教师方面。由于一个班级人数教多，且指导老师与学生的交流少，所以指导教师对实践教学的重视程度不如课堂教学，而且实践教学环节往往缺乏系统的备课方案和考核方法。

3.实践教学选题方面。目前，实践教学课程的题目是使学生了解地震勘探的原理，而地震勘探的课程之间并没有衔接，不能培养利用地震勘探解决实际地质问题的能力。

4．管理和考核方面。只重视学生的参与过程和上交的实验报告，对实践过程没能有效的监督和考核，使学生对实践教学的重视程度不够，学习的热情也不高。

二、改进的措施及方法

目前有两种教学认识论：知识传递学认识论与知识建构型认识论。［6］知识建构型认识论认为任何学习都是一种主观能动的活动，绝不是教师片面灌输的、被动的活动。根据这一理念，在进行本专业地震勘探原理、反演方法等课程实践教学环节时采取了一系列措施，并督促教师重视和改进这一环节的教学，改进和强化学生的工程实践意识，提高其综合能力。

（一）合理评价，提升学生的综合能力

实践结果评价是一个非常重要的过程，评价以公开答辩的方式进行。学生自己准备PPT讲稿，与教师以及全部学生进行交流，接受质询。评价之后，学生对实践报告再进行修改和完善。实践表明，合理评价是保证学生积极参与实践教学并提升其综合能力的重要举措之一。

1.评价学生总结解决方案的学习程度。学生在工程或科研实践中，会发现一些工程问题，经过工程观测或科研方面的数据采集（收集）之后，鼓励其提出有价值的观点、见解或工程解决方案，并结合其他资料进行综合解释，给出符合目标预期的结论。

2.评价工程实践掌握能力。重点检查学生对工程实践能力掌握的程度，检查学生实际的工作量，如查阅资料的数量，采集、处理、解释数据和完成工程图件等实物工作量，作为学生最终实践教学成绩评价的重要指标之一。

3.评价学生撰写实践报告的规范性。实践报告的撰写不仅为他们日后撰写科技论文、技术报告、项目可行性报告等打好文字基础，同时也能使其科研能力得到进一步提升。强调撰写格式符合科技论文的要求，推理过程符合逻辑性，结论有足够的论据支撑，相关基础图件整洁、符合相关规范。要杜绝抄袭，培养学生养成良好的科研习惯。

4.评价学生综合能力的提升。答辩过程是培养和强化学生对材料的组织能力、表达能力、全面思维能力的重要环节。

（二）重视实践教学动员组织

首先解决教师和学生对课程实践重视不够的问题。要明确实践课程的目的、作用和意义，让教师和学生提高认识。确保教师对实践教学的重视，任课教师要适时播放有关地震勘探从采集到处理解释方面的工程影视，使学生了解地震勘探的基本工作流程。

（三）合理设置实践选题

好的选题易于操作，同时还能兼顾学生的专业兴趣及未来工作的方向。我们主要从两个方面进行改进。一是将地震勘探相关课程的实践教学统筹在一起综合考虑，纠正各个课程教学之间各自为政、互不衔接的偏差，将地震勘探相关的教学统一起来。在设置题目时，要围绕一个大的选题，各个课程根据这个选题制定完整的实践任务和目标。二是选题与高校的工程（科研）项目结合，既能加强学生的工程意识，又能使学生接触到真实的实际工程，全方位锻炼其发现、分析和解决问题的能力。

中国矿业大学（北京）在煤炭勘探方面的教学科研很有特色，可选择通过地震勘探技术探明煤层分布、主要断层以及富水岩体等实践题目，从野外采集观摩、室内精细处理到后期综合解释，学生参与其中某环节或全过程，重点在地震数据的处理、构造解释和岩性反演几个方面加强训练，帮助他们了解和掌握相关数据处理的软件操作，在综合解释的同时，让学生了解地震资料的多解性，综合钻井、地质等资料，得出比较可靠的解释结果。

（四）加强实践过程管理

按照知识建构型教学认识论的主张，地震勘探实践教学可采取合作教学的理念实行课堂与实践互补的教学方式。［6，7］根据实践选题的任务和目标，组成3-5人左右的项目小组，通过师与生、生与生的互动合作、探究，培养学生解决实际工程问题的能力。

1.要尊重学生的思考过程，鼓励他们主动探索，明确思路，通过资料查询、实际协作等实践活动，集体编写相应实践报告。

2.要培养学生的学术思维能力。由于地震勘探本身固有的多解性问题，实践课题中有很多问题不止一个解决方案，教师应鼓励学生积极尝试不同的研究方法，并对研究结果进行及时的点评和引导。

3.在地震数据处理和解释软件时，单个学生学习起来会比较困难，学生之间的合作，能达到事半功倍的效果。为了保证实践教学的顺利进行，实践过程中还需配置2-3名实验助理教师，对每个学生的进展情况进行指导和督促检查。

近年来，我校地震勘探系列实践教学工作得到了加强，学生的工程实践能力培养方面也取得了一些进展，提高了师生对实践教学重要性的认识。由于工程实践选题部分与实际科研或工程实际密切结合，所以学生能真正了解、接触到毕业后、甚至终身从事的相关工作内容，并从中获得实际感受，对于他们今后的发展非常重要。

学生工程实践能力的培养是一个系统工程，需要在长期的专业教学实践中逐步完善。整个教学活动，应以学生工程意识和创新能力的培养作为核心内容，贯彻到学生学习的每个阶段和每个教学环节，各个课程之间要统一协调，课堂教学和实践教学互相补充，合理分配教学课时，把课程实践教学作为大学生工程能力、创新型人才培养过程中最基本的环节。

参考文献：

［1］教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见.教高［2011］1号：http：//www.moe.edu.cn/ publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3860/20110 -2/115066.html

［2］陆基孟.地震勘探原理［M］.北京：石油大学出版社，1993.http：//www.jingpinke.com/textbook/ details uuid=8a83399a-1959fa74-0119-59fa810d-09f1&objectId=oid：8a833999-2746c6bc-0127-46c6ca89-25db.

［3］朱广生，陈传仁.勘探地震学教程［M］.武汉大学出版社，2008.

［4］刘勃，刘玉，钟国辉等.基于真实项目的实践教学体系探索［J］.高等工程教育研究，2012（1）：116-119.

［5］赵国平.论实践教学与理论教学的关系［J］.中国成人教育，2010（17）：127-128.

［6］何克杭.建构主义—革新传统教学的理论基础［J］.电化教育研究，1997（3）：3-9.

［7］王竹立.新建构主义与知识创新［J］.远程教育杂志，2012（2）：36-43.

责任编辑：丁金荣

中图分类号：G641

文献标识码：A

文章编号：1671-6531（2016）03-0045-03