实验教学与实践体系
本着以学生的探索精神和创新能力作为核心培养目标,“强化基础、整合资源、教研互动、协同育人”的实验教学理念,本中心构建的实验教学体系由基础实验室、实践技能训练基地、科研能力提高基地三个部分组成,为基本实验技能掌握、创新实践和学术能力提高,提供了丰富坚实的支撑平台。
一、三个实验学习平台
1、基础实验室:岩石物性实验室、重力实验室、磁法实验室、电法实验室、地震实验室、测井实验室等;
2、实践技能训练基地:地科院廊坊物化探研究所、中石化华北石油局、湖北省地矿局、云南锡业矿山等,11个校外实习及产学研基地;
3、科研能力提高基地:中科院、中石油和多所国外著名大学等相关学术机构组成的7个校外学术创新基地,及4个校内重点实验室。
二、基础实验课程体系
地球探测技术实验教学中心面向我校地球物理与空间信息学院、工程学院、环境学院、资源学院、机械与电子信息学院、地球科学学院等6个学院1200余名本科生开设26门实验课程,涉及勘查技术与工程(勘查地球物理方向、钻探方向2个方向)、地球物理学、地球信息科学与技术、测控技术与仪器、地质学、资源勘查工程(固体矿产和油气2个方向)、海洋科学、水资源与环境工程、水文与水资源、地下水科学与工程、环境工程、地质工程、土木工程等15个本科专业(方向)。本中心还面向勘查地球物理、地球物理学、地球信息科学与技术、测控技术与仪器等相关学科学生开设研究型实验项目。
按照不同专业类型对地球探测技术实验的要求,分别设计了勘查地球物理、地球物理学,以及其它相关专业三种地球物理实验课程体系。其中,对勘查地球物理和地球物理学两个专业,还重点安排了地球物理野外教学实习,作为重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探四门主要专业课程的综合野外工作实践训练环节,以促进理论课教学中各知识点的融会贯通和知识应用,是我校地球物理专业长期坚持的特色实践教学环节。
三种地球物理实验课程体系涵盖于9个实验课程模块之中,见表1。勘查技术与工程(勘查地球物理方向)、地球物理学两个专业实验模块及课程开出时段见图1,各模块的实验项目名称见表2;其它13个专业的地球物理实验内容见表3。
表1 实验课模块及实验项目数
实验模块名称
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面对专业
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实验项目数
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专业类先导课程实验
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勘查地球物理、地球物理学
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实验室介绍
仪器初步认识
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地球物理勘探基础实验
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勘查地球物理
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独立实验课程,10项
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地球物理勘探选修实验
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勘查地球物理、地球物理学
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独立实验课程,11项
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地球物理观测与实验
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地球物理学
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独立实验课程,8项
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专业选修课实验
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勘查地球物理、地球物理学
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随专业选修课开出,6项
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其它专业地球物理实验
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校内6个学院13个专业本科生
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共15项
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数据处理与资料解释
实验
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勘查地球物理、地球物理学
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各相关课程的上机实验
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地球物理野外教学实习
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勘查地球物理、地球物理学
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4种主要方法野外实践
教学
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自主可选实验
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勘查地球物理、地球物理学
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可选开放实验项目,20项
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合计实验模块 9个
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每年实验学生约 1200人
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仪器与观测实验 70项
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表2 勘查地球物理和地球物理学专业实验项目
实验课模块
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实验项目名称(内容)
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专业类先导课程实验
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岩石物理学、弹性波理论、地球物理概论、重力学、地磁学、地电学、地震学等相关课程中的配合实验;
主要内容:岩石物性测定,各类专业仪器的初步认识
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地球物理勘探基础实验
(独立实验课程,10项)
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重力测量及重力仪认识实验
CG-5重力仪操作与三重循环观测
磁场测量原理及磁力仪认识
地磁总场和地磁场梯度测量
电法仪器认识及水电阻率测定
高阻模型剖面水槽实验
低阻模型剖面水槽实验
双层模型电阻率测深水槽实验
超声波及仪器认识实验
超声波时距曲线测定实验
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地球物理勘探选修实验
(独立实验课程,11项)
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重力仪性能测试方法与静态性能评价
重力仪双程往返观测及资料整理
质子磁力仪性能实验
空间域激发极化法模型实验
频率域激发极化法模型实验
地震数据采集及地震波认识
地震折射波采集技术实验
地震反射波采集技术实验
地震面波采集技术实验
地球物理测井仪器认识实验
电、磁、放射性测井实验
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地球物理观测与实验
(独立实验课程,8项)
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重力基点网联测与平差
磁场日变观测
岩石电阻率测量
电阻率法水槽模型实验
电阻率法场地资料采集、统计和分析
岩石波速测量及其统计分析
超声波模型实验
折射波法场地资料采集
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专业选修课实验
(6项)
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地质雷达、核磁共振、大地电磁、瞬变电磁、地球物理仪器、管线探测等相关课程的配合实验;
主要内容:仪器认识与基本操作、方法技术应用;
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数据处理与资料解释实验
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重磁勘探数据处理与解释,电法勘探数据处理与解释,地震勘探数据处理,地震勘探资料解释,地球物理反演等课程的配合上机实验;
主要内容:与课程相关的上机实验;
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地球物理野外教学实习
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包含重、磁、电、震4种主要方法,在野外现场进行教学;
实习时间5周(必修),7.5学分;
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自主可选实验
(20项)
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岩石标本密度测定与统计
重力基点网联测与平差实验
重力资料整理及布格异常计算实验
岩石磁性参数的测定实验
磁测资料整理及磁异常图示实验
磁异常化极与解析延拓实验
地下管线仪认识与操作实验
瞬变电磁仪认识与操作实验
双频激电仪认识与操作实验
GDP-32多功能电法仪认识实验
核磁共振找水仪认识实验
高密度电法资料解释与模拟
地质雷达认识与操作实验
地质雷达资料处理与解释实验
两层介质反射波时距曲线的超声模拟测定
速度谱计算实验
弹性介质弹模参数测定与计算
层状介质射线追踪实验
层状介质瑞雷波频散曲线计算试验
全空间点状震源地震波传播模拟
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表3 非地球物理学专业(方向)的地球物理实验
序号
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学院/专业名称
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课程名称/学时
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班级数/
实验学时
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实验内容
(共15个实验项目)
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1
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资源学院/海洋科学024
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海洋地球物理勘探/48
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1/8
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地球物理仪器认识
水槽电法模拟实验
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2
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资源学院/勘查工程(油气方向)022
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地球物理勘探原理/64
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2/6
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地震勘探实验
测井实验
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3
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资源学院/勘查工程(固体矿方向)021
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地球物理勘探原理/96
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2/6
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重力勘探实验
磁法勘探实验
电法勘探实验
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4
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环境学院/水资源与环境工程实验班040
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工程物探/32
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1/2
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电法勘探实验
地质雷达实验
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5
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环境学院/水文与水资源工程041
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工程物探/32
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2/2
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电法勘探实验
地质雷达实验
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6
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环境学院/环境工程042
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工程物探/32
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4/2
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电法勘探实验
地质雷达实验
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7
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环境学院/地下水科学与工程045
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工程物探/32
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2/2
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电法勘探实验
地质雷达实验
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