1.实践教学体系建设
知识来源于实践,能力来自于实践,素质更需要在实践中养成;实践教学环节对于培养学生的实践能力和创新能力尤其重要。
地球科学是一门实践性非常强的学科,理论学习、室内实践教学和野外实践教学是地学本科教育的三大支柱。中心秉承北京大学“勤奋、严谨、求实、创新”的校训,在总结以往经验的基础上,坚持“以素质培养为主线、以能力培养为先导”的实践教学理念,着重进行实验课程体系、教学内容和教学方法的改革,形成了 “专业思维-动手能力-创新素质综合培养”的实践教学模式,建立了 “模块化、层次性、开放式” 的实践教学课程体系。实现了以实验和实习项目为载体,通过启发式、互动式、研究式的实践教学方法,引导学生发展自己的兴趣与特长,综合培养学生的专业思维、动手能力和创新素质。
◆实践教学课程体系的“模块化”
中心实践教学课程体系的“模块化”体现在地质学、地理学、地球物理学和大气科学4个一级学科内部进行实践教学资源整合,形成4个“模块”,即地质学综合实验室、地理学综合实验室、地球物理综合实验室和大气科学综合实验室(表2-2)。每个综合实验室包含室内教学实验室、野外实习基地和共享的科研实验室三部分,具有系统的学科知识体系和实践教学体系。各综合实验室之间又具有很好的有机联系,如遥感类的实验课程服务于各个综合实验室,地球概论实习是地质学、地球物理学和地理学专业学生的共同必修实习。同时,在“模块”之间实现互通和连接,促进学科的交叉融合(图2-2),从而使学生真正达到“厚基础、宽口径”,并使学生从实践教学层次认识学科交叉的重要性。
近年来,各学科之间相互推荐研究生人数的增多说明“模块化”教学体系有利于培养学生学科交叉的意识和能力。目前中心在理科“平台课”建设过程中致力于建立地球学科与其他学科之间交叉的实践教学体系。
◆实践教学课程体系的“层次性”
中心实践教学课程体系的“层次性”体现在人才培养过程不同阶段,包括课堂实践教学、野外实践教学和科研训练实践三个层次上(表2-2)。不同“层次”的实践课程体系侧重培养学生不同的素质和能力:课堂实践教学以基础性和验证性实验为主,培养学生的专业兴趣,构建学生的系统知识体系;野外实践教学以综合性为特点,培养学生野外实践技能和综合能力;科研实践训练以创新性为特点,重点培养发现和解决问题的能力。当然,三个“层次”不可割裂,专业知识验证和专业思维培养以及创新素质的培养与提高贯穿在各个层次的实践教学过程中。
◆实践教学课程体系的“开放式”
中心“开放式”实践教学课程体系体现在“开放式课程设置、开放式实验内容、开放式实践教学环境”。实践课程的设置不是一成不变的,中心根据当代地球科学发展和学科交叉需要设立成熟的实践课程,例如地质学综合实验室的《综合地质实习》野外实践课程正是因应学科发展而新设立的。受地球学科快速发展的影响,实验内容必须保持开放性。中心经常组织主讲老师研讨实践教学内容的更新,比如《区域地质实习》广泛引入数字化填图和地质年代学等最新研究进展和手段。
“开放式实践教学环境”是“以学生为本”办学理念的具体体现。中心制定一系列规章制度确保各类实验室全面向本科生开放,鼓励学有余力的学生提前进入科研训练阶段,为学生创造自主探索的环境和条件。
“开放式实践教学”还体现在实践教学课程体系的国际化。为了培养学生的国际视野,中心组织数次国际野外实习暑期课程,比如“俄罗斯贝加尔湖区域地质实习”(2004)、“日本造山带—火山教学实习”(2005)(表1)。
表1 中心各单位管理关系表
实验教学实验室 |
野外实习基地 |
科研实验室 |
|
地质学综合实验室 |
