数学地质课程教学探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 数学地质课程教学探讨 摘 要：数学地质是资源勘查工 程专业本科生高年级的一门专业必修课， 其介绍的数学方法较多，涉及的数学理 论知识较深，应用的领域较广。本文结 合该课程特点，对教学内容、授课方式 和考核机制等方面进行探讨分析，提出 了培养学习兴趣、强化专业认知、精选 教学内容、强化软件操作以及优化考核 机制等措施，以期进一步提高教学质量， 实现教学目标，为学生将来从事数学地 质工作奠定坚实的基础。 中国论文网 /1/view-13041256.htm 关键词：数学地质；教学内容； 教学方法；考核方式 数学地质属地质学的一个重要分 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 支学科，是二十世纪六十年代以来形成 的一门边缘学科。它是地质学与数学、 计算机相结合的产物，目的是从量的方 面研究、解决地质学问题，反映地质学 从定性描述向定量研究发展的新趋势。 随着科学技术的进步，分析测试手段及 测试仪器的不断改进、更新，地质数据 暴增，数值型地质信息大量出现，伴随 数学和计算机等相关学科理论的发展， 推动数学地质不断进步。数学地质方法 的应用几乎渗透到地质学的各个领域， 在地矿、石油、冶金等领域得到广泛应 用，并形成了理论和方法体系。因此数 学地质在地质院校资源勘查工程专业课 程中的地位日益牢固，成为专业必修课 程之一。数学地质作为一门理论与应用 相结合的课程，不仅涉及线性代数、概 率论与数理统计中深奥的概念、烦琐的 推导和复杂的计算，还涉及对计算机软 件的有效利用和对地质学基础理论知识 的熟练掌握，使得学生容易产生惧学、 厌学的心理。针对该课程的特点和学生 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 的实际情况，笔者结合多年的教学实践 和遇到的实际问题，对如何提高数学地 质的教学质量进行了探讨。 一、培养学习兴趣，强化专业认 知 兴趣是最好的老师。学生有了学 习兴趣，就会主动探索知识。教师在教 学中可以结合课程自身的特点，通过展 示课程魅力培养学生的学习兴趣。比如 在讲授绪论部分时，可以向学生介绍数 学地质的发展历史和应用前景，并结合 最近召开的国际国内数学地质大会等相 关专业会议内容，为学生展示本学科的 前沿动态及发展趋势，拓宽专业视野， 强化学生的专业认知。同时还可以向学 生介绍数学地质方法在地矿、石油、冶 金等相关地质领域研究中取得的应用成 果，让学生感受学习数学地质课程的价 值，体会数学地质方法在地球科学研究 中的作用。此外还可以通过一些实际案 例的具体分析，让学生了解数学地质方 法能解决哪些具体问题，还可以让学生 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 了解数学地质方法应用的深度和广度， 从而培养学生的学习兴趣。另外还可以 向学生介绍为数学地质发展做出突出贡 献的国内外杰出科学家，让学生感受到 数学地质学家留给我们的不仅是理论的 传承和方法的应用，还有他们的探索精 神和求知欲望。这些都将使学生对数学 地质课程的学习产生浓厚的兴趣，强化 专业认知，从而增强学生学好该课程的 信心。 二、挑选合适教材，精选教学内 容 数学地质教材有些偏重于实际方 法的应用，理论知识讲解比较少；有些 教材则偏重于理论方面的讲解，内容大 部分是数学公式复杂的推导过程，实际 应用较少。我们选取教材时，要求教材 既有适量的理论和严谨的论述，又要有 深入浅出的方式阐述数学地质的基本概 念、数据处理方法和案例应用过程，而 且还要注重理论方法与实际应用案例的 相互融合，达到穿插教学的目的。经过 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 教学实践和对比，发现石油工业出版社 的数学地质方法及应用比较合适， 章节安排比较合理，并且把每种数学地 质方法的讲解都融入科研项目实例当中， 实现了理论教学与方法应用的相互穿插。 该教材在第三章e 例用逐步回归求储 量密度 y 与生、储、盖、圈、保 5 个因 素的回归关系式时，利用实际数据对理 论公式的推导过程进行求解，使理论教 学和方法应用相互融合，实现穿插教学。 另外充分考虑数学地质的课程特点和教 学学时，以学生灵活应用数学地质方法 为主线，以掌握数学地质基本理论为基 础，精选教学内容。数学地质课程共选 择五章，内容包括绪论、地质数据的表 达方式及其特征、多变量相关分析、多 变量分类分析和因子分析。而油气资源 定量评价、数学模型在地质学中的应用 这两章涉及的学科专业知识比较深，留 给学生继续深造时学习。这样就可以有 充分的教学时间讲授基本理论方法和实 际应用过程，保证教学质量的提高。