新工科背景下“地球物理勘探新技术”课程建设探索

胡泽安，庞 瑶

（安徽理工大学 地球与环境学院，安徽 淮南 232001）

引言

新工科建设自2017年启动以来，备受全国高校关注，“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”新工科建设三部曲的相继推出，吹响了新时代人才培育的号角。新工科具有创新性、时代性、发展性、广泛性、交融性和参与性等鲜明的特点，突破了传统学科教育的思维定式，使专业与人才培养焕发了“新”的生机与活力。

安徽理工大学坚持“立人为本，德育为先”，始终将培养学生的创新精神、专业水平、实践能力及多元化的国际视野放在首位，科学引领并深化院校教育内涵与形式等建设，不断加强人才培养的同步性和针对性。

近年来，随着仪器设备的不断更替，成像技术持续创新，勘探理论与技术的高速发展为区域开发、资源勘探、施工建设和环境保护作出了重要贡献。在新时代能源开发与安全的新形势和新战略背景下，勘查技术与工程专业作为安徽理工大学的老牌专业，在保持传统煤炭工科专业特色的同时，也在积极适应新工科建设的步伐，实现自主转型，“地球物理勘探新技术”课程教学应运而生。

一、新工科背景下“地球物理勘探新技术”课程教学现状

“地球物理勘探新技术”是一门新的、涉及面较广的勘探类综合基础课程，但又区别于一般的核心专业基础课程，它综合了地震勘探、电法勘探和重磁勘探等多门学科的基础知识，围绕地球物理勘探的新设备、新技术和新手段展开，着重介绍勘探设备的先进性、测量技术的优势性和应用手段的新颖性。随着资源工程开发的发展，地球物理勘探逐渐步入了创新驱动发展、低成本发展、质量安全环保及风险防控等新阶段，这对勘查技术与工程专业教学与专业工程人才培养提出了更高要求。

（一）教学内容相对单薄

第一，教材内容与新工科背景下地球物理勘探新技术、新理论的要求不适应，国内外物探建设最新理论、施工技术与手段、最新装备成果及其工程工艺等鲜有提及；第二，教材内容更新迟缓，应结合国际最新研究成果及智慧矿山建设发展不断更新教材内容；第三，由于该专业主要培养能够独立完成勘探施工的专业人才，与实际应用密切相关，所以教师教学时应将一些实际工程问题与理论知识有机结合，使学生容易理解与接受，能够发散思维、举一反三。

（二）教学方式相对单一

勘查技术与工程专业的传统课堂多以“板书+PPT”为主，课后作业为辅，这种固化、机械的教学方式，致使学生对课堂的热情不高。这种单向输入模式既剥夺了学生的参与权，又可能导致学生对课程失去兴趣。在实践活动中，一般由实验教师带领实验，以验证类实验和简单操作过程类实验为主，并未深刻剖析实践中可能遇到的问题与解决方案，导致学生虽对应用课程充满热情，但却难以自主设计实验。

（三）学生主观能动性不足

学生主观能动性不足是一个较为普遍的现象，产生这种现象的原因与教师的能力、教学内容和形式的简单化有直接关系。“地球物理勘探新技术”是一门内容覆盖面较广的课程，章节和章节之间有较强的独立性，如电法和地震法勘探运用的原理和技术完全不同，但不同章节内容之间又存在细微、关键的联系。学生需要自主构建适合自身学习的知识体系框架打通这些章节的知识点，学会区分差异又能解释联系。这种自主学习的能力既需要教师的引导与培养。又需要课程多样化的设计及与实践运用的紧密结合。最后，理论与实践的脱节也会导致学生对知识点的理解停留在表面，学习兴趣和效果都达不到预期。

二、新工科背景下“地球物理勘探新技术”课程教学实践探索

针对目前勘查技术与工程专业“地球物理勘探新技术”课程在教学过程中出现的问题，结合新工科建设对学生素质和能力的要求，对这门课程尝试改革创新和实践探索。

（一）修订教学大纲，明确教学目标

修订“地球物理勘探新技术”教学大纲，加强教学体系设计，从大纲中提纲挈领出教学目标是教学实践探索的龙头。教学大纲由教学内容、基本要求、知识结构和教学实践组成。安徽理工大学是传统的煤矿院校，其专业特色在教学大纲中应更加鲜明地体现。鉴于地球物理新技术是一门综合性很强的交叉学科，大纲体系需要打层次、找重点、有流程、按步骤地进行构建；其课程设置理念必须以学生为中心，满足与适应人才培养的需求。

该课程的教学目标为引导学生把握地球物理勘探新技术的基础知识和产生背景，通过图片、视频、参观实习、亲身实践等形式感受新技术；在参与过程中激发每位学生的创新思维，鼓励学生提出疑问并找到答案，寻找新技术在实践中存在的不足，以发散思维应对挑战；只有通过自己的所见所学所践，通过努力解决自己的疑惑才能创造真正的教育价值，让每位学生都能学以致用，达到勤思考、出成果、产创新的效果。

（二）教材推陈出新，渗透思政元素

2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，必须坚持以马克思主义为指导，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。教材推陈出新，渗透思政元素是当务之急。“地球物理勘探新技术”课程在最开始开设时没有可以对照的教材，教师只能从庞大复杂的参考书目中列出零散的知识点供学生预复习，这不仅导致学生学习效果不佳，也给教学组织管理增添了困难。于是，课程团队参考与整理大量国内外相关的文献资料和课程信息，将相关性高的内容进行整合梳理，于2017年完成《煤田地球物理勘探新技术》的编纂工作。在教材编写过程中，必须要把握一定的深度和广度，要在已知的知识中呈现出新的、深层次的内容，并与该专业相关工程实践相融合，积极引导学生思考并训练学生的创新思维。课程团队将立德树人视为根本，充分将思政元素融入教材的各个章节中，不断提升学生的政治素养和专业素养。

