何平

[摘 要] 在國家高等教育“拔尖”“強(qiáng)基”人才培養(yǎng)改革的大背景下，地球物理學(xué)專業(yè)相關(guān)高校從大學(xué)科貫通、理論與實(shí)踐教學(xué)并重等不同角度大力推動第一課堂建設(shè)改革，但在第二課堂的實(shí)踐育人探索上仍稍顯薄弱。地球物理學(xué)專業(yè)兼具“理”“工”雙重學(xué)科特征，而目前學(xué)生普遍存在偏工科化思維、邏輯思維與表達(dá)能力訓(xùn)練不足等問題。該文從“第二課堂”實(shí)踐育人角度來探討地球物理專業(yè)基礎(chǔ)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的方向和途徑。

[關(guān)鍵詞] 第二課堂教育;地球物理專業(yè);基礎(chǔ)創(chuàng)新

[中圖分類號] P3;G642? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）01-0009-04? ? [收稿日期] 2020-11-23

習(xí)近平總書記在2018年兩院院士大會上指出：“創(chuàng)新決勝未來，改革關(guān)乎國運(yùn)?！标悓毶块L在2018年全國高等教育本科工作會議上指出我國已發(fā)展到了“高等教育強(qiáng)國建設(shè)”的新階段。在新時代新形勢下，黨和國家對我國高等教育發(fā)展進(jìn)行了一系列意義深遠(yuǎn)的謀劃布局，如“雙一流大學(xué)和學(xué)科建設(shè)”“六卓越一拔尖計(jì)劃”“強(qiáng)基計(jì)劃”等，突出強(qiáng)調(diào)了“基礎(chǔ)創(chuàng)新”和“領(lǐng)跑者理念”在高校人才培養(yǎng)中的重要性。如何培養(yǎng)符合國家需要的優(yōu)秀人才，支撐國家戰(zhàn)略布局，是國家賦予高等教育工作者的新使命。我國當(dāng)前高校育人工作可以分為第一課堂教育和第二課堂教育兩個組成部分。第一課堂是高校育人的主陣地，依教學(xué)大綱以講授為主，著重專業(yè)知識和技能的培養(yǎng)，有著嚴(yán)格的課時安排和教學(xué)計(jì)劃;第二課堂是有組織、有計(jì)劃地開展各類學(xué)科競賽、大學(xué)生科研、學(xué)術(shù)報(bào)告會、導(dǎo)師制、學(xué)科宣傳科普、團(tuán)會班會和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等活動，來提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維，并以引導(dǎo)思想成長為目標(biāo)，是第一課堂的重要延續(xù)和補(bǔ)充。由于兩類課堂在學(xué)校內(nèi)歸口管理部門不同，其育人體系設(shè)計(jì)是相互獨(dú)立的，受專業(yè)差異性影響，不可避免地存在銜接上不緊密和互促性不強(qiáng)等問題[1]。隨著信息化爆炸發(fā)展和社會認(rèn)識觀念變化，第二課堂在學(xué)生創(chuàng)新思維培育、創(chuàng)造能力提升、綜合素質(zhì)培養(yǎng)等方面的作用更加凸顯，能極大地改善第一課堂育人形式固化的不足。因此，專業(yè)課教師應(yīng)積極發(fā)揮在第二課堂教育的主觀能動性，利用自身對學(xué)科專業(yè)內(nèi)涵的把握，推動高校育人發(fā)展。本文以地球物理學(xué)專業(yè)為例，結(jié)合筆者所在院?！敖ㄗh地學(xué)領(lǐng)域研究型大學(xué)”的階段目標(biāo)，首先分析了學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，針對學(xué)生培養(yǎng)中出現(xiàn)的問題，來探討專業(yè)教師參與第二課堂育人實(shí)踐的方向和途徑。

一、地球物理專業(yè)學(xué)科特點(diǎn)

地球物理學(xué)是地球科學(xué)的重要分支，是通過定量的場源觀測研究地球行為、屬性、相態(tài)和演化的學(xué)科，是融入了物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、大氣科學(xué)、海洋科學(xué)和天文學(xué)多個學(xué)科的交叉學(xué)科[2]。隨著現(xiàn)代空間觀測和人工智能技術(shù)的發(fā)展，地球物理學(xué)專業(yè)又進(jìn)一步與大數(shù)據(jù)等信息學(xué)科深度關(guān)聯(lián)。為了準(zhǔn)確把握對現(xiàn)代地球物理學(xué)學(xué)科的認(rèn)識，本文以我校地球物理學(xué)專業(yè)為例，通過畢業(yè)生問卷、專業(yè)教師面訪等形式，從專業(yè)課程學(xué)習(xí)和就業(yè)發(fā)展兩方面進(jìn)行了調(diào)研總結(jié)。

