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《應用地球物理》礦業(yè)類高校課程教學內(nèi)容探析論文
【論文關(guān)鍵詞】應用地球物理 物探 礦業(yè) 教學
【論文摘要】應用地球物理是礦業(yè)類高校的一門重要必修課程。隨著煤炭系統(tǒng)對物探技術(shù)的需求與日俱增,對應用地球物理課程內(nèi)容的講授提出了更高的要求。為了使學生的培養(yǎng)更加適應現(xiàn)代化技術(shù)快速發(fā)展的需要,本文通過分析目前應用地球物理課程中存在的問題,提出了一些課程教學內(nèi)容改進的方法和建議,對于礦業(yè)類高校的應用地球物理課程內(nèi)容具有一定的參考價值。
引言
《應用地球物理》課程是河南理工大學資源環(huán)境學院地質(zhì)科學與工程系和地球信息科學與技術(shù)系以及水文與水資源工程系的必修課。該課程是一門以地球為研究對象的應用物理學,它利用物理學的力學、電學、磁學、熱學等方面的原理與方法,通過觀測和研究地球內(nèi)部各部分的物理條件、物理性質(zhì)和物理狀態(tài),從時間和空間兩方面找出它們之間的聯(lián)系和規(guī)律,從而達到認識地球,借以實現(xiàn)地質(zhì)勘查和找礦目標,減少地質(zhì)災害[1]。
對于河南理工大學等以煤炭資源為主要主導的礦業(yè)類高校來說,本科畢業(yè)的學生大部分進入到煤炭系統(tǒng)工作,如何合理地設置應用地球物理課程內(nèi)容對于學生以后所從事工作具有重要的指導意義。
1 應用地球物理課程現(xiàn)狀
應用地球物理課程主要講授內(nèi)容包括以下三個部分:一是應用地球物理方法的物質(zhì)基礎及地球物理場的基本概念;二是應用地球物理分析的正演方法;三是應用地球物理的各類勘探方法和應用,包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地球物理測井和放射性勘探等。其中,第一、二部分是應用地球物理學的基礎,第三部分是課程講授的重點。
由于應用地球物理課程內(nèi)容龐雜、知識面廣、理論公式繁瑣、內(nèi)容抽象,學生在學習過程中普遍反映難度偏大,抓不住重點,難以理解地球物理概念。這已經(jīng)不適應當前高速發(fā)展的礦產(chǎn)資源開發(fā)對人才的要求。一個完整、合理的應用地球物理課程,應該同時具有理論性和實踐性。既能傳授學生相應的學科科學理論體系,又要顧及生產(chǎn)單位對人才的要求,要具有一定的實用性,使得學生工作后能盡快融入到工作環(huán)境中,并能把課本上的理論知識應用到實際中去,能夠解決生產(chǎn)單位面臨的實際問題。
目前,我校應用地球物理課程主要面臨如下的實際問題:
。1) 課程內(nèi)容相對陳舊。21世紀以來,應用地球物理學科發(fā)展迅猛,各種新技術(shù)、新方法層出不窮。例如物探數(shù)據(jù)處理技術(shù)早已融合了現(xiàn)代信號處理的思想、概念和方法。而課堂上講授的仍是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理內(nèi)容,且部分技術(shù)方法已經(jīng)被生產(chǎn)單位所拋棄,學生在學校所接受的知識過于陳舊,不能滿足快速發(fā)展社會的需要。
。2) 基礎課程開設偏少,導致應用地球物理概念理解困難。應用地球物理具有廣泛的理論體系,涉及到數(shù)學、物理、電子、信號等領(lǐng)域。如果學生之前沒有學過這些基礎課程,在聽課時,對應用地球物理課本中出現(xiàn)的理論公式難以段時間內(nèi)消化,造成學習的困難。