（三）创新教学模块，加强师资建设

随着新时代的到来，教学方式趋于多样化。为了适应新工科改革，课程团队决定创新推行模块化教学。由于现代教育的复杂性和自身的条件限制，传统课堂教育往往呈“流水线”形态。为了配合新教材我们推出全新的模块化授课形式。之前教学所传授的物探技术与方法内容复杂又零碎，记忆点颇多，学习强度较大且学生难以把握重点。现在课程团队将不同方法的公共点相串联，形成了弹性波技术与电磁法技术两大教学模块。例如在电磁法模块中，按照源的频率从低到高的特点依次介绍了直流电法、音频电透技术、无线电波坑道透视技术、探地雷达技术。这种循序渐进的课程安排，既便于学生的理解与记忆，又与实际生产作业高度贴合，还能减轻教师的授课负担。同时，两个模块又相互独立，如井中地震CT成像技术和煤田3D地震属性技术，既与教学大纲高度结合，又有利于高效达成教学目标，加快了以学生为中心、积极培育人才的教学改革。

教师应结合自身科研经历，将课程知识点融入真实的工程案例或研究中进行讲解，并设置翻转课堂，把讲台留给学生。教师也可以根据现有线上平台与学生多互动，定期分享发布与课程专业相关的最新研究动态，向学生传授最新的专业技术知识与正能量的思想价值观。

（四）改进考核方式，激发学生兴趣

新工科改革视域下，对教育考核方式提出了新的要求，高校课堂需要改变传统的考核方式，摒弃“唯分数论”“唯考试论”的观点。课程团队提出，学生最终成绩将结合学生平时通勤、课前预习作业、翻转课堂中的表现、上课与教师的互动、课后复习作业、实践研究的成果及期末考试成绩综合决定。过程考核贯穿课前、课中、课后，时间线从课程开始持续到课程结束。采取线上线下同步并进的方式，既提升了课堂的协同性和兴趣性，又有助于学生学有所成、学以致用，而不是短期记忆、考完就忘。

“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”新工科建设就是为了产生更好的教育效果，而提升教育效果的第一原动力就是学生的兴趣。课题团队尊重并鼓励学生创新创造与自由发展，让学生的“向学力”得到提高。新时代学生应当善于主动发现并总结自身学习规律，并在学习过程中持之以恒、锲而不舍，始终保持热爱，不断反思与进步。

三、新工科背景下“地球物理勘探新技术”课程实践成效

（一）教学效果跟踪

在新课程实施之后，根据经验汇总与多轮商讨，课程团队最终确定以直接评估和间接评估两种评估方式跟踪此次教育改革的进程。

直接评估是以在校学生的教学质量测评作为来源的一种评估方式，通过向在校学生发放问卷获得结果。经调查与统计，学生对该课程的学习自主性、积极性明显提升，不仅对学习充满兴趣，还能对知识点举一反三，对专业知识掌握较好，近三年来的课程达成率分别是74%、74%和77%。

间接评估是以用人单位的反馈信息为来源的评估方式，随机抽取部分毕业生并向其用人单位发放问卷获得结果。根据用人单位的反馈，革新教学后，勘查专业的毕业生均具备较好的专业素养，对地球物理勘探新技术的基础知识和认识把握到位，实践动手能力增强，面对工程上的难题勇于挑战、勤于思考，用人单位比较满意。

（二）改进措施循环持续

为了继续保持改革成效，课程团队决定采用PDCA（戴明循环）的方式持续改进，以计划制定—命令执行—检查验证—处理反馈四个步骤为循环，持续循环改进（如图1所示）。

图1 持续循环改进流程图

具体操作如下：（1）计划制定阶段：通过毕业生的问卷回访和在校生的学习状态，综合分析课程培养目标达成度，针对教学薄弱环节，以提高课程教学培养质量为主要目的，更新或重新制定计划，修改大纲并提出相应改进措施。（2）命令执行阶段：严格执行更新后的课程大纲、教学目标及学科规划等改进措施，规范组织教学任务，扎实有力推进教学进展，引导学生自主学习。（3）检查验证阶段：在最新的教学大纲和教学规划的指导下，做好检查和验证工作，树立高标准，在保障教学质量的同时，及时发现教学过程中存在的问题。（4）处理反馈阶段：跟进第三阶段检查的信息，总结执行阶段的成功经验与检查阶段的不足之处，并展开研究与讨论；将此次反馈得到的信息重新汇入新的一轮计划制定中，以便对执行过程中产生的问题在循环式改良中不留余力地解决。

结语

笔者所在教学团队以提高学生专业水平与思想政治素养为宗旨，时刻将培养人才作为工作中心，坚持“地球物理勘探新技术”课程改革探索，实现了教学质量的有效提升。基于教材推陈出新、教学组织与业务能力培养、创新教学模式、教学内容优化、教育目标和处理反馈高融合等，为培养具有良好职业道德，较高专业技术水平及正确价值观的综合应用型人才奠定了基础。

新工科背景下的教学改革唤起了学生的自我主动力和行动力，课程内容的新颖性和授课模式的趣味性重新点燃了学生及教师对课程学习的热情。改革锻炼了教师的工作能力，也提升了学生理论与实践的水平，有利于提高教学质量和实现进一步教育改革。