地球物理专业实习基地建设相关问题研究

肖建平¹ 聂晓霞²  

（1. 中南大学地球科学与信息物理学院, 湖南长沙, 410083

2. 中南大学本科生院, 湖南长沙, 410083）

摘要：地球物理专业是实践性、应用性很强的专业，地球物理专业实习是该专业本科教学最重要的一个实践教学环节，理想的实习基地是良好实习效果的根本保障。论文通过调研国内开设地球物理专业各高校的实习基地建设情况，对中南大学地球物理学专业本科实践教学组织建设、实习基地的“个性化”建设、实习教学大纲的制订等实习基地建设相关问题展开研究。已承担的地球物理专业三届本科实习效果表明，该实习基地能满足该专业本科实习的需求，对提高学生的实践动手能力发挥着重要作用。

关键词：地球物理专业 实践教学 实习基地

Research on the construction of practice base of Geophysics

Xiao Jianping 1 Nie Xiaoxia 2

(1) School of Geoscience and Information Physics, Central South University, Changsha, Hunan 410083

2. Undergraduate College of Central South University, Changsha, Hunan 410083)

Abstract: geophysics major is a practical and applied major. The practice of Geophysics major is the most important practice teaching link of undergraduate teaching. The ideal practice base is the fundamental guarantee of good practice effect. Based on the investigation of the construction of practice bases in Colleges and universities offering geophysics major in China, this paper studies the construction of practice bases, such as the organization and construction of practice teaching for undergraduates majoring in geophysics major in Central South University, the construction of "individualization" of practice bases, and the formulation of practice syllabus. The results of the three Undergraduate Practice of Geophysics show that the practice base can meet the needs of Undergraduate Practice and play an important role in improving students' practical ability.

Key words: practice teaching base of Geophysics

1. 引言

    地球物理专业是实践性、应用性很强的专业，地球物理专业实习是该专业本科教学最重要的一个实践教学环节。它既是课堂教学的继续，也是学生掌握野外科学考察和施工的一个相对独立的实践环节，通过野外教学实习可以把抽象的地球物理理论知识与实际应用结合起来，学生才能真正理解课堂上所学知识，并且通过现场实际操作与演练，掌握主要测试方法技术的相关现场采集、后续处理、解释与应用的技能。地球物理实习基地是学生开展实习的场所，地球物理专业实习对场地有其特殊的要求，理想的实习基地是良好实习效果的根本保障。

2. 地球物理实习专业基地建设现状

    国内开设地球物理专业的各高校都十分重视实习基地的建设，投入大量的人力和财力，可供地球物理专业实习基地建设提供借鉴与参考。

    吉林大学地学教学基地位于辽宁省兴城市地学部4 个学院地质基础教学实习及地质、勘查技术与工程（物探、化探、遥感、勘察工程、工程地质）、地球物理学、地理信息系统、测绘工程、土木工程、水文与水资源工程、地下水科学与工程等专业（方向）陆续在此开展专业实习和生产实习[1]。依托基地，通过产学研结合、省部校共建，开发了优质教学资源，构建地学类各学科交叉融合的多层次实践教学体系。

    中国地质大学（武汉）三峡教学科研基地是一个多功能、综合性的野外实践教育平台，主要提供地球物理、石油工程、地球空间与信息、地质工程、环境工程、测绘工程等专业的本科生教学实习。

    安徽理工大学通过开辟大别山地球物理野外教学实习基地，主要完成以下教学内容。包括基本测绘方法应用，不同物探方法的数据采集，掌握重力、磁法、电法、反射波、折射波及面波数据处理软件使用，数据的处理、成图与解释方法，进一步讨论数据采集观测系统、干扰因素等内容。针对实习区的水库坝基，采用电法、地震以及探地雷达等新技术，对坝体进行综合检测。针对实习区的金属矿资源，采用重力、磁法以及电法等技术，对金属矿产进行综合勘查训练等[2]。

    长江大学与江汉油田物探公司和物探研究院保持着良好的关系。物探专业数据采集工作野外生产实习依托江汉油田，江汉油田物探公司和物探研究院为学校物探专业学生实习提供许多支持[3]。