多媒体—显微镜教学实验室(3个)、普通地质实习室、岩石—矿物学实习室、矿床学实习室、地球化学实验室、有机地球化学实验室、显微图像—物相分析教学实验室、沉积岩教学实验室、显微图像教学实验室 |
北京西山普通地质实习基地 (1年级暑期) |
造山带与地壳演化教育部重点实验室 |
兴城区域地质实习基地 |
|||
五台山综合地质实习基地 |
|||
三峡地区综合地质实习基地 (3年级暑期) |
|||
地球物理综合实验室 |
地球物理教学试验室、空间环境探测和信息分析实验室、空间天气分析实验室 |
固体地球物理学野外实习基地 |
等离子体环境模拟实验室、电离层观测站、空间探测实验室、超净实验室 |
地理学综合实验室 |
磁测实验室、古生物遗存实验室、粒度分析实验室、光释光年代分析实验室、GIS教学实验室 |
北京西山地球概论实习基地 (2年级暑期) |
地表过程分析与模拟教育部重点实验室地表物理过程分室 |
大同-秦皇岛地貌实习基地 |
|||
遥感、制图和GIS野外综合实习基地(3年级暑期) |
|||
大气科学综合实验室 |
大气物理实验室、天气分析与预报实验室、大气遥感与卫星气象实验室、仿真模拟可视化实验室、地球流体力学实验室 |
大气实习基地 |
云物理与大气化学实验室 |
辅助实验室 |
计算机教学实验室(3个)、地质博物馆(含地质数字博物馆)、图书资料室3 |
贝加尔湖联合地质实习 |
|
日本联合地质实习 |
2.实验课程、实验项目名称及综合性、设计性和创新性
中心采取多种措施,加大新实践教学体系中实践教学的比例,提高实验教学中设计性、综合性、研究性教学内容的比例。
1.课堂实践教学方面
在课堂教学方面,首先鼓励主讲老师根据理论教学的需要和学科发展趋势增设实验/实习内容,其次鼓励本科生专业基础课和专业课增加课间野外实习次数,并在野外备课和教学露头建设等方面都增加了投入。目前中心承担每年约580名地球科学本科生的实验教学任务,有实验/实习内容的课程占专业课程总数的40%以上(表2-3)。
此外,中心为了提高学生的实验技能和发现问题的能力,为高年级本科生开设2门专门教授实验方法的课程(《地学样品分析测试方法简介》和《现代自然地理学实验方法》),还有数门室内课程主要以实验教学为主,如《X射线粉末衍射分析》等。这些专门实验课程教授实验原理、实验方法,安排尽量多的实践让学生自己动手,使学生真正掌握学科研究的尖端手段,培养学生真正通过认真分析获得数据发现问题的能力,提高学生的科研素质。地理学综合实验室全面分析国内外地理科学发展趋势,在原有实验课程基础上,新开设一些新技术和新方法的实验课程,如地表过程模拟与复杂性计算等。
◆《现代自然地理学实验方法》课程
《现代自然地理学实验方法》是近5年来新开设的地理科学本科专业必修课程,由从英国剑桥大学引进的长江特聘教授周力平主讲。依托本专业正在探索的多个第四纪环境演变方面的研究课题,该课程搜集了黄土高原、内蒙古浑善达克沙地、南方红壤丘陵区获取的样品,通过对这些样品进行粒度、磁测和孢粉分析,运用最新的科研成果引导学生,鼓励学生对不同区域的环境演变过程开展讨论,帮助学生在实验过程中发现问题和分析问题。这一课程受到学生的普遍欢迎。
表2 中心实验教学课程与实验项目组成表
实验课程(类别) |
实验项目 |
实验类型 |
适用专业 |
学时 |
开课、学期 |
普通地质学 |
矿物的力学、物理性质 |
基础 |
地质学、 |
2 |
1,2 |
金属矿物 |
基础 |
2 |
|||
非金属矿物 |
基础 |