（一）地球物理專業(yè)課程學(xué)習(xí)

一是學(xué)科內(nèi)容交叉性及學(xué)習(xí)難度高：地球物理學(xué)專業(yè)對數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)和英語有較高的要求，同時本身又包含有重、磁、電、震、測和空間等不同的技術(shù)手段和研究對象，在現(xiàn)象解釋上又要求有較強(qiáng)的地質(zhì)學(xué)和地球動力學(xué)知識背景，學(xué)生的普遍感受是短時間內(nèi)對專業(yè)不易有深入了解和認(rèn)知，整體學(xué)習(xí)難度偏大;二是課上和課下的結(jié)合：地球物理學(xué)習(xí)需要的基礎(chǔ)知識，僅從課堂獲取是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要自己進(jìn)行資料查找和課后補(bǔ)充;三是理論與實(shí)踐并重：在基礎(chǔ)學(xué)習(xí)之外，要實(shí)際動手去操作和學(xué)習(xí)編程，在實(shí)驗(yàn)課、實(shí)習(xí)等中去提高自己的動手能力，同時要注意鍛煉自己的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（二）地球物理專業(yè)就業(yè)發(fā)展

相對于計(jì)算機(jī)、導(dǎo)航遙感等專業(yè)而言，地球物理專業(yè)相對小眾，更偏向基礎(chǔ)性研究，主要就業(yè)單位面向各科研院所、高校、地震局和地礦等相關(guān)事業(yè)部門，給公眾的感覺是薪酬待遇與工作環(huán)境缺乏競爭性。在調(diào)研的50份問卷中，共計(jì)有30人保研，14人考研，5人工作，1人待業(yè)，被調(diào)研學(xué)生普遍認(rèn)為讀研深造與未來的薪資待遇和就業(yè)環(huán)境直接正相關(guān)。雖然樣本有限，但能反映出讀研深造對地球物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的發(fā)展至關(guān)重要，學(xué)科的基礎(chǔ)性和研究性特征決定了就業(yè)門檻如果僅為本科是難以勝任的，需要“基礎(chǔ)拔尖”能力。

因此，可以看出地球物理學(xué)專業(yè)兼具“理”“工”雙重學(xué)科特征，如基礎(chǔ)和創(chuàng)新要求高、學(xué)習(xí)難度大、學(xué)科相對小眾等特點(diǎn)，本專業(yè)學(xué)習(xí)需要有內(nèi)在興趣驅(qū)動、勤奮刻苦的態(tài)度和正確的擇業(yè)觀。

二、地球物理專業(yè)育人實(shí)踐現(xiàn)狀

以個人工作經(jīng)歷并結(jié)合不同高校地球物理學(xué)科發(fā)展背景的對比，總結(jié)目前我國地球物理學(xué)專業(yè)育人實(shí)踐普遍存在以下兩個方面的不足。

