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摘要:電法勘探是勘探地球物理學中的一個重要分支,是電學、電磁學、電子學及電化學等在解決地質學問題中發展起來的一門應用科學,具有內容多、重點多、知識點相對分散等特點。但是,應用型人才培養計劃對該課程的學時安排有限,而強化課堂教學質量無疑是整體提高教學質量的一個重要環節。本文運用“啟發式”教學方法,強化學生對基本概念、基本原理和工作方法等重點內容的掌握,增強學生的學習興趣,進一步提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
關鍵詞:電法勘探;啟發式教學方法;教學質量
《電法勘探課程》內容多、重點難點多及內容之間相對分散的特點是影響教學質量的主要問題所在。如何采用良好的教學方法激發學生的學習興趣,提高學生學習的能動性是改善當前《電法勘探課程》教學質量的關鍵。本文所探討的正是筆者及所在教研團隊基于這一現狀而開展的教學研究工作,具體在課堂教學過程中,通過靈活運用“啟發式”教學方法,幫助學生理清思路、把握重點、分析難點、強化理解與記憶,促進學生發現問題、分析問題和解決問題等能力的提高,進而進一步激發學生的學習興趣。
一、運用啟發式教學方法強化學生對重點知識的掌握
“啟發式”教學是根據教學目的、內容、學生的知識水平和知識規律,運用各種教學手段,采用啟發誘導辦法傳授知識、培養能力,促使學生積極主動地學習的一種教學方法,它更是一種教學思想、教學原則和教學觀,當代世界各國的教學改革都與其緊密相關。根據《電法勘探課程》內容多、重點難點多、知識點分散且容易混淆等特點,筆者在教學過程中,嘗試運用相似聯想、圖文聯想、因果聯想等方法,啟發學生找出現象和原理之間的內在規律,并歸納總結出便于記憶的要點、口訣或圖示,從而化難為易,化繁為簡,便于學生理解和掌握知識[2]。如在講授“電法勘探概念”時,啟發學生總結出“基礎”、“方法”和“目標”三要素,分別指“巖礦石的電性性質差異”、“觀測與分析電磁場在時間和空間上變化規律”和“解決礦產、水文、工程、及環境等領域涉及的相關地質問題”。并在后續授課過程中,同樣將這三要素套用于其他勘探方法的概念,取得了良好的效果,便于學生記憶。在講授“電阻率法的工作方法和原理”一節時,啟發學生聯想自己分別在初中和高中物理學中所學習的“伏安法測電阻原理”及“電阻率的概念”,在“伏安法測電阻原理”這一部分內容中,學生很快想起自己曾利用電壓表并聯來測量電阻兩端的電壓,用電流表串聯來測量電阻通過的電流強度,并依據歐姆定律計算出所測未知電阻器的電阻大??;在“電阻率概念”內容中,學生并聯想到R=ρl/S這個公式,其中ρ就是電阻比例系數(即電阻率),然后學生將該公式進行變換為ρ=SlR=SlΔUI,進一步推理并認識到電阻率是表征介質導電性的一個物理參數,與介質本身的尺寸無關,并且可以利用“伏安法測電阻原理”獲得這個參數,由此學生并掌握了電阻率參數的物理定義及其測試方法。將這一認識與電法勘探中“電阻率法的工作方法和原理”聯想在一起,并與電阻率法勘探的概念結合起來,學生并對電阻率法勘探有了一個基本的認識,并對下一步學習有了一個基本的方向,如在進行大地電阻率測量時,面積S和長度l如何確定等。
二、運用啟發式教學方法激發學生學習興趣