    中国海洋大学桃村应用地球物理野外教学实习基地主要完成以下教学内容：GPS的使用方法，浅层折射波勘探的野外采集方法，多次覆盖反射地震勘探的野外采集方法，地震映像法勘探的野外采集方法，磁法勘探的野外采集方法，高密度电法勘探的野外采集方法，普通电法勘探的野外采集方法，折射波法地震资料的室内处理、解释流程与相关核心技术，反射波法地震资料的室内处理流程与相关核心技术，磁法资料处理、解释工作流程与相关核心技术，电法资料处理、解释流程与相关核心技术[4]。 

    西北大学在国家自然科学基金委基础科学人才培养项目能力提高项目资助下，建设了秦岭多学科综合野外实习基地，为不同院校师生提供了一个学习、交流和合作的平台，也为各野外实训基地的实质性对外开放，以及骨干教师的交叉培训探索出一条切实可行的道路[5]。该基地入选教育部“本科教学工程”大学生校外实践基地建设项目，目前已有中国地质大学（武汉）、南京大学、吉林大学、成都理工大学、东华理工大学、华东师范大学、中科院地质地球物理研究所、美国威斯康星大学、堪萨斯州威奇托大学、德国佛莱堡大学等院所在这个基地进行本科生、研究生野外地质教学。

    已建成运行的实习基地通常有几种情况。其一是高校单独建设实习基地，供相关多个专业本科生，如吉林大学使用辽宁兴城实习基地，有4个学院的多个专业在此开展专业实习和生产实习；其二就是校企联合开展实践教学，如长江大学与江汉油田物探公司和物探研究院依托江汉油田完成野外数据采集工作；还有一种依托国家自然科学基金委、教育部等部门的资助，建立国家级的大学生校外实践基地，完成国内外本科生、研究生野外地质教学。各类型的实践基地均有各自的优势，各高校地球物理专业可依据自身的特点建设大学生实践基地。

3. 地球物理专业实习基地建设方案及初步成效

    通过广泛调研国内开设地球物理专业的相关高校，借鉴兄弟院校实习基地建设的经验，地球物理实习基地在学校经费的大力支持下，经过2017年-2019年3年的建设，中南大学-岳阳县同心生态科技园有限公司大学生校外实践教育基地初具规模，能为地球物理学专业本科生提供常规电磁法勘探、探地雷达、地震勘探、重磁勘探等相关课程的地球物理实验模型及实习场所。基地位于湖南省岳阳市岳阳县黄沙街镇黄秀村的黄秀农耕文化园内，占地面积1000多亩，有多种地形地貌，接近应用地球物理专业的野外工作环境。实践教育基地内食宿条件良好，生活设施齐全，能容纳100人以上实习队伍。

 (1) 实践教学组织建设

    目前已基本建立起一套实践教学组织管理体系，在该体系中，中南大学具体负责师资力量的配备、理论指导、教学体系规划、教学标准制定、教学材料编写和学籍管理等，岳阳县同心生态科技园有限公司负责实践教学场地的准备、实践教学的安保、以及师生的办公、室内课、自习条件的保障等。共建双方随时就工作中遇到的问题进行沟通和协调，优先保障实践教学工作，整个实习管理工作成效显著。师资队伍建设方面，实践教学基地承接本科生的生产实习任务后，中南大学地球物理系制定了详细的实习计划，并为各个实习科目配置了理论基础扎实、实践经验丰富、责任心强、富有奉献精神指导教师。每位指导教师全程负责一个实习科目，包括室内授课、野外工作、数据处理、成果分析和成绩评判。教学方法与教学手段改革方面，在实习过程中，实行现场教学为主，课堂教学为辅的教学模式。指导教师走下讲台，到学生中间去指导实践操作，并现场解答学生提出的专业问题，既提高了指导效果，又增进了师生感情。要求学生提交实习报告后，每人上讲台做一次“实习答辩”。答辩中，学生用自制的PPT展示自己的实习数据处理结果，并做出解释。指导教师对其提出问题、评定分数，并将答辩评分结果计入实习总成绩。这种方式有利于锻炼学生的材料组织能力和语言表达能力。

