浅谈地震勘探课程本科生教学方法

邹冠贵

【摘 要】地震勘探课程具有知识覆盖面广、知识交叉、知识块独立的特征，被认为是一门难度较大的课程，本文通过分析教与学的辩证关系，并结合地震勘探课程的特征和教学中存在的问题，提出了提高地震勘探课程的本科生教学方法：不仅重视传统上的直接式教学方法，并融合开发式的教学方法，给出部分例子，从课堂效果的无形调控角度出发，提出了该课程成绩应由出勤、课堂、平时作业、实习四部分组成，并增加平时作业、实习部分的成绩比例。

【关键词】地震勘探课程；教学方法；考核指标

Teaching Method of The Principle of Seismic Exploration for Undergraduate

ZOU Guan-gui

（China University of Mining and Tech 〈Beijing〉， National Key Lab of Coal Resource and Safety Mining， Beijing， 100083， China）

【Abstract】The principal of seismic exploration courses is considered a difficult program， as its knowledge covers wide range， shows independently knowledge block features. This paper analyzed the dialectical relationship of teaching and learning， combined with the characteristics and the problems of the seismic exploration course， a new teaching methods to improve result is given： the course should not only emphasis on traditional direct teaching methods， but also integrate open teaching methods， such examples is shown. From the angle of the invisible control on class effect， the course grade is consisting of the course attendance， classroom， homework and practice； especially increase the proportion of homework job and practice.

【Key words】The principle of seismic exploration course；Teaching method；Assessment indicators

地震勘探是地球物理專业重要基础课程之一，对于地质工程、矿产普查与勘探专业、地质学也是重要的专业必修课之一。由于地震勘探课程涉及地震资料的采集、处理、解释三大方面，知识覆盖面广，差异性大，本科生在学习过程中均反映学习难度较高，学习工作量大。结合教学过程的认识，总结了一下地震勘探课程的本科生教学方法。

1 教与学的辩证关系

教学过程中，主要涉及四部分：教师、学生、教学内容、教学方法。其中，教师被认为起主导作用，学生被认为起认知的主体作用。教师确定教学内容和教学方法，其确定依据既有学生的知识基础，也有现有的教学目标。同一门课程，不同老师的教学内容类似，教学方法却可能有很大的差别。因此，有人认为，教师是教学方法的探索者，教师水平的高低体现在教学方法上。教学方法是教师和学生为了实现教学目标而共同采取的方式和手段[1]。根据教学方法的外部形态，以及相应形态下的学生活动，可以把教学方法划分为两大类：直接式方法和开发式方法。

1）直接式的教学方法是以教师的活动为主，教师直接向学生传递教学信息，学生比较具有接受性。例如讲解法、演示法、示范法等。

2）开发式的教学方法重视学生的活动，以学生自身的活动为主进行学习。从思维过程看它分为归纳的开发教法和演绎的开发教法。从师生活动方式看，应包括谈话法、发现法、课题法、讨论法、练习法等。

虽然根据不同的视角可以划分出不同的教学方法，然而，教学方法的选择却是根据教学需要来选取的。比如，操作性的教学内容，可以采用演示法或示范法；欣赏性的教学内容，可以采用陶冶法；定理、规律方面的教学内容，可以采用讲授法、讨论法等。因此，无论是哪一种教学方法，都是根据需要来选择。

2 地震勘探课程的特征

地震勘探是利用地震波在弹性地层中的传播规律探测地下地质特征的物探手段。从基本理论上看，主要包括地震波几何学、地震波动力学、地震资料采集三大块，从地震勘探阶段性工作划分，可以分为地震资料采集、地震资料处理、地震资料解释三大阶段。基本原理与勘探阶段的内容互相融合，并随着技术的发展不断更新。

在地震资料的采集阶段，传统的采集设计主要是地震几何学原理为基础，通过覆盖次数，方位角来评价观测系统的合理性；随着多波多分量勘探需要，出现纵横波联合采集方法，通过分辨率函数、AVP函数来评价观测系统的合理性。

在地震资料的处理阶段，异常振幅剔除、信噪比提高，涉及到规则信号、不规则信号等信号处理和地震波传播原理的内容；地形起伏及浅层速度变化引起的静校正问题，涉及地震波反射、折射等地震几何学和反演最优解内容；地层横向、纵向上速度变化引起的空间归位问题，涉及基于地震波几何学的绕射扫描偏移；基于地震波动力学的波动方程偏移，波动方程偏移根据波动方程函数数值解的不同，又可分为克希霍夫积分法、有限差分法、傅里叶变换法、有限元法。

在地震资料的解释阶段，对于地震波层位标定，涉及测井标准化、分层和褶积模型；对于地震波层位追踪，涉及图形识别、地震波分叉合并、地质特征等；对于断层解释，涉及提高分辨率、滤波、断层增强显示、自动解释技术等。对于三维可视化解释，涉及图形处理、地震属性地质意义等。

从上述的描述可以看出，地震勘探课程具有以下几个特征：

1）知识面覆盖广。既有较为容易理解的地震波几何学，也有难以掌握的地震波动力学，还涉及到图形处理、信号处理等。

2）知识点之间存在相互交叉，综合性高。比如，在一定地质条件下，实现空间归位，既可以通过基于地震几何学的绕射扫描偏移，也可以通过基于地震波动力学的克希霍夫积分偏移。

3）知识点的独立性高。地震勘探可以划分为采集、处理、解释三大块，根据内容的不同，每一大块可以进一步细分。比如地震资料处理，可以划分为静校正、去噪、偏移，采集进一步划分为纵波观测系统评价，横波观测系统评价，纵横波观测系统评价等。

