關(guān)于《工程物探》教學(xué)改革的幾點(diǎn)探討

蓋雪梅

摘要：《工程物探》是理工科院校的一門專業(yè)技術(shù)課程，本門課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、理論內(nèi)容多、難度大、學(xué)生不容易理解等特點(diǎn)。為了提高教學(xué)質(zhì)量，響應(yīng)學(xué)校對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，結(jié)合當(dāng)前教學(xué)中出現(xiàn)的一些問題，必須進(jìn)行教學(xué)改革。本文從教材改革、增加野外實(shí)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)方法改革和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性幾個(gè)方面展開，對《工程物探》教學(xué)改革進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：《工程物探》；教學(xué)改革；教學(xué)方法；學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）15-0114-03

《工程物探》是工程物理勘探的簡稱，是物理勘探技術(shù)在工程上的應(yīng)用[1]，同時(shí)《工程物探》又是地質(zhì)工程專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)課程。這門課程主要講解地震勘探、電法勘探和重力勘探幾種常用的勘查方法及在工程上的應(yīng)用。其他勘探方法，比如磁法勘探、地?zé)峥碧綖檩o助方法，只是做簡單介紹。對于地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)生，學(xué)習(xí)這門課程就是要掌握各種勘探方法技術(shù)，豐富知識結(jié)構(gòu)，提高專業(yè)素養(yǎng)，為將來就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。作為本門課程的授課教師，要改進(jìn)教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容[2]，努力提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，為社會培養(yǎng)有能力、有技術(shù)的高質(zhì)量的應(yīng)用型人才。本文從教材改革、增加野外實(shí)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)方法改革和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性幾個(gè)方面展開對工程物探教學(xué)改革的探討，旨在提高教學(xué)質(zhì)量。

一、教材改革

教材在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中起著關(guān)鍵性的作用。一本合適的教材可以幫助學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，對教師教學(xué)也起到了一臂之力的作用。教材的建設(shè)是本門課程亟待解決的一個(gè)重要問題。由于工程物探發(fā)展較晚，目前可選用的教材有限，在這些教材中，有的只是單獨(dú)介紹某一種勘探方法在工程上的應(yīng)用，如單娜琳主編的《工程地震勘探》[3]，主要講述淺層地震勘探；有的是關(guān)于地球物理學(xué)原理的介紹，太過簡略，不夠通俗易懂；還有的只涉及一些普適性的理論與方法，針對性不強(qiáng)。這些教材都不能滿足我校地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

在之前的教學(xué)過程中，本門課程所用的教材側(cè)重于介紹地球物理學(xué)的理論，工程上的淺層勘探講得不多，比較適合固體地球物理專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)，但不太適合地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)，而且教材編寫年代久遠(yuǎn)，許多章節(jié)內(nèi)容也需要更新。

根據(jù)以上情況以及本專業(yè)的特點(diǎn)、學(xué)校的政策要求和課程內(nèi)容體系，本校工程物探課程需要一本既能詳細(xì)介紹地球物理學(xué)理論，又能重點(diǎn)介紹地震勘探、電法勘探和重力勘探這幾種常用的勘探方法及在工程上的應(yīng)用的教材。另外，本門課程實(shí)踐性較強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容多、儀器多，在課堂上光聽教師講解不容易全部理解知識點(diǎn)和儀器的操作使用，而實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容又是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，因此需要編寫相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教材，這樣才能讓學(xué)生更好地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

