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关于工程物探教学改革的几点探讨

[日期:2017-04-22]   来源:教育教学论坛  作者:教育教学论坛编辑部   阅读: 0[字体: ]

作 者:河北教育教学论坛编辑部

文章出处:河北教育教学论坛编辑部

发稿时间:2017/4/22 16:56:51

内容摘要:

    关于工程物探教学改革的几点探讨
盖雪梅
(南京大学金陵学院,江苏 南京 210089)

  摘要:《工程物探》是理工科院校的一门专业技术课程,本门课程具有实践性强,理论内容多,难度大,学生不容易理解等特点。为了提高教学质量,响应学校对应用型人才的培养,结合当前教学中出现的一些问题,必须进行教学改革。本文从教材改革、增加野外实习内容、教学方法改革和激发学生学习的主动性几个方面展开,对工程物探教学改革进行了探讨。
  关键词:工程物探;教学改革;教学方法;学习的主动性
Some Suggestions on Instructional Reform of Engineering Geophysical Prospecting
Gai Xuemei
(Nanjing University Jingling College,Jiangsu Nanjing 210089)
Abstract: Engineering geophysical prospecting is a professional technical course in Colleges of engineering. The characteristics of the course are strong practicalness, great difficulty and so on . The course is not easy to understand to students. In order to improve the quality of teaching, we must carry on the instructional reform. The instructional reform is the response of the school to the training of applied talents. The instructional reform can solve the problems in teaching at present. The article has discussed instructional reform of engineering geophysical prospecting from reform of textbooks, increasing the content of field trip and stimulating students' initiative.
Key words: engineering geophysical prospecting; instructional reform ; teaching method; learning initiative

  《工程物探》是工程物理勘探的简称,是物理勘探技术在工程上的应用[1],同时《工程物探》又是地质工程专业一门重要的专业技术课程。这门课程主要讲解地震勘探、电法勘探和重力勘探几种常用的勘查方法及在工程上的应用。其他勘探方法,比如磁法勘探、地热勘探,为辅助方法,只是作简单介绍。对于地质工程专业的学生,学习这门课程就是要掌握各种勘探方法技术,丰富知识结构,提高专业素养,为将来就业打下坚实基础。作为本门课程的授课教师,要改进教学方法,优化教学内容[2],努力提升学生学习的积极性,为社会培养有能力、有技术的高质量的应用型人才。
  本文从教材改革、增加野外实习内容、教学方法改革和激发学生学习的主动性几个方面展开对工程物探教学改革的探讨,旨在提高教学质量。
  一、教材改革
  教材在学生学习过程中起着关键性的作用。一本合适的教材可以帮助学生进行系统的学习,对教师教学也起到了一臂之力的作用。教材的建设是本门课程亟待解决的一个重要问题所在。由于工程物探发展较晚,目前可选用的教材有限。在这些教材中,有的只是单独介绍某一种勘探方法在工程上的应用,如单娜琳主编的《工程地震勘探》[3],主要讲述浅层地震勘探;有的书籍关于地球物理学原理介绍的太过简略,不够通俗易懂;还有的只涉及一些普适性的理论与方法,针对性不强。这些教材都不能满足我校地质工程专业学生的学习。
  在之前的教学过程中,本门课程所用的教材侧重于介绍地球物理学的理论,工程上的浅层勘探讲的不多,比较适合固体地球物理专业学生的学习,但不太适合地质工程专业学生的学习。而且教材编写年代久远,许多章节内容也需要更新。
  根据以上情况以及本专业的特点、学校的政策要求和课程内容体系,本校工程物探课程需要一本能详细的介绍地球物理学理论,又能重点介绍地震勘探、电法勘探和重力勘探这几种常用的勘探方法及在工程上的应用的教材。另外,本门课程实践性较强,实验课程内容多、仪器多,在课堂上光听老师讲解,不容易全部理解知识点和仪器的操作使用,而实验课内容又是学习的重点。因此需要编写相应的实验教材,这样才能让学生更好地进行学习。
  二、增加野外实习内容
  《工程物探》这门课程的特点是实践性强,要求学生掌握常见的勘探方法及原理,掌握工程上常用的勘探仪器的操作,学生还应该能够应用相应软件对野外收集的数据、资料等进行处理。传统教学中本门课程分理论教学和实验教学,其中重点是实验教学。实验教学为每周上一次课,通常一次实验课为两节课连上,一节课是五十分钟时间。在实验课上,通常前面一半时间教师要给学生介绍仪器,教会学生如何操作,后面一半时间学生自己练习使用仪器。但是由于学生人数多,实验仪器少(比如本校工程物探实验室只有一台地质雷达),时间紧张,每个学生真正使用仪器的时间少之又少,不能够达到让学生真正掌握实验内容的要求和目的,更谈不上让学生能够使用仪器独立的解决相应的地质问题。
  介于这样的现状,为了响应学校的号召,更好的培养应用型人才,在《工程物探》这门课程的教学内容中,增加野外实习内容就很有必要了。野外实习是一次完整的实践性教学环节,通过野外实习,可以使学生加深对物理勘探方法概念的理解,巩固已学的理论知识,加强学生的动手能力和团队意识,使学生能够使用仪器独立的解决相应的地质问题。例如,增加工程地震的野外实习,可以使学生在实习中掌握数字仪的使用和仪器工作参数的选择;掌握地震勘探激发条件的选择、检波器的安置条件;掌握折射波法、反射波法野外资料的采集技术及方法,并进行资料的整理与解释;了解地震勘探野外工作施工的过程以及组织管理工作[4]。
三、教学方法的改革
  《工程物探》这门课程理论内容多,难度大,学生不容易理解。这就要求教师在教学中优化教学内容,改革教学方法。要求学生在有限的课时内掌握应用地球物理学专业的几种主要的勘探方法,如果在理论课程中只是讲述几种勘探方法的原理,学生不可能深入地理解和掌握这几种方法。我们要求学生不光要掌握基本原理,更重要的是能运用这几种勘探方法解决具体的工程地质问题,这就必须对教学方法进行改革。
  于是在教学中提出用物探方法解决具体的工程地质问题的实例为主线的教学方法,即案例教学法。研究需要解决的地质问题的地球物理特征-寻找合适的物探方法-分析物探信息-解决工程地质问题[5]。在案例教学过程中,学生参与到教学当中,可以加深学生对各种物探方法的理解,使学生更好的掌握相应的知识点。例如,以对地下管线的探测为例,要求学生选用合适的物探方法求出管线的埋深以及管线的直径。对于地下管线的探测,高密度电法和地质雷达方法都可以运用。但由于地质雷达图像直观,后续资料处理更为简单,而且地质雷达的分辨率比较高,所以用地质雷达进行探测是最合适的。地质雷达探测的原理是由于管线的材料与周围介质的相对介电常数的差异性比较大,电磁波在地下介质传播过程中,在不同介质的分界面上会发生反射。在探测过程中要选择合适频率的天线,这可以让学生用不同频率的天线来进行探测,从而选出频率最合适的天线。
  