3 地震勘探课程的教学方法

3.1 教学中存在的问题

多年来，地震勘探课程大学教学中普遍存在以下问题[2-4]：

1）从自主能动性方面看，传统的直接式教学方法较多，主要是一种教师到学生的单方面工作。在这种教学方法中，一堂课程主要是讲解，有时为了打开课堂苦闷局面，老师采用一些趣味事件来打开，这种情况表明目前这种教学方法不能引起学生学习的积极性。一般而言，开发式的教学方法注重学生的自主性和参与性，可以增加学生的参与度和对学生的启发式。

2）从知识的学习上看，视野较窄，深度较浅。目前的地震勘探教学工作中，一般安排一本相关教材，老师的课堂内容主要围绕教材展开，同时也布置一些参考文献，然而学生通常只看教材，极少去积极收集文献并认真学习，更谈不上对问题的探索。

3）目前，评价掌握知识的效果，主要是看考试成绩。该方法过于重视分数，引导学生精力偏向背诵，主要考察了学生的记忆能力，而忽略学生的学习能力，尤其是忽略了通过课堂挖掘学生的创新能力，忽略培养学生的学习能力。从培养人的角度看，这种方式来考核学习效果的方式，还容易忽略在课程中对学生德育方面的学习，甚至造成了一些恶习，比如抄袭、平常不认真上课[5]，考前疯狂记忆考点。

4）课堂教学过多，实践练习较少。为了系统的讲解地震勘探内容，一般安排了大量的课时，完成课程内容的完整性和理论性，而学习的实践能力被忽略或者没有得到培养[6]。

存在的上述问题，既有我国教育评价方法的原因，也有教师、学生的原因。

3.2 选择教法的原则及学生考核

教学方法的选择标准是，应该根据学生特点、教学目标、教学内容、教师特点、教学手段、教學环境和条件等因素选择教学方法。

学生特征：地震勘探原理课程一般安排在大二下学期和大三期间。该时期的大学生基本完成了大学的公共课程和少量的基础专业课程，具备较好的学习基础。由于地震勘探原理涉及面较广，既可以作为一门综合的专业基础课程，也可作为学生以往知识的加深和提升。

教学目标是：对于地球物理专业工程，该课程的培养目标是使学生掌握地震勘探的基本理论和方法、地震勘探的野外采集技术、处理基本流程以及地震资料构造解释、岩性解释的基本方法与技巧，为后续专业课程（开发地震等）的学习及今后地震勘探方面的工作和科学研究打下坚实的基础。

对于地震勘探原理，一般由室内教学、上机实习、野外实习三部分组成。其教学内容一般包括以下几部分：（1）地震波的运动学；（2）地震信号的频谱分析；（3）地震勘探资料的采集方法与技术；（4）地震波速度；（5）地震资料解释基本理论；（6）地震波构造解释；（7）地震波动力学；（8）地震岩性解释；（9）上机实习；（10）野外实习。

由于地震勘探原理课程具有“知识覆盖面广、交叉性大、独立性高”的特征，拟采用直接式教学方法与开发式教学方法向融合。主要有讲解法、演示法、示范法、课题法、讨论法、练习法。比如，地震波几何学，难度较小，学生学习容易，可以通过讨论法来学习，由老师提出问题，学生去研究，然后组织讨论，师生一起交流看法。地震波动力学，难度较大，比较适合讲解讲授法，同时结合matlab软件进行计算演示，能有效提高、检查学生的学习效果；上机实习和野外实习的地震资料采集部分可以通过演示法，并在实际野外进行示范，给予一定的讲授、单独谈话。其他的教学内容也可以通过这种多方法融合，获得较好的效果[7-8]。

同时，为了对课程进行有效的无形调控，本门课程的成绩实行百分制，课程成绩有以下几部分组成：

1）课程出勤情况，5分。在各大学校中，学生课程出勤情况是一项重要的考核指标，甚至可以作为是否能参加考试的先决条件。因此，把这部分内容作为课程成绩的一部分，约束学生参与到课程中的积极性。

2）笔试，30分。主要用于考核课堂教学。

3）平时作业，25分。主要是在课堂教学中，布置的课堂作业及讨论。激发学生参与主动性和积极性。

4）地震勘探生产实习，40分。这里的内容有两部分组成。一是，野外采集，通过组织学生到生产现场实地了解地震资料采集过程，不仅可以了解地震仪器设备、工作原理，还能通过野外采集，深入理解地震勘探几何学、观测系统评价方面的内容。二是，对野外采集资料进行简单数据处理和资料解释。该部分内容可以有效的把课堂学习的理论知识与实际联系起来，同时对于学生毕业后从事地震勘探工作奠定良好基础。

【参考文献】

[1]李政涛.从教学方法到教学方法论：兼论现代教学转型过程中的方法论转换[J].教育理论与实践，2008，31：32-36.

[2]别敦荣.大学教学方法创新与提高高等教育质量[J].清华大学教育研究，2009，04：95-101，118.

[3]张德江.改革教学方法培养创新人才[J].中国大学教学，2009，05：7-10.

[4]李勇，吴斌，骆有庆.对大学教学方法改革的理性思考：基于原则与制度环境的视角[J].中国高教研究，2011，05：83-85.

[5]王贤卿.论高校思想政治理论课教学方法创新的特点与路径[J].思想理论教育导刊，2011，01：70-74.

[6]潘金林，龚放.教学方法改革：美国研究型大学本科教育改革新动向[J].高等教育研究，2008，10：87-91.

[7]陈新民.应用型本科的课程改革：培养目标、课程体系与教学方法[J].中国大学教学，2011，07：27-30.

[8]马凤岐，王伟廉.教学方法改革在人才培养模式改革中的地位[J].中国大学教学，2009，03：11-13.

[责任编辑：尹雪梅]