[地球物理数据处理与反演]课程教学改革与实践
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《地球物理数据处理与反演》课程教学改革与实践
作者：冯德山，王菁
来源：《教育教学论坛》2014年第10期
摘要：《地球物理数据处理与反演》是数学基础课和地球物理专业技术课程的桥梁，是一门十分重要的球物理专业基础课。该课程包含了大量的数学描述、抽象化的数学理论、公式及算法，是学生普遍反映比较难学的一门课程。作者从该课程的独有特点出发，总结多年来的教学经验，认为教师在授课时要注重课程的独有特点和学习方法，突出以学生为主体，多种教学手段有机结合，充分挖掘实践课时的作用，注重创新能力的培养，注意因材施教与考评体系的多样化，真正做到将教师的职能由传统的知识讲授者逐步转变为教学活动的组织者和引导者。 关键词：地球物理数据处理与反演；计算机实践；多媒体；创新能力；考评体系多样化 中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）10-0029-02
地球物理数据处理与反演是地球物理学的重要分支，求解各种地球物理方法反问题，最终都归结于数值方法的求解，它正是《地球物理数据处理与反演》的研究内容。该课程是数学基础课和地球物理专业技术课程的桥梁，是一门十分重要的球物理专业基础课[1]。该课程注重地球物理专业理论和计算机编程能力，它将数值算法与计算机程序设计巧妙结合，解决一些复杂的地球物理问题，指导地球物理工程勘察与资料解译。
该课程包含了大量的数学描述、抽象化的数学方法、理论及公式，通过与一些本科生及研究生交流，了解到学生普遍反映这门课程比较难学。首先，它要求学生能较好地掌握地球物理专业的各种方法原理，如重力、磁法、电法及地震勘探等，但这些仅仅是必要条件而不是充分条件；其次，该课程内容涉及范畴较宽、内容繁多，有“数值代数”中的分解法及迭代法，有理论抽象的数值逼近、数值积分与微分；甚至一些章节内容本身就是一门独立的课程、自成体系，如“广义逆反演”、“有限单元法”、“有限差分法”，课程中有大量的形式复杂数学公式及数学描述。此外，随着一些新的高精度、高效率的数值算法的出现和地球物理新理论、新方法、新技术的提出，《地球物理数据处理与反演》又是一门不断发展、充实的技术学科，必然导致学生对课程本身发展动态不了解，因此需要立足于教学大纲前提下，对该课程的教学内容及方法进行相应的改革，以适应形势的需求。
一、注重课程的独有特点和学习方法
《地球物理数据处理与反演》是基于地球物理论结论，将数学方法应用于计算机实践的一门课程。它既有经典数学那种理论上的高度抽象性和严密的科学性，又有应用上的广泛性、强实践性的特点，它注重算法的基本原理和设计思想，但更重视方法的技巧性及适应计算机的安