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地球物理學(xué)范文第1篇

英文名稱(chēng)：Chinese Journal of Engineering Geophysics

主管單位：

主辦單位：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢);長(zhǎng)江大學(xué)

出版周期：雙月刊

出版地址：湖北省武漢市

語(yǔ)

種：中文

開(kāi)

本：16開(kāi)

國(guó)際刊號(hào)：1672-7940

國(guó)內(nèi)刊號(hào)：42-1694/TV

郵發(fā)代號(hào)：

發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：2004

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地球物理學(xué)范文第2篇

關(guān)鍵詞：地球物理學(xué)；野外教學(xué)實(shí)習(xí)；大地電磁測(cè)深

中圖分類(lèi)號(hào)：G646 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）03-0115-02

“地電學(xué)”是地球物理學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要分支學(xué)科，主要以巖礦石的導(dǎo)電性、電化學(xué)學(xué)性、介電性和導(dǎo)磁性的差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，使用專(zhuān)用的儀器設(shè)備，觀(guān)測(cè)和研究大氣、海洋和固體地球內(nèi)部的電場(chǎng)變化和分布規(guī)律，來(lái)揭示地球內(nèi)部巖石物性分布和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一門(mén)學(xué)科。經(jīng)過(guò)幾十年的飛速發(fā)展，地電學(xué)在地球深部結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)研究、礦產(chǎn)勘察、環(huán)境與工程勘探中都發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[1]。這種發(fā)展帶來(lái)的社會(huì)需求對(duì)地電學(xué)的本科生教學(xué)提出了更高的要求。野外教學(xué)實(shí)習(xí)是“地電學(xué)”課程教學(xué)的重要組成部分，是課堂教學(xué)的延伸與補(bǔ)充。野外教學(xué)實(shí)習(xí)，將課堂理論知識(shí)與野外實(shí)際工作相結(jié)合，鞏固和加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，使他們能更加熟悉儀器原理、性能和操作規(guī)程，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，掌握野外實(shí)測(cè)資料的整理、數(shù)據(jù)處理、反演解釋、以及報(bào)告編寫(xiě)等，培養(yǎng)學(xué)生刻苦求實(shí)的工作作風(fēng)和野外實(shí)際動(dòng)手能力。

一、“地電學(xué)”原有野外教學(xué)實(shí)習(xí)的不足

以前，我院地球物理學(xué)專(zhuān)業(yè)的地電學(xué)本科野外教學(xué)實(shí)習(xí)與地球探測(cè)與信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)習(xí)內(nèi)容一樣，主要為直流電測(cè)深、電剖面法、高密度電阻率法等傳統(tǒng)的電法勘探方法[2]。這種以電法勘探為主的野外教學(xué)實(shí)習(xí)，取得了較好的效果，培養(yǎng)的學(xué)生受到了社會(huì)的好評(píng)，但也暴露出一些問(wèn)題。（1）實(shí)習(xí)內(nèi)容簡(jiǎn)單陳舊。近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，地電學(xué)方法理論、儀器設(shè)備以及數(shù)據(jù)處理方法有了很大的進(jìn)步，應(yīng)用范圍更加廣泛[3]。原來(lái)的地電學(xué)野外實(shí)習(xí)方法和內(nèi)容已經(jīng)不能適應(yīng)本學(xué)科的發(fā)展需要，也不能滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)本專(zhuān)業(yè)人才的需求。（2）專(zhuān)業(yè)特色不明顯。以前，地球物理學(xué)專(zhuān)業(yè)野外教學(xué)實(shí)習(xí)與地球探測(cè)與信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)野外教學(xué)實(shí)習(xí)同時(shí)進(jìn)行，兩個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生同組實(shí)習(xí)。這種培養(yǎng)方式忽視了地球物理學(xué)專(zhuān)業(yè)特色，也與我院地球物理專(zhuān)業(yè)發(fā)展方向不符。

二、精選實(shí)習(xí)內(nèi)容

為了適應(yīng)“地電學(xué)”的發(fā)展，凸顯我院“地球物理學(xué)”專(zhuān)業(yè)特色，建設(shè)國(guó)際一流的“地球物理學(xué)”專(zhuān)業(yè)，從今年開(kāi)始，我院“地球物理學(xué)”專(zhuān)業(yè)摒棄傳統(tǒng)的“以淺層勘探為目的”的實(shí)習(xí)內(nèi)容，探索以大地電磁測(cè)深為“地電學(xué)”專(zhuān)業(yè)的主要實(shí)習(xí)內(nèi)容。（1）在柳江盆地及其周邊地區(qū)布設(shè)5―8個(gè)大地電磁測(cè)深臺(tái)站，要求學(xué)生熟悉和掌握野外大地電磁測(cè)深臺(tái)站布設(shè)的工作要點(diǎn)和技術(shù)。（2）通過(guò)實(shí)地的野外觀(guān)測(cè)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決野外問(wèn)題的能力。（3）鞏固校內(nèi)“地電學(xué)”教學(xué)成果，練習(xí)使用大地電磁測(cè)深資料處理相關(guān)軟件，將基礎(chǔ)的理論應(yīng)用到實(shí)際的大地電磁測(cè)深數(shù)據(jù)處理中。學(xué)習(xí)使用軟件完成大地電磁測(cè)深資料處理流程。對(duì)實(shí)測(cè)的時(shí)間序列通過(guò)處理獲得視電阻率和相位曲線(xiàn)，對(duì)視電阻率和相位資料進(jìn)行圓滑、一維反演等處理，并進(jìn)行地質(zhì)推斷解釋。（4）訓(xùn)練學(xué)生的獨(dú)立思考能力，要求能從觀(guān)測(cè)到的數(shù)據(jù)推出地下電性結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造特征。（5）獨(dú)立撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告。

