摘要：介绍了资源勘查工程专业开设数学地质课程的重要性，分析了在教学中存在数学推理较多、软件操作困难以及应用前景不明等导致学生学习兴趣不足的问题，提出了精选教学内容、改进教学措施、加强应用教学、增加实践机会和介绍学科前沿等解决措施，最大限度地激发学生学习兴趣，提高教学质量，实现教学目标，为资源勘查工程专业的数学地质教学提供一种新的教学模式。
关键词：数学地质；教学内容；教学改革；教学质量      教育教学论坛
中图分类号：G642        文献标志码：A
 
数学地质属地质学分支学科，是上世纪六十年代以来迅速形成的一门边缘学科。它是地质学与数学及电子计算机相结合的产物，目的是从量的方面研究和解决地质科学问题。它的出现反映地质学从定性的描述向着定量研究发展的新趋势，为地质学开辟了新的发展途径^[1]。
一、数学地质课程教学现状，数学地质是资源勘查工程专业本科生高年级的一门专业选修课，学生在接触这门课时，已学习部分专业课程，如《普通地质学》、《岩石学》、《构造地质学》、《沉积岩与沉积相》和《石油天然气地质学》等，这些课程多以描述性研究方法为主、强调经验型知识的获取，因而学生不太适应数学地质这样一门定量表征课程的学习^[3]。此外，资源勘查工程专业的学生所学应用数学理论知识有限，导致学生学习该课程的难度加大。
二、数学地质课程改革策略
1. 精选教学内容，减轻学生的学习任务，数学地质的教材不是很多，有些教材偏重于实际应用知识的教学，侧重于方法的运用，而不讲解基本原理；有些教材又偏重于理论方面的教学，内容大部分是方法原理的推导演绎，较少涉及方法的运用。我们认为只有适合自己学生实际情况的教材才是真正的好教材，所以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、数据处理方法和实际应用实例过程。
2. 改进教学措施，增强学生的学习动力，好的开始是成功的一半，因此，在上该课程的第一堂课时就要带动学生的积极性，增加学生的学习动力^[5]。例如在讲解绪论部分之前，可以先把最新国际、国内数学地质大会的内容以多媒体的形式演示给学生看，让学生了解数学地质在相关地质领域应用的丰富成果，使学生留下深刻的印象，提高学习的兴趣。同时，也可以把任课教师本人或教研室相关老师的最新研究成果，比如《应用岩性统计方法判别沉积相—以珠江口盆地三角洲沉积为例》、《多元统计分析在地质学中的应用—以惠州凹陷M层物源分析为例》等相关科研论文，以讲解的方式展示给学生，以消除学生学习该课程的茫然心理，从而让学生了解学习该课程的重要性。
3. 加强应用教学，提升学生的关注程度，数学地质是一门应用性很强的学科，其宗旨是用数学的方法来解决地质的问题。但在现有数学地质教材中，一般都是先对数学地质方法的理论部分进行推导，然后再阐述该方法在地质学中的应用，其理论部分的推导与数学公式的推导几乎没有任何差别，这很难激发学生的关注度。而由于理论推导过程的学习效果欠佳，导致学生在后续理解该数学地质方法的实际应用时很难领悟透彻。为了改变这种教学现状，教师可以先简单介绍该数学地质方法在地质学中的相关应用，然后再对数学方法进行解析，最后通过边讲解原理、边阐述应用实例解决相关的地质问题。例如在讲授最短距离法聚类分析时，可以先举例说明该方法在沉积岩、古生物、油气藏及油气地表化探指标的分类等直接分类的例子，引起学生的学习兴趣；然后结合图示给出最短距离的定义及其递推公式，即类p、类q间的最短距离为D_pq=min（d_ij）（x_i∈p，x_j∈q）、类r（类p与类q聚成的1类）与某类f的递推公式为D_rf=0.5×（D_fq+D_fq）-0.5×｜D_fq+D_fq｜；最后以油源对比为例，通过计算生油层岩样k₁、k₂、k₃及储集层油样k₀这4类样品的最短距离和聚成1类后与某类递推公式求出的距离，以此说明该聚类的过程，从而解决k₀的油来自哪个生油层？这样通过与专业知识的应用结合，并把理论推导过程融于实例讲解教学，自然引起了学生的学习兴趣，从而提升学生对该课程知识点的关注程度。
4. 增加实践教学，激发学生的学习兴趣，该课程理论教学22个课时，上机实践教学10个课时。计算机上机实践既能加深学生对理论知识的理解，也能加强学生对软件的操作熟练程度，更重要的是可以激发学生的学习兴趣。因此，要抓住上机实践教学的10个课时，适当增加上机实践的机会，即多给学生提供实际应用的基础数据，并完成相应的实习报告。例如在聚类分析中，给出某盆地某探井连续井段的自然伽玛、中子、密度、声波时差、浅侧向和深侧向电阻率等测井资料，要求学生对地层岩性单元进行划分，并与实际录井岩性特征进行对比。再比如在判别分析中，给出某地矽卡岩型铜矿原有10个见矿异常和10个未见矿异常的分析数据，经新开展地质工作发现一新异常，要求学生采用判别分析对该新异常分析数据进行处理，确定该新异常属于见矿异常还是未见矿异常？通过进行上述与地矿油生产科研项目资料实例相结合的上机实践，培养了学生对数学地质课程的学习热情，激发了学生对该课程的学习兴趣，同时熟练了分析软件的操作流程，重要的是提高了学生运用理论知识解决生产实际问题的能力。