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 三、把握课程特点，多种授课方 式并用 数学地质是一门应用性很强的学 科，在地矿、石油、冶金等地质学领域 得到了广泛应用，是一门以数学理论为 方法，以计算机技术为研究手段，对地 质问题进行定量研究的方法性学科。因 此，数学地质的授课方式有别于其他传 统的授课方式，既要充分考虑传统理论 教学（数学理论知识） ，又要考虑实践 操作教学（计算机技术操作） ，还要考 虑实际应用教学（科研项目应用实际案 例） 。在数学地质教学中，我们根据不 同的教学环节，采取多种授课方式综合 应用的方法。比如在阐述数学理论方法 时，可以采取启发诱导式教学，由浅入 深、由易到难、循序渐进地推导数学公 式的简单步骤。这样便于实践操作，有 利于学生掌握知识点，加深学生对基本 概念和公式定理的理解。而在实践操作 中，可以采取互动式教学，让学生身临 其境，变被动学习为主动学习。如在讲 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 授回归分析时，可先举例说明国内外学 者应用回归分析解决地质问题的成功例 子，然后结合学生所学的基础专业课内 容，让学生自己动手对生油门限时间和 生油层温度、埋藏深度进行回归分析， 让学生在实践中感受“ 有机质向石油演 化所需时间随着地温的升高和埋藏深度 的加大而缩短，其中温度对演化时间起 主导作用”，从而调动学生数学地质学 习的积极性。同时，考虑到数学地质应 用性较强的特点，在教学中尽可能讲授 那些紧跟生产科研实践趋势、真实客观 和经得起推敲琢磨的成功案例，特别是 任课教师本人或教研室相关教师的最新 科研成果。如在讲授判别分析时，将 应用岩性统计方法判别珠江口盆地三 角洲沉积相的科研论文以案例讲解的 方式展示给学生；而在讲授聚类分析和 因子分析时，将多元统计分析应用于 惠州凹陷 M 层物源分析的科研论文 以案例讲解的方式展示给学生，这样可 以赋予知识生动性、形象性和实践性， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 从而培养学生处理数据、分析问题和解 决问题的能力。 四、强化软件操作，注重实践教 学 数学地质从其出现就借助了 计算机技术的发展和相关软件的应用。 面对浩瀚的地质数据，传统的研究方法 很难处理、研究和分析它们，必须借助 计算机和相关软件才能完成。因此，掌 握一定的计算机技术和相关软件的操作 非常重要，该课程要求熟练操作的软件 主要有 SPSS、MATLAB 和 Surfer。在 教学中，理论知识教学和软件操作教学 要同步进行，在讲授完每种数学地质方 法的基本思想和原理后，马上介绍相关 软件的操作过程和具体步骤，随后安排 上机实践操作。上机操作内容要由浅入 深，首先由教师带领学生按照实习指导 书上已有详细步骤和结果分析的案例进 行操作；然后让学生将软件操作的结果 与实习指导书上的结论进行对比，加深 理解；最后，在时间允许的情况下，尽 可能向学生提供一些实际生产数据，要 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 求学生利用软件进行分析操作，达到举 一反三、熟练操作的目的。当然在软件 操作教学中不能一味要求学生掌握这一 操作流程，应该强调该课程的教学重点 还是数学地质方法的基本原理以及不同 方法的科学选取；同时还要注重软件输 出结果的地质分析和相关解释，以及是 否符合地质学的相关规律。因此，在熟 练掌握软件操作流程的基础上，要求学 生对输出结果进行地质分析，给出地质 解释，并完成相应的上机实习报告，使 理论知识与软件学习有机结合，有效提 高计算机软件操作和数学地质方法应用 能力。 五、优化考核机制，合理评定成 绩 考核机制是合理评定学生成绩的 依据，也是检验学生对该门课程掌握程 度的标尺。数学地质作为一门应用型 W 科，其考核机制必须坚持学以致用的 原则，不仅要考虑学生对基本原理和方 法的掌握程度，还要考虑学生对相关软 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 件的操作过程以及对输出结果的地质分 析解释能力，特别是数学地质方法的综 合应用能力。根据课程特点，可以采取 闭卷考试、上机操作考查和学科论文综 述相结合的考核机制，进而对学生的学 习成绩给予综合评定。闭卷考试主要考 核学生对各种数学地质方法和理论知识 的掌握程度；上机操作考查主要考核学 生对相关软件操作的熟练程度，以及对 软件输出结果的地质分析和地质解释的 能力；学科论文综述则是通过对数学地 质相关文献资料的阅读，把握学科前沿 动态和发展趋势，从而培养学生撰写学 术论文和综合分析问题的能力。 六、结语 数学地质是一门应用性很强的交 叉学科，运用的数学方法较多，涉及的 数学理论知识较深，应用