三、合理組織實(shí)習(xí)

本次大地電磁野外教學(xué)實(shí)習(xí)的實(shí)施過(guò)程分為六個(gè)步驟。（1）學(xué)生分組：整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程以小組為單位進(jìn)行。參與本次實(shí)習(xí)的學(xué)生共42人，我們將學(xué)生分為4個(gè)小組，每個(gè)小組10―11人，每組推選一名學(xué)生當(dāng)組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)管理本組的相關(guān)事務(wù)。（2）野外前的準(zhǔn)備：野外準(zhǔn)備工作分四項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行。首先是儀器設(shè)備的準(zhǔn)備。與常規(guī)直流電法相比，大地電磁測(cè)深法需要的儀器及工具比較繁雜，有主機(jī)、電池、磁棒、不極化電極、電纜、森林羅盤(pán)、萬(wàn)用表、剝線(xiàn)鉗、測(cè)繩、GPS、腳架、鐵鍬等，這就要求每位組長(zhǎng)列出野外儀器、物品的詳細(xì)清單，具體分配人手?jǐn)y帶，以免遺漏。此外，還得檢查每臺(tái)儀器設(shè)備是否正常工作，檢查每根電纜是否漏電。其次是不極化電極的配對(duì)。在本次實(shí)習(xí)中，我們準(zhǔn)備了20個(gè)不極化電極，每個(gè)小組都要從中挑選出兩對(duì)不極化電極為本組數(shù)據(jù)采集使用，每對(duì)不極化電極間極差小于2mV。第三是森林羅盤(pán)、GPS的練習(xí)。教師指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用GPS測(cè)定大地電磁測(cè)深點(diǎn)位，練習(xí)使用腳架和森林羅盤(pán)測(cè)量方位，方位誤差小于1度，配合測(cè)繩確定極距，練習(xí)不極化電極和磁棒的埋設(shè)。最后是儀器設(shè)備操作練習(xí)。要求學(xué)生熟悉大地電磁儀器面板、接口等，讓學(xué)生練習(xí)連接儀器、設(shè)置工作任務(wù)、采集參數(shù)等。（3）野外數(shù)據(jù)采集。每次出野外前，要求每組學(xué)生檢查各自組的儀器設(shè)備是否齊全，電池是否充電。到野外后，要求根據(jù)野外實(shí)際情況決定采用“十”型布極、“L”型布極或者“T”型布極，以及選擇合適的極距。選擇合適的位置架設(shè)森林羅盤(pán)，布設(shè)電道和磁場(chǎng)，埋設(shè)不極化電極和磁棒，將不極化電極和磁棒連接到儀器上，連接GPS天線(xiàn)和電源。完成大地電磁測(cè)深臺(tái)站的布設(shè)后，檢查電纜是否連接正確，電纜敷設(shè)是否符合規(guī)范要求。然后，根據(jù)任務(wù)要求和現(xiàn)場(chǎng)條件，設(shè)置合理的采集參數(shù)。在儀器采集數(shù)據(jù)期間，采用手持GPS準(zhǔn)確定位測(cè)點(diǎn)位置，認(rèn)真填寫(xiě)野外記錄表格，并繪制測(cè)點(diǎn)周?chē)匦巍⒌孛膊輬D，標(biāo)出可能的干擾源位置及大致距離。針對(duì)學(xué)生在野外大地電磁測(cè)深臺(tái)站布設(shè)過(guò)程發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，組織小組成員現(xiàn)場(chǎng)討論。采集時(shí)間截止后，檢查數(shù)據(jù)采集是否完成，數(shù)據(jù)質(zhì)量是否達(dá)到要求。最后收站，清理儀器設(shè)備。整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程中，要求每組完成4個(gè)點(diǎn)的大地電磁測(cè)深數(shù)據(jù)采集。小組各成員輪換完成操作儀器、森林羅盤(pán)、GPS、布設(shè)電極、埋設(shè)磁棒等工作。（4）室內(nèi)數(shù)據(jù)處理：從儀器中導(dǎo)出野外采集的原始時(shí)間序列數(shù)據(jù)，采用儀器配套的處理軟件，對(duì)時(shí)間序列進(jìn)行處理，得到大地電磁張量阻抗文件。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，在軟件上對(duì)視電阻率曲線(xiàn)進(jìn)行去除飛點(diǎn)、圓滑、靜校正等處理，然后對(duì)視電阻率數(shù)據(jù)進(jìn)行一維Bostick反演和Occam反演，得到一維地下電性結(jié)構(gòu)。要求每位學(xué)生獨(dú)立完成數(shù)據(jù)處理工作。每組學(xué)生在本組采集數(shù)據(jù)的處理完成后，結(jié)合其他組的反演結(jié)果，合成二維地下電性結(jié)構(gòu)剖面。（5）報(bào)告編寫(xiě)：報(bào)告內(nèi)容要求包括區(qū)域地質(zhì)概況、大地電磁測(cè)深方法原理、野外數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)處理流程和詳細(xì)的處理參數(shù)，繪制主要圖件，并進(jìn)行地質(zhì)推斷解釋。（6）學(xué)生匯報(bào)及教師評(píng)分：每輪實(shí)習(xí)結(jié)束之前，組織小組同學(xué)進(jìn)行匯報(bào)。主要匯報(bào)實(shí)習(xí)過(guò)程中野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理過(guò)程與結(jié)果、以及地質(zhì)推斷解釋成果，并分享實(shí)習(xí)的心得與體會(huì)。每位學(xué)生的實(shí)習(xí)成績(jī)由野外表現(xiàn)（50%）和報(bào)告內(nèi)容（50%）兩部分組成。

