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地质工程专业地球物理勘探课的教学改革

时间:2022-10-05 17:29:44 大专毕业论文 我要投稿
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地质工程专业地球物理勘探课的教学改革

  地质工程专业地球物理勘探课的教学改革【1】

地质工程专业地球物理勘探课的教学改革

  摘要:地球物理勘探课是地质工程专业中一门应用性很强的课程。

  通过确立正确的教学指导思想,精选适用的教材,采用生动灵活的授课技巧,运用恰当的教学工具,积极引进工程物探新技术成果,突出实践性教学等措施,能够促使物探课的教学效果显著改善。

  关键词:地质工程;地球物理勘探;教学;改革

  从20世纪50年代我国地球物理教育起步至今,几十年来,我国的地球物理勘探教育取得了巨大的进展。

  然而,在目前的地质工程专业中,应用地球物理仅被作为一类技术方法而不是作为一个有着系统理论体系的学科来看待,这就极大地限制了应用地球物理学科专业的建设和发展,也使得地球物理勘探课(以下简称“物探课”)教学产生一定的问题。

  首先,地质工程专业下的物探课程包含重、磁、电、震、放射性等众多内容,涉及面广,但课时设置相对较少,使得课程没有重点和针对性,缺乏深度。

  其次,地质工程专业物探课程的实验课课时仅为4个学时,实践环节的缺失造成学生实际应用能力不强。

  最后,物探课的教学方法和教学手段单一,难以激发学生的兴趣。

  以上这些问题严重影响了物探课教学的效果,必须对其进行改革。

  一、重新定位,突出特色教育

  1.重新定位教学目标,确立培养“一专多能”的人才培养模式

  地质工程专业学生就业面比较广,涵盖了铁路、公路、港口、水利、水电等系统。

  因此,在教学指导思想上,要确立以工科为主、理工结合的施教思想。

  地球物理学涉及大量的数学物理方程,比较抽象,逻辑性也强。

  但是,地质工程专业的学生很多并不具备地球物理专业的数理基础,因此,在教学内容上应重视培养学生的应用能力,而避免把重点放在烦琐的公式推导上。

  在课程内容的选取上,应当体现地质工程专业物探学的“一专多能”,做到“突出重点,兼顾全面”。

  “一专”和“重点”是指物探课教学应突出地质工程专业的特点,“多能”和“全面”是指兼顾其他领域的工程物探,并了解资源和矿产方面的物探知识。

  2.优化教学内容,突出工程物探特色

  尽管工程物探与常规物探的基本理论相近,但二者的工作方法和要求却有所不同。

  一般情况下,工程物探要求的精度和分辨率更高,由于工程地质任务和工作条件的特殊性,工程物探的方法选择又有特殊的要求,通常是几种物探手段综合应用。

  因此,在物探课教学中要将工程物探和常规物探的教学区分开来,教学中应充分利用学生掌握的物探知识,突出工程物探特色。

  3.兼顾行业,突出特色教育

  由于开设地质工程专业物探课的高校主要服务的行业不同,因此,高校应根据自身的实际情况,考虑行业的实际需要,突出物探课的特色教育。

  以笔者所在的华北水利水电学院为例,学校具有水利水电行业特色,同时考虑到工程物探课只是华北水利水电学院地质工程专业的一门专业选修课,总学时少,课程涉及内容较多,因此应突出重点,主要讲授水利水电工程常用的物探方法,包括浅层反射地震勘探技术、高密度电法勘探技术、瞬态面波勘探技术、声波勘探技术、层析成像技术、水声勘探技术、地质雷达技术和桩基无损检测技术等,而对放射性、重力、地温、磁法勘探等基本原理及工程应用只作简要介绍。

  在物探技术的应用上,华北水利水电学院在教学中增加了水文地质参数测试、质点振动参数测试、岩体质量检测、洞室松动圈探测、防渗墙质量检测、滑坡体探测等内容。

  由于目前工程物探的教材大部分只涉及一些普适性的理论与方法,针对性不强,不太适合华北水利水电学院地质工程专业学生的学习,因此在课程讲授中,笔者大量吸收物探方面的新理论、新成果、新信息,加强对工程物探新方法与装备技术的介绍和讲解,并结合工程实例加以说明。

