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高等教育大众化条件下提高本科生专业素养和创新能力的路径

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发布日期:2018-01-29 10:36

一、准确定位专业方向

根据2012年教育部颁布实施的《普通高等学校本科专业目录》,地球物理学类专业下属地球物理学和空间科学与技术两个本科专业。国内除了北京大学同时招收这两个专业以外,其他高校都以地球物理学专业招生,但各个高校的专业方向侧重点有所不同,综合性院校侧重于空间科学和固体地球物理学,如北京大学、中国科技大学和南京大学,其以培养“优秀的地球物理学家”为目标。而专业性较强的院校侧重于应用地球物理学方向,如中国地质大学、中国石油大学,其以培养从事地质勘查、自然灾害预防、工程探测和油气勘查等优秀地球物理工程师为目标。即便如此,各个专业院校的培养方向也有所不同,如两所石油院校侧重培养地震测井方向[1],两所地质院校综合性较强,但偏重地质矿产类。中国矿业大学(北京)地球物理专业于2010年开始招生,目前招收1个班,是由中国工程院彭苏萍院士倡导,以我国能源泰斗孙越琦先生名字命名的“越崎班”,定位于实践能源工业精英教育教学,培养地球物理学专业高素质创新人才。具体培养中,中国矿业大学(北京)依托煤田资源与安全开采国家重点实验室,结合矿业特色,以地震为主,以重磁电为辅的专业方向进行培养,着重培养基础扎实、实践能力强、具有创新精神的能源工业精英人才。除了设置地球物理学本科教学质量国家标准要求的基本课程以外,还开设了“能源地质学”、“岩石物理学”、“地震资料处理与解释”等针对能源工业体系的课程。

二、明确人才培养目标与思路

从中国矿业大学(北京)发展目标“建成特色鲜明、国际知名的高水平矿业大学”的高度出发,中国矿业大学(北京)地球物理专业以培养“卓越的地球物理工程师”为目标,贯彻“以学生为本”的教育理念[2]。在保证专业培养基本规格要求的基础上,大力推进教学与科研的结合,加强学生创新精神和实践能力的培养,努力提高学生的综合素质。根据专业培养目标,以“重基础、厚理论、加强实践”为培养的指导思想,具体包括以下几个方面。

(一)重基础、厚理论

地球物理学对数理的基础要求较高,同时也要求学生掌握较全面的地质知识。因此,新版培养方案中,特别重视数理基础的学习和培养,在保留原有的“概率论与数理统计”、“复变函数”、“数理方程”和“计算方法”等课程基础上,增加“地球物理场论”、“地震波动力学”、“岩石物理学”,进一步提高学生的数理基础和专业理论基础。

(二)加强实践教学

中国矿业大学(北京)地球物理专业以应用地球物理为主,实践教学至关重要,相比其他高校,中国矿业大学(北京)培养方案实践教学学时较多[3-4],总学时为46.5周,贯穿整个大学四年的学习,构建系统的实践教学体系。学生从大一开始,学习普通地质学,并进行“地学认识实习(2周)”。第三学期参加“金工实习(2周)”,第四学期进行“地质填图与地球物理物性测量实习(6周)”,使学生掌握地质填图和岩(矿)石物性测量的基本方法。第六学期开展“应用地球物理学生产实习(4周)”,使学生掌握重力、磁法、电法和地震的工作方法、仪器使用、数据处理、反演与解释。为了提高学生综合运用地球物理方法解决实际工程问题的能力,开设了“专业综合设计(2周)”课程,要求学生对地质问题进行建模,选择地球多种物理方法,设计观测系统,进行正演与反演计算,系统提高学生的实践能力。在大四第二学期,开展“应用地球物理毕业实习(2周)”,对河北临城地球物理综合模型设计观测方法,并进行实测数据处理、解释。通过多层次的实践教学设计,夯实专业基础,学生能全面较系统地掌握地球物理勘探方法,并针对实际地质问题,提出合理的创新解决方案。经过这几年的培养,实践表明,中国矿业大学(北京)的地球物理专业学生实践能力较强,在第一届“桔灯杯”全国地球物理知识技能竞赛中,中国矿业大学(北京)在技能竞赛中得分第一,从用人单位的反馈来看,普遍认为中国矿业大学(北京)学生的实践能力强,具有良好的团体合作精神。

