地球物理學本科專業(yè)規(guī)范

“地球物理學”本科專業(yè)規(guī)范2023-04-06地球科學教學指導委員會地球物理學與地質(zhì)學教學指導分委員會地球物理學是一門自然科學，是一個從物理學中衍生出來的交叉學科，其組成部分是固體地球物理學、勘探（應用）地球物理學、大地測量學、空間物理學和大氣物理學。在古典意義下，地球物理學被定義為研究地球自身物理現(xiàn)象及這些現(xiàn)象對地球自身所產(chǎn)生影響的科學，涉及氣候、風、潮汐、地震、火山等（Webster'sNewWorldCollegeDictionary,3rdEdition,Macmillan,1996）。在現(xiàn)代文獻中，關(guān)于地球物理學的定義性解釋有下列四個：（1）運用定量的物理學方法研究地球，涉及地震波反射和折射法、磁法、直流電法、電磁法、放射性法。（2）運用物理學的基本原理研究地球自身的物理現(xiàn)象，涉及下列分支：a.地震學（天然地震和彈性波）；b.地熱學（地球的熱量、熱流、溫（熱）泉、火山）；c.水文學（地下及地表水，有時也涉及冰川學）；d.物理海洋學；e.氣象學；f.重力和大地測量學（地球重力場、地球形狀、地球大?。?；g.大氣電學和大地磁學（電離層、VanAllen輻射帶、大地電流等）；h.構(gòu)造物理學（地球內(nèi)部的地質(zhì)過程）；i.勘探與工程地球物理。（3）狹義地專指固體地球物理學，即不包含上述c、d、e。（4）狹義地專指勘探地球物理學（運用地震、重力、磁法、電法、電磁法等手段尋找地下具有經(jīng)濟運用價值的石油與天然氣、水及固體礦產(chǎn)資源）（R.E.SheriffEncyclo-pedicDictionaryofExplorationGeophysics,SEG，1984）。上海辭書出版社1979年版的《辭?！吩诘厍蛭锢韺W這一條目中是這樣表述的：地球物理學是研究地球整體及其組成部分(大氣圈、水圈、地殼及其以下各部分)的性質(zhì)、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和其中所發(fā)生的各種物理過程的學科。它以分布在世界各地的觀測臺(站、網(wǎng))和科學考察隊(點、組)進行專業(yè)觀測所獲的資料為研究的依據(jù)。顯然，這個表述與西方關(guān)于地球物理學的古典定義相吻合。地球物理學是地球物理學本科專業(yè)的主干學科。一、地球物理學專業(yè)教育的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展方向1．地球物理學專業(yè)的主干學科概況盡管關(guān)于地球物理學的研究具有數(shù)百年的悠久歷史（關(guān)于地球磁場起源于地球內(nèi)部的文獻發(fā)表于162023），但作為一個獨立的學科卻只有100數(shù)年的歷史。1898年，德國G?ttingen大學設立了世界上第一個地球物理學專家職位，并成立了世界上第一個地球物理研究所。在這里，著名地球物理學家Wiechert開設了一系列關(guān)于地球物理觀測儀器的課程，培養(yǎng)出了如Gutenberg、Gaiger等一批聞名世界的地球物理學家。中國的地球物理學是通過了幾代人的艱苦努力而發(fā)展起來的。1952年，根據(jù)新中國經(jīng)濟建設對礦產(chǎn)資源的需求，北京地質(zhì)學院（現(xiàn)改為中國地質(zhì)大學）和長春地質(zhì)學院（現(xiàn)合并到吉林大學）相繼成立了地球物理系。從此，一個正規(guī)的地球物理教育體系逐漸地建立了起來。1956年，成都地質(zhì)學院（現(xiàn)改名為成都理工大學）宣告成立，其勘探地球物理系在1958年開始招生。上述3所地質(zhì)學院當時均從屬于地質(zhì)礦產(chǎn)部，其地球物理學課程設立側(cè)重于地球物理方法在固體礦產(chǎn)、石油和天然氣勘探及工程勘探中的應用（應用或勘探地球物理）。這3所學校為新中國培養(yǎng)了大約15000名地球物理工程師和應用地球物理學專家。與上述各地質(zhì)學院不同，新中國的綜合性大學和研究機構(gòu)側(cè)重于地球物理學理論的研究與教學。1956年北京大學設立了地球物理學課程，1958年成立地球物理系；中國科學技術(shù)大學在1959年設立地球物理系；云南大學在20世紀60年代初開設地球物理學課程。綜合性大學40數(shù)年來為我國固體地球物理學、航天、通訊和太空科學領(lǐng)域培養(yǎng)了許多優(yōu)秀的骨干人才，教學科研水平受到國內(nèi)外同行的肯定，是我國培養(yǎng)固體地球物理學和空間科學人才的重要基地。在20世紀50年代末和60年代初，隨著固體礦產(chǎn)和碳氫化合物能源勘探任務的增長，國家相應用（勘探）地球物理學人才的需求量也極大地上升了。為了滿足國家的需要，當時從屬于不同部委的大約10所大學和學院招收地球物理學或應用地球物理學生，這些學生重要是地球物理專門化的學生。因此，地球物理學畢業(yè)生急劇增長。1966年"文化大革命"開始，所有地質(zhì)（礦業(yè)）學院和綜合性大學基本上停止招生，直到1972年復課。1972年到1976年，地球物理學教育是非學位教育，學制從4年改為3年。1977年恢復高考制度至1997年，高等學校的地球物理學教育步入正常軌道?；旧鲜蔷C合性大學側(cè)重于理論地球物理學，工科學院側(cè)重于勘探地球物理學（通稱應用地球物理學）。到1997年為止，授予地球物理學學士學位（理、工）的高校有19所（表1）。表1