（一）重工科應(yīng)用，輕理科思維

經(jīng)過近70年的發(fā)展，現(xiàn)代地球物理學(xué)專業(yè)既涉及觀測儀器技術(shù)、數(shù)據(jù)采集與處理等工科屬性的培養(yǎng)內(nèi)容，也涉及現(xiàn)象揭示、歸納演繹、理論證明等理科屬性的培養(yǎng)內(nèi)容[3]。目前許多地球物理專業(yè)學(xué)生可以熟練利用各類地球物理方法技術(shù)做出很好的數(shù)據(jù)結(jié)果，甚至將成果發(fā)表在國際高水平期刊上;然而在描述其研究工作的動機(jī)和擬解決的科學(xué)問題時卻并不清晰，過度強(qiáng)調(diào)技術(shù)方法的學(xué)習(xí)并將其泛化使用，從而出現(xiàn)兩個突出問題：一是僅以數(shù)學(xué)指標(biāo)作為研究工作評價的依據(jù)，揭示的地球物理機(jī)制很多時候并非最優(yōu)甚至存在謬誤，即“過擬合”現(xiàn)象。二是過度論證技術(shù)方法的優(yōu)越性，忽視了技術(shù)方法的改進(jìn)是否等價于地球物理問題解的直接貢獻(xiàn)，不理解地球物理反演問題存在非唯一性、不穩(wěn)定性以及病態(tài)等特殊性。這種現(xiàn)象可總結(jié)為“重工科應(yīng)用、輕理科思維”，產(chǎn)生的原因主要有：其一，部分高校地球物理學(xué)專業(yè)開設(shè)時間較晚或者是基于其相關(guān)工科基礎(chǔ)發(fā)展建立的，有濃厚的工科背景，因此導(dǎo)致在地球物理學(xué)專業(yè)培養(yǎng)大綱的設(shè)計(jì)中缺乏頂層理學(xué)思考，其人才培養(yǎng)模式變革仍處于探索階段。其二，地球物理學(xué)本身涉及一系列的方法和技術(shù)，數(shù)據(jù)采集和處理工作對學(xué)生的實(shí)踐動手能力要求較高。相關(guān)高校在其培養(yǎng)方案中都在有意識地強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)分占比，此外專業(yè)教師從教學(xué)效果的角度也在積極開設(shè)配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程或者安排一些課時進(jìn)行實(shí)踐，從教學(xué)整體反饋來看，學(xué)生能夠?qū)φn程知識進(jìn)行鞏固并建立感性認(rèn)識，效果是值得肯定的，而這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程間接強(qiáng)化了學(xué)生的“工科思維”。其三，“五唯”指揮棒的間接影響。在保研面試及獎學(xué)金評比等不同場合，學(xué)生的科研成果要求日益提高，而技術(shù)方法應(yīng)用能產(chǎn)生短平快的成果，加強(qiáng)了對學(xué)生的吸引力。從事實(shí)來看，這種“理”“工”地位認(rèn)識的失衡對地球物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)是極其不利的。只有平衡科學(xué)問題探索與實(shí)踐動手能力，讓學(xué)生回歸科學(xué)問題本身，圍繞科學(xué)問題來綜合運(yùn)用各類知識或方法技術(shù)展開探索工作，能甘坐冷板凳，才有助于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和扎根基礎(chǔ)研究的突破。

（二）重第一課堂，輕第二課堂

在地球物理專業(yè)育人的理論探索上，不同專家學(xué)者從各自角度給出許多有益的建設(shè)思路，例如學(xué)科融會貫通教學(xué)[4]、中外同專業(yè)基礎(chǔ)課程對比設(shè)置[5]、專業(yè)相關(guān)的信息化課程建議[6]、實(shí)踐類課程教學(xué)改革[7]等。已有的這些探索研究，都圍繞第一課堂教育的探索，而第二課堂建設(shè)探索較為薄弱。近年來，我校開展了一系列以院士以及“杰青”“優(yōu)青”人才為骨干師資的本科生創(chuàng)新能力育人項(xiàng)目，如李四光計(jì)劃、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才計(jì)劃、卓越地質(zhì)師計(jì)劃、高徒計(jì)劃等，是第二課堂建設(shè)非常好的探索實(shí)踐。然而，這類育人實(shí)踐面向全校地學(xué)類學(xué)生選拔，師資力量相對有限，對學(xué)生而言存在“僧多粥少”的問題。本人在近期參加的一次我院學(xué)生科報(bào)會過程中，發(fā)現(xiàn)參與學(xué)生的工作匯報(bào)少有就科學(xué)問題展開的，個別同學(xué)甚至介紹一些無關(guān)的“個人成績/業(yè)績”，也沒有相互提問和討論，將好好的科研交流討論會變成了一個“評獎會”。事后了解得知學(xué)生們先入為主地以發(fā)表文章成果論成敗，將科報(bào)會當(dāng)成走過場，因此不熱心、不重視。以上幾個方面，都折射出“重第一課堂、輕第二課堂”的現(xiàn)象，固然有資源配置等客觀因素，但也存在浮躁和對第二課堂育人重視不足的主觀因素。地球物理的研究問題具有較強(qiáng)的開放性，如地球的深部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部物質(zhì)組成和遷移，其約束主要來源于地表的各類物理場和幾何位移，對結(jié)果現(xiàn)象的解釋是存在較大不確定度的;此外，隨著觀測技術(shù)的日新月異和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的累積，對地球物理問題的認(rèn)識也是不斷更新和深入的;最后，地球物理的具體研究對象也有較大差異性和分散性，其結(jié)論也往往僅具有局部適用性或存在假設(shè)前提。因此，第一課堂的內(nèi)容安排受限于教師個人研究方向，難免有更新不及時、認(rèn)識有差異等現(xiàn)象，讓學(xué)生在第二課堂中通過交流以激發(fā)其邏輯思維和獨(dú)立思考問題能力，將能有助于凝練學(xué)生對地球物理學(xué)習(xí)的共性和差異性問題認(rèn)識。

