前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的地磁學課程內容優化與教學方法，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

摘要：

本文以理科地球物理學專業的“地磁學”課程為例，就課程內容的整合與優化、教學方法與手段的革新等方面進行了探討。在明確課程教學目標的前提下，通過強化基礎理論，增加反映學科發展動態和國內外重大成果的內容，以及添加實踐性教學環節來優化課程內容。為了切實提升學生的學習效果，引進先進的教育教學理念和方式，融入課堂教學體系，改進教學質量，從而培養更多的拔尖創新人才。

關鍵詞：

地磁學；課程優化；教學方法；自主學習

“地磁學”課程是中國地質大學（武漢）為地質與地球物理實驗班地球物理學（理科）專業本科生開設的一門專業主干課，目的是通過系統講述地球磁場的起源及規律來探索地球內部結構和磁性特征，為了解和認識地球的內部構造，探究地球內部動力學及行星動力學提供重要的判據。同時為預防和減輕自然災害，探測和開發國民經濟建設中急需的能源及資源等服務。在我院2004年創立地質與地球物理實驗班之初，就將“地磁學”課程列為主要的專業主干課進行建設。經過十多年的發展、建設和積累，“地磁學”課程逐漸明確教學目標，教學內容不斷更新、整合和優化。同時以“切實促進學生的學習效果”為宗旨，不斷革新教學方法與手段，啟發學生主動思考，激發學習和科研興趣，培養具有國際化視野和挑戰精神的研究型人才。

一、明確教學目標，優化課程內容

課程內容優化必須以人才培養目標和培養規格為依據，以師資、學科和軟硬件條件為支撐，在明確教學目標的基礎上，對課程體系與結構進行全面地重構與優化。服務于我院地質與地球物理實驗班的人才培養目標，作為專業主干課程之一的“地磁學”，課程教學目標為在掌握數學、物理學、地質學及信息科學等學科知識的基礎上，系統地學習地磁學的基本理論和方法技術，牢固掌握從地面、地下、空間及實驗觀測所獲得的磁測數據的處理與解釋方法，初步具備系統科學思維進行地磁學研究，得到從事基礎研究和應用基礎研究方面的能力訓練，為人類開發利用資源，認識自然災害及地質環境評價等領域培養造就一大批銳意進取的高級研究人才。作為地球物理學的支撐學科之一，“地磁學”課程在劉慶生、黃寶春等一批著名教授的帶領下，開創和初步建立了教學和科學研究體系，并在教學實踐中不斷調整和優化課程體系。

1.強化基礎理論，簡化次要的內容。地磁場是重要的地球物理場之一，它具有復雜的空間結構和時空演化。地磁學的研究內容非常廣泛，包含現今地磁場的組成和規律、古代地磁場、巖石的磁性、地球磁場的起源、地磁測量、天體磁場及生物磁場等。而現今地磁場的成分又是十分復雜的，除了液態外核產生的主磁場外，還有地殼磁性巖石在主磁場磁化下產生的附加磁場，通常稱為磁異常。除此之外，現今地磁場還存在著緩慢的長期變化和短期變化。在課時有限（40學時）的前提下，無法做到面面俱到。課程組通過廣泛調研國內外知名大學“地磁學”課程設置及教學內容，認真分析教材體系和內容[1-7]，從中梳理出目前地磁學的基礎概念與理論，并認真聽取多年教學實踐中學生對于講授內容的反饋與意見，逐步完善和優化了課程的基本內容。課程的理論教學主要包含以下基礎內容：磁學的物理基礎（2學時）、基本地磁場的高斯分析（2學時）、偶極子與非偶極子場的特征（2學時）、地磁場的長期變化（2學時）、地磁場起源（2學時）、磁異常場特征和巖石磁性（2學時）、磁異常的正演理論（4學時）、磁異常的處理與轉換（4學時）、磁異常反演的基本概念和應用舉例（2學時）、巖石的天然剩余磁化強度（2學時）、剩磁穩定性（2學時）、古地磁場測定（2學時）、古地磁場的特征及應用（2學時）、地磁測量與磁測儀器（2學時）。

