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應用地球物理學人才培養探索論文
摘要：經過過去十幾年高等院校的擴招，我國高等教育從“精英教育”發展至“大眾教育”，為國家經濟的高速發展輸送了大批高等人才，同時也出現了人才培養質量下降的問題，如何培養具有基礎扎實、實踐能力強和創新能力強的“精英人才”，已經成為高等教育人才培養的首要任務。文章以中國礦業大學（北京）地球物理學專業為例，通過定位人才培養方向，確定培養目標，優化培養思路，探討在高等教育大眾化條件下提高本科生專業素養和創新能力的路徑。
關鍵詞：地球物理學；人才培養；高校
一、準確定位專業方向
根據2012年教育部頒布實施的《普通高等學校本科專業目錄》，地球物理學類專業下屬地球物理學和空間科學與技術兩個本科專業。國內除了北京大學同時招收這兩個專業以外，其他高校都以地球物理學專業招生，但各個高校的專業方向側重點有所不同，綜合性院校側重于空間科學和固體地球物理學，如北京大學、中國科技大學和南京大學，其以培養“優秀的地球物理學家”為目標。而專業性較強的院校側重于應用地球物理學方向，如中國地質大學、中國石油大學，其以培養從事地質勘查、自然災害預防、工程探測和油氣勘查等優秀地球物理工程師為目標。即便如此，各個專業院校的培養方向也有所不同，如兩所石油院校側重培養地震測井方向[1]，兩所地質院校綜合性較強，但偏重地質礦產類。中國礦業大學（北京）地球物理專業于2010年開始招生，目前招收1個班，是由中國工程院彭蘇萍院士倡導，以我國能源泰斗孫越琦先生名字命名的“越崎班”，定位于實踐能源工業精英教育教學，培養地球物理學專業高素質創新人才。具體培養中，中國礦業大學（北京）依托煤田資源與安全開采國家重點實驗室，結合礦業特色，以地震為主，以重磁電為輔的專業方向進行培養，著重培養基礎扎實、實踐能力強、具有創新精神的能源工業精英人才。除了設置地球物理學本科教學質量國家標準要求的基本課程以外，還開設了“能源地質學”、“巖石物理學”、“地震資料處理與解釋”等針對能源工業體系的課程。
二、明確人才培養目標與思路
從中國礦業大學（北京）發展目標“建成特色鮮明、國際知名的高水平礦業大學”的高度出發，中國礦業大學（北京）地球物理專業以培養“卓越的地球物理工程師”為目標，貫徹“以學生為本”的教育理念[2]。在保證專業培養基本規格要求的基礎上，大力推進教學與科研的結合，加強學生創新精神和實踐能力的培養，努力提高學生的綜合素質。根據專業培養目標，以“重基礎、厚理論、加強實踐”為培養的指導思想，具體包括以下幾個方面。
（一）重基礎、厚理論
地球物理學對數理的基礎要求較高，同時也要求學生掌握較全面的地質知識。因此，新版培養方案中，特別重視數理基礎的學習和培養，在保留原有的“概率論與數理統計”、“復變函數”、“數理方程”和“計算方法”等課程基礎上，增加“地球物理場論”、“地震波動力學”、“巖石物理學”，進一步提高學生的數理基礎和專業理論基礎。
（二）加強實踐教學
中國礦業大學（北京）地球物理專業以應用地球物理為主，實踐教學至關重要，相比其他高校，中國礦業大學（北京）培養方案實踐教學學時較多[3-4]，總學時為46.5周，貫穿整個大學四年的學習，構建系統的實踐教學體系。學生從大一開始，學習普通地質學，并進行“地學認識實習（2周）”。第三學期參加“金工實習（2周）”，第四學期進行“地質填圖與地球物理物性測量實習（6周）”，使學生掌握地質填圖和巖（礦）石物性測量的基本方法。第六學期開展“應用地球物理學生產實習（4周）”，使學生掌握重力、磁法、電法和地震的工作方法、儀器使用、數據處理、反演與解釋。為了提高學生綜合運用地球物理方法解決實際工程問題的能力，開設了“專業綜合設計（2周）”課程，要求學生對地質問題進行建模，選擇地球多種物理方法，設計觀測系統，進行正演與反演計算，系統提高學生的實踐能力。在大四第二學期，開展“應用地球物理畢業實習（2周）”，對河北臨城地球物理綜合模型設計觀測方法，并進行實測數據處理、解釋。通過多層次的實踐教學設計，夯實專業基礎，學生能全面較系統地掌握地球物理勘探方法，并針對實際地質問題，提出合理的創新解決方案。經過這幾年的培養，實踐表明，中國礦業大學（北京）的地球物理專業學生實踐能力較強，在第一屆“桔燈杯”全國地球物理知識技能競賽中，中國礦業大學（北京）在技能競賽中得分第一，從用人單位的反饋來看，普遍認為中國礦業大學（北京）學生的實踐能力強，具有良好的團體合作精神。
（三）推行全程本科生導師制