二、增加野外實(shí)習(xí)內(nèi)容

《工程物探》這門課程的特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)，要求學(xué)生掌握常見的勘探方法及原理，掌握工程上常用的勘探儀器的操作，學(xué)生還能夠應(yīng)用相應(yīng)軟件對野外收集的數(shù)據(jù)、資料等進(jìn)行處理。傳統(tǒng)教學(xué)中本門課程分理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其中重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)為每周上一次課，通常一次實(shí)驗(yàn)課為兩節(jié)課連上，一節(jié)課是50分鐘的時(shí)間。在實(shí)驗(yàn)課上，通常前面一半的時(shí)間教師要給學(xué)生介紹儀器，教會學(xué)生如何操作，后面一半的時(shí)間學(xué)生自己練習(xí)使用儀器。但是由于學(xué)生人數(shù)多、實(shí)驗(yàn)儀器少（比如本校工程物探實(shí)驗(yàn)室只有一臺地質(zhì)雷達(dá)）、時(shí)間緊張，每個(gè)學(xué)生真正使用儀器的時(shí)間少之又少，不能夠達(dá)到讓學(xué)生真正掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求和目的，更談不上讓學(xué)生能夠使用儀器獨(dú)立的解決相應(yīng)的地質(zhì)問題。

介于這樣的現(xiàn)狀，為了響應(yīng)學(xué)校的號召，更好的培養(yǎng)應(yīng)用型人才，在《工程物探》這門課程的教學(xué)內(nèi)容中，增加野外實(shí)習(xí)內(nèi)容就很有必要了。野外實(shí)習(xí)是一次完整的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過野外實(shí)習(xí)，可以使學(xué)生加深對物理勘探方法概念的理解，鞏固已學(xué)的理論知識，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)意識，使學(xué)生能夠使用儀器獨(dú)立的解決相應(yīng)的地質(zhì)問題。例如，增加工程地震的野外實(shí)習(xí)，可以使學(xué)生在實(shí)習(xí)中掌握數(shù)字儀的使用和儀器工作參數(shù)的選擇；掌握地震勘探激發(fā)條件的選擇、檢波器的安置條件；掌握折射波法、反射波法野外資料的采集技術(shù)及方法，并進(jìn)行資料的整理與解釋；了解地震勘探野外工作施工的過程以及組織管理工作[4]。

三、教學(xué)方法的改革

《工程物探》這門課程理論內(nèi)容多、難度大，學(xué)生不容易理解。這就要求教師在教學(xué)中優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法。要求學(xué)生在有限的課時(shí)內(nèi)掌握應(yīng)用地球物理學(xué)專業(yè)的幾種主要的勘探方法，如果在理論課程中只是講述幾種勘探方法的原理，學(xué)生不可能深入地理解和掌握這幾種方法。我們要求學(xué)生不光要掌握基本原理，更重要的是能運(yùn)用這幾種勘探方法解決具體的工程地質(zhì)問題，這就必須對教學(xué)方法進(jìn)行改革。于是在教學(xué)中提出用物探方法解決具體的工程地質(zhì)問題的實(shí)例為主線的教學(xué)方法，即案例教學(xué)法。研究需要解決的地質(zhì)問題的地球物理特征—尋找合適的物探方法—分析物探信息—解決工程地質(zhì)問題[5]。在案例教學(xué)過程中，學(xué)生參與到教學(xué)當(dāng)中，可以加深學(xué)生對各種物探方法的理解，使學(xué)生更好地掌握相應(yīng)的知識點(diǎn)。例如，以對地下管線的探測為例，要求學(xué)生選用合適的物探方法求出管線的埋深以及管線的直徑。對于地下管線的探測，高密度電法和地質(zhì)雷達(dá)方法都可以運(yùn)用。但由于地質(zhì)雷達(dá)圖像直觀，后續(xù)資料處理更為簡單，而且地質(zhì)雷達(dá)的分辨率比較高，所以用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測是最合適的。地質(zhì)雷達(dá)探測的原理是由于管線的材料與周圍介質(zhì)的相對介電常數(shù)的差異性比較大，電磁波在地下介質(zhì)傳播過程中，在不同介質(zhì)的分界面上會發(fā)生反射。在探測過程中要選擇合適頻率的天線，這可以讓學(xué)生用不同頻率的天線來進(jìn)行探測，從而選出頻率最合適的天線。

上圖是在南京大學(xué)金陵學(xué)院校園內(nèi)進(jìn)行的用瑞典MALA公司生產(chǎn)的ProEx地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行管線探測的剖面圖，使用的是250MHz的屏蔽天線。對圖像進(jìn)行處理之后可以得出，管線直徑為0.3m，埋深約為0.6m。