三、第二課堂育人的探索

基于當(dāng)前地球物理學(xué)實(shí)踐育人存在的問題和國家對“基礎(chǔ)創(chuàng)新”人才培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)需求，發(fā)揮第二課堂建設(shè)在學(xué)生創(chuàng)新性能力培養(yǎng)中的作用[8]，可以進(jìn)行幾個方面的探索。

（一）推進(jìn)導(dǎo)師制及項(xiàng)目課題育人實(shí)踐

自2020年開始，武漢大學(xué)將地球物理學(xué)專業(yè)納入學(xué)校弘毅學(xué)堂拔尖計(jì)劃，北京大學(xué)則將地球物理學(xué)專業(yè)納入強(qiáng)基計(jì)劃，我校地球物理專業(yè)近來亦在一定范圍內(nèi)開展了導(dǎo)師制探索。這些舉措都指向了地球物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的精英化培養(yǎng)模式。事實(shí)上，目前中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京大學(xué)、武漢大學(xué)和我校的地球物理學(xué)專業(yè)，單個年級師生比接近或大于1，具有最優(yōu)越的師資力量，有精細(xì)化育人實(shí)踐的前提條件。另外，相關(guān)高校地球物理學(xué)科經(jīng)過20多年的發(fā)展，師資結(jié)構(gòu)日趨完善，有條件滿足學(xué)生差異化的興趣選擇。因此，開展地球物理專業(yè)導(dǎo)師制建設(shè)育人是第二課堂育人的一個重要方向。除導(dǎo)師制外，我校部分教師基于項(xiàng)目課題為學(xué)生提供赴青海、新疆和西藏等地進(jìn)行地球物理野外實(shí)踐的機(jī)會，也資助一些興趣小組協(xié)作進(jìn)行小課題研究，這也是一個好的探索方向。因此，項(xiàng)目課題是以科學(xué)問題為導(dǎo)向的，涉及的觀測技術(shù)和問題探索具有綜合性，而項(xiàng)目組成員的研究方向又具有交叉性，對學(xué)生的引導(dǎo)是全方位的。

（二）重視科普宣傳和豐富學(xué)術(shù)講座

考慮到地球物理專業(yè)的基礎(chǔ)性和創(chuàng)新性培養(yǎng)目標(biāo)，以及學(xué)習(xí)難度大的特點(diǎn)，第二課堂建設(shè)應(yīng)該注重學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動性。在專業(yè)課程設(shè)計(jì)上，大一、大二低年級學(xué)生以通識課和基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)為主，與專業(yè)相關(guān)的僅有少量的導(dǎo)論課，不可忽視的是這個階段學(xué)生對專業(yè)卻有較強(qiáng)的好奇心和探知欲。例如武漢大學(xué)六院士20年堅(jiān)持的“測繪學(xué)概論”課，場場學(xué)生爆滿，對其測繪相關(guān)專業(yè)育人意義深遠(yuǎn)。迄今個人多次遇到低年級學(xué)生詢問是否可以選修我在大三開設(shè)的專業(yè)課。武漢大學(xué)模式無法復(fù)制，低年級學(xué)生選修高年級專業(yè)課程也不合理，但是可以利用第二課堂引導(dǎo)學(xué)生這類興趣的發(fā)展。以我系空間物理方向?yàn)槔?，相關(guān)教師專門做過一期“空間天氣”科普展覽，之后報(bào)考該方向的研究生人數(shù)也較多。借鑒這種方式，以淺顯直白生動的方式定期開展科普宣傳，將有助于建立專業(yè)學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動力。此外，豐富各類學(xué)術(shù)講座也應(yīng)是第二課堂建設(shè)的重要內(nèi)容，有助于拓展學(xué)生知識邊界，并使其了解學(xué)科國際前沿創(chuàng)新，提升其思維活躍度和實(shí)踐主觀能動性，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的基礎(chǔ)創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)。