四、野外教學(xué)效果分析

本次大地電磁測(cè)深野外教學(xué)實(shí)習(xí)，開(kāi)拓了學(xué)生的視野，讓學(xué)生熟悉了大地電磁測(cè)深數(shù)據(jù)采集技術(shù)、以及資料處理方法，同時(shí)，也鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力、組織管理能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。（1）實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在教學(xué)實(shí)習(xí)中，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力是本次實(shí)習(xí)的主要目的之一。在本次大地電磁野外教學(xué)實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生們輪換操作，熟悉數(shù)據(jù)采集的各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的儀器操作、數(shù)據(jù)采集能力，也鍛煉了學(xué)生解決野外突發(fā)狀況的工作能力。（2）組織管理能力的培養(yǎng)。在實(shí)習(xí)過(guò)程中，采用小組負(fù)責(zé)模式。每個(gè)小組長(zhǎng)根據(jù)實(shí)習(xí)任務(wù)組織安排小組成員，合理分工，并負(fù)責(zé)管理本組儀器裝備的使用。（3）團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)。野外數(shù)據(jù)采集前，組長(zhǎng)組織小組成員討論第二天的實(shí)習(xí)內(nèi)容，讓每位小組成員都明白本小組的實(shí)習(xí)任務(wù)，同時(shí)清楚各自的分工。儀器操作輪換時(shí)，小組同學(xué)之間互相幫助，分享自己的操作經(jīng)驗(yàn)。小組成員之間的互動(dòng)合作也加深了學(xué)生對(duì)野外工作的了解。

五、存在的不足之處

本次大地電磁野外教學(xué)實(shí)習(xí)取得了很好的教學(xué)效果，但是也存在著一些不足之處。由于教學(xué)實(shí)習(xí)時(shí)間有限、儀器數(shù)量有限，本次實(shí)習(xí)過(guò)程中，每組布設(shè)的大地電磁測(cè)深點(diǎn)較少，導(dǎo)致剖面上點(diǎn)距較大，使資料處理無(wú)法達(dá)到高精度處理解釋。

提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)社會(huì)需要的地球物理專(zhuān)業(yè)人才，是我們野外教學(xué)實(shí)習(xí)的主要目的。這就要求我們?cè)诮虒W(xué)中，適應(yīng)地球物理學(xué)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展，不斷深化課程建設(shè)與改革，繼續(xù)改進(jìn)和加強(qiáng)野外教學(xué)實(shí)習(xí)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]李金銘.地電場(chǎng)與電法勘探[M].北京：地質(zhì)出版社，2005.

[2]王傳雷.地球物理學(xué)北戴河教學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2012.

[3]趙國(guó)澤，陳小斌，湯吉.中國(guó)地球電磁法新進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)[A].紀(jì)念中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)成立60周年專(zhuān)輯[C].2007，（22）4：1171-1180.

The Exploration on the Geo-electromagnetics Field Practice Teaching of Geophysics

ZHANG Wen-bo

（China University of Geosciences（Wuhan），Institute of Geophysics & Geomatics，Wuhan，Hubei 430074，China）

地球物理學(xué)范文第3篇

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用地球物理;物探;礦業(yè);教學(xué)

0.引言

《應(yīng)用地球物理》課程是河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地質(zhì)科學(xué)與工程系和地球信息科學(xué)與技術(shù)系以及水文與水資源工程系的必修課。該課程是一門(mén)以地球?yàn)檠芯繉?duì)象的應(yīng)用物理學(xué)，它利用物理學(xué)的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)等方面的原理與方法，通過(guò)觀(guān)測(cè)和研究地球內(nèi)部各部分的物理?xiàng)l件、物理性質(zhì)和物理狀態(tài)，從時(shí)間和空間兩方面找出它們之間的聯(lián)系和規(guī)律，從而達(dá)到認(rèn)識(shí)地球，借以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查和找礦目標(biāo)，減少地質(zhì)災(zāi)害[1]。

