电法勘探原理课程教学探讨

1、    电法勘探原理课程教学探讨    吴荣新胡雄武付茂如摘要：针对勘查技术与工程专业的电法勘探原理课程，结合本科专业培养目标和学校特色，制定了合适的教学内容，安排了恰当的教学时间。在课堂教学上，以讲授法教学为主，将启发法、讨论法和案例教学法等多种教学方法灵活运用，增强学生学习兴趣，提高教学质量，较好地完成了教学内容，取得了良好的教学效果。关键词：勘查技术与工程专业；电法勘探原理；教学方法：g642.41 文献标志码：a ：1674-9324（2018）31-0192-03勘查技术与工程专业为安徽理工大学2012年新开设的本科专业，其目标是培养从事矿产资

2、源勘查与评价、地球物理勘探设计与施工、工程技术管理和科学研究工作的技术人才1。我校勘查技术与工程专业培养紧扣地质和地球物理两类知识，构建培养计划。主体思想是为解决地质问题提供专业的探查手段，因此需要在地学和探查手段上加强教学，提升学生的综合素质和能力。近年来电法勘探技术发展很快，现已广泛应用于工程建设、资源勘探、水利、交通、矿山等领域。电法勘探已是地球物理勘探的重要组成部分，因此，电法勘探原理课程被列为我校勘查技术与工程专业的核心课程。对于这门课程的知识，学生普遍反映抽象难懂，如何有效地开展電法勘探原理课程教学，既满足本科培养目标的要求，又体现我校的勘查技术与工程专业特色，是在教学中必须要面对

3、的问题。经过几年的教学实践，不断地进行探索总结，电法勘探原理的教学有了很大的进步，取得了良好的教学效果。本文从该课程的主要内容、课堂教学方面来介绍该课程教学的开展情况。一、教学内容电法勘探近年来发展很快，分支方法众多，特别是电磁法的发展得到了广泛的应用。在课程内容的安排上，需要考虑的授课内容应相对全面，既要包括电法勘探的经典理论，也要兼顾到电法勘探的新发展。电阻率法作为电法勘探的基本方法，具有较长的发展历史。该方法的基础理论完善，工作方法很多。电剖面法和电测深法为经典的探测方法，而近些年高密度电阻率法、三维电法等电成像勘探技术的进一步发展，使得电阻率法探测结果更加直观形象，已成为当前电法勘探的

4、主导勘探方法。作为最基础的电法勘探方法，对于其他类型电法勘探的认识及资料解释也具有重要的参照意义。因此，该部分内容为重点授课内容。网络并行电法为我们研究团队的新成果，也属于电阻率法的新内容，近年来在工程勘察、矿井水害探查等方面得到了广泛的推广应用，也作为授课的一个知识点2。该部分授课内容包括：电阻率法基础、电阻率法的仪器及装备、电阻率剖面法、电阻率测深法、高密度电法、并行电法。电磁感应法是近年来快速发展的电法勘探方法，探测的深度及广度都很大。特别是人工场源频率域电磁测深和瞬变电磁法的发展，使得其探测精度有了很大的提高，在工程、水害探查等方面得到了快速的推广，已成为普遍采用的一类电法勘探技术。对

5、于瞬变电磁法探测，作为我们研究团队重点研究的内容3，现已在资源探查、矿井水害探查、城市地质灾害调查等方面广泛应用。此部分为课程的重要内容，授课内容包括：电磁感应法理论基础、频率域电磁剖面法、大地电磁测深法、人工场源频率电磁测深及瞬变电磁法。激发极化法是我国应用很广的一种方法，在固体矿产勘查、地下水探查、油气勘查等方面具有重要的意义。其研究理论也较为完善，为电法勘探的经典内容，是本课程的主要内容之一。此部分授课内容包括：激发极化法理论基础、仪器设备、常用装置及激电异常以及激发极化法的应用。充电法和自然电场法为良导电矿体探测常用的方法，在水文地质和工程地质方面也有广泛应用。做为经典的电法勘探内容，

6、授课内容较为简洁，主要为其基本理论及应用。根据课程内容要求，适合我校勘查技术与工程专业的教材有两部：（1）刘国兴主编的电法勘探原理与方法，为普通高等教育勘查技术类教材，适合于勘查技术与工程专业应用地球物理专业方向“电法勘探”课程教材。该教材已出版三次，经过二次修订，反映很好4。（2）程志平主编的电法勘探教程，为高等学校规划教材，适合于高等学校本科地球物理专业、勘查技术与工程专业物探方向的“电法勘探”课程教材5，也是高校“电法勘探”课程常用教材。这两部教材均分为4章，分别为电阻率法、自然电场法和充电法、激发极化和电磁感应法。在教材内容上均侧重于方法原理和基本知识、基本概念方面，并根据近年来电法勘

7、探的新发展趋势，充实了一些新内容。在授课时，还应该参考国内外学术期刊发表的相关电法勘探论文，掌握相应的电法勘探技术进展与应用情况，不断充实教学内容。二、教学安排电法勘探原理为我校勘查技术与工程专业的核心课程，内容涉及岩石学、矿物学、构造地质学、地球物理学概论等多门学科内容。对于电法勘探的学习与理解，应以岩石地球物理性质的电学性质差异方面的知识为基础，掌握电法勘探的基本原理、仪器设备、工作方法、资料处理与解释、探测应用。因此，本课程要求在修完地质基础课以及地球物理概论以后再学习。根据勘查技术与工程专业培养计划，安排在第5学期，学时为48学时。各章节学时安排：电阻率法22学时，充电法和自然电场法4

