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MATLAB软件在位场勘探教学中的应用研究
作者：耿美霞
来源：《教育教学论坛》2018年第52期
摘要：本文在分析位场勘探教学和MATLAB程序设计各自特点的基础上，探讨了位场勘探教学与MATLAB软件结合的三个方面，旨在提高课程教学质量，培养学生实践技能与探索能力。
关键词：应用地球物理学；MATLAB；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）52-0163-02 一、引言
地球物理学作为地球科学的主要学科之一，是利用多种物理学原理（如：地震弹性波、重力、地磁、地电、地热和放射能等方法）研究地球以及地球内部矿藏资源的一门综合性学科。地球物理学有诸多研究分支，其中位场勘探是通过在地球表面（以及内部）重磁场的测量，利用正、反演方法来研究地下介质，特别是地壳和上地幔的结构和构造状态。位场勘探研究在国民经济、资源、环境、灾害等方面发挥着重要作用。位场勘探课程包括重磁场的基础理论、重磁测量方法和位场数据应用，主要目的是使学生系统地掌握地球重力场和磁场的基础理论知识、重磁数据的测量方法、重磁数据整理、分析与解释，并为进一步研究地球位场及相关地球科学问题打下基础。对地球探测与信息技术专业的学生，教学内容在兼顾方法的基本理论和实用性同时，更加侧重实用性和实验性部分。因此需要将数学知识、物理原理与地质学知识相结合，通过对不同地质现象的正演，能够使学生更加熟悉位场异常分布与地质现象的关系，并为后续重磁数据反演与解释打下基础。本文提出将MATLAB软件融入位场勘探教学中，一方面使学生对重磁数据正反演和处理流程有一个清晰的认识，培养学生掌握专业理论知识；另一方面激发学生的探索兴趣，提高学生自主编程能力，培养学生实践技能。之前，汪勇讨论MATLAB程序设计在地震勘探教学中的应用[2]，童孝忠分析了MATLAB在应用地球物理学中的应用[3]，李建慧应提出了应用地球物理学专业加强MATLAB程序设计的一些思考与建议[4]。
二、MATLAB软件
MATLAB是美国Math Works公司推出的一套高性能的数值计算和可视化的科学工程计算软件[1]。它编程实现简单、便捷，支持解释型语言输入，并具有便捷的与其他语言接口的功能。目前，数值计算中经常使用的常规算法如插值、拟合、矩阵特征值计算、数值积分、微分、求解方程组等在MATLAB中都有函数供直接调用。复杂算法如遗传算法、粒子群算法、