對(duì)于河南理工大學(xué)等以煤炭資源為主要主導(dǎo)的礦業(yè)類(lèi)高校來(lái)說(shuō)，本科畢業(yè)的學(xué)生大部分進(jìn)入到煤炭系統(tǒng)工作，如何合理地設(shè)置應(yīng)用地球物理課程內(nèi)容對(duì)于學(xué)生以后所從事工作具有重要的指導(dǎo)意義。

1.應(yīng)用地球物理課程現(xiàn)狀

應(yīng)用地球物理課程主要講授內(nèi)容包括以下三個(gè)部分：一是應(yīng)用地球物理方法的物質(zhì)基礎(chǔ)及地球物理場(chǎng)的基本概念；二是應(yīng)用地球物理分析的正演方法；三是應(yīng)用地球物理的各類(lèi)勘探方法和應(yīng)用，包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地球物理測(cè)井和放射性勘探等。其中，第一、二部分是應(yīng)用地球物理學(xué)的基礎(chǔ)，第三部分是課程講授的重點(diǎn)。

由于應(yīng)用地球物理課程內(nèi)容龐雜、知識(shí)面廣、理論公式繁瑣、內(nèi)容抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍反映難度偏大，抓不住重點(diǎn)，難以理解地球物理概念。這已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前高速發(fā)展的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)人才的要求。一個(gè)完整、合理的應(yīng)用地球物理課程，應(yīng)該同時(shí)具有理論性和實(shí)踐性。既能傳授學(xué)生相應(yīng)的學(xué)科科學(xué)理論體系，又要顧及生產(chǎn)單位對(duì)人才的要求，要具有一定的實(shí)用性，使得學(xué)生工作后能盡快融入到工作環(huán)境中，并能把課本上的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去，能夠解決生產(chǎn)單位面臨的實(shí)際問(wèn)題。

目前，我校應(yīng)用地球物理課程主要面臨如下的實(shí)際問(wèn)題：

（1）課程內(nèi)容相對(duì)陳舊。21世紀(jì)以來(lái)，應(yīng)用地球物理學(xué)科發(fā)展迅猛，各種新技術(shù)、新方法層出不窮。例如物探數(shù)據(jù)處理技術(shù)早已融合了現(xiàn)代信號(hào)處理的思想、概念和方法。而課堂上講授的仍是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理內(nèi)容，且部分技術(shù)方法已經(jīng)被生產(chǎn)單位所拋棄，學(xué)生在學(xué)校所接受的知識(shí)過(guò)于陳舊，不能滿(mǎn)足快速發(fā)展社會(huì)的需要。

（2）基礎(chǔ)課程開(kāi)設(shè)偏少，導(dǎo)致應(yīng)用地球物理概念理解困難。應(yīng)用地球物理具有廣泛的理論體系，涉及到數(shù)學(xué)、物理、電子、信號(hào)等領(lǐng)域。如果學(xué)生之前沒(méi)有學(xué)過(guò)這些基礎(chǔ)課程，在聽(tīng)課時(shí)，對(duì)應(yīng)用地球物理課本中出現(xiàn)的理論公式難以段時(shí)間內(nèi)消化，造成學(xué)習(xí)的困難。

（3）計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于應(yīng)用地球物理來(lái)說(shuō)具有舉足輕重的地位，尤其是現(xiàn)代地球物理處理技術(shù)，更是離不開(kāi)計(jì)算機(jī)。例如目前絕大多數(shù)地球物理處理軟件都是基于UNIX或LINUX平臺(tái)，而學(xué)生普遍缺乏該系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)，與生產(chǎn)單位發(fā)展需求脫節(jié)。

（4）實(shí)驗(yàn)課對(duì)于學(xué)生提高應(yīng)用地球物理的感性認(rèn)識(shí)作用明顯，尤其是對(duì)實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用地球物理課來(lái)說(shuō)，需要大量的實(shí)際操作才能深入理解。而目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多屬于觀(guān)察、驗(yàn)證性類(lèi)型，缺少實(shí)際地區(qū)的實(shí)際數(shù)據(jù)采集、處理和解釋的訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力差。

2.教學(xué)內(nèi)容改革探討

針對(duì)以上教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合多年應(yīng)用地球物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出以下幾個(gè)課程教學(xué)內(nèi)容改革的想法。

（1）作為以煤炭為主導(dǎo)的礦業(yè)類(lèi)高校，本科畢業(yè)的學(xué)生大多進(jìn)入到煤炭系統(tǒng)工作。因此，在教學(xué)過(guò)程中，因充分考慮煤礦企業(yè)對(duì)物探技術(shù)的需求。如增強(qiáng)地震勘探在解決煤田構(gòu)造方面的內(nèi)容，以及電法勘探對(duì)煤礦富水區(qū)和采空區(qū)的探測(cè)內(nèi)容，使得學(xué)生在學(xué)校所學(xué)到的知識(shí)能夠跟上現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的步伐。

