基于战略思维的“应用地球物理学”教学实践

云美厚，赵秋芳

河南理工大学 资源与环境学院，河南 焦作 454000

基于战略思维的“应用地球物理学”教学实践

云美厚，赵秋芳

河南理工大学 资源与环境学院，河南 焦作 454000

“应用地球物理学”是地质工程专业的一门重要基础课程。其教学学时有限，如何在有限的学时内让学生学好本课程是任课教师面临的巨大挑战。用战略思维指导“应用地球物理学”教学，以全局的发展的观点为导向，以学生创新思维能力培养为核心，与时俱进，优化教学内容，创新教学方式，取得了良好的教学效果。

战略思维；应用地球物理学；地质工程

目前，随着地球科学研究对象和目标的不断扩大，地球科学研究正呈现出由传统的学科小系统向科学大系统的根本转变。与此同时，现代地球科学家的培养方式也逐步呈现出以关注全球整体发展特别是关注人类社会与地球共同发展的人才培养趋势[1]。这使得地学教育的发展正逐步趋向于把以前一个个孤立的系列课程组成一个大系统，从而使新一代地球科学家能够获得更为广阔的涉足领域和更为艰深的理论基础。“应用地球物理学”是关于如何获取地下地学信息相关方法原理的重要课程之一，是地质工程专业的一门重要基础课程。为了适应地球科学发展的总体趋势，要求地质专业的学生不仅要熟悉各种地球物理方法原理，更要熟悉地球物理资料解释，对于地球物理勘探成果不仅要会看、会用，更要根据实际需要会解释。然而，由于本课程所涉及地球物理方法众多（包括重、磁、电、地震等），如何在有限的学时内让学生最大限度地掌握各种地球物理方法原理及相关资料解释技能无疑是本课程任课教师面临的巨大挑战。

一、战略思维与教学战略

战略思维是指全局性、长远性、根本性的思维。而战略思维能力是指从全局的、长远的、根本的角度去研究问题、认识问题、解决问题的能力；是统揽全局、兼顾各方，善于把握事物发展趋势和方向的能力[2]。

如果将教学工作上升到战略高度来考虑，可称之为“教学战略”。作为任课教师，只有具备较高的战略思维能力，才能在课堂教学中从专业课程教学的全局出发，从学生发展的长远出发，从实现专业培养目标的根本出发，正确处理所讲授课程的目标、布局、重点、步骤以及保障和转变等一系列事关教学活动全局的问题，才能有正确的教学规划和教学行动，才能驾驭全局、制定合理的教学计划，顺利完成教学任务，取得良好的教学效果。事实上，掌握和运用战略思维方式不仅能够减少教学工作的盲目性，使思路更清晰，条理更清楚，措施更恰当，而且能够极大地提高教学效率和教学活动的成功率。

古人云，“不谋万世者，不足谋一时；不谋全局者，不足谋一域。”一方面，教师应当站得高，应当对整个课程有一个总体把握，教什么，不教什么，最终达到怎样的教学目的和效果，心中必须要有整体的全盘的认识和把握，只有这样才能合理安排教学内容，妥善处理课程整体目标与局部内容的关系，不会在教学中毫无重点、眉毛胡子一把抓，不仅教师累，学生也感觉乏味。只有做到对课程体系的整体把握，教学中才能重点突出、详略得当。只有谋划好全局，才能更好地服务于教学和学生。另一方面，教师还应当看得远，针对专业技术的发展趋势，针对学生未来的就业与发展方向，妥善处理教学内容，推陈出新，不断革新教学内容，引进新技术、新方法。从学生当前利益和长远发展考虑，指导学生正确认识课程的重要性，提高教学工作的科学性、系统性、预见性和前瞻性。

基于上述认识，在教学活动中，教师必须从全局来考虑所承担课程的具体实施过程，制定完善的教学实施战略。教学之初，首先要明确下列问题：教学的对象是什么？专业的培养目标是什么？本课程在整个专业课程体系中的地位、作用如何？学生的基本情况如何？学生将来的去向在那里？目前专业发展方向和趋势是怎样的？相近专业中本课程教学的差异主要表现在哪些方面？本课程教学总学时是多少？等等。这些问题是准确掌控教学活动全过程的基础，也是最大限度实现教学目标和教学任务的关键。

