重磁勘探课程教学实践与探索
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摘 要：重磁勘探课程是地质类院校开设的应用地球物理系列课程的重要组成部分，是勘查技术与工程、地球物理学专业本科生的主干课程。文章以重磁勘探相关课程为例，从助课制度、课程沿革、备课环节、教学方法、课程评价等方面对近年来的教学实践活动进行探讨，探索进一步完善重磁勘探课程建设的思路与途径。
关键词：重磁勘探;教学实践;地质类院校
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2019）12-0015-02
重力與磁法勘探是两种历史悠久的地球物理工作方法，在地壳深部构造、区域地质调查、固体矿产勘查、石油天然气勘查等方面发挥了重要作用[1]。重力勘探与磁法勘探作为专业课程一直是勘查技术与工程、地球物理学专业本科生的主干课程[2-3]。仅以吉林大学勘查技术与工程专业为例，目前与重磁勘探有关的专业必修课程包括“重磁勘探原理与方法”（64学时）、“重磁勘探数据处理与解释”（32学时）。选修课程包括“重磁勘探数据处理与解释实验”（32学时）、“重磁勘探新技术新方法”（16学时）等。这说明重磁勘探系列课程在传统物探方法类课程中仍占有重要地位。
尽管地质类院校在开设重磁勘探相关课程方面已经具有丰富经验，但相应的课程建设与改革并没有举步不前。有的优化教学内容，并在教学方法中将互动式、启发式、探究式多种方法相结合，为学生营造主动学习的氛围[4-5];有的在“重磁勘探”中引入翻转课堂教学模式来提高教学效果[6];有的以重磁异常为课程主线，以新方法和新知识为切入点，培养学生自主获取知识的能力[7]。吉林大学重磁勘探课程的培养方案和教学大纲历经多次修订，逐渐趋于完善。目前教学团队面临新老教师更替的挑战。如何继承和发扬优良的教学传统，并将新颖的教学方法和手段引入课堂教学中，我们一直在思考这一问题，也在一步步探索和实践。一切为了提升教学质量，这是我们追求的目标。此文是对作者近年来重磁勘探类课堂教学工作的总结，也是下一步改进工作的新起点。
一、坚持助课制度
十余年前，笔者以助教身份，同时作为教学组成员，参与了“重磁勘探”课程建设。全程旁听了老教师的课堂教学、协助批改作业和试卷、参与指导实验以及答疑等教学活动。老教师的“传、帮、带”对我们的成长非常有利。一方面，通过老教师的言传身教，把优良的教学作风传承给我们;另一方面，我们通过耳闻目染，真切体验和感受老教师的教学水平和良好风范。老教师的详细教案、教学方法、心得体会以及对课堂节奏的把握、常见问题的处理经验等，都值得新教师学习。正因如此，新教师可以节省备课时间、为出现类似问题做好充足预案、树立初上讲台的自信心。同时，助课制度也使新老教师交替更为顺畅，保持讲课风格的延续。
目前，新留校的教师都是讲师职称，但我们仍然坚持只有助课之后才能讲课。表面上，听课浪费了新教师的时间，实际上，助课对新教师成长的助推作用非常明显。例如：通过教案的学习，可以把握课程的知识脉络以及合理分配课堂时间;通过观摩老教师的板书，可以规范粉笔字的书写和排版布局;通过旁听课程，可以学习老教师跟学生沟通和互动的技巧。这些对新教师的提升作用很快就会在他们的课堂上显现出来。还有一些则是潜移默化地对新教师产生作用。例如：认真负责的教学态度、饱满的教学热情、对专业的热爱和对教育事业的奉献精神等等。因此，对新教师要求助课（正式上课前进行试讲），既是对课程负责，也是对教师和学生负责。
二、熟悉课程沿革及特色
上课前的准备工作包括对课程沿革及特色的了解。只有在充分了解的基础上，才会对课程产生感情，才会有历史责任感。以吉林大学的“重磁勘探原理与方法”和“重磁勘探数据处理与解释”这两门课程为例，其前身是1953年长春地质学院开设的“重力勘探”和“磁法勘探”两门地球物理专业主干课。国内知名地球物理学家何泽庆、陈善、吕梓龄等曾执教前者，申宁华、张昌达、徐世浙、潘作枢等曾执教后者。1987年“改革重磁两课，创建全新课程体系”将两课合并，定名为“重磁勘探”。该课程建设1993年获国家级优秀教学成果二等奖。地球物理学家董焕成、孙运生等曾执教此课。2001年吉林大学首批百门精品课“应用地球物理学系列课程”建设将“重磁勘探”列为其中，改名为“重磁勘探原理与方法”。焦新华、吴燕冈等教授主讲过此课，同时培养了青年教师。
我们选用的教材是焦新华和吴燕冈主编的“重力与磁法勘探”。该书与其他同类教材的显著区别在于突出了重力与磁法勘探的区别和联系。重力异常与磁异常同属位场理论，这是它们的共性，泊松公式是联系二者的纽带。它们在数据预处理和处理解释方面有相似之处。但在其他方面有显著不同，如：岩石物性、仪器设备、部分野外工作方法、部分数据处理方法等。授课时将重力勘探与磁法勘探合二为一，在一定程度上突出了两种方法的共性，也节省了学时。
课程的教学目的是使学生们掌握重磁勘探的基本原理和方法，在强调基础知识积累的同时，也注重培养学生解决问题、分析问题的实际能力，为学生将来从事重磁勘探的相关工作奠定基础。