（2）由于課時(shí)有限，而應(yīng)用地球物理覆蓋的物探專(zhuān)業(yè)知識(shí)領(lǐng)域廣泛，因此在授課過(guò)程中，應(yīng)有所取舍對(duì)。對(duì)于應(yīng)用面較窄的放射性勘探、地?zé)峥碧降瓤勺鳛檎n余了解內(nèi)容，而探測(cè)效果明顯的地震勘探、電法勘探和重力勘探等需要詳細(xì)講解。

（3）課程內(nèi)容應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，保持行業(yè)先進(jìn)性。在保留傳統(tǒng)基本理論的基礎(chǔ)上，增加應(yīng)用地球物理新技術(shù)、新方法的講解。將現(xiàn)代信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)處理的信息傳授給學(xué)生，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

（4）重視應(yīng)用地球物理數(shù)值正演模擬。地球物理正演模擬是反演的基礎(chǔ)，通過(guò)正演模擬可以使得學(xué)生更好的理解地球物理場(chǎng)的變化特征，避免空洞的公式推導(dǎo)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生更容易掌握地球物理的概念。同時(shí)，還能增強(qiáng)學(xué)生計(jì)算機(jī)編程能力，讓學(xué)生自己上機(jī)進(jìn)行運(yùn)算模擬，提高對(duì)正演模型的理解。

3.結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用地球物理課程對(duì)于資源勘查、地質(zhì)等本科專(zhuān)業(yè)是一門(mén)非常重要的基礎(chǔ)課程，是煤礦企業(yè)的一項(xiàng)重要的技術(shù)手段。作為培養(yǎng)人才的礦業(yè)類(lèi)高等院校，應(yīng)注重學(xué)科發(fā)展的動(dòng)向，保持與實(shí)際生產(chǎn)密切結(jié)合，避免理論與實(shí)踐脫節(jié)，為培養(yǎng)新世紀(jì)人才不斷努力。

應(yīng)用地球物理是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門(mén)課，在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生認(rèn)知地球物理是一個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)踐教學(xué)，使得學(xué)生把課本上說(shuō)學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。

【參考文獻(xiàn)】

［1］賴(lài)旭龍,金振民,國(guó)外地質(zhì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程體系研究[M].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,2002.

［2］張平松,劉盛東.地球物理勘探課程設(shè)計(jì)性綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)施與思考[J].中國(guó)地質(zhì)教育,2005(4):97-99.

地球物理學(xué)范文第4篇

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖；電磁法勘探；電磁場(chǎng)理論

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）03-0112-03

一、引言

電磁勘探方法是一種重要的地球物理探測(cè)技術(shù)，它因具有探測(cè)靈敏度高、設(shè)備相對(duì)輕便、成本較低、方法種類(lèi)繁多等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)地質(zhì)研究、資源勘探、工程勘探等領(lǐng)域。“經(jīng)典電磁場(chǎng)理論”是電磁法勘探的理論基礎(chǔ)，也是地球物理學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一。在實(shí)際本科教學(xué)過(guò)程中，由于“經(jīng)典的電磁場(chǎng)理論”涉及到諸多的實(shí)驗(yàn)定律及導(dǎo)出定理，需要使用多種數(shù)學(xué)工具進(jìn)行繁復(fù)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中無(wú)所適從，從而產(chǎn)生畏難情緒。本文試述將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于地球物理電磁場(chǎng)理論的教學(xué)，將經(jīng)典電磁場(chǎng)理論的宏觀(guān)框架、涉及的主要數(shù)學(xué)基礎(chǔ)工具等內(nèi)容，整理成為樹(shù)狀、網(wǎng)狀的知識(shí)體系，在課程教學(xué)中以其為脈絡(luò)，讓學(xué)生對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)在整個(gè)理論框架中的重要性、與其他理論部分的聯(lián)系有清晰的認(rèn)識(shí)。通過(guò)將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于地球物理電磁場(chǎng)理論的實(shí)際教學(xué)，取得了良好的效果。

二、思維導(dǎo)圖簡(jiǎn)介

思維導(dǎo)圖，英文為Mindmap，又常譯為心智圖、腦圖、樹(shù)狀圖等，由英國(guó)人Tony Buzan所創(chuàng)建，是表達(dá)發(fā)散性思維的有效圖形工具。它以一個(gè)中心主題詞或者中心概念為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)層級(jí)關(guān)系逐層抽象分解中心主題詞的內(nèi)涵，將其分解為多個(gè)子主題，再?gòu)母鱾€(gè)子主題出發(fā)，繼續(xù)進(jìn)行分解，直到分支成為不可分解或者無(wú)需分解的單元為止。完成主題分解后，可以繼續(xù)分析各個(gè)不同分支和各個(gè)不同層級(jí)子主題之間的聯(lián)系，通過(guò)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)將其連成網(wǎng)絡(luò)，從而獲得對(duì)中心主題詞內(nèi)涵與外延及其內(nèi)部關(guān)系的完整圖譜（如圖1、圖2）。

思維導(dǎo)圖的制作由初期的手繪到現(xiàn)今的計(jì)算機(jī)輔助制圖，任何人經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的入門(mén)學(xué)習(xí)均可快速繪制精美的思維導(dǎo)圖。下面將簡(jiǎn)要介紹幾款筆者常用的思維導(dǎo)圖軟件，在此之后，再探討地球物理電磁場(chǎng)理論框架的思維導(dǎo)圖的制作。

