物理礦業類課程教學

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《應用地球物理》課程是河南理工大學資源環境學院地質科學與工程系和地球信息科學與技術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部各部分的物理條件、物理性質和物理狀態，從時間和空間兩方面找出它們之間的聯系和規律，從而達到認識地球，借以實現地質勘查和找礦目標，減少地質災害[1]。對于河南理工大學等以煤炭資源為主要主導的礦業類高校來說，本科畢業的學生大部分進入到煤炭系統工作，如何合理地設置應用地球物理課程內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狀

應用地球物理課程主要講授內容包括以下三個部分：一是應用地球物理方法的物質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容龐雜、知識面廣、理論公式繁瑣、內容抽象，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。這已經不適應當前高速發展的礦產資源開發對人才的要求。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）課程內容相對陳舊。21世紀以來，應用地球物理學科發展迅猛，各種新技術、新方法層出不窮。例如物探數據處理技術早已融合了現代信號處理的思想、概念和方法。而課堂上講授的仍是傳統數據處理內容，且部分技術方法已經被生產單位所拋棄，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，涉及到數學、物理、電子、信號等領域。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的理論公式難以段時間內消化，造成學習的困難。

（3）計算機技術對于應用地球物理來說具有舉足輕重的地位，尤其是現代地球物理處理技術，更是離不開計算機。例如目前絕大多數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的理論學習，與生產單位發展需求脫節。

（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，缺少實際地區的實際數據采集、處理和解釋的訓練，導致學生動手能力差。

2.教學內容改革探討

針對以上教學過程中出現的問題，結合多年應用地球物理教學經驗，提出以下幾個課程教學內容改革的想法。

（1）作為以煤炭為主導的礦業類高校，本科畢業的學生大多進入到煤炭系統工作。因此，在教學過程中，因充分考慮煤礦企業對物探技術的需求。如增強地震勘探在解決煤田構造方面的內容，以及電法勘探對煤礦富水區和采空區的探測內容，使得學生在學校所學到的知識能夠跟上現代社會發展的步伐。

（2）由于課時有限，而應用地球物理覆蓋的物探專業知識領域廣泛，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）課程內容應該與時俱進，保持行業先進性。在保留傳統基本理論的基礎上，增加應用地球物理新技術、新方法的講解。將現代信號處理、計算機處理的信息傳授給學生，擴大學生的知識面，增強學生就業競爭力。

（4）重視應用地球物理數值正演模擬。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。

3.結語

應用地球物理課程對于資源勘查、地質等本科專業是一門非常重要的基礎課程，是煤礦企業的一項重要的技術手段。作為培養人才的礦業類高等院校，應注重學科發展的動向，保持與實際生產密切結合，避免理論與實踐脫節，為培養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節。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合，培養學生的實際操作能力。