1997年授予地球物理學學士學位高校一覽表學校名稱從屬關(guān)系授予學士學位情況備注北京大學教育部理學學士中國科學技術(shù)大學教育部理學學士云南大學教育部理學學士中南工業(yè)大學教育部工學學士同濟大學教育部工學學士合肥工業(yè)大學教育部工學學士中國地質(zhì)大學（北京）[1]地質(zhì)礦產(chǎn)部工學學士中國地質(zhì)大學（武漢）[2]地質(zhì)礦產(chǎn)部工學學士長春科技大學[3]地質(zhì)礦產(chǎn)部工學學士成都理工大學[4]地質(zhì)礦產(chǎn)部工學學士西安工程大學[5]地質(zhì)礦產(chǎn)部工學學士石家莊經(jīng)濟學院[6]地質(zhì)礦產(chǎn)部工學學士中國石油大學石油天然氣公司工學學士中國礦業(yè)大學煤炭工業(yè)部工學學士西南石油大學石油天然氣公司工學學士大慶石油學院石油天然氣公司工學學士江漢石油學院石油天然氣公司工學學士桂林工學院冶金工業(yè)部工學學士華東地質(zhì)學院核工業(yè)部工學學士青島海洋大學教育部工學學士

注：[1]、[2]中國地質(zhì)大學（北京）、中國地質(zhì)大學（武漢）原名為北京地質(zhì)學院；[3]長春科技大學原名為長春地質(zhì)學院；[4]成都理工大學原名為成都地質(zhì)學院；[5]西安工程大學原名為西安地質(zhì)學院；[6]石家莊經(jīng)濟學院原名為河北地質(zhì)學院。隨著國家經(jīng)濟體制改革的發(fā)展，在20世紀90年代地學所涉及的勘探行業(yè)開始萎縮。由此而帶來的后果是畢業(yè)生就業(yè)市場變得飽和。在這種形勢的逼迫下，本來的"專業(yè)"院校紛紛擴展自己的辦學領(lǐng)域，地質(zhì)礦產(chǎn)部所屬的地質(zhì)學院多數(shù)改換了校名。地球物理教育事業(yè)處在歷史上最困難的時期。1998年教育部頒布實行新修訂的《普通高等學校本科專業(yè)目錄》。在這一《專業(yè)目錄》中，開設了40余年的應用地球物理專業(yè)與勘察工程、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)（部分）、應用地球化學（部分）等專業(yè)合并，統(tǒng)稱為"勘查技術(shù)與工程"。在這個新專業(yè)中，勘查（探）地球物理（應用地球物理）僅被作為一種技術(shù)方法而不是一個專業(yè)，這直接影響了地球物理學專業(yè)的發(fā)展。新《專業(yè)目錄》公布后，有關(guān)高校為了地球物理學的學科專業(yè)建設，同時也為了滿足社會經(jīng)濟發(fā)展對地球物理專業(yè)人才的需要，在1998年以后紛紛設立了地球物理學專業(yè)。到目前為止，開設地球物理學專業(yè)的高校已達成10所（見表2），其中大部分學校的地球物理學專業(yè)是在原勘探地球物理（應用地球物理）的基礎上發(fā)展起來的。雖然其課程設立各具特色，但尚未形成地球物理學的規(guī)范課程體系。表2