Mindmanager

Mindmanager是一款商業(yè)軟件，其軟件環(huán)境與Windows Office系列相似，功能強(qiáng)大且易于上手，支持Windows平臺(tái)和MacOS平臺(tái)，擁有豐富的預(yù)定義模板，可以快速制作出復(fù)雜、專(zhuān)業(yè)的思維導(dǎo)圖，但是其缺點(diǎn)是作為商業(yè)軟件售價(jià)較高。本文中的圖二即使用Mindmanager所繪制。

Xmind

Xmind是一款輕量化的思維導(dǎo)圖軟件，它有完全免費(fèi)的開(kāi)源版本，同時(shí)，還提供具有更為豐富功能的商用版本。Xmind具有易用性，可以輕松上手，也是筆者常使用的思維導(dǎo)圖工具。與Xmind相似的還有另外一款工具FreeMind，這是一款使用Java編寫(xiě)的跨平臺(tái)的開(kāi)源思維導(dǎo)圖工具。

TikZ Mindmap package

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，TikZ并不是一款思維導(dǎo)圖工具，它是基于腳本語(yǔ)言的LaTeX平臺(tái)的繪圖工具，其所帶的Mindmap宏包（package）可以較方便地繪制出精美的思維導(dǎo)圖。由于源于LaTeX陣營(yíng)，它完全開(kāi)源免費(fèi)；但由于使用腳本命令來(lái)描述繪圖過(guò)程，因此學(xué)習(xí)曲線(xiàn)較陡，入門(mén)有一定難度。本文的圖一即由Tikz繪制。

總的來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的思維導(dǎo)圖制件軟件有十?dāng)?shù)種，大部分為“所見(jiàn)即所得”的交互式操作方式，簡(jiǎn)單方便、上手容易，可快速入門(mén)。在實(shí)際制作思維導(dǎo)圖過(guò)程中，工具并不重要，重要的是思維的過(guò)程，或者說(shuō)對(duì)中心主題的理解和分解，也許一張白紙幾支彩筆才是最佳的工具。

三、地球物理電磁場(chǎng)理論的思維導(dǎo)圖制作

“地球物理電磁場(chǎng)理論”課程的講授內(nèi)容既包括經(jīng)典的電磁場(chǎng)理論，也涉及到實(shí)際應(yīng)用的相關(guān)方法和理論。根據(jù)課程的教學(xué)要求和相應(yīng)教材的內(nèi)容，筆者制作了如圖二所示的思維導(dǎo)圖。圖中，電磁場(chǎng)理論課程的主要內(nèi)容被分解為四個(gè)分支：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、麥克斯韋方程組的推導(dǎo)、麥克斯韋方程組的求解、電磁波的傳播。

“電磁場(chǎng)理論”所涉及的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較多，且有一定的難度。其中，“微積分”和“矢量分析”為本科一年級(jí)公共基礎(chǔ)課程，“數(shù)學(xué)物理方程”和“偏微分方程的數(shù)值解法”均為本科三年級(jí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。由于這些是學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)理論不可或缺的數(shù)學(xué)工具，因而在課時(shí)安排上，應(yīng)至少安排2課時(shí)的梳理與回顧，特別是通量與散度、環(huán)流與旋度的基本概念和物理意義，以及矢量場(chǎng)的高斯定量和斯托克斯定理的推導(dǎo)與物理實(shí)質(zhì)。數(shù)學(xué)物理方程的主要概念和內(nèi)容也應(yīng)給予適當(dāng)?shù)膹?fù)習(xí)，如標(biāo)準(zhǔn)方程（赫姆霍茲方程、拉普拉斯方程、泊松方程、達(dá)朗貝爾方程）所描述的實(shí)際物理問(wèn)題等。

麥克斯韋方程組的推導(dǎo)是本課程的重點(diǎn)。它可以分為兩個(gè)子主題：一是靜態(tài)電磁場(chǎng)，二是時(shí)變電磁場(chǎng)。靜態(tài)電磁場(chǎng)（靜電場(chǎng)與靜磁場(chǎng)）的內(nèi)容是本專(zhuān)業(yè)另外一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程――“位場(chǎng)理論”的主要內(nèi)容，但對(duì)于本課程來(lái)說(shuō)，其中的“畢奧―薩伐爾定律”和靜電場(chǎng)的“高斯定理”是麥克斯韋方程組推導(dǎo)的基礎(chǔ)，應(yīng)予以回顧講解。在“時(shí)變電磁場(chǎng)理論”部分，“法拉第電磁感應(yīng)定律”和“安培環(huán)路定理”是另外兩個(gè)非常重要的理論基石，為重點(diǎn)講解內(nèi)容。除數(shù)學(xué)推導(dǎo)以外，講解麥克斯韋方程組各方程的物理意義及其重要的理論假設(shè)，對(duì)于學(xué)生深刻理解和掌握電磁場(chǎng)理論也至關(guān)重要。