5. 介绍学科前沿，拓展学生的专业视野，数学地质是一门边缘性的交叉学科，是地质学与数学、计算机科学相互渗透和紧密结合的结果，随着数学与计算机学科的发展而发展。如今是一个大数据的时代，伴随新的数学、计算机理论的涌现以及大量数值型地质信息的出现，不断推动着数学地质的进步。因此，在讲授该课程之前，教师应多关注《数学地质》、《数学地质与地质信息》和《计算机与地球科学》等权威杂志，并了解国际、国内数学地质大会等相关专业会议内容，掌握数学地质前言及发展动态，及时给学生介绍数学地质学科前沿动态知识，达到拓展学生专业视野的目的。
三、结语
数学地质是一门应用性较强的交叉学科，涉及数学理论推导较多，加上全英文软件界面操作困难及实际应用前景不明等，导致学生在学习过程中缺乏学习兴趣和关注度。为了改变这种状况，通过精选教学内容、拓展专业视野、增加应用教学和实践教学等措施，激发了学生学习兴趣，提高了教学质量，实现了教学目标，为学生将来从事数学地质工作奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1]赵鹏大， 夏庆霖．中国学者在数学地质学科发展中的成就与贡献[J]．地球科学—中国地质大学学报，2009，34（2）：225-231.
[2]赵鹏大．继往开来，再接再厉，为发展我国数字地球科学做出更大努力[J]．国土资源科技管理，2012，29（6）：4-7.
[3]尹艳树，尹太举．《数学地质》的教学思考[J]．长江大学学报（自然科学版），2011，8（9）：123-124.
作者简介：余烨（1983-），男，湖南冷水江人，讲师，博士，主要从事数学地质教学与科研工作。
 
 
Current Situation and Reform Strategies in Mathematical Geology Teaching
Yu Ye^a,b，Huang Yanran^a,b，Wang Li^b
（a. Hunan Provincial Key Laboratory of Shale Gas Resource Utilization; b. School of Resource Environment and Safety Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan, Hunan  411201）
Abstract: The importance of mathematical geology course for the students who major resource exploration engineering is introduced. The problems that lead to lack of students' interest in learning are analyzed, such as more mathematical reasoning, difficult software operation and unknown how to apply. The methods of solving the problems are put forward, which include selecting teaching content, improving teaching measures, strengthening application teaching, increasing practical opportunities and introducing advanced disciplines. These measures can be used to fully inspire students’ interest in learning, to improve the teaching quality, to realize the teaching objective and to provide a new teaching mode for the mathematical geology teaching.
Key words: mathematical geology; teaching content; teaching reform; teaching quality
收稿日期：2017-9-24