明确上述问题之后，经过反复思考与研究便可以开始“战略决策思维”。对教学内容进行合理规划和取舍，并拟定出明确的教学计划：明确教学重点、难点，确定合理的学时分配原则，提出具体的教学模式，制定各项措施，诸如，如何提高课时利用率？如何激发学生学习兴趣？如何培养学生的创新思维能力？如何进行课堂教学管理和考评等。

最后，进入“战略实施”阶段，进行“战略实施思维”。一方面要做好各项准备工作，另一方面，要严格按照教学计划实施教学活动。与此同时，在教学活动进行一段时间之后，应进行“战略总结思维”：通过来自学生的各种反馈信息，认真思考现有的教学计划、教学方式以及前期的准备等是否正确、顺利、成功，学生满意程度如何？同时，根据具体情况做出适当的修正和改进。在整个教学活动结束之后，应对整个教学过程、教学效果等进行“总结”，或作为自己的经验教训，或为他人提供参考等等。

二、“应用地球物理学”教学战略规划与实施

1.精心战略规划，明确教学目标

“应用地球物理学”教学工作面临的主要问题是教学学时的有限性与课程所涉及地球物理勘探方法的多样性以及教学内容的繁杂性之间的矛盾。如何来组织教学内容？如何实施教学战略？如何实现地质专业人才培养的目标？这就要求教师必须从地质专业人才培养的全局来考虑本课程教学内容的筛选与优化，而不是孤立地看待本课程的教学。为此，从本校地质工程专业学生的毕业去向（多以煤田单位为主）和煤田地球物理勘探的现状与发展方向（多以地震勘探和电法勘探为主）的客观实际出发，明确了本课程教学的重点为地震勘探与电法勘探。同时，考虑到学生就业和考研等多样性需求，教学中兼顾了重、磁勘探内容而不是简单地舍弃，因为在金属矿和其他资源和矿床勘探中，重、磁勘探反而是不可或缺的技术手段。因此，统筹兼顾各方面需求，制定了“以地震和电法勘探为主，以重、磁勘探为辅”的教学目标。

2.精细战略决策，优化课程内容

通过对不同地球物理勘探方法的普遍性与特殊性、共性与个性的研究，对不同地球物理方法的共性内容进行了整合与优化，改革了传统教学中各种勘探方法自成体系的教学模式，对教学内容体系进行了大幅度地调整，明确了各种勘探方法的共性，突出了个性，教学内容得以大幅度精简。在保证教学任务和教学目标实现的同时，较好地克服了学时有限造成的困扰。同时学生对各种勘探方法之间的联系以及各种方法的特殊性的理解更加深刻，更有利于学生对所学内容的融会贯通，这是传统的各勘探方法分割教学模式无法比拟的。本课程精简、调整、改进之后的教学内容主要包括如下6个方面。

（1）岩石物理基础：重点阐述岩（矿）石的密度、磁性、电学特性、弹性特性等的一般规律。

（2）地球物理场基本特征：重点阐述与重、磁、电、震四种勘探方法相关的地球物理基本场特征及其数学表述，为后继勘探方法叙述奠定基础。

（3）地球物理正演模拟方法：针对两类不同的地球物理场（位场和波场），重点阐述常用正演模拟方法。

（4）地震勘探：重点阐述地震勘探的基本原理及解释方法和应用。

（5）电法勘探：重点阐述各种方法的基本原理及解释与应用。

（6）重、磁勘探：重点阐述重、磁勘探的基本原理及解释方法和应用。

前三部分内容为地球物理勘探的基础，集中统一讲授，既突出了共性，又便于对比分析，明确个性。（4）、（5）两部分内容较好地突出了地震勘探和电法勘探的特殊性以及重要性。考虑到重力场和地磁场均为位场，其基本方法理论具有一致性的特点，教学中将重、磁勘探两部分内容进行整合，统一授课，不仅增加了课堂实效，减少了内容重复，而且大大节省了教学学时，提高了教学效率。

3.严格战略实施，强化创新思维训练

传统的教学模式通常十分重视基本知识（基本概念、基本原理）和基本方法、技能的掌握与训练，这是非常必要的，也是完全正确的。但是，面对21世纪科学技术的飞速发展，仅有基本知识和技能是远远不够得。创新已成为21世纪的通行证[3-4]。创新型人才的培养已成为21世纪教育的主旋律，其不仅重视基本知识和基本技能的掌握，更加强调学生创新思维能力的训练与培养。从客观本质上说，知识与方法是“死”的，而科学思维是“活”的，知识与方法必须经过科学思维的转化才能达到解决问题的目的。所以，教学的根本目标在于：“教是为了不教”[5]。正所谓“授之以鱼不如授之以渔”。