電磁波的傳播與麥克斯韋方程組的求解是兩個(gè)有機(jī)結(jié)合的部分。在實(shí)際教學(xué)中，一般從電磁波的傳播出發(fā)，在講解傳播理論的過(guò)程中，適時(shí)導(dǎo)出相應(yīng)的方程并展開(kāi)講解方程的求解方法。如對(duì)于低頻電磁場(chǎng)的傳播問(wèn)題，其所滿(mǎn)足的方程為擴(kuò)散方程，求解過(guò)程的實(shí)質(zhì)為解拉普拉斯方程或者泊松方程，此時(shí)引入計(jì)算電磁學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，可使學(xué)生更加明確相應(yīng)的數(shù)學(xué)物理方程的物理意義。“電磁波的傳播理論”是本課程另外一部分重點(diǎn)講解內(nèi)容，可結(jié)合實(shí)際的地球物理勘探方法進(jìn)行理論推導(dǎo)，并在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)提供與之相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例，加深學(xué)生對(duì)理論的理解，同時(shí)，也可培養(yǎng)其對(duì)枯燥的理論課程可能的應(yīng)用方向的感性認(rèn)識(shí)與興趣。

四、結(jié)語(yǔ)

“地球物理電磁場(chǎng)理論”是地球物理電磁勘探方法的理論基石，是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。應(yīng)用思維導(dǎo)圖，可以給學(xué)生建立清晰的理論結(jié)構(gòu)和明確的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生告別“身在山中不知山”的迷茫感，也為教師的教學(xué)安排提供了清晰的脈絡(luò)。思維導(dǎo)圖的制作簡(jiǎn)單易行，在實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)用效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]施國(guó)良，張國(guó)雄.宏觀(guān)場(chǎng)論[M].第二版.武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2003.

[2]謝處方，鐃克謹(jǐn).電磁場(chǎng)與電磁波[M].第四版北京：高等教育出版社，2006.

[3]Till Tantau，The TikZ and PGF packagesCmanual for version 2.00.

Using Mindmap to Assist the Teaching of the Theory of Electromagnetics in Geophysics

YANG Bo

（Hubei Subsurface Multi-scale Imaging Key Laboratory，Institute of Geophysics and Geomatics，

China University of Geosciences，Wuhan，Hubei 430074，China）

地球物理學(xué)范文第5篇

地球物理學(xué)是一個(gè)融地球物理、現(xiàn)代測(cè)繪于一體的新型地球物理專(zhuān)業(yè)，具有極強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，屬于交叉邊緣學(xué)科。地球物理學(xué)可細(xì)分為固體地球物理學(xué)與空間地球物理學(xué)兩大方向，前者研究地球本身，后者研究太空星體。固體地球物理學(xué)的主要研究對(duì)象與地震密切相關(guān)，主要是學(xué)習(xí)地球物理學(xué)方面的基本理論和基本知識(shí)，接受基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面的科學(xué)思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，掌握地球內(nèi)部構(gòu)造、地震預(yù)測(cè)、地球物理工程、能源及礦產(chǎn)資源勘察等研究與開(kāi)發(fā)的基本技能。本專(zhuān)業(yè)主要課程有地球物理學(xué)（地震學(xué)、重力學(xué)、地磁學(xué)、地電學(xué)）、地球物理觀(guān)測(cè)、地質(zhì)學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、計(jì)算機(jī)及信息處理等。除此之外，一般還會(huì)安排主要課程的實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)、野外地質(zhì)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等。以北京大學(xué)地球物理學(xué)專(zhuān)業(yè)為例，該專(zhuān)業(yè)創(chuàng)建于1956年，在全國(guó)同類(lèi)專(zhuān)業(yè)中歷史最為悠久，注重夯實(shí)學(xué)生數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)，培養(yǎng)其深厚的外語(yǔ)與計(jì)算機(jī)能力，使學(xué)生既具有較強(qiáng)的從事現(xiàn)代地球物理學(xué)研究的能力，又能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)多方面工作的需求。

值得考生注意的是，該專(zhuān)業(yè)需要學(xué)生懷有極大的熱情與濃厚的興趣，能夠埋頭研究歷史數(shù)據(jù)，耐心觀(guān)測(cè)和搜集新數(shù)據(jù)。因此，考生在報(bào)考前要慎重考慮，切忌隨波逐流。此外，由于高度的專(zhuān)業(yè)化，學(xué)生未來(lái)的就業(yè)大都是從事與地震相關(guān)的工作，職業(yè)選擇面相對(duì)較窄，也致使該專(zhuān)業(yè)擁有比較高的深造率。除了繼續(xù)深造之外，本專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生其他主要去向是到科研機(jī)構(gòu)、高等院校、能源與資源部門(mén)、災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)部門(mén)、通訊部門(mén)等從事科研、教學(xué)、工程技術(shù)與業(yè)務(wù)管理等工作。