2 |
|||
碎屑岩类识别 |
基础 |
|
|||
碳酸盐类识别 |
基础 |
2 |
|||
超基性、基性岩类 |
基础 |
2 |
|||
读地形图做剖面、读地形地质图做剖面 |
综合 |
2 |
|||
形态及物理性质 |
基础 |
2 |
|||
常见矿物 |
基础 |
2 |
|||
硅酸盐 |
基础 |
2 |
|||
岩浆岩 |
基础 |
2 |
|||
岩浆岩 |
基础 |
2 |
|||
岩浆岩 |
基础 |
2 |
|||
沉积岩 |
基础 |
2 |
|||
沉积岩 |
基础 |
2 |
|||
变质岩 |
基础 |
2 |
|||
地质图描述方法 |
综合 |
2 |
|||
地质图描述方法 |
综合 |
2 |
|||
地形图知识 |
基础 |
2 |
|||
结晶学与矿物学(课程实验) |
晶体外形的地面投影和吴氏网的运用 |
基础 |
地质学、 |
2 |
2 |
晶体外形的对称和对称元素(一) |
基础 |
2 |
|||
晶体外形的对称和对称元素(二) |
基础 |
2 |
|||
晶面符号 |
基础 |
2 |
|||
47种单形和符号、晶体形态分析(一) |
基础 |
2 |
|||
47种单形和符号、晶体形态分析(二) |
基础 |
2 |
|||
47种单形和符号、晶体形态分析(三) |
基础 |
2 |
|||
晶体结构的对称和对称元素 |
基础 |
2 |
|||
晶体的双晶和连生 |
基础 |
2 |
|||
晶体的等大球密积 |
基础 |
2 |
|||
矿物外观的鉴定特征认识 |
综合 |
2 |
|||
主要自然元素和硫化物矿物 |
基础 |
2 |
|||
主要氧化物矿物 |
基础 |
2 |
|||
硅酸盐矿物(一)岛状、环状硅酸盐矿物的认识 |
基础 |
2 |
|||
硅酸盐矿物(二)岛状、环状硅酸盐矿物的认识 |
基础 |
2 |
|||
硅酸盐矿物(三)岛状、环状硅酸盐矿物的认识 |
基础 |
2 |
|||
含氧盐矿物的认识(其他盐关矿物及卤化物) |
基础 |
2 |
|||
普通岩石学 |
偏光显微镜的构造 |
基础 |
地质学、 |
2 |
3,4 |
单偏光镜下晶体的光学性质 |
基础 |
2 |
|||
正交偏光镜上晶体的光学性质(一) |
基础 |
2 |
|||
正交偏光镜上晶体的光学性质(二) |
基础 |
2 |
|||
一轴晶干涉图 |
基础 |
2 |
|||
二轴晶干涉图 |
基础 |
2 |
|||
光性矿物学(一) |
基础 |
2 |
|||
光性矿物学(二) |
基础 |
2 |
|||
玄武岩 |
基础 |
2 |
|||
闪长岩 |
基础 |
2 |
|||
花岗岩 |
基础 |
2 |
|||
安山岩和流纹岩 |
基础 |
2 |
|||
碱性岩 |
基础 |
2 |
|||
脉岩 |
基础 |
2 |
|||
火山碎屑岩 |
基础 |
2 |
|||
未知矿物鉴定 |
综合 |
2 |
|||
沉积岩的特征 |
基础 |
2 |
|||
石英砂岩 |
基础 |
2 |
|||
长石砂岩 |
基础 |
2 |
|||
岩屑岩 |
基础 |
2 |
|||
粉砂岩 |
基础 |
2 |
|||
鲕粒灰岩 |
基础 |
2 |
|||
内碎屑灰岩 |
基础 |
2 |
|||
生物屑灰岩 |
基础 |
2 |
|||
白云岩 |
基础 |
2 |
|||
课间实习 |
综合 |
2 |
|||
接触变质岩(一) |
基础 |
2 |
|||