2023年開設地球物理學專業(yè)高校一覽表

學校名稱從屬關(guān)系授予學士學位情況備注北京大學教育部理學學士中國科學技術(shù)大學教育部理學學士云南大學教育部理學學士吉林大學[1]教育部理學學士同濟大學教育部理學學士中國地質(zhì)大學（北京）教育部理學學士中國地質(zhì)大學（武漢）教育部理學學士長安大學[2]教育部理學學士中國石油大學教育部理學學士中國礦業(yè)大學教育部理學學士中國礦業(yè)大學（北京）教育部理學學士成都理工大學四川省理學學士桂林理工大學[3]廣西壯族自治區(qū)理學學士大慶石油學院黑龍江省理學學士注：[1]原長春科技大學，于2023年并入新吉林大學；[2]原西安工程大學，后并入新長安大學。[3]原桂林工學院地球物理學是在20世紀發(fā)展起來的重要邊沿學科之一。在碳氫能源與固體礦產(chǎn)資源的勘探與開發(fā)、地質(zhì)災害的防止與監(jiān)測、地球環(huán)境保護和污染監(jiān)測等方面發(fā)揮著越來越大的作用。在歷史上，地球物理學的發(fā)展重要體現(xiàn)在三個方面：（1）不斷改善儀器性能和觀測技術(shù)，提高數(shù)據(jù)采集精度；（2）不斷改善數(shù)據(jù)解決和解釋方法，提高信息解決、提取和解釋的精度；（3）不斷提出新的物理參數(shù)，擴大信息來源和信息量。在科教興國和可連續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略框架下，地球物理學面臨著新的挑戰(zhàn)和時代賦予的機遇，在地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)，物質(zhì)-能量的互換和耦合及深層要素等前沿領(lǐng)域有著艱巨的攻關(guān)任務。為了深化對地球本體的結(jié)識，為資源、災害、環(huán)境和全球變化提供地球深層物質(zhì)運動要素，并對其潛在前景進行預測，作為高等學校，既要參與國內(nèi)外科研攻關(guān)，更重要的是培養(yǎng)高層次的地球物理學人才，為中國地球物理學的發(fā)展提供人才保證。專家研究認為，"科學技術(shù)發(fā)展到今天，越來越顯示出科學技術(shù)化、技術(shù)科學化的趨勢。當今和未來技術(shù)的主體是高度科學化的技術(shù)，而當今和未來的科學是高度技術(shù)化的科學[1]。地球物理學的發(fā)展也是如此?？碧降厍蛭锢砑夹g(shù)的發(fā)展離不開地球物理學理論研究的進步，更需要數(shù)學、物理學、電子科學和計算機科學的最新成就。同樣，地球物理學理論研究也不也許沒有勘探地球物理學所提供的技術(shù)支持。但作為地球物理學教育，情況并非完全如此。目前，在地球物理學教育中存在著嚴重的理、工科分離問題。能否解決好這方面的關(guān)系，既是關(guān)系到地球物理學教育的關(guān)鍵問題，也是地球物理學學科建設的一個重要方面。地球物理學教育的發(fā)展趨勢應當是培養(yǎng)基礎研究型、應用研究型復合性人才，同時應具有解決一定層次技術(shù)問題的能力。各高校根據(jù)自己的實際情況選擇側(cè)重于地球物理學工科和地球物理學理科，或者是理工結(jié)合。2．地球物理學的方法論介紹地球物理學是一個內(nèi)容十分廣泛的邊沿學科，它涉及地球內(nèi)部、大陸、海洋和宇宙空間[2]，是一個與其他各地學學科領(lǐng)域有著密切關(guān)系的地學綜合領(lǐng)域。地球物理學的研究目的是深化對地球本體的結(jié)識[2]。地球物理學運用物理學的原理和方法，通過觀測、實驗、理論分析和計算模擬等過程來研究與地球有關(guān)的物理問題和地質(zhì)問題。地球物理工作可概括地分為三個階段，即數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)解決和數(shù)據(jù)解釋。為了高速、高精度地采集數(shù)據(jù)，在地球物理學科中需要具有高度自動化和高精度的數(shù)字觀測系統(tǒng)。為了能高速、高精度、高分辨、高保真地解決數(shù)據(jù)，地球物理學科需要具有功能強大的軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和高速數(shù)字計算機。為了能對解決過的資料進行合理的地質(zhì)解釋，地球物理學科需要快速、高精度的正反演理論和算法；需要對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和過程進行各種物理和數(shù)學模擬；需要對巖石的物理性質(zhì)有透徹的了解；需要具有最先進的信息管理技術(shù)；需要結(jié)合最新的地質(zhì)學理論。3．地球物理學專業(yè)的相關(guān)學科及影響本專業(yè)教育的因素數(shù)學、物理學、計算科學、信息科學、電子學、地質(zhì)學、大氣科學、海洋科學和天文學是地球物理學的相關(guān)學科。除了一些宏觀、政策性問題外，下列各點是影響地球物理學教育的重要因素：（1）現(xiàn)行的學科、專業(yè)管理體制對地球物理學教育的發(fā)展有負面的影響在當代，新興交叉學科大量涌現(xiàn)，各學科間的互相滲透與融合越來越普遍。傳統(tǒng)的學科分類法已經(jīng)很難準確地描述學科的層次性、交叉性和綜合性的特點。在這種形勢下，單純按照理科或者工科來進行學科專業(yè)分類，就很難界定交叉學科、邊沿學科究竟是理科還是工科，進而再人為地將其硬性拆分，勢必影響學科專業(yè)建設。地球物理學就是這樣的一個學科。地球物理學自身是一個交叉學科（也有人稱其為邊沿學科），固體地球物理學、空間地球物理學、勘探地球物理學是它的分支學科，由于現(xiàn)行的學科、專業(yè)管理體制的影響，地球物理學的三個分支學科長期被分離為兩個理科（固體地球物理學和空間地球物理學），一個工科（勘探地球物理學或通稱的應用地球物理），嚴重地影響了地球物理學教育的健康發(fā)展。因此，應當研究更加科學合理的學科描述方法和學科專業(yè)分類方法，以保證交叉學科、邊沿學科教育的健康發(fā)展。（2）現(xiàn)有師資隊伍的知識結(jié)構(gòu)與綜合素質(zhì)滿足不了地球物理學教育發(fā)展的需要高等學校要培養(yǎng)出高素質(zhì)的學生，一方面規(guī)定有一支高素質(zhì)的師資隊伍。他們自身要有廣博的知識和合理的知識結(jié)構(gòu)；要有發(fā)明性的思維能力；要有合理的智能結(jié)構(gòu)。地球物理學教師隊伍比較普遍的問題是：教師的知識結(jié)構(gòu)不合理，教學精力投入局限性。