中國礦業大學（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師制，導師由專業教師擔任，我系目前共有專職教師16人，平均每個班，每位導師指導2名本科生，充分發揮導師在指導規劃、指導學習、指導研究、立德樹人方面的作用[5]。從大一入學一開始，彭蘇萍院士與全體教師，舉行師生見面會，歡迎新生加入“地球物理大家庭”，為每位學生分配導師，使新生一入學，就能接觸本專業教師，增強學生的歸屬感。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，在院士的帶領下，讓學生樹立崇高的理想，增強學生的專業興趣，同時，促進他們德智體美全面發展。另外，系里統一要求導師應引導本科生融入到科研項目中來，讓本科生參與到專業的實驗中，形成博士生帶研究生、研究生帶本科生，高年級本科生帶低年級本科生的“幫傳帶”的良好學習傳統[6]。
（四）注重教學與科研相結合
2016年中國礦業大學（北京）要求各專業全面修訂培養方案，精簡學時，理論總學時不超過2240個學時，相比2012版的培養方案，刪減了近200個學時。學生課余時間增多。如何利用課余實踐，激發學生的自主學習能力，提高學生的創新能力，系里除了按照學校統一要求，為全體本科生配置“大學生創新創業訓練計劃項目”之外。依托煤炭資源與安全開采國家重點實驗室平臺，鼓勵學生申請“國家重點實驗的大學生創新計劃”，學生結合自己的專業、個人興趣選擇創新項目，與指導教師進行溝通，雙向選擇，組建項目團隊。與學校的創新創業計劃項目的區別在于，該項目實施中學生可以接觸到精密的專業儀器，項目成員以大三學生為主，以大二學生為輔，提高學生的專業興趣和創新能力，也形成高年級優秀本科生帶低年級學生的良好傳統。
（五）積極組織學科競賽
定期在全校組織“越崎杯”大學生地球物理知識技能競賽，開展學科競賽，使更多的學生了解地球物理學，吸引全校優秀的學生轉入地球物理學專業。競賽可促進學生的自主學習能力和綜合素質的全面發展。同時，選拔優秀學生參加全國大學生地球物理競賽，增強與其他高校學生之間的交流，互相學習，取長補短，逐步提高中國礦業大學（北京）地球物理學的本科培養質量。
三、建立反饋機制，優化教學內容
定期舉行師生座談會，實時了解掌握學生的學習情況及對課程的反饋，更新教學內容。如通過座談了解到，由于地球物理專業學生在大三之前主要進行通識教育和大類學科基礎教育，而大類基礎課以地質類課程為主，使得學生對地球物理專業的認識不夠，導致他們的實習積極性不高。因此，在新修訂的培養方案中，將“地質填圖實習”改為“地質填圖與地球物理物性測量”，提高學生對專業的認識，由地質教師和地球物理教師共同領隊。在進行傳統地質填圖實習中，選擇典型的地質剖面，進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，繪制巖（礦）石的物性剖面圖，啟發學生用物性參數分析地質問題，提高對地質與地球物理的綜合認識。地球物理學雖為理科，但專業院校基本按照應用地球物理方向培養，培養的畢業生很多在企事業單位從事一線的地質勘查任務，因此，定期了解企事業對人才培養的需求，對提高學生培養質量至關重要[7]。截至目前，中國礦業大學（北京）地球物理專業已有3屆本科畢業生，用人單位對畢業生較為滿意，其中普遍認為中國礦業大學（北京）學生具有良好的實踐能力、敬業精神和團隊合作精神，這與培養過程中加強實踐教育密不可分。存在的問題是偏重于地震勘探培養方向的同時，忽略了重磁電理論基礎和實踐能力的培養，為此，新版培養方案中，將“矢量分析與場論”改為“地球物理場論”，同時在生產實習、課程設計和畢業實習中，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容，全面提高學生的專業能力和素質。如何在大眾教育的背景下，切實提高應用地球物理專業的人才培養質量，需要相關院校共同探索和努力。結合院校自身優點，確定培養方向和培養目標，堅持“以人為本”的培養思路，實施多方位的培養措施，建立反饋機制，不斷更新培養方案與教學內容，全面提高人才培養質量。
參考文獻：
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[2]鄧建平.“以學生為本”：何以可能及如何實現[J].教育研究，2014，(6).
[3]熊章強，朱德兵，嚴家斌等.提高地球物理學科野外實踐教學效果的探索與實踐[J].中國地質教育，2012，(4).
[4]呂玉增，韋柳椰，熊彬.地球物理學專業教學研究與實踐[J].中國地質教育，2010，(3).
[5]楊仁樹.本科生全程導師制的探索與實踐[J].北京教育：高教，2016，（9）.
[6]林莉，鄧雁希，肖萬.關于本科創新人才培養的實踐與探索———以中國地質大學（北京）為例[J].中國地質教育，2015，(2).
[7]王輝，張小師，劉海軍.高校人才培養質量反饋機制建構[J].現代教育管理，2011，(11).
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