（三）開展邏輯思維及表達(dá)能力訓(xùn)練

地球物理研究問題具有較強(qiáng)的開放性，例如利用有限的地表觀測約束來探究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成和遷移過程等，因此要求對結(jié)果要學(xué)會分析歸納總結(jié)和推理演繹。相比某一具體方法技術(shù)和研究問題的學(xué)習(xí)，地球物理邏輯思維和獨(dú)立思考問題能力的培養(yǎng)更為重要。在畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯時，有學(xué)生做了很多重要的工作，但是出現(xiàn)結(jié)果評價不高的問題，根本原因在于欠缺邏輯性思維和表達(dá)能力。在交流討論中，準(zhǔn)確高效的表達(dá)能力是減少交流成本、鍛煉邏輯思維的一個重要途徑。在大學(xué)中，可以看出在邏輯思維和表達(dá)能力上，普遍存在著學(xué)生干部優(yōu)于其他學(xué)生、研究生優(yōu)于本科生的現(xiàn)象。因此，本科生第二課堂建設(shè)應(yīng)探索以班會、組會等為平臺，組織學(xué)生通過自主查找資料制作PPT進(jìn)行定期輪流演講，其他同學(xué)提問的方式，營造活潑開放的交流氛圍，鍛煉學(xué)生的邏輯思維與表達(dá)能力。另外，需要重視學(xué)生干部的鍛煉作用，如在班級實(shí)行班委輪流等。

（四）學(xué)工思政與專業(yè)教師育人協(xié)同

高校育人中，學(xué)工教師是第二課堂育人的重要組成部分，承擔(dān)學(xué)生價值觀引導(dǎo)、學(xué)風(fēng)建設(shè)、評優(yōu)評先、就業(yè)發(fā)展規(guī)劃等重要工作?；诘厍蛭锢韺W(xué)專業(yè)對學(xué)生厚基礎(chǔ)、強(qiáng)創(chuàng)新的高要求，就業(yè)面相對小眾的特點(diǎn)，要想避免本專業(yè)學(xué)生在大學(xué)學(xué)習(xí)中自我約束力下降、自我發(fā)展定位不清，以及就業(yè)從眾心理的不利影響，需要學(xué)工教師來進(jìn)行正確引導(dǎo)和督促。此外，學(xué)工教師負(fù)責(zé)的各類活動組織策劃和學(xué)生評優(yōu)評先政策制定，與學(xué)生的很多切身利益直接相關(guān)，具有較強(qiáng)的導(dǎo)向性。例如近年來受到地球物理專業(yè)相關(guān)高校教師和學(xué)生重視的全國大學(xué)生“創(chuàng)新杯”地球物理知識演講大賽，相關(guān)高?；騾f(xié)會團(tuán)體邀請學(xué)科頂尖學(xué)者組織舉辦暑期專題講座等，能更大程度地鼓勵學(xué)生參與進(jìn)來并從中受益。因此，學(xué)工教師需要和專業(yè)課教師一起制定更為合理有效的鼓勵政策和細(xì)節(jié)評價標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)宣傳，引導(dǎo)學(xué)生積極參加專業(yè)知識競賽，使其每學(xué)期有效地聽取若干次學(xué)術(shù)講座。

四、結(jié)語

總之，在新形勢下，地球物理專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)需要向精英化和國際化邁進(jìn)，同時重視“發(fā)現(xiàn)問題和提出問題”精神，著力加強(qiáng)基礎(chǔ)創(chuàng)新素養(yǎng)。第二課堂能夠有效激發(fā)學(xué)生求知內(nèi)在驅(qū)動力，鍛煉其邏輯思維，與第一課堂有互補(bǔ)互促作用，對新時代地球物理專業(yè)基礎(chǔ)創(chuàng)新人才培養(yǎng)有著重要的實(shí)踐意義。在網(wǎng)絡(luò)信息高度發(fā)展的今天，第二課堂建設(shè)應(yīng)與時俱進(jìn)，探索如何避免傳統(tǒng)第二課堂教育存在的形式化和空殼化問題，創(chuàng)建具有地球物理專業(yè)特色的第二課堂育人實(shí)踐模式，任重道遠(yuǎn)。

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