導致教師的知識結(jié)構(gòu)不合理的重要因素是：教師的專業(yè)面與自己的研究領(lǐng)域相相應，相對來說專業(yè)覆蓋面過窄，正像專家所總結(jié)的，地球物理學專業(yè)培養(yǎng)的人才"專家"多，"通才"少。在科學研究中需要專家，在教學崗位上需要通才。換句話說，在教學崗位上需要對本學科的各種方法都有全面地了解，可以勝任地球物理學原理、方法、儀器等各門課程的講授，而不是僅能講授一個方法的專家。更深層次的因素還在于，我們的教師和管理部門對科學文化和科學教育的結(jié)識片面，抱有不完整的科學文化觀和科學教育觀。其具體體現(xiàn)是，只把地球物理學視為"有用的"知識、方法和技術(shù)手段，而講授地球物理學的目的就是讓學生掌握這些工具，而不承擔科學價值和道德教育的責任。需要解決的問題是：我們的教師如何才干把科學思想、科學精神、科學倫理同科學知識、科學方法一起傳授給學生。這是地球物理學適應教育發(fā)展需要應當解決而沒有得到解決的問題。導致教師精力投入局限性的重要因素是：相稱一部分高?，F(xiàn)行的管理體制和激勵機制不利于教師綜合素質(zhì)的提高和知識結(jié)構(gòu)的改善。對教師從事本科生教學的質(zhì)量評價問題，一直沒有得到很好地解決。無論是學科建設、教師職務評聘，還是激勵機制的建立方面，本科生教學都是一個軟指標，最多只有"量"的規(guī)定，缺少"質(zhì)"的評價。（3）教學投入局限性，實習實驗條件嚴重落后高等學校的首要任務是培養(yǎng)高素質(zhì)的專門人才。要培養(yǎng)高素質(zhì)的人才"學習是基礎、思考是關(guān)鍵、實踐是主線"[3]。"沒有某種實踐，就不會有相應的品德和能力，即不會有相應的素質(zhì)。"[4]對于地球物理學專業(yè)的學生來說，實踐能力體現(xiàn)在兩個方面：一是使用計算機的能力，即應用計算機進行數(shù)據(jù)解決、成圖成像的能力及虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用能力；二是專業(yè)實踐的能力，即在校內(nèi)實驗室、實習基地和校外實習基地親自動手，解決實際問題的能力，涉及驗證性實踐和設計性實踐。以固體地球物理學為例，我國高校大多數(shù)地球物理系的計算機基本能滿足教學實驗和實習的需要，而專業(yè)實驗室都不具有學生自主設計實驗或野外測量工作的條件和環(huán)境，實驗儀器和設備也只能滿足教師演示，學生不能親自操作。用于野外實習的設備是公司早已不用的設備，學生用的儀器設備沒等畢業(yè)就已落后。更有甚者，有的專業(yè)實習、實驗用的儀器20數(shù)年沒有更新，學生在實習中用的儀器在生產(chǎn)單位早已淘汰；生產(chǎn)單位使用的儀器學生在學校歷來就沒有操作過，有的甚至都沒有見過。這種條件下的實習即使組織得再規(guī)范，規(guī)定得再嚴格，對于學生的能力和素質(zhì)培養(yǎng)也會是事倍功半的。這種局面的形成既有歷史的因素，也有技術(shù)設備發(fā)展迅速的因素，更重要的是對地球物理學教學實驗儀器設備投入嚴重局限性的結(jié)果。畢業(yè)設計經(jīng)費更是嚴重局限性，致使學生很難在學校期間接觸到真正的生產(chǎn)和科研實踐。雖然我們也強調(diào)"理論與實踐結(jié)合，知識與能力結(jié)合"[1]，但在事實上得不到貫徹。（4）現(xiàn)行的考試制度影響了地球物理學人才培養(yǎng)的質(zhì)量時代的發(fā)展，社會的進步，都規(guī)定高等學校培養(yǎng)的人才必須知識面廣，具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，具有較高的素質(zhì)，而人才創(chuàng)新能力的高低在很大限度上取決于人才知識結(jié)構(gòu)是否合理。有人用一個公式對人才的知識結(jié)構(gòu)的作用進行描述，這個公式為：人才=知識×知識結(jié)構(gòu)×能力。知識與能力成正比，具有一定知識的大學生，知識結(jié)構(gòu)越趨合理，能力也愈能得以發(fā)揮，越易成為人才[4]。導致人才知識結(jié)構(gòu)不合理的因素，絕不僅僅是本科教育自身的問題。大學生的知識結(jié)構(gòu)不完善，一方面是中學、高中教育的結(jié)果，很大限度上是我國現(xiàn)行的高考制度的結(jié)果。由于高考實行的是文理分科考試錄取，學生早早提成文理科教學，進入備考階段重要進行針對性模擬考試，鉆研各種類型的考題，不考慮其知識結(jié)構(gòu)是否全面合理，從而使進入高校的理工科大學生人文社科類知識先天局限性。這些學生進入高校后并沒故意識到自身的局限性，而是受到日趨劇烈的人才競爭的影響，開始急功近利，只注重外語、計算機等實用性知識的學習，忽視了自身人文、社科素質(zhì)的提高。學校即使開設了人文、社科、經(jīng)管方面的課程，假如不做硬性規(guī)定，學生也是能不選就不選，而不管自身的知識結(jié)構(gòu)是否合理、優(yōu)化。他們直到畢業(yè)后才結(jié)識到自身知識結(jié)構(gòu)存在的缺陷?，F(xiàn)行的研究生考試制度影響了本科生教學質(zhì)量。研究生考試制度允許本科生在校學習期間參與碩士研究生考試，這對于提高在校本科生考取研究生的比例，提高碩士研究生的生源質(zhì)量，緩解畢業(yè)生的就業(yè)壓力等都有積極的作用，毋庸質(zhì)疑。問題在于目前實行的在校本科生參與碩士研究生考試時間和考試科目的安排對本科生教學形成極大的沖擊，特別對專業(yè)基礎課和專業(yè)課影響尤為嚴重。近年來本科生報考研究生的比率在不斷上升，據(jù)不完全記錄，每年報考研究生的人數(shù)占本年級學生人數(shù)的70%以上，考取率在30%到45%不等。由于大多數(shù)同學的目的放在考研上，其學習的興奮點也在與考研有關(guān)的課程上，無心學習與研究生考試無關(guān)的課程。特別到了第五學期以后，學生紛紛參與各類考研輔導班，以各種理由"逃課"，甚至在專業(yè)基礎課課堂上還在做高等數(shù)學題和外語試題。其結(jié)果是考取研究生的同學，專業(yè)基礎課和專業(yè)課功底不深，研究生階段補本科生的課程，在某種限度上減少了研究生的質(zhì)量。沒有考取研究生的同學在第八學期則拼命地補修局限性的學分，既沒有學好專業(yè)課，也影響了畢業(yè)論文（設計）的質(zhì)量，總體上影響了本科生的質(zhì)量。二、地球物理學專業(yè)的培養(yǎng)目的和規(guī)格1．地球物理學專業(yè)的培養(yǎng)目的在《中華人民共和國高等教育法》的第4、5條明確規(guī)定了大學的培養(yǎng)目的和任務。