在課堂上選擇不同的典型案例，讓學(xué)生通過對一個(gè)具體案例的分析學(xué)習(xí)，達(dá)到掌握某種物探方法的目的。與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，案例法教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)習(xí)效率，有利于學(xué)校對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

四、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性是提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的關(guān)鍵因素之一。在《工程物探》課程的教學(xué)過程中，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，可以采取以下幾種手段。

首先，作為教師要以身作則，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，以自身的人格魅力和專業(yè)素養(yǎng)來感染和影響周圍的學(xué)生。在講課過程中要推導(dǎo)嚴(yán)密、思路清晰，以最容易理解的語言把知識點(diǎn)給學(xué)生講述出來，注意教師和學(xué)生之間的互動(dòng)。在平時(shí)要按時(shí)給學(xué)生答疑，跟學(xué)生多交流，多關(guān)心學(xué)生，對于學(xué)生提出的建議要虛心接受。

其次，要采用一定的教學(xué)手段。在當(dāng)前的大學(xué)課堂中，多媒體教學(xué)課件的使用已經(jīng)非常普遍，與傳統(tǒng)教學(xué)相比，它的使用可以提高教學(xué)效率，使課堂更加生動(dòng)，還可以加強(qiáng)學(xué)生與教師之間的互動(dòng)。在教學(xué)課件中，可以插入圖片、動(dòng)畫、視頻等內(nèi)容，使課堂不再枯燥，加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，這里要注意避免在課堂上出現(xiàn)“讀PPT”、“放電影”等走馬觀花的現(xiàn)象出現(xiàn)。這就要求教師在上課時(shí)要注意多媒體教學(xué)課件的使用與傳統(tǒng)板書相結(jié)合，這樣才能相得益彰，既能加深學(xué)生對重要內(nèi)容的理解，又能節(jié)省課堂時(shí)間。在《工程物探》理論教學(xué)過程中就采用了多媒體教學(xué)課件與傳統(tǒng)板書相結(jié)合的教學(xué)方式。

為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，還可以嘗試采用新的教學(xué)模式，比如翻轉(zhuǎn)課堂[6]。在一些高校中，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式已經(jīng)被應(yīng)用并取得了較好的教學(xué)效果。翻轉(zhuǎn)課堂是一種新的教學(xué)模式，不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式的是，它改變了傳統(tǒng)教學(xué)中課堂上傳授知識、課堂下內(nèi)化知識的過程，將知識的傳授提至課前。學(xué)生在課下自主完成教師事先準(zhǔn)備的教學(xué)視頻等教學(xué)內(nèi)容，而課堂則變成了師生和生生之間互動(dòng)的場所，包括答疑解惑、知識的運(yùn)用、知識點(diǎn)的拓展等，從而達(dá)到更好的教育效果。

五、結(jié)語

《工程物探》是理工科院校的一門專業(yè)技術(shù)課程，教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響學(xué)生培養(yǎng)的質(zhì)量。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)本著對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的原則，按照教學(xué)改革的要求，編寫適合本專業(yè)學(xué)生的教材，合理安排教學(xué)內(nèi)容，靈活的運(yùn)用各種教學(xué)手段，采用科學(xué)的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，使《工程物探》教學(xué)改革能夠真正落實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張劍，黃劍鋒.理論力學(xué)教學(xué)改革的幾點(diǎn)探討[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，3（1）：62-65.

[3]單琳娜，程志平，劉云禎.工程地震勘探[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2014.

[4]張賽民，周竹生.《淺層地震》實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書[Z].

[5]程勃，呂玉增，丁彥禮.案例教學(xué)法應(yīng)用于“工程物探”教學(xué)的探索[J].教育教學(xué)論壇，2015，（45）：248-249.

[6]崔凡.“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在環(huán)境工程物探教學(xué)中的應(yīng)用[J].教改教法，2015，（312）：60-61.