三、充分备课
充分备课是讲好课程的前提和保障。学生最先接触到的课程内容一般是教材。因为重磁课程的公式繁多，我们选用的教材有大量的印刷错误。教师在备课阶段应替学生扫清障碍，在开课之前将勘误表共享给学生，便于他们预习。教学内容不局限于教材，为了保证课程的前瞻性，新仪器、新理论、新方法、新技术、新的科研成果应及时补充到教学内容中。教案是对教学内容的细化与扩充。因此，教案也需要与时俱进，不断更新。例如：国家在“十二五”期间已经研制出全张量磁梯度仪，这标志着我国航磁测量进入一个新时代。全张量磁梯度数据的特点及解决问题的能力都需要引入课堂教学，将它与总场测量和三分量测量进行对比，便于学生系统了解我国磁测技术的发展。结合国家正在实施的“三深一土”（深地探测、深海探测、深空对地观测、土地科技创新）战略，引导学生思考如何将我们所学的课程内容与国家战略需求结合起来等等。 除了准备本课程内容之外，还需要了解前置课程和后续课程的内容。对课程的知识点进行梳理，学生容易遗忘的前置课程的知识点要标注出来，在课堂加以回顾;后置课程要补充学习的内容，在讲授时加以引导。
选好教辅工具有助于提升教学效果。经过调研，绝大多数学生喜欢板书的教学形式，因此我们只是应用多媒体进行辅助教学。由于重磁勘探课程中涉及大量的图形曲线，用不同颜色的粉笔来勾画地质模型以及描绘重磁异常曲线，有利于增强图形的视觉效果，便于学生做笔记。传统的挂图对于已经适应观看PPT的学生来说，反而会给他们耳目一新的感觉，更容易吸引他们的注意力。在仪器认识实验课堂上，自制的重力仪和磁力仪核心器件的放大模型总是学生目光的焦点。
四、灵活使用教学方法
总体来说，我们的理论教学还是教师为主导，而在实验教学中，则以学生为中心。理论课堂教学活动中，由于学生人数众多，往往由教师掌握教学内容和进程，选择适当时机与学生进行交流互动。重磁勘探课程中的诸多数学物理方程是学生理解各种物理现象的基础，所以需要在课堂上花时间帮助学生理清公式的来龙去脉。因此，面对繁杂的公式，课前预习尤其重要，在一定程度上预习的效果会优于复习。为了调动学生的自主学习积极性，我们在课堂上设置一些关于新知识点问题，以此检验学生的预习效果。
情景设置或者案例教学也是学生比较喜欢的教学方式。为了检验学生课堂知识掌握的程度，可以模拟面试或者项目洽谈与学生互动，考察学生的应变能力和综合知识应用能力。例如：在讲授完野外工作方法之后，可以设定一辆汽车被泥石流掩埋的场景，询问学生选用何种物探方法，如何布设测网来获取汽车产生的重磁异常数据等等。这类任务驱动教学法或项目教学法在后置的“重力与磁法勘探生产教学实习”中应用得更广泛[8]。
在教学过程中，也要注意与横向拓展内容的衔接。吉林大学设立了许多开放性创新实验项目，为培养学生的动手能力和创新能力提供了良好条件。可以引导学生积极参加与重磁勘探教学内容相关的开放性创新实验项目。例如：实验课上学生都是完成简单条件下规则形体的重磁异常正演。对于更接近实际地质情况的复杂地质模型来说，则可以通过名为“多边形截面棱柱体的重力异常正演”这一开放性创新实验项目去弥补缺陷。教材上有感应磁化强度和剩余磁化强度的测试方法，而要进一步掌握原生剩磁的测试方法，学生可以选择参与古地磁实验室的开放性创新实验。
五、重视教学效果的反馈
除了同行评教之外，学生的反馈意见对于教学质量的提升也很重要，因为学生是整个教学活动的参与者。课后作业和考试分别是课程讲授期间和课程结束后学生知识掌握程度的反馈。学生也可以通过学校的评教系统在课程结束后对教学效果进行评价。但我们更重视平时收集的学生意见，因为它可以及时帮助我们改正教学过程中的不足，调整教学方式和方法，贴近因材施教。我们认为教学活动具有教学相长、师生互利的特点。只有摆正心态，找准定位，才能创造宽松和谐的教学氛围。
一门优秀的课程需要师生共同努力，甚至几代人为之奋斗。在建设精品课程的道路上，我们责无旁贷。
参考文献：
[1]焦新华，吴燕冈.重力与磁法勘探[M].北京：地质出版社， 2009：302-320.
[2][4]郭良輝，孟小红，石磊，等.“应用重力学”课程教学与 改革[J].中国地质教育，2010，（1）.
[3][5]李淑玲，姚长利，孟小红.“应用地磁学”课程建设与 改革[J].中国地质教育，2009，（1）.
[6]贾豫葛.基于翻转课堂的《重磁勘探》教学设计[J].教育 教学论坛，2018，（7）.
[7]崔燕丽.《重磁勘探》课程教学改革的探索与实践[J].长沙 铁道学院学报：社会科学版，2010，（1）.
[8]肖锋，杜晓娟.重力与磁法勘探生产教学实习的思考与 实践[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2016，（10）.
收稿日期：2019-03-15
作者简介：肖锋（1977—），男，四川仁寿人，吉林大学地球探测科学与技术学院副教授，博士，主要从事重磁勘探研究。
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