第4條："高等教育必須貫徹國家的教育方針，為社會主義現(xiàn)代化建設服務，與生產(chǎn)勞動相結(jié)合，使受教育者成為德、智、體等方面全面發(fā)展的社會主義事業(yè)的建設者和接班人。"

第5條："高等教育的任務是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才，發(fā)展科學文化技術(shù)，促進社會主義現(xiàn)代化建設。"

大學教育培養(yǎng)的是高級專門人才，這是對大學教育的總體定位。社會對這些高級專門人才的需求是多層次的。為適應社會的需要，把高等教育提成不同的4個層次，即?？平逃?、本科教育、碩士教育和博士教育。層次不同，培養(yǎng)目的自然不同。關(guān)于本科教育，其培養(yǎng)目的不應定位為高級專門人才。地球物理學專業(yè)的培養(yǎng)目的可表述為：本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的，具有扎實的數(shù)理基礎，掌握地球物理學的基本理論、基本知識和基本技能，具有從事本專業(yè)實際工作和研究工作初步能力的基礎研究型、應用研究型復合性人才，同時具有解決一定層次技術(shù)問題的能力。2．地球物理學專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)范與規(guī)定地球物理學專業(yè)基本學制為4年，授予學士學位。社會對地球物理學專業(yè)人才的普遍規(guī)定是：理論基礎扎實，知識面寬，應變和適應能力強，具有較強的實踐動手能力和組織、溝通、協(xié)調(diào)能力；具有敬業(yè)精神和責任感。社會發(fā)展對地球物理學專業(yè)人才的規(guī)定，總體來說就是高素質(zhì)和全面發(fā)展。"高境界的抱負、信念與責任感，強烈的自主精神、堅強的意志和良好的環(huán)境適應能力、心理承受能力"曾被聯(lián)合國教科文組織列為21世紀人才規(guī)格的突出特性。這就給高等學校本科教育提出了更高的規(guī)定。據(jù)此，地球物理學專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)范與規(guī)定如下：（a）素質(zhì)結(jié)構(gòu)規(guī)定：地球物理學培養(yǎng)的大學生應熱愛祖國，具有崇高的民族氣節(jié)、良好的道德品質(zhì)和中華民族的傳統(tǒng)美德；具有集體榮譽感和團結(jié)協(xié)作精神；具有強烈的法律意識和法制觀念；具有全心全意地為人民服務和為社會主義建設服務的意愿；具有較好的文化素養(yǎng)和文學藝術(shù)修養(yǎng)；具有勤奮進取、求實創(chuàng)新的科學精神；具有科學的思維和研究方法；具有良好的身體和心理素質(zhì)。（b）能力結(jié)構(gòu)規(guī)定：具有口頭與文字表達能力；具有獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力；具有獨立設計實驗，對實驗數(shù)據(jù)進行評價的能力；具有獨立地運用計算機進行文字和圖像信息解決及進行科學計算的能力；具有自學能力和終身學習的意識；具有人際交往意識和初步的人際交往能力；具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。對特優(yōu)學生規(guī)定具有質(zhì)疑和挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的理論、方法、假設的意識和能力；具有提出新的問題和新的方法，分析、推斷、解釋新問題的能力。（c）知識結(jié)構(gòu)規(guī)定：系統(tǒng)掌握數(shù)學、物理學的基礎理論和基本知識，具有較寬泛的人文社會科學知識和相關(guān)的自然科學知識；具有較強的計算機和信息應用能力及較高的外語水平；具有扎實的地球物理學專業(yè)知識和基本的實驗技能；受到從事基礎研究和應用研究的初步訓練；具有工程意識和經(jīng)濟管理意識。三、地球物理學專業(yè)教育內(nèi)容和知識體系1．地球物理學專業(yè)人才培養(yǎng)的教育內(nèi)容及知識結(jié)構(gòu)的總體框架（1）地球物理學專業(yè)人才培養(yǎng)的教育內(nèi)容及知識結(jié)構(gòu)設計的理論依據(jù)高等教育的主線任務是培養(yǎng)人才。辦什么樣的教育，培養(yǎng)什么樣的人，是教育思想的本質(zhì)。同時，高等教育思想的本質(zhì)內(nèi)容又要通過人才培養(yǎng)模式來實現(xiàn)。

高等教育受一定的社會經(jīng)濟、政治、文化的制約，并為經(jīng)濟、政治、文化發(fā)展服務[1]。美國加州伯克利大學克爾專家曾經(jīng)說過："學院和大學歷來不會高居于虛構(gòu)歷史神話的頂層，它們經(jīng)常屈服于周邊環(huán)境的某些壓力和約束。反過來，它們也總是在一定限度上影響社會的進程。"（克拉克·克爾：《大學的功用》，陳學飛等譯，江西教育出版社）。這說明高等學校的發(fā)展更多地取決于外部環(huán)境和外部因素的制約。人才培養(yǎng)模式的建立與改革，其重要的依據(jù)也應當是社會和經(jīng)濟發(fā)展對各層次人才的需求。人才培養(yǎng)模式是學校為學生構(gòu)建的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)以及實現(xiàn)組合這種結(jié)構(gòu)的方式，涉及人才的培養(yǎng)目的、培養(yǎng)規(guī)格和具體培養(yǎng)方式，它從主線上規(guī)定了人才特性，集中體現(xiàn)了高等教育的教育理念。地球物理學專業(yè)人才培養(yǎng)模式是培養(yǎng)地球物理學專業(yè)人才的具體培養(yǎng)模式，其組成要素有培養(yǎng)目的、培養(yǎng)規(guī)格、培養(yǎng)方案、培養(yǎng)途徑，是地球物理學專業(yè)整體適應社會變革的表現(xiàn)。地球物理學專業(yè)人才培養(yǎng)的教育內(nèi)容及知識結(jié)構(gòu)設計要體現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的原則。要以適當?shù)闹R體系為載體來進行能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育，要強化知識結(jié)構(gòu)的設計與建設，使每一個知識模塊都能構(gòu)成一個適當?shù)挠柧毾到y(tǒng)。這里需要強調(diào)指出的是，由于社會發(fā)展的多元化趨勢和學生個性發(fā)展的多樣化需要，高等學校的人才培養(yǎng)模式也應當是多樣化的。雖然各學校都在地球物理學專業(yè)目錄下辦學，但由于學校的定位和學生的個體狀況不同，為學生發(fā)展提供的可資選擇的發(fā)展模式，體現(xiàn)受教育者成長的規(guī)格、層次、個性發(fā)展、職業(yè)取向等不也許整齊劃一。伯頓·克拉克曾經(jīng)斷言："實行高等教育的最差的辦法就是把所有的雞蛋都往一個籃子里裝--高等教育最忌諱單一的模式"[6]。（2）地球物理學專業(yè)人才培養(yǎng)的教育內(nèi)容及知識結(jié)構(gòu)的總體框架地球物理學專業(yè)教育內(nèi)容和知識體系由普通教育（通識教育）內(nèi)容、專業(yè)教育內(nèi)容和綜合教育內(nèi)容三大部分及15個知識體系構(gòu)成：①普通教育內(nèi)容，涉及：人文社會科學；自然科學；經(jīng)濟管理；外語；計算機信息技術(shù)；體育；實踐訓練。②專業(yè)教育內(nèi)容，涉及：相關(guān)學科基礎；本學科專業(yè)；專業(yè)實踐訓練。③綜合教育內(nèi)容，涉及：思想教育；學術(shù)與科技活動；文藝活動；體育活動；自選活動。2．知識體系（1）地球物理學專業(yè)知識體系（見圖1）圖1地球物理學專業(yè)知識體系（2）地球物理學各知識體系的知識領(lǐng)域、知識單元、知識點地球物理學各知識體系的知識領(lǐng)域、知識單元、知識點見表3。表3