(3) 計算機技術(shù)對于應用地球物理來說具有舉足輕重的地位,尤其是現(xiàn)代地球物理處理技術(shù),更是離不開計算機。例如目前絕大多數(shù)地球物理處理軟件都是基于UNIX或LINUX平臺,而學生普遍缺乏該系統(tǒng)的理論學習,與生產(chǎn)單位發(fā)展需求脫節(jié)。
。4) 實驗課對于學生提高應用地球物理的感性認識作用明顯,尤其是對實踐性很強的應用地球物理課來說,需要大量的實際操作才能深入理解。而目前實驗教學大多屬于觀察、驗證性類型,缺少實際地區(qū)的實際數(shù)據(jù)采集、處理和解釋的訓練,導致學生動手能力差。
2 教學內(nèi)容改革探討
針對以上教學過程中出現(xiàn)的問題,結(jié)合多年應用地球物理教學經(jīng)驗,提出以下幾個課程教學內(nèi)容改革的想法。
。1) 作為以煤炭為主導的礦業(yè)類高校,本科畢業(yè)的學生大多進入到煤炭系統(tǒng)工作。因此,在教學過程中,因充分考慮煤礦企業(yè)對物探技術(shù)的需求。如增強地震勘探在解決煤田構(gòu)造方面的內(nèi)容,以及電法勘探對煤礦富水區(qū)和采空區(qū)的探測內(nèi)容,使得學生在學校所學到的知識能夠跟上現(xiàn)代社會發(fā)展的步伐。
。2) 由于課時有限,而應用地球物理覆蓋的物探專業(yè)知識領(lǐng)域廣泛,因此在授課過程中,應有所取舍對。對于應用面較窄的放射性勘探、地熱勘探等可作為課余了解內(nèi)容,而探測效果明顯的地震勘探、電法勘探和重力勘探等需要詳細講解。
。3) 課程內(nèi)容應該與時俱進,保持行業(yè)先進性。在保留傳統(tǒng)基本理論的基礎上,增加應用地球物理新技術(shù)、新方法的講解。將現(xiàn)代信號處理、計算機處理的信息傳授給學生,擴大學生的知識面,增強學生就業(yè)競爭力。
。4) 重視應用地球物理數(shù)值正演模擬。地球物理正演模擬是反演的基礎,通過正演模擬可以使得學生更好的理解地球物理場的變化特征,避免空洞的公式推導,提高學生學習的興趣,使學生更容易掌握地球物理的概念。同時,還能增強學生計算機編程能力,讓學生自己上機進行運算模擬,提高對正演模型的理解。
。5) 重視實驗課的作用。地球物理實踐性很強,應通過實驗課程加強學生的動手能力和創(chuàng)新能力,能夠使學生把書本上的理論知識和實際應用相結(jié)合。通過野外數(shù)據(jù)實際采集,提高學生對地球物理的理解,提高物探行業(yè)的感性認識。為了讓學生更好地了解物探儀器設備,河南省生物遺跡與成礦過程重點實驗室(河南理工大學)購置了國際先進的ARIES三維地震儀、V8電法勘探儀,為學生認識物探儀器提供了有利的條件。實踐證明,充分利用好實驗課培養(yǎng)學生的動手能力,對于提高學生對地球物理概念的理解作用明顯。
3 結(jié)語
應用地球物理課程對于資源勘查、地質(zhì)等本科專業(yè)是一門非常重要的基礎課程,是煤礦企業(yè)的一項重要的技術(shù)手段。作為培養(yǎng)人才的礦業(yè)類高等院校,應注重學科發(fā)展的動向,保持與實際生產(chǎn)密切結(jié)合,避免理論與實踐脫節(jié),為培養(yǎng)新世紀人才不斷努力。
應用地球物理是實踐性很強的一門課,在課程學習過程中,實踐教學對學生認知地球物理是一個不可缺少的重要環(huán)節(jié)。通過實踐教學,使得學生把課本上說學到的理論知識和實踐應用相結(jié)合,培養(yǎng)學生的實際操作能力。
參考文獻:
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