谭茂金

中国地质大学（北京） 地球物理与信息技术学院, 北京 100083

基于交叉学科的地球物理测井研究生教学探索

谭茂金

中国地质大学（北京） 地球物理与信息技术学院, 北京 100083

近年来，交叉学科的研究生教学是一个值得研究的问题。地球物理测井理论与应用本身就是涉及物理学、地质学、电子与信号处理的一个交叉学科，主要用于资源探测、工程探测和科学探测。本文根据中国科学院研究生院生源特点，从教学内容、教学方式与方法、教学效果与体会三个方面来介绍交叉学科的地球物理测井研究生的教学实践。

交叉学科；研究生教学；教学方式；教学效果

当代科学技术发展日新月异，表现出既高度分化又高度综合的大趋势。交叉学科、边缘学科及跨学科的研究已成为世界科学技术取得突破性进展的增长点。如何培养这种复合型的研究人才，是当今高校研究生教育面临的一个重大课题。

近年来，中科院研究生院招收地质资源与地质工程一级学科的研究生年年递增，其中包括来自中科院系统、中国地质科学院和中国地震局的研究生，其研究方向有(石油与煤田)资源勘查、(石油与水文)地质工程、地球探测技术、地热研究、科学钻探、天然气水合物研究。在上述研究中，地球物理测井技术是不可缺少的一个手段，如何利用测井数据进行科学研究是他们所面临的一个新问题。

地球物理测井是地质石油矿业院校资源勘查工程专业(应用地球物理)开设的一门核心课程。地球物理测井是在钻孔中进行的各种地球物理勘探方法的总称。测井的研究对象是地质体，是解决地质问题的一个手段，通过井眼这个测量环境来测量其剖面的电学、声学、岩性、物性等信息，被广泛地应用于石油天然气、煤田、金属等矿产的勘探。测井的基础理论是物理学；测井工作方法是数据采集和数据处理，因此属于信息学科；测井是地质学、地球物理学、信息科学的边缘学科。由于测井技术是深入地下的“显微镜”，因此能够直接获取地层的原位地球物理信息，从而用来研究古环境、古气候、变质岩、海洋探测等。

对于中科院研究生院的研究生教育，对于来自不同院校、不同专业背景的人开设这门课程无论从教学内容、教学方式还是考核方式上都应有所不同，笔者针对近年来的研究生教学谈一下自己的体会。

一、教学内容

地球物理测井的教学在石油地质矿业院校共开设3门课程，即“测井方法原理”，“数据处理与解释”，“测井技术”，有的院校还会开设“石油测井”、“煤田测井”等专题课程。但是，针对研究生院的教学实际和课程设置方案，地球物理测井课程只有一门，即“地球物理测井理论与应用”。因此，如何在有限的学时内尽快使学生既了解这些理论知识，又能掌握测井技术的基本应用是该课程教学的一大难点，必须在教学内容和教学安排上下工夫。而且，考虑到选择这门课的学生的背景大多都不具备石油地质和石油钻井方面的知识，因此在绪论一章中重点简述这方面的内容。而且，考虑到该课程实践性较强，必须让学生学以致用，教学内容既要主讲测井方法和基本理论，又要紧密结合矿产勘探和科研实际。通过科研积累现场实例，丰富教学内容，开阔学生的视野。教学内容和课时分布如表1。

二、教学方式与方法

1.传统教学与多媒体手段相结合

由于该课程实践性很强，在课堂教学中特别强调理论与实践相结合，基本概念与现代新技术相结合。在教学手段上，传统的教学板书效率较低，传授知识的信息量较小，测井应用需要展示大量的案例，而完全的多媒体教学又不利于公式的推导、演算和实例的展示。因此，把传统教学手段和多媒体教学有机结合起来，采用“多媒体+ 黑板演绎+案例探究”的三合一教学法。多媒体课件提供的信息量大，形象生动地展现抽象的知识点，便于学生接受； 黑板演绎的方式能使学生的注意力始终跟着老师的逻辑思维走，有利于学生对重点难点内容的深入掌握； 案例探究可从理论联系实际的角度解释清楚知识点的内涵及应用，把经典原理与现代测井新技术结合起来，有利于培养学生举一反三的能力。同时，对于重要的概念和术语，要向学生展示英语的表达，激发学生的兴趣，对于学生阅读外文文献很有帮助。“三合一”的讲课方式便于开展启发式和互动式教学，避免了“照本宣科”或“照幻灯片宣科”的现象发生，加之形成了“主教材+教学参考书+电子课件”的立体化教材供学生课后阅读，从而能有效地调动学生的学习积极性，保证教学质量。

表1 “地球物理测井理论与应用”教学内容和课时分布

2.比较式教学与启发式教学

针对测井方法的多样性，笔者在讲述每一类测井方法时特别注意要讲述该种测井方法发明的背景，要解决什么问题，基于物理学中什么原理，是如何激发和接收的，与别的测井方法做了哪些改进等。总之，通过总结与对比使学生能够从全局上把握各种测井方法在测井学中的位置和作用，以及各种测井方法之间的关系，便于理解和掌握。表2为主要测井方法的类比。从该表可以使学生清楚的了解各种测井方法之间的区别与联系。

3.教学相长，教学互动

考虑到学生来自不同的院校，将来又从事不同的研究方向，对地球物理测井的学习怀着不同的目的等。为此，教师做了一些调查：(1)地球物理测井原理与应用两方面知识的比重如何分配，您的建议是：A：7∶3 B：6∶4 C：5∶5 D：4∶6 E：其他比例；(2)您的其他建议。图1为学生反映的统计信息：