为此，在教学战略实施过程中，从第一堂课开始，就秉承“教是为了不教”的教学理念，着力将新思路、新方法、新设想融入教学方式转变和加快教学改革的进程中，力求达到每一堂课都目标明确、内容合理、教法得当。以绪论教学为例，许多教师对于绪论教学重视不足，事实上，一门课程的开篇是非常重要的，它在很大程度上将影响学生学习本课程的兴趣。然而，要讲好开篇又是很困难的。如何组织内容、如何让学生在短短一堂课对本课程有一个总体认识，并唤起学生对本课程的学习兴趣，这需要教师不断学习和积累。

在“应用地球物理学”绪论教学中，通过分析本课程在地质工程专业教学中的地位，从大处着眼，从细微处入手，精心组织绪论部分的教学内容为：（1）什么是地球物理学；（2）什么是应用地球物理学；（3）地球物理勘探能做什么；（4）地球物理勘探方法为何能够找矿；（5）地理物理勘探方法分类（6）地球物理学研究方法有哪些特点；（7）如何看待和应用地球物理学结论；（8）地质专业学生为什么要学习本课程；（9）如何学习本课程；（10）地球物理学是怎样形成和发展的。在此基础上，进一步精心设计和应用多媒体课件，并在教学中穿插Flash动画、教学录像以及丰富多彩的图片展示等灵活多样的教学手段，从感性认知开始，力求带给学生以强烈地视觉冲击。既保证了课堂容量和效率，又增强了课堂教学的吸引力，从而极大地激发了学生的学习兴趣。同时，教学中创设各种问题和情景，以问题为主线，采用启发式、讨论式等教法，层层深入，鼓励学生去寻求答案，使其从中获得成功的愉悦。学生对课堂内容的理解最终从开始的感性认知上升到了理性认知的高度，创新思维能力在不知不觉中得到训练。

通过绪论课教学，学生不仅了解地球物理学的学科组成，而且明确了应用地球物理学的基本概念、作用、分类及其在整个地球物理学大学科体系中所处的位置，形成了对地球物理学整体的、全面的感性认识。同时也明确了地质学与地球物理学的共性与个性。具体来讲，地质学与地球物理学具有相同的研究对象—地球。地质学是通过地表看过去，其揭示的是地球的时变性特征；地球物理学则是透过地面地球物理场看深部，其揭示的是地球的空间变化特征。只有将地质学和地球物理学结合起来才能对地球的时空变化有一个完整认识，否则如同盲人摸象。由此可见，学生只要明确地质学与地球物理学的相互关系，对于学习本课程重要性和必要性的认识将不言而喻。

再以地震勘探中“薄层”与“厚层”概念的讲授为例，考虑到学生们在学习“地质学基础”和“煤田地质学”等课程时已经接触过这一概念。教学中直接设定了这样的问题：什么是“薄层”？什么是“厚层”？通过启发，有的学生回答：“薄层”就是很薄的层（简单的定性的定义）；有的学生指出：薄层就是厚度小于0.1m的岩层，反之为厚层（地质学中关于“薄层”与“厚层”的定义）[6]；还有的学生回答：“薄煤层是指厚度小于1.3m的煤层”（煤田开采中，关于薄煤层与厚煤层的定义）[7]。随后给出地震勘探中“薄层”与“厚层”的概念，即厚度小于1/4地震波主波长的地层为“薄层”，反之为“厚层”。这是一个动态的、相对的概念，因为地震波主波长是随着波传播时间的变化而变化的。进一步，向学生们解释了地球物理学中概念的相对性问题。通过启发式、对比分析教学，同学们充分认识到了地球物理学与地质学的差异性，并从地球科学的整体出发，对“薄层”与“厚层”的概念有一个全面地、清楚地认识和把握，避免了概念的混淆和应用的迷茫。这恰恰是常规的分割式教学中最容易存在的问题，这也是为什么在阿果石油网会出现“薄层”与“厚层”概念争论的原因所在。从创新思维培养来看，学生们在讨论中因思维空间的不断拓展而发现新知，并因此兴趣盎然，在潜移默化中，创新思维能力也随之日渐增强。

