應(yīng)用地球物理學(xué)人才培養(yǎng)探索

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摘要：經(jīng)過過去十幾年高等院校的擴(kuò)招，我國高等教育從“精英教育”發(fā)展至“大眾教育”，為國家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展輸送了大批高等人才，同時(shí)也出現(xiàn)了人才培養(yǎng)質(zhì)量下降的問題，如何培養(yǎng)具有基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)和創(chuàng)新能力強(qiáng)的“精英人才”，已經(jīng)成為高等教育人才培養(yǎng)的首要任務(wù)。文章以中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球物理學(xué)專業(yè)為例，通過定位人才培養(yǎng)方向，確定培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化培養(yǎng)思路，探討在高等教育大眾化條件下提高本科生專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的路徑。

關(guān)鍵詞：地球物理學(xué)；人才培養(yǎng)；高校

一、準(zhǔn)確定位專業(yè)方向

根據(jù)2012年教育部頒布實(shí)施的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》，地球物理學(xué)類專業(yè)下屬地球物理學(xué)和空間科學(xué)與技術(shù)兩個(gè)本科專業(yè)。國內(nèi)除了北京大學(xué)同時(shí)招收這兩個(gè)專業(yè)以外，其他高校都以地球物理學(xué)專業(yè)招生，但各個(gè)高校的專業(yè)方向側(cè)重點(diǎn)有所不同，綜合性院校側(cè)重于空間科學(xué)和固體地球物理學(xué)，如北京大學(xué)、中國科技大學(xué)和南京大學(xué)，其以培養(yǎng)“優(yōu)秀的地球物理學(xué)家”為目標(biāo)。而專業(yè)性較強(qiáng)的院校側(cè)重于應(yīng)用地球物理學(xué)方向，如中國地質(zhì)大學(xué)、中國石油大學(xué)，其以培養(yǎng)從事地質(zhì)勘查、自然災(zāi)害預(yù)防、工程探測和油氣勘查等優(yōu)秀地球物理工程師為目標(biāo)。即便如此，各個(gè)專業(yè)院校的培養(yǎng)方向也有所不同，如兩所石油院校側(cè)重培養(yǎng)地震測井方向[1]，兩所地質(zhì)院校綜合性較強(qiáng)，但偏重地質(zhì)礦產(chǎn)類。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球物理專業(yè)于2010年開始招生，目前招收1個(gè)班，是由中國工程院彭蘇萍院士倡導(dǎo)，以我國能源泰斗孫越琦先生名字命名的“越崎班”，定位于實(shí)踐能源工業(yè)精英教育教學(xué)，培養(yǎng)地球物理學(xué)專業(yè)高素質(zhì)創(chuàng)新人才。具體培養(yǎng)中，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）依托煤田資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合礦業(yè)特色，以地震為主，以重磁電為輔的專業(yè)方向進(jìn)行培養(yǎng)，著重培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神的能源工業(yè)精英人才。除了設(shè)置地球物理學(xué)本科教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)要求的基本課程以外，還開設(shè)了“能源地質(zhì)學(xué)”、“巖石物理學(xué)”、“地震資料處理與解釋”等針對(duì)能源工業(yè)體系的課程。

二、明確人才培養(yǎng)目標(biāo)與思路

從中國礦業(yè)大學(xué)（北京）發(fā)展目標(biāo)“建成特色鮮明、國際知名的高水平礦業(yè)大學(xué)”的高度出發(fā)，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球物理專業(yè)以培養(yǎng)“卓越的地球物理工程師”為目標(biāo)，貫徹“以學(xué)生為本”的教育理念[2]。在保證專業(yè)培養(yǎng)基本規(guī)格要求的基礎(chǔ)上，大力推進(jìn)教學(xué)與科研的結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，努力提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，以“重基礎(chǔ)、厚理論、加強(qiáng)實(shí)踐”為培養(yǎng)的指導(dǎo)思想，具體包括以下幾個(gè)方面。

（一）重基礎(chǔ)、厚理論

地球物理學(xué)對(duì)數(shù)理的基礎(chǔ)要求較高，同時(shí)也要求學(xué)生掌握較全面的地質(zhì)知識(shí)。因此，新版培養(yǎng)方案中，特別重視數(shù)理基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，在保留原有的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”、“復(fù)變函數(shù)”、“數(shù)理方程”和“計(jì)算方法”等課程基礎(chǔ)上，增加“地球物理場論”、“地震波動(dòng)力學(xué)”、“巖石物理學(xué)”，進(jìn)一步提高學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)和專業(yè)理論基礎(chǔ)。

