地球物理勘探开放性实验教学的探索与实践

谈荣球

摘  要：本文對地球物理勘探开放性实验教学所面临的现状、采取的应对策略、详细开展过程等进行了较为细致的总结。实践表明，开展地球物理勘探开放性实验教学在培养学生相关能力方面特别是科研创新能力方面成效显著。

关键词：地球物理勘探;开放性;实验;创新

引言

从当前的情况来进行分析，可以发现我国的工程物探领域已经获得了一定的发展，对于新技术进行应用，能够为工程物探工作的开展提供新的动力，使工作更加高效的开展。

1开放性实验教学的意义

实验教学作为应用型本科教学的重要组成部分，在增强学生的学科思维、培养创新能力等方面具有不可替代的作用，而开放性实验在实验教学体系中起到的作用则更为突出。所谓开放性实验就是将现有实验室提供给有需求的学生让其根据自己的想法自主进行实验。这样不仅能让学生在实践中掌握专业技能，提高学生的专业水平，还能培养学生的实践动手能力和创新能力，使传授知识与培养能力协调发展。在开设开放性实验的基础上有意识地提高学生的科研创新能力，特别是提高学生的科研论文写作、专利发表和软件著作编写能力，对提升学生学习兴趣和培养学生科研创新能力等具有重要的意义。不仅如此，通过开展开放性实验还可以在一定程度上促进部分高等院校更好地向应用型高校转型，使培养的学生能够具有更强的科研创新能力，以更好地满足企业的人才需求。

2物探技术

物探技术全称为地球物理勘探技术，主要是指对于不同类型的地球物理场变化状况来对不同类型的地层岩性、地质构造等多种地质情况进行勘探分析。因为构造底壳的不同岩层介质，一般会在密度、弹性、导电性、磁性以及放射性、导热性等方面存在着一些区别，这些不同之处很可能会对于地球物理场的局部形态造成影响。借助于对于物理场的分布以及变化情况作出分析，并借助于所获得的物质资料来展开分析，从而达成分析地质性状这一目标。这一方式既能够进行勘探、实验两种方式，和钻探进行对比，其设备较为轻、不需要投入较多的成本、效率比较高、能够在广阔的环境下进行工作。但是，因为无法进行采样，无法直观地了解到观察、钻探等内容。物理地质勘测主要是将岩石、矿石以及岩土物理性质作为立足点，对于近地空间介质、物质以及演化等，分析其存在的自然情况和规律。

3开放性实验教学所面临的现状

3.1在促进学生科研创新方面存在不足

目前高校学生在科研创新方面仅部分学生在论文、专利和软件著作等方面有少量的产出。调研发现，学生在科研创新方面存在较为强烈的主观意愿，但受到一些客观因素的限制，主要为：（1）学习内容受限，即学生水平与教师的科研项目差距较大，难以融入科研过程;（2）学习途径受限，除大学生创新创业等少数项目外，学生难以获得有效的科研创新指导途径，难以形成科研成果产出。

3.2实验室开放性不足

具体体现在以下几个方面：（1）实验室的开放时间不够，即多数实验室的大部分时间未向学生开放，从而限制了学生学习的主动性;（2）实验的开放性不够，即绝大多数实验为演示性、验证性实验，基本上都要求学生按照实验设计者的思路完成实验，在一定程度上束缚了学生的思维，难以促进学生开展独立思考，从而对创新能力的培养形成了桎梏;（3）适用于专业独有特点的实验室开放相关管理规定细致程度不够。鉴于高校在开放性实验教学环节上和学生科研创新能力提高上的不足，通过开展开放性较强的实验环节及配套的科研创新指导环节进行弥补是十分必要的。

4地球物理勘探开放性实验教学的开展

4.1开放性实验教学策略的确立

（1）探索促进学生科研创新的途径，切实有效也帮助学生形成科研产出。在完成开放性实验的基础上，让学生通过较高水平教师对科技论文、专利和软件著作等科研创新产出的讲解，总结归纳自己在开放性实验中的问题，在相关领域教师的指导下完成上述科研产出，在科研创新的道路上起步，从而进一步激发学生的学习兴趣，且当开放性实验意义较为显著时，可在教师指导下继续开展后续的实验研究，拓展开放性实验的教学成果。（2）提高实验室的开放性。以本校地质灾害防治自治区重点实验室及矿山超前地质探测与安全预报校级重点实验室下设的分室———地球物理实验室为试点，提高实验室及实验内容的开放性，促进学生的创新性。将实验室及实验仪器最大程度上对学生开放，让学生自主设计并完成实验，给学生充足的空间与条件，让学生最大程度上发挥其创造性与探索性，以提高学生的综合能力。

4.2开放性实验教学的具体开展过程

4.2.1准备阶段

主要完成实验器材、指导书及制度的准备及学生的动员工作。地球物理实验室首先对现有设备进行检查和调试，确保实验设备的正常运转，同时根据这些实验设备编写对应的实验指导材料以便参与开放性实验的同学查阅。同时完善实验室开放的规章制度，在全面运转实验室的同时，充分保障实验过程的安全和有序以及实验设备的安全。不仅如此，还要对学生进行开放性实验的动员。由于实验模式较为新颖，需要对学生进行广泛的宣传和动员，在课程教学环节中，向资源勘查工程、勘查技术与工程、地质工程专业的学生充分宣传和动员，鼓励大家参与到开放性实验的过程中来。

4.2.2开展阶段

在学生充分熟悉实验指导书，并到开放性实验室多次动手熟悉了实验设备及装置后，根据自己对已经掌握的知识的兴趣点，自行设计实验，撰写实验预习报告提交给实验室负责教师审阅。教师根据其与专业的相关性、可行性、学生预期收获、安全性等多方面酌情考虑对预习报告做出同意实验、修改后同意实验和不同意实验的批复。学生在得到教师同意实验的批复后在教师的陪同下（主要防范安全事故及设备损坏）独立完成实验并在实验过程中注重记录发生的现象、问题、解决方法和实验数据，然后完成实验总结性报告提交给实验教师。

4.2.3整体完善阶段

主要包含师生之间的经验交流和少量学生的调查反馈。由有成果产出的同学细致整理自己完成的整个过程，总结经验并集中向其他同学进行交流。同时由教师对整个完成过程中学生的成功表现予以肯定，对不足之处加以讲解，促进学生整体提高。同时，在各个运行环节中，由少量学生负责收集全体学生的意见及建议并汇总给开放性实验负责教师，由负责教师召集相关人员集体讨论对学生反映较好的方面进行加强，对学生反映不足的地方进行及时改进，以切实保证学生通过完成开放性实验能够有更好的收获。

结束语

经过地球物理勘探开放性实验的开展，也形成了一定的认识和经验，开放性实验对学生和教师挑战性均较高。对学生而言主要是要投入较多的精力，真正静下心来去踏踏实实地完成，才可能形成最终的收获。对教师而言，需要做好充分的准备工作和大量耐心细致的后续工作，而且要有较为充足的知识储备才能应对学生的发散性思维。

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