4．认真战略总结，提升教学水平

“实践是检验真理的唯一标准”，再好的教学规划或教学计划只有经过教学实践的检验才能够做出中肯地评价。也只有通过教学实践才能够发现问题，并在后续教学活动中得以进一步完善和提高。因此，开展教学战略总结是提高教师教学执行力，完善教学内容、教学方式的最佳途径。

尽管在各高校现有的教学管理中均有类似于教学总结的要求，如，考试分析报告、学生评教等，但是大多数教师对教学总结重视不足，即使进行总结常常也是停留于形式和表面。事实上，教学总结应该贯穿于整个教学活动的全过程，应该采取适时的、动态的方式对教学战略实施的每一个环节进行总结，小到一堂课的总结，大到一门课的结课总结。没有总结也就没有提高。

同一门课、同样的内容、同样的教学方式，如果所面对的学生群体不同，教学效果的差异性也会有所不同，所以，教学活动中应该因地、因人、因时制宜，充分考虑学生的差异性，防止教学方式的简单化，教学内容的片面化，教学过程的僵化。要做到这一点，在课堂教学中，应尽可能地做到堂堂课有总结，教师应该时刻留意和关注学生的反应，对学生课堂教学中表现出的不良情绪等要及时觉察到，并在课间或课下与学生积极沟通，针对教学中存在的问题积极采取相应的改进措施。如果说一堂课可能反映出的问题大多集中在教学方式以及局部内容等细节问题的话，那么一周或一个月的中长期总结则可以反映出整个教学思路、教学内容编排以及教学模式中可能存在的问题。对于课程结课总结应结合考试成绩进行综合分析。尽管考试成绩的好坏不能全面地反映教学效果的好坏，但是，至少可以从一个侧面暴露出教学中存在的不足，可以为后继教学提供借鉴。

实施教学总结的前提是沟通。教师应该重视并虚心听取学生的评价意见和建议。为了方便与学生们沟通，我们充分利用课堂以及现代网络通讯等便利条件，建立了畅通的信息渠道。向学生开放自己的电话、QQ、邮箱，同时考虑到学生的心理问题，建立了公共信箱，学生们可以自由进入邮箱，编辑留言、对教学效果进行评价。有时还利用课余时间要求学生无记名便条留言。对于学生们提出的问题，我们给予了积极的反馈和回应，对于好的建议在课堂上予以表扬和鼓励，从而更好地激励了学生们提建议的热情。畅通的沟通不仅促进了教学方式的转变，加快了教学内容的更新，并最终赢得学生们的信任和尊重。正是在老师和学生们的共同努力下“应用地球物理学”课程取得了良好的教学效果，受到了普遍好评。

[1]白屯.地学系统思维：新世纪地球科学思维的基本走向[J]. 自然辩证法研究，2001，17(11)：32-36.

[2]李锦坤，王建传.战略思维[M].天津：天津社会科学院出版社，2003.

[3]郭彦霞.研究生科学思维能力发展的研究[J].中国高教研究，2005，(9)：35-39.

[4]何名申.创新思维修炼[M].北京：民主与建设出版社，2000.

[5]中央教育科学研究所.叶圣陶语文教育论集[M]. 北京：科学教育出版社，1980.

[6]韩运宴，罗刚，徐永齐.地质学基础[M].北京：地质出版社，2007，99-103.

[7]李增学，魏久传，余继峰，等.煤地质学—普通高等教育“十一五”国家级规划教材[M]. 北京：地质出版社，2009：157-173.

Teaching Practice of Applied Geophysics Based on the Strategic Thinking

YUN Mei-hou, ZHAO Qiu-fang
Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China

Applied Geophysics is an important basic course for the students of geological engineering major. It is a challenge for teacher to make the students master the course better in limited class hours. With the guidance of strategic thinking, Applied Geophysics teaching has achieved good effects by optimizing teaching contents and innovating teaching methods based on the view of overall situation and development and the core of training students' innovative thinking ability.

strategic thinking; applied geophysics; geological engineering

G642

A

1006-9372 （2012）01-0142-04

2011-10-30；

2012-19-10。

河南省教育科学“十一五”规划2009年重点课题（2009-JKGHAZ-0042），河南理工大学博士基金（B2009-85）。

云美厚，男，教授，主要从事应用地球物理学的教学与研究工作。