  此外,为拓宽学生的知识面,笔者还简单介绍了物探在资源矿产勘查、交通、海洋、国防安全等方面的应用以及当代物探的新技术、新方法。

  在课堂教学中引入国内外水利水电物探专家的最新科研成果充实教学内容,既拓宽了学生的知识面,又增强了知识的适用性,效果非常好。

  二、优化教学手段,增加课程的直观性和可理解性

  1.借助多媒体,实施案例教学

  教学方法和手段改革是教学改革的重要方面,是培养学生创新精神、实践能力和学习能力的有效举措,是提高教学质量、提升办学水平的“催化剂”。

  工程物探教学中有很多感性认识的内容,应多借助多媒体进行教学。

  例如:讲述地震勘探的野外观测系统时,涉及炮间距、道间距、排列长度、偏移距、覆盖次数等概念,讲起来很空洞,学生不容易理解,这时候就可以借助录像或动画进行讲解,学生非常喜爱。

  再如,在讲授基桩高应变检测的时候,播放一段高应变实测过程的录像,学生印象很深,很容易就记住了教学内容。

  2.举办专题讲座,深化专业学习

  工程物探课教学应增进学术交流,努力做到“走出去”与“请进来”相结合。

  以华北水利水电学院为例,借助成为河南省政府与水利部共建地方高校的契机,华北水利水电学院把任课教师送到工程单位学习,在生产一线经受锻炼。

  学院还邀请国内外知名学者、专家来校讲学、作学术报告,教师和学生从中受益匪浅。

  此外,学院还经常举办物探仪器展销活动,开阔学生的视野;工程物探专业研究生的论文选题报告和毕业论文答辩也对本科生开放,鼓励本科生参加并讨论,增强专业吸引力,深化专业学习。

  三、加强实践教学,增强学生动手能力

  提高学生解决实际问题的能力,加强实践环节教学,要立足于实验室建设和实践基地建设两个方面。

  1.加强实验室建设

  为了解决学生多、野外实习机会少的矛盾,保证教学效果,实现教学目标,就要把加强教学试验环节作为课程改革的工作重点,在现有的学时中增加实验教学的学时。

  例如:华北水利水电学院投入巨资建设了217平方米的工程物探实验室,购置了一批工程物探和工程检测仪器,配备有低频组合、100Mhz和900Mhz天线类型的美国SIR3000地质雷达1套,60道高密度电法仪、48道浅层地震仪各1套,DDC-6电子自动补偿仪10台,α射线快速测量仪1套,中国科学院武汉岩土所生产的RSM-24FD桩基动测仪、静力载荷仪、智能声波探测仪各1套,具备了进行声波检测、地震勘探、电法勘探和雷达探测等新技术实验的能力。

  学院的物探实验课内容包括声波波速测试、声波跨孔测试、场地高分辨率地震勘探实验、场地地质雷达探测实验和高密度电法勘探实验等内容。

  先进实验室的建成,极大地丰富了教学内容,开阔了学生的眼界,使学生有机会操作各种工程检测仪器,增强了实践能力,避免了“眼高手低”现象的产生。

  2.建设校外教学实践基地

  通过实验室中各种实验的锻炼,学生提高了动手能力。

  但是,纯粹的实验室教学是无法培养出杰出的地质工程人才的。

  因为实际的工程环境是千差万别的,没到过工地去体验,学生还只是仪器操作员而已。

  野外实习能够提升学生处理工程实际问题的能力,然而野外实习需要很大的成本,而且学生的安全也是学校最为担心的一个问题。

  建设固定的校外教学实践基地能够较好地解决野外实习学生的安全问题,而且成本也较低。

  如为加深学生对管网探测技术的了解,在实践基地埋设不同材质、不同管径、不同深度的管道,采用管网探测仪探测研究。

  另外,利用学院新校区建设桩基工程,组织学生进行现场观摩、实际操作,然后进行交流讨论,大大提高了学生的实践能力。

  校外教学实践基地建设要坚持“产、学、研”相结合的原则,以学校与社会结合为前提,以充分利用社会资源为基础,以提高教学质量为首要目的,以有效措施为保障,努力做到既有利于加强实践教学,培养学生的创新精神和实践能力,又有利于教学科研活动和实践教学体系的建设和完善。

  参考文献:

  [1]阮百尧,沈云发,朱晓媚等.挪威地球物理勘探教学对我国勘查技术与工程专业教学的启发[J].中国地质教育,2004,(3).

  [2]王大顺.教育心理学[M].兰州:兰州大学出版社,2006.