地球物理學各知識體系的知識領(lǐng)域、知識單元、知識點一覽表圖1地球物理學專業(yè)知識體系（2）地球物理學各知識體系的知識領(lǐng)域、知識單元、知識點地球物理學各知識體系的知識領(lǐng)域、知識單元、知識點見表3。表3

地球物理學各知識體系的知識領(lǐng)域、知識單元、知識點一覽表知識體系知識領(lǐng)域知識單元知識點備注核心知識單元選修知識單元人文社會科學文學該知識領(lǐng)域的核心知識單元為國家規(guī)定的政治理論課；選修知識單元由各高校根據(jù)自己的特色擬定歷史學哲學思想道德政治學藝術(shù)法學社會學心理學自然科學數(shù)學微積分、向量代數(shù)、空間解析幾何、線性代數(shù)、概率論、復變函數(shù)與積分變換、數(shù)學物理方程、計算方法分析引論、一元函數(shù)微積分、空間解析幾何與向量代數(shù)、多元函數(shù)微積分、級數(shù)、微分方程；矩陣、行列式、線性代數(shù)方程組、矩陣特性值問題、線性變換、線性代數(shù)計算法、線性規(guī)劃；隨機事件與概率、隨機變量及其分布、隨機變量的數(shù)學特性、大數(shù)定律與中心極限定理；復數(shù)與復變函數(shù)、解析函數(shù)、復變函數(shù)的積分、級數(shù)、留數(shù)、保角影射、傅里葉變換、拉普拉斯變換；數(shù)學物理方程；插值與逼近方法、數(shù)值積分方法、線性代數(shù)方程組的數(shù)值解法、非線性方程及非線性方程組的解法、矩陣特性值與特性向量的計算、常微分方程初值問題的數(shù)值解法、偏微分方程數(shù)值解法初步知識體系知識領(lǐng)域知識單元知識點備注核心知識單元選修知識單元自然科學物理學力學、聲學、光學、電磁學、熱力學與記錄物理學、波動理論、原子核物理與核技術(shù)、氣體動力學、狹義相對論、量子物理與凝聚態(tài)物理理論力學、量子力學、電動力學、熱力學與記錄物理質(zhì)點動力學、牛頓運動定律、功和能、沖量和動量、剛體運動學、剛體動力學、機械振動、靜電場、恒定磁場、變化的磁場和變化的電場、熱力學基礎、氣體動理論、機械波、波動光學基礎、狹義相對論力學基礎、量子物理基礎、固體物理簡介化學化學平衡、物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論熱化學、化學反映的基本原理、水化學、電化學、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎、元素化學、高分子化合物、生命物質(zhì)地球科學巖石學、礦物學、構(gòu)造地質(zhì)學、礦床學、遙感技術(shù)、地球化學地質(zhì)作用、地質(zhì)年代、礦物、巖石（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）、地質(zhì)構(gòu)造、板快構(gòu)造、地球的起源與演化環(huán)境科學可根據(jù)本校情況列入選修知識單元工程技術(shù)電工電子學電工技術(shù)、電子技術(shù)電路基礎、數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換工程原理可根據(jù)本校情況列入選修知識單元工程制圖經(jīng)濟管理經(jīng)濟學經(jīng)濟學基礎可根據(jù)本校情況列入選修知識單元管理學管理學基礎

知識體系知識領(lǐng)域知識單元知識點備注核心知識單元選修知識單元相關(guān)學科基礎電子數(shù)字信號解決離散時間信號與系統(tǒng)、離散時間信號與系統(tǒng)的變換域分析、離散傅里葉變換及其快速算法、數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)、HR數(shù)字濾波器設計、FIR數(shù)字濾波器設計等物理學位場、波場、擴散場引力場、穩(wěn)定電場、穩(wěn)定磁場、時變電磁場、彈性波場地球物理學科專業(yè)地球物理學重力學、地磁學、地電學、地震學、鉆井地球物理學、地熱學、核地球物理空間地球物理學重力學基本原理、重力學基本方法、重力儀器；地磁學基本原理、地磁學基本方法、地磁儀器；地電學基本原理、地電學基本方法、電法儀器；地震學基本原理、地震學基本方法、地震儀器；鉆井地球物理學基本原理、鉆井地球物理學基本方法、鉆井地球物理儀器；地熱學基本原理、地熱學基本方法、地熱探測儀器；核地球物理基本原理、核地球物理基本方法、核地球物理探測儀器

四、地球物理學課程體系地球物理學本科教學涉及理論教學和實踐教學兩部分。理論課程的設立方式可以是以知識單元設立課程，也可以是幾個知識單元組成一門課程，還可以是不同知識領(lǐng)域的相關(guān)知識單元構(gòu)成一門課程。課程體系應覆蓋知識體系的知識單元。地球物理學課程體系一般由核心課程和選修課程組成，核心課程應當覆蓋知識體系中的所有核心知識單元。設有地球物理學專業(yè)的高校，應根據(jù)本校的優(yōu)勢設立適當?shù)倪x修課或方向性選修模塊。選修課的設立應體現(xiàn)學校的特色和反映學科發(fā)展的前沿。地球物理學又可以分為固體地球物理學、空間物理學和勘探地球物理學三個大方向。各高校可根據(jù)自己的優(yōu)勢和特色，按照某一方向設立課程。地球物理學課程體系（見圖2）及課程設立（見表4）如下：圖2

