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摘要：“地震资料数字处理”是勘查技术与工程专业的一门专业核心课。本课程涉及到地震勘探原理、应用数学、信号分析以及程序设计等多个方面的内容，综合性较强，学习难度较大。目前工程教育认证是检验高等教育工程类专业的国际标准，如何对本课程进行教学方法的改革以满足国际标准成为当前的研究重点。本文基于成果导向教育（OBE）理念，从课程教学目标与需求、教学过程与评价和教学改进三个方面对“地震资料数字处理”教学方法进行探讨，以进一步提高本课程的教学质量。
关键词：成果导向教育（OBE）；教学目标与需求；教学过程与评价；教学改进
本文引用格式：成景旺，等.基于OBE的“地震资料数字处理”教学方法探讨[J].教育现代化,2019,6(26):127-129.
“地震资料数字处理”是勘查技术与工程专业的一门专业核心课。地震勘探技术是勘查技术与工程的方法之一，主要包括了地震数据采集、资料处理和资料解释[1]，因此“地震资料数字处理”是地震勘探方法的中间纽带，由此可见本门课程的重要性。学好这门课程，需要学生具有一定的地震勘探、信号分析、数学类知识以及程序设计等多个方面的基础。“地震资料数字处理”是一门将基础知识与专业知识相结合，最终应用到工程实践上的综合课程。目前工程教育认证是检验高等教育工程类专业的国际标准，因此所有工程类专业的课程应逐渐向该国际标准靠拢。工程教育认证标准强调以学生为中心，提出了成果导向教育（Outcome based education，简称OBE）理念[2,3]。OBE主要指教学设计和教学实施的目标是学生通过教学过程所取得的学习成果，它主要强调了“教学目标与教学需求”、“教学过程与教学评价”、“教学改进”等方面的问题。当今科技发展迅速，学生更要求具有国际化视野，应按照统一国际标准来进行专业教学。为了提高教学质量，笔者基于成果导向教育理念（OBE），从课程教学目标与需求、教学过程与评价和教学改进三个方面对“地震资料数字处理”教学方法进行探讨，以进一步提高本课程的教学质量。
一 教学目标与需求
OBE中的教学目标与需求，可以用两个简单的问题概括：让学生取得的学习成果是什么（目标）和为什么要让学生取得这样的学习成果（需求）。首先从教学目标上着手，“地震资料数字处理”从字面上可以看出，其主要的教学目标就是对地震资料采用数学方法手段进行处理得到处理结果。学生在学完这门课后，应具备处理地震资料的能力。教学过程中应该牢牢把握该教学目标。“地震资料数字处理”中包括了“数字滤波去噪、反褶积、静校正、动校正、速度分析、叠加和偏移处理”等一系列的处理环节，每一个处理环节都有其对应的处理目标。如“数字滤波去噪”中，应让学生明确地震资料中各种噪音的存在和特点，去除噪音的主要目的就是提高信噪比；再如“反褶积”处理流程中，应让学生明白反褶积的主要目的是提高地震资料的信噪比，进一步要理解反褶积提高信噪比的本质原因。其次从教学需求方面，教师应明白“教”的最终目的是“用”。学生通过这门课程学到的专业知识，能够保证其在将来的就业与深造中所需的知识储备，也就是说学生只有取得相应的专业知识，才能解决工作中所遇到的问题。如勘查技术与工程专业中的地震勘探是油田勘探的主要方法之一，地震资料的采集野外工作中，需要工作人员结合工区特点和采集要求，对观测系统进行设计，此时学生就需要具备观测系统的有关知识，学生只有掌握了相关专业知识，才能够在野外观测系统设计中应用自如；同样，对原始的地震资料进行处理，该采用什么样的处理流程、什么样的处理方法、处理中采用什么样的参数等都是影响处理结果的重要因素，学生只有掌握了这些基本原理，才能将之应用在工程实践中。可见，教学目标的设计应该以实际需求为前提。“地震资料数字处理”作为地震勘探方法中的重要环节，应结合石油天然气地震勘探中的需求，制定相应的教学目标。结合目前油田地震勘探的发展趋势，笔者认为“地震资料数字处理”课程的教学目标应基本包括以下内容：掌握地震资料处理的基本方法和基本原理；能够根据勘探工区的地质特点及处理任务，对地震数据选择正确有效的处理方法；能够依据要求选择合理的处理流程和处理参数，能够分析处理参数对处理结果的影响，进而得到较高质量（高信噪比、高分辨率及高保真度）的处理成果等等。
二 教学过程与评价
OBE同时强调教学过程与教学评价。教学目标需要通过完整的教学过程与评价来实现。“地震资料数字处理”是将复杂的地震资料处理问题转化为一个对应的数学模型，结合信号分析和处理的知识，最终通过编制相应的代码以及软件来完成处理的过程。其中数学模型的转化过程需要大量的公式推导，枯燥无味，而且处理流程步骤较多，这样的课程对于大多数学生来说，往往容易走神。如何巧妙的将专业知识与应用数学结合，如何最大程度的提高课堂的学习效率，就是教师需要着重考虑的问题。此外，教师还需要指定相应的评价标准，作为判定教学目标是否达成的依据。
（一）教学过程