图1 地球物理测井理论与应用知识比例的课堂调查情况

建议A种教学安排的为9.5%，B种教学安排为38%，C种安排的为29%，最后，选择B种教学安排。另外，学生的建议有：(1)增加石油勘探中实际应用的例子；(2)增加地球物理测井技术在非石油勘探中的应用。

根据学生的要求与建议，笔者适时地调整了教学内容与教学安排，一方面，用简明扼要的语言把主要测井方法的原理讲透，便于学生灵活应用；另一方面，分专题增加应用的生动实例，尤其是结合当前应用的热点，引发学生的兴趣。这一做法，得到了学生的欢迎。

为了锻炼学生的学习效果和分析问题的能力，考虑到学生的兴趣和研究方向，在主要授课内容完成后，根据学生的专业方向设计了不同的题目，让学生课下查阅文献来完成。这些题目都是一些专题：(1)中子寿命，中子-伽马射线能谱；中子活化测井；(2)地热测井原理与应用；重力测井与金属测井；(3)煤田(煤层气)测井；(4)天然气水合物测井评价技术；(5)水文、工程测井；(6)科学钻探中的测井技术；(7)油田变质岩储层测井评价技术；(8)核磁共振测井研究新进展；(9)测井饱和度模型的适用性研究。在做课题的过程中，鼓励学生合作与讨论。作业完成后，让学生在课堂上向大家作报告，然后老师做点评、补充和总结。这种互动方式不仅使学生得到了锻炼，得到了互相学习合作研究的机会，而且也促进了老师教学的教学工作。由于平时的训练与考察加强了，因而在课程教学期间学生能投入其中、较牢固地掌握所学知识，因此，这个活动得到了同学的赞成：老师能针对多专业布置作业，使不同专业学生受益。

表2 主要测井方法的比较

三、教学效果与反馈

期末，学院要求学生在查分数时对老师讲课情况分类、逐项进行评价，学生的评价结果如表3所示。

从学生的评价和反馈的信息看，学生还是比较满意的。有的学生评论“老师备课充分、教学认真，能从自己教、学生学的双重角度设置课程内容，兼顾理论与实践，使我们不但掌握了必备的理论基础，还学会了如何利用将已学的知识运用到实际当中，解决实际生产问题，受益匪浅！”“对各种测井方法的理论和应用系统地加以分析和讲解，使同学们了解和掌握了这些方法的理论和实际的应用”。当然，学生也给出了一些建议，如“理论部分讲解比例过大，应用部分讲解比例较小”，还有的学生说“希望老师多结合实际测井资料上课，如果更多地介绍油田等工作单位的实际工作场景与情况，可能对学生的吸引力会更大”。这些评论和建议对授课老师改进教学方法和安排教学内容很有帮助。

最后总成绩由作业和做报告组成平时成绩和考试成绩组成。平时共布置3次作业，针对学生的专业特点布置不同的题目，以电子文档和PPT报告的方式提交。第一次为书写的电法测井的作业，既有理论推导，又有应用和论述，还有某一方面的读书报告。第二次是关于声波测井的作业，既有理论推导，又有应用和论述。第三次为专题研究报告，学生准备并上台演讲，其余学生提问，教师根据学生所作的多媒体思路和内容以及表达情况作出点评和评分。考试题型主要为选择题、填空题、名词解释、简答题和讨论题，前两类题型要求每个学生必做，后两项题目可以选做。这样的设计，主要考虑到这门课程方法多，应用领域广，学生专业广的特点设计的。这种考核的设计和出题的布局得到了学生的欢迎。图2为学生的最后成绩，最低分为80分，最高分为93分，平均为88分。

表3 学生对“地球物理测井理论与应用”授课教师的评价情况

图2 “地球物理测井理论与应用”课程期末考试成绩统计

四、结束语

在实践中笔者体会到，针对交叉学科背景学生的开设“地球物理测井理论与应用”课程，一方面向这些学生介绍了地球探测原理和新技术，了解不同研究领域的学生的选课目的和研究需求，在讲原理的时候适当扩充某个方向的应用，也延伸了测井技术的应用领域和深度；同时，另一方面这些学生结合自己的学科背景提出的新问题又促使授课老师和测井行业内的研究者思考，并调整授课计划和更新授课内容。该课程的授课实践与探索是一件有意义的事情，也是一件经过努力可以做好的事情，值得为它付出时间和智慧。在交叉学科背景下开设这门课，今后还有很长的路要走，还要不断摸索。

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Idea and Practice on the Graduate Teaching of Geophysical logging based on Interdiscipline

TAN Mao-jin
China University of Geosciences, Beijing 100083, China

In recent years, graduate teaching of interdiscipline is a problem to be discussed.Geophysical logging itself is an interdiscipline involving physics, geology and electronics.According to the characteristics of graduate students of Chinese Academy of Sciences, the teaching content, teaching idea and method, teaching effect and of graduate teaching are discussed in the paper,combined with the author’s experience of teaching geological logging.

interdiscipline; graduate teaching; teaching method; teaching effect

G640

A

1006-9372 （2010）02-0009-05

2010-01-19。

谭茂金，男，副教授，主要从事电法测井、核磁共振、成像测井及解释应用的教学和研究工作。