8、学时，激发极化法10学时，电磁感应法12学时。本课程不含实验学时，电法勘探实验及数据处理安排在地球物理课程设计课程中，在第6学期开设。三、教学方法目前，常用的教学方法包括讲授法、启发法、讨论法、案例教学法等。电法勘探原理涉及4类勘探方法，知识点多，内容丰富。但是学生之前对于电法勘探的知识了解很少，而且此课程课时量相对较少，如何在较少的课时内完成教学任务，是必须考虑的问题。讲授法是以教师讲授为主导的教学方法，教学效率高，能够将较多的知识点在相对较短的时间内教授完毕，是当前教师最普遍利用的教学方法6。因此，电法勘探原理的教学总体上应以讲授法为主。讲授法并非教师照本宣科，简单灌输，课堂死气沉沉。授课

9、教师应提高自身理论水平、教学水平，以生动的语言进行教学，提高学生的学习兴趣7。电法勘探原理的勘探方法都有很多的应用实例，适宜于采用案例教学法。可以结合新近文献的电法勘探典型实例或科研实例，把案例引入课堂，通过向学生提供若干特定的情境，引导学生综合运用所学的电法勘探理论知识，去分析解决实际电法勘探问题。案例教学的主角是学生，教师起到“导演”的作用，但教师要做好案例解读、讨论引导、适时发问、场面控制等工作8。案例教学较为耗时，讲授的新知识点较少，因此，不能普遍采用，只能选择典型案例适度使用。启发式教学是教师在教学过程中依据学习过程的客观规律，引导学生主动、积极、自觉地掌握知识的教学方法。它是以激发

10、学生的积极性和主动性为起点，让学生开动脑筋、积极思维、主动实践，从而掌握知识9，10。电法勘探原理中的电场理论、电磁感应理论等都是很抽象、难以理解的教学内容，为教学的难点内容，适应于采用启发式教学。启发式教学的关键在于精心设计问题，引导学生开动脑筋，积极思考，促进学生全面掌握教学内容。讨论教学法是指教师与学生及学生之间以小组形式通过多边的言语活动来完成教学任务的方法11。该方法要求教师针对授课内容提炼出合适的问题，让学生分组讨论，能够激发学生的学习兴趣，活跃课堂气氛。但是该教学方法同样耗时耗精力，对于电法勘探原理课程来说，可以精选部分章节，例如高密度电法和并行电法，通过与常规电剖面法和电测深探

11、测进行讨论，能够深化对这几类电法勘探技术的理解，并且大大提升学生的学习兴趣。通过以上探讨，可见在本课程教学方法的应用中，既要考虑授课内容的系统性和完整性，又要注意有限的教学学时，单一的教学方法满足不了教学的需要，应将多种教学方法灵活运用。对于多数的授课内容，以讲授法为主；对于内容抽象、教学难点内容，可以开展启发式教学法；对于一些同学有争议或很感兴趣的内容，可以精心组织，以案例教学或讨论教学为主。在以讲授为主的教学过程中，对一些难以理解的知识点，可以穿插启发法，引导学生由浅入深地认识和理解所学内容；也可以穿插几分钟的课堂讨论，既能够深化教学内容，又能够活跃课堂气氛，提高学生学习兴趣。四、教学效果

12、目前已经对我校2012级、2013级、2014级勘查技术与工程专业开展了电法勘探原理课程教学。按照上述的教学内容和教学方法思路，逐步提高授课教师自身教学水平，灵活运用多样的教学方法，提升学生的学习兴趣。在精心的教学组织下，学生对此门课程的掌握程度达到了预期目标。在此课程以后的地球物理课程设计、地球物理生产实习、毕业实习和毕业论文等实践环节中，学生对相应的电法勘探内容应用较为得心应手，能够顺利完成规定的学习任务。在第三届“创新杯”全国大学生地球物理知识竞赛（电磁法）中，我校2014级勘查技术与工程专业参赛学生也取得了优异成绩。五、结论1.对勘查技术与工程专业的电法勘探原理课程，结合专业培养目标和

13、我校特色，制定了合适的教学内容，安排了恰当的教学时间。2.以讲授法教学为主，将启发法、讨论法和案例教学法等多种教学方法灵活运用，能够增强学生学习兴趣，提高电法勘探原理课程教学质量。参考文献：1吴荣新，张平松，吴诗勇，付茂如，胡泽安.勘查技术与工程专业地质认识实习的组织与开展j.教育教学论坛，2016，（2）：19-20.2吴荣新，张卫，张平松.并行电法监测工作面“垮落带”岩层动态变化j.煤炭学报，2012，37（4）：571-577.3胡雄武，张平松，吴荣新，李培根，付茂如.坑道瞬变电磁全程数据分析及1：1含水模型试验研究j.岩土工程学报，2014，36（11）：2103-2109.4刘国兴.电法勘探原理与方法m.北京：地质出版社，2011.5程志平.电法勘探教程m.北京：冶金工业出版社，2007.6刘小天.讲授法的理论基础及有效性探究j.现代教育科学，2015，（1）：46-47.7周序.讲授法在大學课堂中的困境及其突破j.四川师范大学学报（社会科学版），2015，42（1）：8