2.增加反映學科發展動態和國內外重大成果的內容。為了激發學生的學習興趣，及時了解地磁學研究的最新進展，筆者在課程中力求融入學科的最新進展和富有啟發性的成果。比如在介紹大陸和海洋的磁異常特征時，會引入RichardJ.Blakely教授[8]和劉慶生教授[9]關于上地幔橄欖巖蛇紋石化引起的磁異常特征變化的最新發現；在地磁測量中增加衛星磁測在探索巖石圈與上地幔多層次、多深度、多級均衡的內容；在巖石磁性中增加環境磁學研究方面的應用和進展。

3.結合我院專業特色，增加實踐性教學環節。理科教育除了強調基礎理論、創新性思維和能力的培養，還應重視理論在實踐中的應用，促進學生在理論與應用方面協調發展。因此，對于實踐性教學環節，必須優化設計少而精的內容，鼓勵學生在解決實際問題的過程中不斷加強動手能力和探索精神。為此，課程專門安排學生實地參觀湖北省地震局位于九峰山的地磁觀測站，了解地磁場的臺站觀測常用儀器、數據記錄及處理工作流程等。另外，結合我院應用地球物理的專業優勢，增加了質子磁力儀操作實習和計算機上機實習進行數據處理與解釋，以我國重點礦集區地面磁測資料為例，設計問題，引導學生自己設計解決方案，進行數據分析處理，進而獲得解釋結果并寫出實習報告。

二、教學方法探索與實踐

任何優化的課程體系、先進的教學內容必須通過教學方法與技術來具體實現?？梢哉f，教學方法的改革是保證教學質量的關鍵環節。

1.宏觀與微觀結合。所謂宏觀即是對課程的整體把握。老師在開課時應首先從宏觀上把握課程，向學生講清楚學科的產生和發展背景，以及解決什么問題。能夠做好這一點，需要教師學習、收集、查閱與課程相關的科學領域和學科的科技積累、歷史和學科發展現狀、問題和未來走勢，并在這一學科領域從事長期的科研實踐。這不是一朝一夕的事，需要教師長期求索、終生積累。筆者在開課之初，除了介紹地磁學的發展歷史和研究現狀，還著重提到了地磁學發展長河中起到里程碑式作用的人物和他們的貢獻，比如偉大的德國數學家、物理學家對于地磁場的球諧分析，以及建立精確地磁測量臺網對于地磁學系統發展的深遠影響。在大師們的學術魅力影響下，同學們更加積極主動地參與到教學活動中來，營造出了一個更為親密的團體氛圍。微觀是對課程中具體概念、原理的把握。在這方面，教師本人對基本概念和規律的正確掌握是第一要務。由于各種因素的限制，教師未必能做到博覽群書，甚至教學參考資料往往只局限于一本教材，而教材的質量又未必盡如人意，可能存在不妥之處。倘若老師深信不疑，就會以訛傳訛，甚至誤導學生，難以保證教學質量。為了能嚴謹、準確地將基本概念傳授給學生，需要教師虛心學習，努力提高自己的學術水平，開闊學術視野。除了認真閱讀參考課程相關的教材和參考書，教師還應盡可能多地參加學術性研究和教學研討會，從而擴大視野，加深對基礎理論的理解。

2.研究學生學習規律，懂得學生怎樣學習。在傳統概念中，知識是灌輸的。老師耐心細致地講述教材，學生在課堂聽、抄、儲存知識。然而，學生真的從聽課中學到了多少？剛開始執教時，筆者曾經精心準備授課筆記，課前課后親切地關心、輔導學生，但是在最后的期末考試答疑中，我還是非常驚訝地發現不少學生對于基本的概念還是沒有掌握清楚，甚至是混淆和錯誤的。這也促使我認真思考，怎樣能夠幫助學生更好地提高學習效果呢？通過苦苦的思索和研究學習，我逐漸意識到，原來學生不是簡單的“知識儲存箱”，我們傳輸的知識并不是學生所最終獲得的。學生會自主分解、重組知識來建構一套自己的認知體系。也就是說，學習是一個主動的建構過程，只有學習者將新信息聯系先前的知識，將其組織成對個人有意義的理解時，才有可能長期保存并應用這些信息[10]。這也就能夠理解，對于學生而言，老師進行準備講授的知識是一套外在的知識架構，與他們既有的知識體系或許并立，或許有矛盾。少數學生有足夠的學習動機可以整合新舊概念。但多數學生采取捷徑，憑死記來“全盤接收”老師講授的知識。這樣的學習效果是膚淺、短暫的，考試通過之后知識很快就可能又統統還給老師了。所以，教師的出發點應該不僅關注“如何更好地講述課程內容”，而是更多地思考“如何讓學生主動學”。在這個原則指導下，教師應關注學生根據自己的理解所做出的判斷，留心分析學生常有的錯誤觀念，繼而精心解釋并安排相關的閱讀材料來詳盡釋疑。要做到這一點并不容易，需要全面地備課，同時又需要因材施教，根據學生的個人情況隨機應變。雖然挑戰很大，但是看到課堂上學生們對知識渴求的眼神和可喜的進步，教師也收獲了很多滿足。