如何有效地帮助学生取得最好的效果，关键是教学过程[4]。课堂教学是主要的教学过程，课堂教学的好坏直接影响着学生的学习成果。笔者结合多次上课经验，认为在讲解过程中应遵循由易到难、由问题到结论、由个例到规律、由感性认识到理性认识等原则。例如地震资料处理中的“静校正”方法，若直接讲解该方法的原理和具体的实现手段，学生的兴趣不会太高，而且对概念的把握以及方法的理解会大打折扣。此时教师可首先对比静校正前后的地震资料，让学生对该方法有感性认识，引起其好奇心。利用学过的信号分析和应用数学知识，将各种问题转化为数学模型，最后进行详细公式推导上升到理性认识律。课堂教学应采用多媒体和板书相结合，多媒体可通过图片、动画的形式给学生直观感受。板书推导从易到难，可选择学生上台参与等方式，通过逻辑的数学表述，让学生掌握方法的本质。另外，课堂教学过程离不开学生的互动，教师一定要积极主动得与学生互动，可首先尝试采用一些简单有趣的问题进行提问，以避免学生不回答、不发言的场面，教师还可通过设置奖励制度推进学生积极踊跃回答问题。另外，每次课堂结束前，提出一些新的问题，并让学生提前预习下一节新内容，利用课外时间进行相关内容的资料查阅。课堂过程中随机设置一些讨论性话题，鼓励学生分析和讨论，以发挥学生的主观能动性。除了常规课堂教学外，还可以组织一到两次的课堂研讨，教师和学生互换角色，学生从以学知识中随机选择课题来进行讲解，让学生通过讲解的方法进一步加深对所学知识的理解。笔者认为，学生只有真正理解基本原理，才能够用自己的语言描述出来。
（二）教学评价
教学评价主要用来了解学生对教学内容的掌握程度，教学评价应贯穿到整个教学过程中。教学过程不是教师单方面的体现，是学生和教师共同组成的一个过程。教学成果的好坏需要通过教学评价来分析，教师“教”多少不代表学生“懂”多少。教学评价的手段有很多，如教师在每次上课前，应对上一次课堂所讲内容进行回顾和提问，及时掌握学生对上堂课的掌握情况；另外可通过布置课后作业来进行课堂知识的巩固，根据作业的完成情况了解学生的学习情况。除了这两种常见的评价方法，笔者认为“地震资料数字处理”还有其特殊的评价方法，通过编程语言来实现处理过程。正如前面所述，本门课程将地震资料处理的方法通过对应的数学模型表达，而具体的实现手段可通过编写相应的程序来解决。目前C语言、Matlab语言、Fortran语言等相关课程已经成为本科课程的前提[5]。代码具有较强的逻辑性，学生对其中的原理和过程掌握较好，才有可能编制出正确的程序代码。因此教师可通过增加一些相应的课内上机等对教学进行评价。教学评价过程中，将不同教学目标细化为多个指标点，通过计算每个教学目标的指标值来进行评价。指标值可通过平时作业、实验报告以及期末考试成绩等这些因素综合计算，每个学生的成绩加权求和后，计算所有学生的平均值作为某一个指标点的达成度。教师可根据本门课程的每一个教学目标，分别计算达成度，以此作为教学评价的依据。
三 教学的持续改进
成果导向教育（OBE）更加注重教学的持续改进。持续改进的核心体现在“持续”二字。任何课程的教学总是一个持续改进的过程。通过持续改进，不断的完善本门课程的教学体系。教师在平时的教学过程中应养成持之以恒的习惯。教师根据教学评价的结果，对教学目标与教学过程做出相应的改进。如教学目标的改进，教师在教学过程中结合该课程相关内容的发展，以及工业生产和实践上的难题，不断完善和补充教学内容。“地震资料数字处理”是勘查技术与工程专业特有的课程，而随着地震勘探的发展，越来越多的难题需要新的技术来解决，这就要求教师应该认真钻研教材，同时不断的补充新的知识。教研组集中讨论研究，共同探讨如何修改教学目标和教学大纲。
教学过程的改进，需要教师课堂下面的认真备课，总结课堂上的问题。“地震资料数字处理”课程的内容较多，涉及较广，从地震原始资料到最终的处理成果需要经过多个处理环节，而处理环节的先后顺序、处理参数的选择会影响处理结果。一个环节没有掌握好，可能会影响接下来的多个环节。教师应根据教学评价的结果，及时与学生进行交流，发现问题的根源，适当修改教学内容和调整教学进度，尝试采用新的授课方式等。同一教研组的教师应相互交流教学经验，不同的教师教学方法不同，教学效果肯定也不同。通过交流，对比分析哪些教学方式更加适合该课程的教学。每个学年或每个学期结束后，定期通过教学评价结果分析改进是否有效，是否还存在遗留问题。学生学习效果有所提高，则在此基础上选择和实施新的改进措施。在此基础上，学校或者学院应建立教学管理、教学质量保障制度，从而保障持续改进的有效进行。
四 结束语
基于OBE的工程教育认证标准是当前工科专业课程的国际标准，而“地震资料数字处理”有其自身的特点，如何将这门课程自身的特点与国际标准结合从而提高教学质量，还需要任课教师不断的探索。任何课程教学方法的改革，都应以学生为中心，以学生最终的学习成果为目的来进行。本文分析了“地震资料数字处理”课程的主要特点，并从教学目标与需求、教学过程与评价和教学改进等三个方面对该课程的教学方法进行了初步探索，分享了一些教学经验，以求促进“地震资料数字处理”课程的改进，提高教学成效。
参考文献
[1]牟永光,陈小宏.地震数据处理方法[M].北京:石油工业出版社,2007.
[2]许淑慧.成果导向教育视域下课堂理答策略研究[J].高教学刊,2018(14):69-71.
[3]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究,2015(02):10-19.
[4]彭秀芳,曾令斌.高校创新创业教育现状及改革策略探析[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2018(05):102-105.
[5]王鹏,许辉群,高刚.勘查技术工程专业“数学物理方程”教学方法改革探索[J].当代教育实践与教学研究,2017(05):178+191.
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