“地震勘探”教学方法探讨

2020-10-09 11:05:33 科教导刊·电子版 2020年21期

王祥春 孙鲁平

摘要:地震勘探是通过观测和分析人工地震产生的地震波在地下的传播规律,推断地下岩层的性质和结构的地球物理勘探方法。地震勘探课程是勘查技术与工程专业本科生必修的专业骨干课。本文结合作者从事地震勘探工作及讲授《地震勘探》课程中积累的经验浅谈了教学过程中存在的一些问题及解决思路。

关键词:地震勘探;地震波;地球物理;骨干课

中图分类号:G633.6     文献标识码:A

地震勘探课程是勘查技术与工程专业本科生必修的专业骨干课,其主要内容包括如下几个方面:地震波动力学理论、地震波运动学理论、地震勘探野外资料采集、地震资料室内处理及地震资料解释等几个方面。本文结合作者近年来的科研经历及教学经验浅谈该课程的教学与实践。

0引言

绪论及引言的内容虽然不多,但是地位非常重要。讲解《地震勘探》绪论时,能够让学生对该门学科的发展历史、该课程的整体框架结构、该门学科的应用领域及该学科的未来发展方向等方面有清晰的认识。例如在绪论中,在介绍课程的整体框架结构时,应给学生传递明确清晰的课程结构,即:第一章为地震波的动力学特征,主要介绍的是波动方程如何得来,公式中的各项含义是什么,波动方程表达了怎么样的一个物理过程等;第二章为地震波的运动学特征,主要介绍几种类型的波的传播路径与传播时间的关系,例如反射波时距曲线为双曲线,直达波和折射波的时距曲线为直线等;第三章为地震勘探的野外地震资料采集,主要介绍地震资料采集的硬件装备,野外观测系统如何布置等;第四章为地震资料的室内处理,主要介绍如何将野外采集的资料处理为有明确地质含义的叠加剖面和偏移剖面等;第五章为地震资料的室内解释及反演,主要介绍如何通过地震资料绘制构造图,如何反演地层的弹性参数等内容。各章的主要内容用几句话清晰地传递给学生,并把各章内容的相互关系加以阐述。绪论讲解的好,学生就会对该门课程产生兴趣,增强学习的动力。同样,引言的讲解也十分重要。例如在介绍地震资料处理内容前,介绍下地震资料处理在整个地震勘探领域中起到的承上启下的作用,能够引起学生的足够重视。

1现代教学手段

学生在学习地震勘探这门课开始阶段往往会对一些抽象的概念无法直观理解,这时可以利用现代教学手段加以说明。例如,讲解野外地震资料采集时,可以制作二维野外施工模拟动画,用于模拟如何布设二维地震测线、如何布置检波器、如何放炮,排列如何滚动等整个施工过程。在学生完全掌握二维野外地震资料采集的基础上,进一步制作三维野外施工模拟动画,用于模拟如何布设三维地震测线、如何布置检波器、如何放炮,排列片如何滚动等整个施工过程。两个模拟资料采集视频进行比较,让学生进行讨论,总结出其中的相同点及不同点,加深对野外地震资料采集相关知识的认识。同学们观看动画后对实际生产时如何操作就会有个直观感性的印象和认识,对概念的理解就会更加深刻。

2知识点间联系

教学过程中除了详细讲解各个知识点外还要使学生建立各个知识点间的联系。例如地震资料处理虽然分为很多步骤,但核心步骤有三个:反褶积、叠加和偏移。教学时应让学生把握住这三个核心,并深刻理解各个核心步骤处理的目的。其它的处理步骤也都是围绕着这三个核心处理步骤进行,学生学习和理解起来就相对容易。再例如地震勘探主要分为三个主要环节:资料采集、资料处理和资料解释。教授课程时,应该让学生掌握具体的前后顺序,即:先进行野外施工,获取到地震资料;继而将获取的资料带回到室内,在室内进行资料的处理,获得速度场、叠加剖面和偏移剖面;最后再对处理后的成果加以地质解释,用以解决实际的地质问题。这三部分互相承接,互相制约,只有采集的资料质量好,后续的处理、解释及应用才能取得理想的效果;反过来,处理、解释及应用过程中遇到的问题会给资料采集提出改进性的要求。

3适量实习

该门课程理论性强又与实际紧密联系,单靠课堂讲解效果不会令人满意,因此需要课后加以实践巩固。例如在介绍完地震仪器时,应让学生亲眼目睹地震仪、震源、大线及地震检波器等硬件设备,并让每个学生在无电的前提下进行各个仪器的链接,形成一个完整的地震资料采集系统,即:震源如何与地震仪相接,检波器如何与大线相接,地震仪如何与大线相接等,这样能够加深对整个采集系统不同部分仪器的认識。再如在学习完资料采集时,应将仪器搬到室外,进行现场资料采集试验,让学生亲手实践怎么进行资料采集,采集到的资料具有什么特征,如何分析等。让学生脑力和体力相结合,理论与实际相结合,亲身感觉到学有所值,学有所用。

4结语

作为专业骨干课,“地震勘探” 具有非常重要的作用。学生掌握的程度与教师的教学方法和态度息息相关。本文作者根据近年来的工作和教学经验,总结出以上四点认识和经验供同行参考。

基金项目:项目资助:“中国地质大学(北京)2020 年度本科教育质量提升计划建设项目”“中国地质大学(北京)2019年度本科教育质量提升计划项目”资助。

参考文献

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