3.探索多元化學習與考核方式。每位學生學習的方式都不盡相同。有些學生偏好按部就班、正襟危坐地聽課，他們觀察力強，關注細節，能夠有條理地通過標準方法解決問題；有些學生的注意力就沒有那么集中，他們可能偏好以抽象理解及聯想來處理新概念，他們往往能創新，但有時會忽略細節。在傳統的教學模式基礎上，我們應盡量設計多元化的學習渠道，使各類型的學生們有機會以自己擅長的方式參與學習活動，從而有效地提升學習效果。例如，在口頭講解理論時，進一步提供一些動手實驗的機會。又或者從講授的內容中篩選出若干關鍵點和難點，用10—15分鐘分段講授。每段之間暫停，給學生幾分鐘思考時間，要求學生回答問題，總結重要概念，與同學分組討論/匯報等。這樣穿插的小活動有維持學生注意力，激發好奇心的作用。除了學習方式多元化外，考核的方式也應靈活多樣。課程結束后的評價方式多是閉卷考試，主要考察學生對于教材內容的掌握程度。很多同學根據課堂講授內容，參照課本和參考書，背重點、套公式來解題，并未完全了解概念和原理的意義?？荚囯m然可以拿高分，但考試后很快就會忘掉，在實際情況中更難以應用這些原理。為了培養學生的自主學習能力，“地磁學”課程考核方式進行了改革，采用平時學習過程中對學生學習狀況的考察、讀書報告（書面+口頭）和期末考試相結合的方式。平時的考察包含對“課堂到課率”、“課堂討論”、“習題作業”等的評價。除此之外，課程結束后，會給同學們列出“地磁學”研究中的熱點問題，引導學生廣泛閱讀文獻，設計解決問題方案，編寫規范的讀書報告，并做口頭匯報。這一環節能夠讓同學們體驗科研工作的全過程，使學生的關注點從單純的書本學習轉向親自動手實踐，從而培養了學生獨立工作的能力，激發了學生從事科學研究工作的熱情。

三、結語

“地磁學”課程建設與教學方法改革是一項長期、系統的教育教學改革工程，應當根據專業人才培養目標、師資力量、教育資源等構建出體現學科優勢的課程體系。同時應及時將國內外先進的教育教學方式和教學組織形式融入教學體系，讓每個學生在學習中享受樂趣，在學習中受益終身。

作者：李媛媛 楊宇山 黃寶春 劉慶生 單位：中國地質大學地球物理與空間信息學院 地球內部多尺度成像湖北省重點實驗室

參考文獻：

[1]倪永生.地磁學簡明教程[M].北京:地震出版社,1990.

[2]B.M.揚諾夫斯基.地磁學[M].劉洪學,周姚秀,譯.北京:地質出版社,1982.

[3]北京大學地球物理教研室,中國科學技術大學地球物理教研室編.地磁學教程[M].北京:地震出版社,1986.

[4]徐文耀.地磁學[M].北京:地震出版社,2003.

[6]管志寧.地磁場與磁力勘探[M].北京:地質出版社.2005.

[7]劉天佑.磁法勘探[M].北京:地質出版社.2013.

[10]王銘玉.且教且學:懂得學生怎樣學習[J].中國大學教學,2015,(4):13-20.