地質(zhì)工程（本科，學(xué)制四年，授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位）

一看到地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)，不少人往往容易望文生義，認(rèn)為這個(gè)專(zhuān)業(yè)就是要去找礦藏、石油，跟石頭打交道。實(shí)際上，地質(zhì)工程屬于地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，是地質(zhì)學(xué)與工程學(xué)相互滲透、交叉的邊緣學(xué)科。專(zhuān)業(yè)著眼點(diǎn)在于人類(lèi)工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約關(guān)系。地質(zhì)工程主要研究如何獲取地質(zhì)環(huán)境條件，分析和研究人類(lèi)工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境相互制約形式，進(jìn)而研究認(rèn)識(shí)、評(píng)價(jià)、改造和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境。比較有特色的院校有：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)等。主要課程為：基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、礦產(chǎn)地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、地球物理勘探、地貌學(xué)及第四級(jí)地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)勘探、巖土工程勘察、鉆掘工程學(xué)、基礎(chǔ)工程施工、環(huán)境地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)工程學(xué)等。這些都是實(shí)用性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程，因而該專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生深受用人單位的青睞。

該專(zhuān)業(yè)的就業(yè)方向比較廣泛，如地質(zhì)調(diào)查、油氣及固體礦產(chǎn)資源的普查勘探與評(píng)價(jià)、大型工礦企業(yè)和水利水電建設(shè)、公路和鐵道建設(shè)、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查、勘察及監(jiān)測(cè)等。就業(yè)前景是考生選擇專(zhuān)業(yè)的重要因素之一，據(jù)麥可思《大學(xué)生就業(yè)年度指標(biāo)》中的“就業(yè)前景最看好的本科專(zhuān)業(yè)”調(diào)查顯示，地質(zhì)工程名列“綠牌”專(zhuān)業(yè)（綠牌專(zhuān)業(yè)是指月收入、就業(yè)率持續(xù)走高，失業(yè)量較低且就業(yè)滿(mǎn)意度較高的專(zhuān)業(yè)，屬于需求增長(zhǎng)型專(zhuān)業(yè)）的榜首。

自然地理與資源環(huán)境（本科，學(xué)制四年，授予理學(xué)學(xué)士學(xué)位）

自然地理與資源環(huán)境屬于地理科學(xué)的一個(gè)分支，其前身為資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理，是一個(gè)蓬勃發(fā)展的新專(zhuān)業(yè)。2012年教育部將資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專(zhuān)業(yè)拆分為自然地理與資源環(huán)境和人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃兩個(gè)專(zhuān)業(yè)。

立足于地球表層特征及其變化、自然資源管理、環(huán)境保護(hù)等，該專(zhuān)業(yè)注重培養(yǎng)掌握國(guó)土資源整治與開(kāi)發(fā)、生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)和規(guī)劃、城鄉(xiāng)區(qū)域建設(shè)規(guī)劃等方面能力的高素質(zhì)復(fù)合型專(zhuān)門(mén)人才。主要課程涵蓋自然地理學(xué)、國(guó)土規(guī)劃、地圖學(xué)、遙感應(yīng)用、管理科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)等。

由于這一專(zhuān)業(yè)具有一定的特殊性，在報(bào)考之前，考生還需要留意其開(kāi)設(shè)院校是否有體檢要求。如長(zhǎng)安大學(xué)明確提出該專(zhuān)業(yè)色盲、一眼矯正視力大于800度者慎報(bào)。該專(zhuān)業(yè)學(xué)生的就業(yè)率較高，畢業(yè)生主要集中在高校與科研單位、國(guó)土資源管理、環(huán)境保護(hù)與治理、生態(tài)環(huán)境規(guī)劃以及城市規(guī)劃與管理等方面的科研及管理部門(mén)。考生也可以選擇繼續(xù)深造，報(bào)考土地資源管理、環(huán)境工程和自然地理等研究方向的研究生。

測(cè)繪工程（本科，學(xué)制四年，授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位）

測(cè)繪行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)基礎(chǔ)行業(yè)，從總體上來(lái)說(shuō)屬于服務(wù)行業(yè)，專(zhuān)業(yè)技術(shù)含量較高。而測(cè)繪工程，主要是研究地球空間信息的一門(mén)學(xué)科，是國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)以及信息化建設(shè)中的重要支撐技術(shù)，屬于當(dāng)今世界非常具有發(fā)展前途的三大高新技術(shù)之一。

測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具備空間定位、信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等方面的基本理論與技術(shù)知識(shí)，并研究利用這些技術(shù)測(cè)定地球與其他星體形狀、建筑物（構(gòu)筑物）的三維特征及其與指定參考系的關(guān)系、地球重力場(chǎng)及其內(nèi)部物理特征、運(yùn)動(dòng)物體的特征及其多維參數(shù)，研究這些技術(shù)在工程、工業(yè)和人類(lèi)生活中應(yīng)用的基本理論與方法，并能掌握空間信息獲取、處理、分析、表達(dá)與應(yīng)用的基本原理與方法，掌握現(xiàn)代空間測(cè)量技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量與遙感技術(shù)、地理信息科學(xué)與地圖學(xué)的基本理論，具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)、外語(yǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)和良好業(yè)務(wù)素質(zhì)的高級(jí)測(cè)繪科技人才。

地球化學(xué)（本科，學(xué)制四年，授予理學(xué)學(xué)士學(xué)位）