（二）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球物理專業(yè)以應(yīng)用地球物理為主，實(shí)踐教學(xué)至關(guān)重要，相比其他高校，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）培養(yǎng)方案實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)較多[3-4]，總學(xué)時(shí)為46.5周，貫穿整個(gè)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，構(gòu)建系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)體系。學(xué)生從大一開始，學(xué)習(xí)普通地質(zhì)學(xué)，并進(jìn)行“地學(xué)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)（2周）”。第三學(xué)期參加“金工實(shí)習(xí)（2周）”，第四學(xué)期進(jìn)行“地質(zhì)填圖與地球物理物性測量實(shí)習(xí)（6周）”，使學(xué)生掌握地質(zhì)填圖和巖（礦）石物性測量的基本方法。第六學(xué)期開展“應(yīng)用地球物理學(xué)生產(chǎn)實(shí)習(xí)（4周）”，使學(xué)生掌握重力、磁法、電法和地震的工作方法、儀器使用、數(shù)據(jù)處理、反演與解釋。為了提高學(xué)生綜合運(yùn)用地球物理方法解決實(shí)際工程問題的能力，開設(shè)了“專業(yè)綜合設(shè)計(jì)（2周）”課程，要求學(xué)生對(duì)地質(zhì)問題進(jìn)行建模，選擇地球多種物理方法，設(shè)計(jì)觀測系統(tǒng)，進(jìn)行正演與反演計(jì)算，系統(tǒng)提高學(xué)生的實(shí)踐能力。在大四第二學(xué)期，開展“應(yīng)用地球物理畢業(yè)實(shí)習(xí)（2周）”，對(duì)河北臨城地球物理綜合模型設(shè)計(jì)觀測方法，并進(jìn)行實(shí)測數(shù)據(jù)處理、解釋。通過多層次的實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)，夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)，學(xué)生能全面較系統(tǒng)地掌握地球物理勘探方法，并針對(duì)實(shí)際地質(zhì)問題，提出合理的創(chuàng)新解決方案。經(jīng)過這幾年的培養(yǎng)，實(shí)踐表明，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）的地球物理專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力較強(qiáng)，在第一屆“桔燈杯”全國地球物理知識(shí)技能競賽中，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）在技能競賽中得分第一，從用人單位的反饋來看，普遍認(rèn)為中國礦業(yè)大學(xué)（北京）學(xué)生的實(shí)踐能力強(qiáng)，具有良好的團(tuán)體合作精神。

（三）推行全程本科生導(dǎo)師制

中國礦業(yè)大學(xué)（北京）在2015年全面推行覆蓋全體本科生、貫穿本科教育全過程的本科生全程導(dǎo)師制，導(dǎo)師由專業(yè)教師擔(dān)任，我系目前共有專職教師16人，平均每個(gè)班，每位導(dǎo)師指導(dǎo)2名本科生，充分發(fā)揮導(dǎo)師在指導(dǎo)規(guī)劃、指導(dǎo)學(xué)習(xí)、指導(dǎo)研究、立德樹人方面的作用[5]。從大一入學(xué)一開始，彭蘇萍院士與全體教師，舉行師生見面會(huì)，歡迎新生加入“地球物理大家庭”，為每位學(xué)生分配導(dǎo)師，使新生一入學(xué)，就能接觸本專業(yè)教師，增強(qiáng)學(xué)生的歸屬感。此外，我們還定期為全體地球物理本科生舉行講座、文藝和體育活動(dòng)，在院士的帶領(lǐng)下，讓學(xué)生樹立崇高的理想，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)興趣，同時(shí)，促進(jìn)他們德智體美全面發(fā)展。另外，系里統(tǒng)一要求導(dǎo)師應(yīng)引導(dǎo)本科生融入到科研項(xiàng)目中來，讓本科生參與到專業(yè)的實(shí)驗(yàn)中，形成博士生帶研究生、研究生帶本科生，高年級(jí)本科生帶低年級(jí)本科生的“幫傳帶”的良好學(xué)習(xí)傳統(tǒng)[6]。