  [3]王君恒,范振林.地球物理学课程学习动机激发策略实践[J].中国地质教育,2009,(3).

  [4]赵锡奎.遵循教学规律办地质教育,力推知行相济育地质人才[J].中国地质教育,2006,(1).

  地质工程专业地球物理勘探课程的教学【2】

  摘 要:针对地质工程专业地球物理勘探课程的授课对象的专业特点以及课程本身理论实践并重的特点,从教学内容、教学手段、实验和考核四个环节分别进行探索,提高地球物理勘探课程在地质工程专业的教学效果,通过教育改革的具体实施办法,旨在为实践教育课程的蓬勃发展提供有力理论与实践依据。

  关键词:地质工程;地球物理勘探课程;教学研究

  随着我国经济建设的快速发展,工程地质人才得到广泛重视。

  但传统的工程地质勘探方法已不能很好地满足现代工程设计与高效施工的要求,地球物理勘探方法被越来越多地运用到地质工程领域中。

  在目前的地质工程专业中,地球物理勘探课程教学产生了一些问题。

  首先,地球物理勘探课程包含内容多,涉及物理知识面广,是一门数理基础要求很高并与计算机技术等紧密联系的课程,但课时设置相对较少。

  其次,地质工程专业物探课程的实验环节仪器数量有限,造成许多学生对实践环节认识不深刻。

  另外,作为当代大学课堂教学的通病,大量移动智能终端的使用使得部分学生有效课堂学习时间少,而地球物理勘探课程内容难度大,会加重这种现象的发生。

  为了扭转这一局面,提高课程质量,需要根据地质工程专业特点对地球物理勘探课程进行改进,本文从教学内容、教学手段、实验环节以及考核四个方面分别谈一些体会。

  一、教学内容的优选

  地球物理学涉及大量的数学物理方程,比较抽象,逻辑性也强。

  但是,地质工程专业的学生很多并不具备地球物理专业的数理基础,因此,在教学内容上应重视培养学生的应用能力,而避免把重点放在烦琐的公式推导上。

  在课程内容的选取上,应当体现地质工程专业物探学的特点,即地球物理勘探课程教学应突出地质工程专业的特点。

  地质工程专业学生就业面比较广,因此,高校应根据自身的实际情况,考虑行业的实际需要,突出地球物理勘探课程的特色教育。

  对于中国矿业大学的地质专业来讲,很多学生的就业方向以服务矿山为主,因此在课程授课过程中要突出资源和矿产方面的物探知识,兼顾工程物探方法的介绍。

  授课内容偏重于矿井物探中的最常用的技术与方法――地震勘探、电法勘探以及测井技术。

  在教材的选取和课程讲授中,大量吸收地球物理勘探方面的新理论、新成果、新信息,特别注重介绍满足现代矿井地质工作需求的矿井地球物理勘探新技术,及时引入国内知名矿井物探专家的最新科研成果充实教学内容,拓宽学生的知识面。

  二、教学手段的优化

  教学方法及手段的改革是教学改革的重要方面,是培养学生创新精神、实践能力和学习能力的有效举措。

  地球物理勘探教学中有很多感性认识的内容,应充分利用现代化多媒体手段进行教学。

  多媒体教学不是简单地将教案搬到计算机上,而是要充分利用多媒体的优势提高教学生动性。

  由于计算机技术的发展,地球物理勘探所利用的各种物理场的变化规律都可以利用各种数值模拟软件进行仿真,很多研究生都对这类问题展开了研究,所获取的各种模拟成果都可以拿到课堂给学生展示,增加他们对所学知识的直观认识,加强理解。

  例如:讲述地震波的传播规律时,利用时距曲线公式来描述,讲起来很空洞,学生不容易理解,这时候就可以借助数值模拟的动画进行演示,调动学生的听课热情。

  再如,讲地震勘探野外施工的时候,播放一段野外施工过程的录像,学生印象很深,很容易就记住了教学内容,增加了课程的直观性和可理解性。

  地球物理勘探课程最终的教学目的是应用,在理解基本原理的基础上,可以增加案例教学的比例。

  案例教学要讲究方式方法,如果不进行引导,直接将案例内容讲给学生,学生当时听个热闹,课后在理解消化上就存在滞后的问题。

  因此可以在讲述案例前先把问题抛给学生,由学生根据当堂学习内容提出自己的解决方法,或者利用分组的形式来对案例进行讨论,然后可根据学生的解决方法分析存在的问题加以点评。