(2) 实习基地的“个性化”建设

    中南大学与岳阳县同心生态科技园有限公司通过几年的沟通合作，建立了良好的产、学、研合作关系，对中南大学提出的地球物理实习基地建设方案，给予了全力支持与配合。为了使实习过程中各种地球物理方法的野外实测数据明显的与地下异常对应，埋设标的物是实习基地建设有一种有效途径。为了设计恰当的标的物埋设方案，地球物理数值模拟是一种快捷有效的方法。开展各种地球物理方法(包括重力、磁法、电（磁）法、地震、放射性、测井等方法)实习所需的地质-地球物理条件研究，结合实习基地的场地特点及现有条件，研究下一步建设方案，包括场地内地形地质图的测绘方案、物探异常的埋设方案、钻孔设计方案等；开展物探异常标的物模型尺寸、埋设方案的理论研究及埋设后的效果验证。为满足各种地球物理方法包括重力、磁法、电（磁）法、地震、放射性、测井等方法实习的需求，设计不同的理论模型，开展地球物理模拟及反演研究，对比各种地球物理方法对不同模型的模拟效果；在大量的模拟试验后确定标的物埋设施工方案；按照设计的施工方案埋设标的物后，对试验场地进行各种地球物理方法测试与信号处理，分析探测效果并与数值模拟效果比对，为学生野外实习教学大纲提供科学依据。

(3) 实习教学大纲的制订

    地球物理教学实习是该专业本科教学计划的重要组成部分，是地球物理系列课程的教学内容，是教学实践的重要环节，是课堂理论知识的延伸和补充。结合地球物理基地的条件，制订切实可行的实习大纲，培养学生的动手能力、独立分析和解决实际问题的能力，学会客观地观察问题，培养科学的思维方式和开创的精神。野外实习时间为4周，其中电（磁）法勘探实时时间为1周，内容涵盖常规电（磁）法仪器的保养及操作、电（磁）法野外工作流程与技术、岩、矿石电性参数测定、电（磁）法数据的质量评价、电（磁）法数据的初步处理及图示、电（磁）法异常推断解释；重、磁勘探实习时间为1周，磁法实习内容涵盖磁力仪基本原理及操作、基点与日变站、普通测点观测、磁性参数测定、磁法资料整理与绘图、磁法资料处理及解释，重力实习内容涵盖重力仪的原理及操作、基点网的联测、普通测点测量及资料整理、岩石密度测定、资料整理与数据处理及成图、重力异常的初步地质解释；地震勘探实习时间为1周，内容涵盖地震勘探野外工作方法与技术、地震勘探仪器工作原理与操作、地震观测系统设计、地震勘探资料的整理图示及处理解释；实习报告的编写与实习总结时间为1周，要求学生熟悉各种地球物理方法的行业规范，掌握地球物理方法选择依据及野外施工设计内容和方法，规范编写实习报告，熟练掌握地球物理图件绘制，对物探成果合理地进行异常推断与地质解释。

4. 初步成效

自2017年7月完成实习基地的初步建成并挂牌成立以来，该基地已经成功承接了三届本科生产实习任务，实习人数每届为80人左右，实习时长为4周。每届学生均严格按照实习大纲的要求，圆满完成各项实习任务。基地合作单位对全体参加实习的学生和教员提供了安全可靠的后勤保障，实习过程没有发生任何安全事故。为了更好满足地球物理专业实习的需要，建议下一阶段的工作结合实习基地的具体条件和地球物理学专业本科生的培养目标编写地球物理专业实习指导书及实习考核标准，让学生更清晰实习的目标任务、实习内容及要求，让教师能更客观公正的评判学生的实习效果。

参考文献

[1] 高淑贞, 郭巍, 金锦花等. 地学野外综合实践教学体系的创建和探索[J].中国地质教育,2013(2):19-22.

[2] 付茂如, 张平松, 郭立全等. 勘查专业地球物理实习过程控制与实施——以安徽理工大学地球与环境学院为例[J]. 淮南职业技术学院学报, 2017, 17(4):81-83.

[3] 桂志先,陈传仁,毛宁波等.《地震勘探原理》实践教学改革方案与实施[J]. 长江大学学报(自科版)理工卷, 2007, 4(4):161-162.

[4] 刘怀山,邢磊. 应用地球物理野外教学实习基地建设及实践[J]. 中国地质教育, 2008(3):26-30.

[5] 何翔, 华洪,赖绍聪等. 秦岭多学科综合性野外实习基地建设的探索与实践[J]. 中国地质教育,2012(1):44-46.