（四）注重教學(xué)與科研相結(jié)合

2016年中國礦業(yè)大學(xué)（北京）要求各專業(yè)全面修訂培養(yǎng)方案，精簡學(xué)時(shí)，理論總學(xué)時(shí)不超過2240個(gè)學(xué)時(shí)，相比2012版的培養(yǎng)方案，刪減了近200個(gè)學(xué)時(shí)。學(xué)生課余時(shí)間增多。如何利用課余實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，系里除了按照學(xué)校統(tǒng)一要求，為全體本科生配置“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”之外。依托煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)“國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃”，學(xué)生結(jié)合自己的專業(yè)、個(gè)人興趣選擇創(chuàng)新項(xiàng)目，與指導(dǎo)教師進(jìn)行溝通，雙向選擇，組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。與學(xué)校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目的區(qū)別在于，該項(xiàng)目實(shí)施中學(xué)生可以接觸到精密的專業(yè)儀器，項(xiàng)目成員以大三學(xué)生為主，以大二學(xué)生為輔，提高學(xué)生的專業(yè)興趣和創(chuàng)新能力，也形成高年級(jí)優(yōu)秀本科生帶低年級(jí)學(xué)生的良好傳統(tǒng)。

（五）積極組織學(xué)科競賽

定期在全校組織“越崎杯”大學(xué)生地球物理知識(shí)技能競賽，開展學(xué)科競賽，使更多的學(xué)生了解地球物理學(xué)，吸引全校優(yōu)秀的學(xué)生轉(zhuǎn)入地球物理學(xué)專業(yè)。競賽可促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。同時(shí)，選拔優(yōu)秀學(xué)生參加全國大學(xué)生地球物理競賽，增強(qiáng)與其他高校學(xué)生之間的交流，互相學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短，逐步提高中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球物理學(xué)的本科培養(yǎng)質(zhì)量。

三、建立反饋機(jī)制，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

定期舉行師生座談會(huì)，實(shí)時(shí)了解掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及對(duì)課程的反饋，更新教學(xué)內(nèi)容。如通過座談了解到，由于地球物理專業(yè)學(xué)生在大三之前主要進(jìn)行通識(shí)教育和大類學(xué)科基礎(chǔ)教育，而大類基礎(chǔ)課以地質(zhì)類課程為主，使得學(xué)生對(duì)地球物理專業(yè)的認(rèn)識(shí)不夠，導(dǎo)致他們的實(shí)習(xí)積極性不高。因此，在新修訂的培養(yǎng)方案中，將“地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)”改為“地質(zhì)填圖與地球物理物性測量”，提高學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)，由地質(zhì)教師和地球物理教師共同領(lǐng)隊(duì)。在進(jìn)行傳統(tǒng)地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)中，選擇典型的地質(zhì)剖面，進(jìn)行地球物理的物性測量，包括巖（礦）石的密度、磁化率、電阻率、極化率和波速等物性參數(shù)，繪制巖（礦）石的物性剖面圖，啟發(fā)學(xué)生用物性參數(shù)分析地質(zhì)問題，提高對(duì)地質(zhì)與地球物理的綜合認(rèn)識(shí)。地球物理學(xué)雖為理科，但專業(yè)院校基本按照應(yīng)用地球物理方向培養(yǎng)，培養(yǎng)的畢業(yè)生很多在企事業(yè)單位從事一線的地質(zhì)勘查任務(wù)，因此，定期了解企事業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的需求，對(duì)提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要[7]。截至目前，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球物理專業(yè)已有3屆本科畢業(yè)生，用人單位對(duì)畢業(yè)生較為滿意，其中普遍認(rèn)為中國礦業(yè)大學(xué)（北京）學(xué)生具有良好的實(shí)踐能力、敬業(yè)精神和團(tuán)隊(duì)合作精神，這與培養(yǎng)過程中加強(qiáng)實(shí)踐教育密不可分。存在的問題是偏重于地震勘探培養(yǎng)方向的同時(shí)，忽略了重磁電理論基礎(chǔ)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，為此，新版培養(yǎng)方案中，將“矢量分析與場論”改為“地球物理場論”，同時(shí)在生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)中，增加三維重磁勘探、三維高密度勘探和瞬變電磁和大地電磁測深等內(nèi)容，全面提高學(xué)生的專業(yè)能力和素質(zhì)。如何在大眾教育的背景下，切實(shí)提高應(yīng)用地球物理專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量，需要相關(guān)院校共同探索和努力。結(jié)合院校自身優(yōu)點(diǎn)，確定培養(yǎng)方向和培養(yǎng)目標(biāo)，堅(jiān)持“以人為本”的培養(yǎng)思路，實(shí)施多方位的培養(yǎng)措施，建立反饋機(jī)制，不斷更新培養(yǎng)方案與教學(xué)內(nèi)容，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

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[7]王輝，張小師，劉海軍.高校人才培養(yǎng)質(zhì)量反饋機(jī)制建構(gòu)[J].現(xiàn)代教育管理，2011，(11).

作者:王輝 朱國維 程久龍 單位:中國礦業(yè)大學(xué)