  

图1 地下管线的雷达剖面图
  上图是在南京大学金陵学院校园内进行的用瑞典MALA公司生产的ProEx地质雷达进行管线探测的剖面图,使用的是250MHz的屏蔽天线。对图像进行处理之后可以得出,管线直径为0.3m,埋深约为0.6m。
  在课堂上选择不同的典型的案例,让学生通过对一个具体的案例的分析学习,达到掌握某种物探方法的目的。与传统教学方法相比,案例法教学可以激发学生学习的兴趣,提高学习效率,有利于学校对应用型人才的培养。
四、激发学生学习的主动性
  激发学生学习的主动性是提高教学质量和教学效果的关键因素之一。在《工程物探》课程的教学过程中,为了激发学生学习的主动性,可以采取以下几种手段。
  首先,作为教师要以身作则,严谨治学,以自身的人格魅力和专业素养来感染和影响周围的学生。在讲课过程中要推导严密,思路清晰,以最容易理解的语言把知识点给学生讲述出来,注意教师和学生之间的互动。在平时要按时给学生答疑,跟学生多交流,多关心学生,对于学生提出的建议要虚心接受。
  其次要采用一定的教学手段。在当前的大学课堂中,多媒体教学课件的使用已经非常普遍。与传统教学相比,它的使用可以提高教学效率,使课堂更加生动,还可以加强学生与教师之间的互动。在教学课件中,可以插入图片、动画、视频等内容,使课堂不再枯燥,加深学生对教学内容的理解,提高学生学习的兴趣。只是要注意,避免在课堂上出现"读PPT"、"放电影"等走马观花的现象出现。这就要求教师在上课过程中要注意多媒体教学课件的使用与传统板书相结合,这样才能相得益彰,既能加深学生对重要内容的理解,又能节省课堂时间。在《工程物探》理论教学过程中就采用了多媒体教学课件与传统板书相结合的教学方式。
  为了激发学生学习的主动性,还可以尝试采用新的教学模式,比如翻转课堂[6]。在一些高校中翻转课堂的教学模式已经被应用并取得了较好的教学效果。翻转课堂是一种新的教学模式,不同于传统教学模式的是,它改变了传统教学中课堂上传授知识,课堂下内化知识的过程,将知识的传授提至课前。学生在课下自主完成教师事先准备的教学视频等教学内容,而课堂则变成了教师与学生和学生与学生之间互动的场所,包括答疑解惑、知识的运用、知识点的拓展等,从而达到更好的教育效果。
五、小结
  《工程物探》是理工科院校的一门专业技术课程,教学质量的好坏直接影响学生培养的质量。在教学过程中,教师应本着对应用型人才培养的原则,按照教学改革的要求,编写适合本专业学生的教材,合理的安排教学内容,灵活的运用各种教学手段,采用科学的教学方法,激发学生学习的主动性,不断提高教学质量和教学效果,使工程物探教学改革能够真正落实。
参考文献:
[1]胡德昭. 地球物理学原理及应用[M]. 南京:南京大学出版社,1995.
[2]张剑,黄剑锋. 理论力学教学改革的几点探讨[J].云南农业大学学报,2009,3(1):62-65.
[3]单琳娜,程志平,刘云祯. 工程地震勘探[M]. 北京:冶金工业出版社,2014.
[4]张赛民,周竹生.《浅层地震》实验实习指导书.
[5] 程勃,吕玉增,丁彦礼. 案例教学法应用于"工程物探"教学的探索[J]. 教育教学论坛,2015,45:248-249.
[6]崔凡."翻转课堂"模式在环境工程物探教学中的应用[J].教改教法,2015,312:60-61.

作者简介:盖雪梅(1985.09),女,汉,山东海阳,硕士研究生,讲师,研究方向:工程物探。




                                     

英文版:

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