(三)推行全程本科生导师制

中国矿业大学(北京)在2015年全面推行覆盖全体本科生、贯穿本科教育全过程的本科生全程导师制,导师由专业教师担任,我系目前共有专职教师16人,平均每个班,每位导师指导2名本科生,充分发挥导师在指导规划、指导学习、指导研究、立德树人方面的作用[5]。从大一入学一开始,彭苏萍院士与全体教师,举行师生见面会,欢迎新生加入“地球物理大家庭”,为每位学生分配导师,使新生一入学,就能接触本专业教师,增强学生的归属感。此外,我们还定期为全体地球物理本科生举行讲座、文艺和体育活动,在院士的带领下,让学生树立崇高的理想,增强学生的专业兴趣,同时,促进他们德智体美全面发展。另外,系里统一要求导师应引导本科生融入到科研项目中来,让本科生参与到专业的实验中,形成博士生带研究生、研究生带本科生,高年级本科生带低年级本科生的“帮传带”的良好学习传统[6]。

(四)注重教学与科研相结合

2016年中国矿业大学(北京)要求各专业全面修订培养方案,精简学时,理论总学时不超过2240个学时,相比2012版的培养方案,删减了近200个学时。学生课余时间增多。如何利用课余实践,激发学生的自主学习能力,提高学生的创新能力,系里除了按照学校统一要求,为全体本科生配置“大学生创新创业训练计划项目”之外。依托煤炭资源与安全开采国家重点实验室平台,鼓励学生申请“国家重点实验的大学生创新计划”,学生结合自己的专业、个人兴趣选择创新项目,与指导教师进行沟通,双向选择,组建项目团队。与学校的创新创业计划项目的区别在于,该项目实施中学生可以接触到精密的专业仪器,项目成员以大三学生为主,以大二学生为辅,提高学生的专业兴趣和创新能力,也形成高年级优秀本科生带低年级学生的良好传统。

(五)积极组织学科竞赛

定期在全校组织“越崎杯”大学生地球物理知识技能竞赛,开展学科竞赛,使更多的学生了解地球物理学,吸引全校优秀的学生转入地球物理学专业。竞赛可促进学生的自主学习能力和综合素质的全面发展。同时,选拔优秀学生参加全国大学生地球物理竞赛,增强与其他高校学生之间的交流,互相学习,取长补短,逐步提高中国矿业大学(北京)地球物理学的本科培养质量。

三、建立反馈机制,优化教学内容

定期举行师生座谈会,实时了解掌握学生的学习情况及对课程的反馈,更新教学内容。如通过座谈了解到,由于地球物理专业学生在大三之前主要进行通识教育和大类学科基础教育,而大类基础课以地质类课程为主,使得学生对地球物理专业的认识不够,导致他们的实习积极性不高。因此,在新修订的培养方案中,将“地质填图实习”改为“地质填图与地球物理物性测量”,提高学生对专业的认识,由地质教师和地球物理教师共同领队。在进行传统地质填图实习中,选择典型的地质剖面,进行地球物理的物性测量,包括岩(矿)石的密度、磁化率、电阻率、极化率和波速等物性参数,绘制岩(矿)石的物性剖面图,启发学生用物性参数分析地质问题,提高对地质与地球物理的综合认识。地球物理学虽为理科,但专业院校基本按照应用地球物理方向培养,培养的毕业生很多在企事业单位从事一线的地质勘查任务,因此,定期了解企事业对人才培养的需求,对提高学生培养质量至关重要[7]。截至目前,中国矿业大学(北京)地球物理专业已有3届本科毕业生,用人单位对毕业生较为满意,其中普遍认为中国矿业大学(北京)学生具有良好的实践能力、敬业精神和团队合作精神,这与培养过程中加强实践教育密不可分。存在的问题是偏重于地震勘探培养方向的同时,忽略了重磁电理论基础和实践能力的培养,为此,新版培养方案中,将“矢量分析与场论”改为“地球物理场论”,同时在生产实习、课程设计和毕业实习中,增加三维重磁勘探、三维高密度勘探和瞬变电磁和大地电磁测深等内容,全面提高学生的专业能力和素质。如何在大众教育的背景下,切实提高应用地球物理专业的人才培养质量,需要相关院校共同探索和努力。结合院校自身优点,确定培养方向和培养目标,坚持“以人为本”的培养思路,实施多方位的培养措施,建立反馈机制,不断更新培养方案与教学内容,全面提高人才培养质量。


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