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课程思政教学案例：《地球物理反演基础》课程

课程名称：《地球物理反演基础》

课程性质：专业核心课

所属一级学科：地质资源与地质工程

总学时：32学时

一、课程简介

《地球物理反演基础》讲解地球物理反演的基本概念，微分方程

正演与反演，地球物理反演的脉冲谱技术和反问题的数值方法，对地

震反演非线性方法、不适定问题适定性求解方法进行详细讲解，并利

用地震正、反演实际生产案例进行方法应用分析。要求学生掌握讲解

内容，并对不适定问题适定性求解方法进行实践，基本掌握地球物理

反演的基本内容，为今后进行科学研究打下基础。

二、课程思政典型教学案例

（一）案例名称

科技报国、大国崛起、物探有为、地震担当

（二）教学目标

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课程教学目标：通过课程教学，使学生掌握地球物理反演的基本

概念，理解地球物理反演基本方法，了解地震正反演方法的实际应

用，启发学生的创新意识和培养学生的创新能力。

课程思政教学目标：以培育创新意识，培养创新能力，挖掘创新

潜能为目的，激发学生物探有为的专业自豪感和科技报国的家国情

怀，以及奋发图强、科研创新和地震有我的使命担当。

（三）教学过程与方法

（1）激情创造，敢为人先——东方地球物理公司案例

在讲解地震正演模型、地震正演模拟方法和地震正演发展方向思

考时，介绍东方地球物理公司利用高效混采技术中标迄今全球最大

（16亿美元）。以科技报国、大国崛起、物探有为，激发学生的专业

自豪感和科技报国的家国情怀，以及奋发图强、科研创新和地震有我

的使命担当。

东方地球物理公司为提高地震勘探效率，将地震混采技术引入地

震勘探项目-沙特S69-71项目，实现了高效混采技术在海外超大地震

勘探项目中的应用。课程教学中从地震混采技术引出随机采集的概

念，从炸药单炮地震记录到目前可控震源混采地震记录的技术进步，

引导学生思考现代信息技术对传统地震勘探的发展与延伸，对地球物

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理研究者的挑战。由此引出智能地球物理反演的概念，引导学生突破

传统思想，培养研究生的创新思维。

传统的地震信号增强处理技术是以模型为驱动，用确定性模型表

达地震信号与地下地层关系。实际地震资料与地下地层关系复杂、非

线性程度难以用确定性模型表达，海上地震数据存在自动化程度低和

计算不稳定等问题，降低了地震资料去噪和信号增强处理的效率和精

度，阻碍了海上地震数据处理技术快速进步。

机器学习采用了数据驱动的方式，为具有大量样本标签的问题提

供了有效的解决方案。从地震正演传统的建立地质模型进行确定性映

射关系获得地震记录的地震正演，从地震数据通过确定性映射关系建

立地震反演算法的思想，向从数据驱动、模式估计、自动修正，通过

不确定性映射关系实现智能地震反演，训练学生的科学研究创新思维

方式和科研创新的研究方法。

（2）实验与理论研究创新双驱动—牟永光教授的事例

在课程讲解岩石物理实验建立油藏-地震桥梁中融入该内容。

牟永光教授，著名地球物理学家，中国固体地震物理模拟实验的

奠基人。1982年谢绝了国外高薪聘任，毅然回到祖国，回到石油大学

任教。

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1984-1991年，由牟永光教授负责研制和组装一套大规模、高精度

地球物理模型装置，所研制的固体地球物理模型技术为我国多波多分

量油储地球物理模型研究开辟了广阔的道路，开创了地震勘探实验与

理论研究创新双驱动的先河。“八五”期间，他先后完成中石油重大

科研项目“储层地球物理模型及反演技术”和国家自然科学基金项目

子课题“利用VSP进行薄互层油藏描述方法研究”的研究工作。牟永

光教授所编写的各类教材、专著、科技论文，哺育了中国几代地球物

理工作者，他为培养中国高级地球物理人才、推动中国的石油物探技

术进步做出了卓越的贡献。

课程教学中，介绍由于地震信息向油藏的深入，岩石物理实验作

为油藏属性与地震响应的桥梁，显得越来越重要，目前已经成为一个

独立的学科，发展迅速。引导学生在注重理论研究的同时，关注实验

研究在科学研究中的重要作用，注意学科交叉在科学研究中的重要意

义。

（四）教学成效