濃厚的學習興趣是提高學生學習知識熱情的最好動力來源。在課堂教學過程中如何提高學生的學習興趣,使他們積極參與到教學活動中,是提高教學質量的關鍵環節之一。如筆者在講授“電磁感應法原理”時,首先鼓勵學生去尋找日常生活中接觸到的基于這一原理的產品、設備或工作技術等,在隨后的幾分鐘時間里,學生們經過相互交流與探討之后提到家里炒菜所用的電磁爐,指出“它是利用交變電流通過線圈產生方向不斷改變的交變磁場,處于交變磁場中的導體內部將會出現渦旋電流,這是渦旋電場推動導體中載流子運動所致;渦旋電流的焦耳熱效應使導體升溫,從而實現加熱”。最后,一名學生總結出“電生磁,磁生電、電轉熱”的口訣,受到大家的認可。同樣,學生在學習“時間域瞬變電磁法”的時候,根據瞬變電磁法的觀測過程,在上述口訣的基礎上,將瞬變電磁法的工作原理歸納為“電生磁,磁生電,電生磁,磁生電”的新十二字口訣,分別表示“在發射線圈中通以穩態電流,此時在線圈的周圍即產生穩定的一次磁場,即電生磁”;“在發射線圈中電流關斷以后,周圍空間中的一次磁場消失,此時穿過地下良導介質中的磁通量發生明顯變化,感應出渦流,形成電場,即磁生電”;“由于良導介質具有阻抗作用,渦流逐漸衰減,形成變化的電場,同時產生變化的磁場,即電生磁”;“周圍空間中變化的磁場向外傳播,被接收線圈所觀測,得到感應電動勢,即磁生電”。通過以上口訣的歸納與概括,學生對復雜的瞬變電磁場感應過程有了良好的認識,且便于記憶。再比如,筆者再講授“時間域電磁法與頻率域電磁法”時,學生們對頻率域電磁法中的遠區、過渡區和近區的概念常常與時間域電磁法中的早期、過渡期和晚期概念混淆,不易理解且容易記錯,筆者在講過頻率域與時間域的轉換關系之后,一名學生以此為依據,總結出“遠即早,近即晚,過渡在中間”的口訣從空間和時間兩個角度概括了頻率域與時間域電磁場之間的對應關系,獲得了其他同學的廣泛認同。以上這些歸納口訣具有簡明扼要、重點突出、意境明確和便于記憶的特點,極大地激發了學生的學習興趣。通過這種教學方式的運用,學生深刻體會了學習方法的重要性,并逐漸形成一套適合自己的學習方法,養成了善于歸納、善于總結和勤記憶的良好學習習慣。
三、熟悉教學內容及學生情況是啟發式教學法取得成效的關鍵
為使“啟發式”教學方法在電法勘探教學過程中取得良好的成效,要求教師積極備課,重點抓住教材的選擇、教案的制定、PPT的制作以及教學方法的靈活運用等環節,同時做到對教學內容爛熟于心,打通前后章節之間的聯系,形成網狀知識結構。對學生的基本情況熟悉了解,就可以因勢利導、因材施教,有效啟發和引導學生。因此,在“啟發式”教學方法運用過程中,除上述備課環節外,還要求教師要“備學生”,通過師生見面會、學生座談會以及積極參與學生組織的各項活動等形式了解學生的學習成績、人員組成、個性特點以及教育背景等情況,做到心中有數。
四、結束語
綜上所述,在電法勘探課堂教學過程中,根據教學的目標及內容,適當選擇“啟發式”教學方法進行多種形式的教學活動,是強化重點和難點知識、提高教學質量的重要手段。同時,教學過程是動態變化的,教師還需根據課堂氛圍和學生的反應,靈活調整和運用“啟發式”教學方法,爭取更好地做到“教”與“學”的有效結合,從而激發學生的學習興趣,充分提升學生學習的主觀能動性。
參考文獻:
[1]程志平.電法勘探教程[M].北京:冶金工業出版社,2007.
[2]黎志東,鮑向紅,徐志凱,等.啟發式教學法在醫學微生物學教學中的應用[J].山西醫科大學學報:基礎醫學教育版,2001,3(4):312-313.
作者:胡雄武 吳榮新 張平松 胡澤安 單位:安徽理工大學