地球物理學本科課程體系表4

地球物理學課程設立一覽表

課程性質(zhì)課程名稱最少學時數(shù)實驗時數(shù)備注通識課程（必修）政治理論及思想道德修養(yǎng)課程18014涉及馬克思主義哲學原理、馬克思主義政治經(jīng)濟學原理、毛澤東思想概論、鄧小平理論、大學生思想道德修養(yǎng)、法律基礎、軍事理論等通識課程（選修）人文及社會科學、自然科學課程1288通識課程（必修）高等數(shù)學18060大學物理25616物理實驗644大學化學322大學外語25616大學計算機基礎483電子電路基礎644地質(zhì)學基礎966體育644學科群基礎課程（必修）線性代數(shù)322概率論與數(shù)理記錄322復變函數(shù)483計算方法483數(shù)學物理方程483力學理論基礎1288涉及理論力學、電動力學、量子力學、熱力學與記錄物理等有關(guān)知識單元科學計算理論與實踐483數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與計算機圖形學483地球物理信號解決原理與方法483地球物理場論966涉及引力場、靜磁場、靜電場、穩(wěn)定電流場、電磁場、應力場、聲場（地震波場）、溫度場、滲流場及對流場巖石物理學導論324地球物理學原理644

課程性質(zhì)課程名稱最少學時數(shù)實驗時數(shù)備注專業(yè)主干課程（選修）地球物理學各論1288地震學與地球內(nèi)部物理學、重力學與大地測量學、地磁學與空間環(huán)境學、地電學與深部構(gòu)造物理學、地熱學與地球深部動力學等地球物理觀測與實驗483地球物理觀測方法、技術(shù)與儀器專業(yè)方向選修課理論地球物理地球連續(xù)介質(zhì)力學基礎483地球構(gòu)造物理學基礎483地球物質(zhì)科學基礎483計算地球物理基礎483勘探地球物理勘探地球物理方法概論966涉及重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、鉆井地球物理勘探等勘探方法、技術(shù)及資料整理與解釋技術(shù)固體礦產(chǎn)地球物理483能源地球物理483工程與環(huán)境地球物理483空間物理空間物理學導論483空間物理學基礎483空間探測原理與實驗483空間探測及資料解決483實驗地球物理實驗地球物理學概論483實驗地球物理方法、技術(shù)與儀器964實驗地球物理專題483模型設計與制作、觀測儀器設計、實驗方法等巖石物理學專題483

五、地球物理學專業(yè)實踐教學內(nèi)容及體系為了提高學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，需要在專業(yè)培養(yǎng)過程中加強實踐性教學環(huán)節(jié)，涉及課間實驗、教學實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)論文（設計）等環(huán)節(jié)（見表5）。表5

