摘 要：本文针对“科学计算方法与技术”课程的重要性及课程的特点，结合地球物理学专业科学研究中所遇到的一些计算问题，围绕如何提高教学水平和教学质量，如何培养专业人才，从教学内容、教学方法、考核方式等方面进行了探讨。
关键词：科学计算方法与技术；地球物理学；教学方法
随着计算机技术的快速发展，科学计算以及处理技术在科学研究与工程实践中的地位越来越重要，已经上升为与实验测量、理论分析方法相媲美的第三种科学研究方法。“科学计算方法与技术”是一门与数值分析和计算机程序设计密切相关且实用性很强的课程，是应用数值分析和计算机程序设计求解各种地球物理问题的方法、理论及其软件共同构成的一门综合性课程。该课程的教学，需要教师结合课程的特点，打破传统的教学模式，结合培养目标，全面提高教学质量。
一、“科学计算方法与技术”课程的重要性
由于本门课程安排在大三下半学期，学生在这个阶段已经学习了重力、磁法、电法以及地震方法的原理和数据处理流程，同时已经完成了计算机语言和计算方法的学习。但大多数学生并没有亲手操作，也没有从程序设计的整体性、优化性、逻辑性以及可视化的角度对所学的专业知识进行深入的理解，因此造成学生理论强、动手能力低的现象。
另外，在做毕业设计的时候，要求学生必须动手编写程序完成相应的计算，并能将结果用图件表示出来。没有经过课程学习的学生在毕业设计时会感到吃力。因此，开设本门课程就是让学生能够在做毕业设计之前对整个地球物理当中的计算问题有一个初步了解，提高解决问题的能力。
二、“科学计算方法与技术”案例教学内容的选取
“科学计算方法与技术”主要针对地球物理当中典型的科学计算问题，诸如地球物理场数值模拟、地球物理场变换、地球物理场成像以及地球物理场的反演等问题。由于只有32个学时，在短时间内无法将地球物理当中所涉及的计算问题和实现策略进行详细讲解和实践。因此，只能根据学生当前已经掌握的课程内容以及编程语言，结合地球物理中的前沿问题与科研项目中频繁遇到的地球物理计算问题，选择一些常用、通用的地球物理计算问题进行讲解并让学生动手实践。
三、教学方式的灵活应用
作为地球物理学专业的一门必修课程，由于其所涉及的知识面比较广，并且要综合运用数学、物理、计算机编程等知识，因此教师在教学时应当灵活地选择教学方法。教师在教学過程中，先讲解理论基础，再讲解程序实现策略和实现技术，并从全局角度考虑程序设计的总体框架、实现流程和编写程序环节中的实现技巧。在学生掌握理论知识后，教师应该让学生针对教学内容进行程序编写。为了提高学生的程序设计水平和能力，要求学生采用C语言、C++语言动手编写程序，有精力的学生可以采用MATLAB编写程序验证结果并形成图。这样完全打破传统的课程教学模式，在很大程度上提高了学生的学习动力和动手实践能力。
四、“科学计算方法与技术”课程考试方法改革
为增强学生对地球物理科学计算问题的认识，提高其解决实际工程问题的能力，教师应该将课程的考核方式进行相应的改革。传统的“科学计算方法与技术”课程考试为笔试，成绩由平时的实验作业和期末考试（在试卷上手写相应的程序框架和代码）成绩按比例综合计算。这样的考核方式虽然简单易于操作，但这会造成学生动手实践能力低、不注重知识运用的问题。改革以后的考核方式为，由小组完成实际科学计算问题的程序设计、实验报告以及课程成果的课堂讲解组成。考核共5次，每次学生都重新分组，确保每位学生都能动手进行与地球物理相关的科学计算问题的程序设计和实现。
五、结语
本文针对地球物理学和勘查技术与工程专业学生所学的“科学计算方法与技术”课程，从课程的重要性、激发学生学习兴趣、案例教学内容的选取、灵活的教学方法以及考核方式等方面进行了改革探讨。这些改革措施在我校的实际教学过程中已经着手实施，且取得了不错的教学效果。
参考文献：
[1]曲良辉，邢琳，周瑞芳，等.计算方法课程教学方法与手段的改革与实践[J].科技创新导报，2015（23）：189-190.
[2]陆基梦，王永刚.地震勘探原理（第三版）[M].东营：中国石油大学出版社，2009.
作者简介：韩复兴（1981— ），男，陕西西安人，博士，研究方向：地震波传播与成像技术。
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