  目前,电子产品的广泛使用及校园网络的便捷,给学生生活带来方便的同时也严重影响了听课效果。

  对待这个问题,部分学校的做法是上课前收通信工具,下课后返还,这种方式并没有从源头上解决问题。

  究其原因,主要是学生的课堂积极性没被调动起来。

  可以将课堂教学分为教学+考核的方式,每次课堂拿出10分钟用来进行课堂测验,考核结果纳入课程最终总评,从而改善听课的效果,同时这样做也使教师最终对每个学生的学习评价更加科学合理。

  充分利用微信等带来的便捷,开设课程微信群,既方便为学生答疑,又能方便学生相互学习讨论。

  教师还可在微信公众平台上发起话题,师生互动讨论,并利用微信的点评和积分功能给予学生激励,这样做促进了师生之间及生生之间观点的碰撞。

  三、实践教学的改进

  地球物理勘探课程是一门实践性很强的课程,为了保证教学效果,实现教学目标,就要把加强教学实验环节作为课程教学的重要一环。

  学生通过实验室中各种实验的锻炼,可以加深对理论知识的理解和掌握,也能提高动手能力。

  但是地质工程专业学生众多,而实验室仪器数量有限,为了避免学生扎堆实验、走马观花,解决学生多、仪器少的矛盾,采用分批、分小组的实验方法。

  教师应充分利用各种仿真软件在实验之前先给学生演示,并要求学生实验前提交实验方案,使学生对实验内容预先熟悉。

  纯粹的实验室教学与实际的工程环境是千差万别的,没到过工地去体验,学生还只是仪器操作员。

  野外实习能够提升学生处理实际工程问题的能力,然而野外实习需要很大的成本,而且学生的安全也是最让人担心的一个问题。

  建设固定的校内教学实践基地能够较好地解决野外实习学生的安全问题,而且成本也较低。

  校内场地实验受实验环境的影响,采用的方法有局限。

  例如,地震勘探只能采用锤击震源的方法,勘探深度有限,这样很多时候无法获得满意的典型记录信号,缺乏说服力,因此可在校内实验场地预先设计一些典型地质结构埋置于地下,实验数据可以和已知地质模型对照分析,以便更好地实现实验的预期效果。

  四、考核方式的改革

  地球物理勘探课程的授课对象为大三年级的学生,很多学生开始对课程的投入精力不如低年级基础课多,甚至有部分学生认为考前突击就可以解决问题,这种快餐式的学习方法对知识的长久掌握和理解非常不利。

  为了提高课程学习的长期效果,我们将随堂考核纳入课程考核体系,使学生带着压力听课,可显著地提高学生的听课效果,同时很大程度上避免了考前突击现象的发生。

  互联网的普及使学生能够随时获取大量信息,而且网络让师生在信息获取上趋于同步,这时教师在教学信息资源的掌握上不再具有绝对优势。

  教师要想更好地利用这些海量信息,就要更多地担任教学内容引导者的角色。

  除了随堂测试以外,鼓励学生利用课外时间多探索更具时效性的新技术方法。

  地球物理勘探课程所讲授的内容相对独立,这时教师就可以针对每个不同的勘探方法分别布置课外专题阅读任务,并以学生讲学的方式纳入考核体系。

  研讨式的教学方式既激发了学生自主学习的热情,又是对课堂教学内容的丰富。

  五、结语

  教育既要遵循既有的教育规律,又要根据形势变化及时调整教育方法。

  通过以上几方面的努力,地质工程专业地球物理勘探课程的教学效果得到明显改善,学生专业综合素质得到明显提高,这对增进学生的自信心、培养其独立解决问题的能力有很好的促进作用。

  良好的学风会在各年级间传递,形成良性循环,从而进一步提升整体教学效果。

  参考文献:

  [1]李勤.地球物理勘探课程在地质工程专业教学的探索[J].大学教育,2014(4):111-112.

  [2]贾豫葛.地质工程专业地球物理勘探技术课程教学实践与思考[J].职业技术,2011(134):14.

  [3]潘纪顺.地质工程专业地球物理勘探课的教学改革[J].河南教育(中旬), 2010(8):63.

  [4]刘向红,张平松,等.应用型示范本科高校实践课程的设计研究[J].中国地质教育,2012(4):123-125.

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