地球物理學專業(yè)實踐教學一覽表

實踐教學體系實踐教學內(nèi)容學時學分專業(yè)結(jié)識實習通過參觀、講座、教學課件等形式向?qū)W生介紹地球物理學的內(nèi)涵及學科發(fā)展前景2周2地質(zhì)學教學實踐地質(zhì)基礎知識實習地質(zhì)填圖教學實習6周6地球物理專業(yè)實習地球物理野外工作方法綜合實習6周6畢業(yè)實習（論文、設計）地球物理學綜合訓練，完畢畢業(yè)論文（設計）16周16專業(yè)結(jié)識實習：通過組織學生參觀地球物理學研究單位、地震臺站，增長學生對地球物理學應用的感性結(jié)識；通過專家講座、播放教學課件等形式，讓學生了解地球物理學的研究領(lǐng)域，應用前景，增強學生對學習地球物理學的愛好。地質(zhì)學教學實踐：提成兩部分內(nèi)容，即地質(zhì)基礎結(jié)識實習和地質(zhì)填圖教學實習。地質(zhì)基礎結(jié)識實習重要是通過對典型的地質(zhì)現(xiàn)象，自然資源的考察、辨認、描述等，訓練學生對野外地質(zhì)現(xiàn)象的結(jié)識。地質(zhì)填圖教學實習重要是在完畢地質(zhì)基礎課程學習的基礎上所進行的一次綜合性的地質(zhì)調(diào)查（測量）教學訓練。通過本次教學實習，培養(yǎng)學生從事地質(zhì)填圖等方面的初步能力，達成能看懂地質(zhì)圖和地質(zhì)報告的規(guī)定。地球物理專業(yè)實習：重要是勘探地球物理方法技術(shù)的綜合實習，涉及：測地工作；重力、磁法、電法、地震等地球物理方法的野外數(shù)據(jù)采集技術(shù)及室內(nèi)數(shù)據(jù)整理計算的綜合實習。通過本次實習，訓練學生野外地球物理工作的實際能力，為此后的研究和進一步學習打好基礎。地球物理學畢業(yè)實習：在導師的指導下完畢地球物理研究工作或?qū)嶋H工作的綜合訓練，涉及收集資料、技術(shù)路線或研究方法的設計、野外數(shù)據(jù)采集或計算程序的編寫，數(shù)據(jù)解決與解釋等環(huán)節(jié)的綜合訓練。在畢業(yè)實習的基礎上撰寫畢業(yè)論文（設計）。通過此環(huán)節(jié)的實習，使學生受到科學研究或?qū)嶋H地球物理工作的初步訓練。具體實習時間、實習地點各高校可根據(jù)本校的實際情況擬定。六、地球物理學專業(yè)學科群基礎課程和專業(yè)主干課程描述1．科學計算理論與實踐（1）教學目的：科學計算是當今（地球物理）科學研究的三種基本手段之一。因此，本課程的教學目的是使學生掌握科學計算的基本原理、方法與技術(shù)。（2）重要教學內(nèi)容：科學計算的基本概念與研究方法、科學計算的發(fā)展歷史與科學大師、科學計算語言（Fortran、C、C++）與科學計算軟件、計算機算法與軟件工程、物理過程與物理系統(tǒng)的數(shù)值模擬方法、基于Fortran與C（C++）的科學計算算法。（3）前導課程：高等數(shù)學、線性代數(shù)、計算方法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與計算機圖形學。（4）教學方式：課堂講授與編程實踐。（5）教材或參考書：各高校自定。2．地球物理信號解決原理與方法（1）教學目的：通過本課程的學習使學生掌握數(shù)字信號解決的基本原理、算法，使學生學會運用信號解決方法和地球物理學原理解決和分析地球物理資料。（2）重要教學內(nèi)容：連續(xù)與離散信號、離散信號表達與采樣定理、連續(xù)與離散信號變換（傅里葉變換、正弦變換、余弦變換、Hartly變換、Hilbert變換及相應的離散形式與快速算法；Z變換）、褶積與濾波（褶積、反褶積與濾波；最小平方（維納）濾波；遞歸（卡爾曼）濾波；同態(tài)濾波（非線性濾波）；最小熵與最大熵反褶積）、K-L變換與信號估計、記錄信號分析與譜估計、奇異值分解與最小平方問題、信號的修飾性解決（插值、平滑和加工）。（3）前導課程：高等數(shù)學、復變函數(shù)。（4）教學方式:課堂講授。（5）教材或參考書：各高校自定。3．地球物理場論（1）教學目的："地球物理場論"課程涉及引力場、靜磁場、靜電場、穩(wěn)定電流場、電磁場、應力場、聲場（地震波場）、溫度場、滲流場及對流場的基本概念及數(shù)學理論。通過本課程的學習使學生建立起場的概念，掌握位場、波場、應力場、擴散場與對流場的基本實驗定律、微分方程、邊界條件及數(shù)學解決等方面的知識，為后續(xù)的"地球物理原理"、"地球物理學各論"等課程的學習奠定理論基礎，也為從事地球物理學各個專業(yè)方向的研究工作打下良好基礎。（2）重要教學內(nèi)容：場論研究的歷史與科學大師、引力場的基本實驗定律與數(shù)學理論、靜磁場的基本實驗定律與數(shù)學理論、靜電場的基本實驗定律與數(shù)學理論、穩(wěn)定電流場的基本實驗定律與數(shù)學理論、電磁場的基本實驗定律與數(shù)學理論、應力場的基本實驗定律與數(shù)學理論、聲場（地震波場）的基本實驗定律與數(shù)學理論、溫度場的基本實驗定律與數(shù)學理論、滲流場的基本實驗定律與數(shù)學理論、對流場的基本實驗定律與數(shù)學理論。（3）前導課程：高等數(shù)學、普通物理、數(shù)學物理方法、力學理論基礎。（4）教學方式：課堂講授。（5）教材或參考書：各高校自定。4．地球物理學原理（1）教學目的：本課程將著重講授地球物理學的基本原理、研究方法以及經(jīng)典的研究成果。希望通過本課程的學習，使學生對地球物理學科有一個整體的、清楚的圖像，為進一步進一步學習及從事地球物理學或其他地球科學研究工作奠定良好的基礎。（2）重要教學內(nèi)容：地球重力與地球形狀、地球轉(zhuǎn)動、天然與人工誘發(fā)地震、地球年齡、地球內(nèi)部溫度分布、天然地磁場、天然地電場與天然地球電磁感應、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地球動力學。（3）前導課程：高等數(shù)學、普通物理、地球物理場論。（4）教學方式：課堂講授。（5）教材或參考書：各高校自定。5．地球物理學各論地球物理學各論涉及地震學與地球內(nèi)部物理學、重力學與大地測量學、地磁學與空間環(huán)境學、地電學與深部構(gòu)造物理學、地熱學與地球深部動力學等知識單元內(nèi)容，課程名稱各高?？筛鶕?jù)本校的實際情況擬定，現(xiàn)將各有關(guān)知識單元的重要教學內(nèi)容分述如下：地震學（1）基本目的：了解地震學的基本概念,地震學問題的基本解決方法。（2）重要教學內(nèi)容：地震學發(fā)展史，層狀與球?qū)ΨQ模型中的地震波輻射、傳播與散射（繞射），地球的自由振蕩，球?qū)ΨQ地球模型中的地震波走時與走時反演，天然震源的物理過程與數(shù)學描述，震相分析與震源定位，地震波與地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)，基于地震波屬性的地震預報。（3）前導課程：高等數(shù)學、線性代數(shù)、復變函數(shù)、數(shù)學物理方法、經(jīng)典力學、地球物理場論。（4）教學方式:課堂講授。（5）教材或參考書：各高校自定。重力學（1）教學目的：了解和掌握重力學的基本原理與方法。（2）重要教學內(nèi)容：地球的重力場與地球重力場模型，參考橢球面與大地水準面，大地位與正常重力場公式，垂線偏差、坐標系統(tǒng)與重力校正，重力異常與地殼均衡，重力異常反演與地球內(nèi)部構(gòu)造，起潮力、拉普拉斯三種潮、起潮力位的調(diào)和分析，固體潮、勒甫數(shù)、彈性地球模型的固體潮響應，負荷潮與潮汐應力，固體潮與地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。（3）前導課程：高等數(shù)學、復變函數(shù)、數(shù)學物理方法、經(jīng)典力學、地球物理場論。（4）教學方式：課堂講授。（5）教材或參考書：各高校自定。地磁學與地電學（1）教學目的：通過本課程講授，了解和掌握地磁學的基本原理與方法。（2）重要教學內(nèi)容：地球的基本磁場與基本磁場理論，地磁異常場與異常場理論，地磁場的空間變換，地球磁場隨時間的變化，地球電磁感應，地電場分布與地球內(nèi)部的電性結(jié)構(gòu)，古地磁學，地磁場起源假說與理論模型。（3）前導課程：數(shù)學物理方程、電動力學、地球物理場論。（4）教學方式：課堂講授。（5）教材或參考書：各高校自定。地熱學（1）教學目的：了解和掌握地熱學的基本原理與方法。（2）重要教學內(nèi)容：地球的溫度場、地球溫度場的起源、地球溫度場的數(shù)學物理描述、地球的溫度場與內(nèi)部構(gòu)造。（3）前導課程：高等數(shù)學、復變函數(shù)、數(shù)學物理方法、熱力學與記錄物理、地球物理場論。（4）教學方式：課堂講授。（5）教材或參考書：各高校自定。6．地球物理觀測與實驗（1）教學目的：了解常用地球物理儀器的原理、操作，觀測資料的基本分析和解決。（2）重要教學內(nèi)容：固體地球物理觀測的發(fā)展歷史，地震儀、地磁儀、重