接触变质岩(二) |
基础 |
2 |
|||
板岩千枚岩 |
基础 |
2 |
|||
云母片岩 |
基础 |
2 |
|||
富铅片麻岩 |
基础 |
2 |
|||
绿片岩、斜长角闪岩 |
基础 |
2 |
|||
蓝片岩、流辉岩 |
基础 |
2 |
|||
混合岩、动力变质岩 |
基础 |
2 |
|||
气液变质岩 |
基础 |
2 |
|||
构造地质学 |
几何法求平面产状、视产状、两面交线的倾角及侧产状 |
综合 |
地质学、 |
2 |
4 |
赤平投影法求平面、视产状、两面交线的倾角及测伏角及面、线 |
综合 |
2 |
|||
利用钻孔资料求岩石产状 |
综合 |
2 |
|||
变形岩石的有限应变测量 |
综合 |
2 |
|||
根据V字形法则判断岩层产状,间接法求产状 |
综合 |
2 |
|||
读倾斜岩层区地质图并作剖面图 |
综合 |
2 |
|||
读褶皱岩层区地质图并作剖面图 |
综合 |
2 |
|||
褶皱构造的正交剖面及等斜线图,求褶皱缩短量 |
综合 |
2 |
|||
用赤平投影法求褶皱枢纽和轴面 |
综合 |
2 |
|||
编制构造等高线图 |
综合 |
2 |
|||
分析断层发育区地质图 |
综合 |
2 |
|||
编制断层滑移线图 |
综合 |
2 |
|||
读变质岩区地质图并作剖面图 |
综合 |
2 |
|||
读岩浆岩区地质图并作剖面图 |
综合 |
2 |
|||
矿床学 |
矿石结构、构造 |
基础 |
地质学、 |
2 |
6 |
早期岩浆矿床 |
基础 |
2 |
|||
晚期岩浆矿床 |
基础 |
2 |
|||
伟晶岩矿床 |
基础 |
2 |
|||
矽卡岩矿床 |
基础 |
2 |
|||
高温热液矿床 |
基础 |
2 |
|||
低温热液矿床 |
基础 |
2 |
|||
化学沉积矿床 |
基础 |
2 |
|||
蒸发沉积矿床 |
基础 |
2 |
|||
机械沉积矿床 |
基础 |
2 |
|||
风化矿床 |
基础 |
2 |
|||
生物沉积矿床(可燃有机矿床) |
基础 |
2 |
|||
变质矿床和受变质矿床 |
基础 |
2 |
|||
古生物学 |
珊瑚、古杯、海绵、层孔虫 |
基础 |
|
2 |
3 |
节肢动物 |
基础 |
2 |
|||
软体动物 |
基础 |
2 |
|||
腕足动物 |
基础 |
2 |
|||
笔石、棘皮、苔癣 |
基础 |
2 |
|||
古植物 |
基础 |
2 |
|||
脊椎动物 |
基础 |
2 |
|||
野外实习 |
综合 |
1天 |
|||
地史学 |
地层划分对比 |
综合 |
地质学、 |
4 |
4 |
编制岩相古地理 |
综合 |
4 |
|||
世界地势 |
基础 |
4 |
|||
早古生代岩石和化石 |
基础 |
2 |
|||
野外实习 |
综合 |
1天 |
|||
晚古生代 |
基础 |
6 |
|||
中新代 |
基础 |
2 |
|||
算法与数据结构 |
计算机概论(一) |
基础 |
|
3 |
2 |
计算机概论(二) |
基础 |
3 |
|||
计算机概论(三) |
基础 |
3 |
|||
计算机概论(四) |
基础 |
3 |
|||
计算机概论(五) |
基础 |
3 |
|||
计算机概论(六) |
基础 |
3 |
|||
计算机概论(七) |
基础 |
3 |
|||
计算机概论(八) |
基础 |
3 |
|||
计算机概论(九) |
基础 |
3 |
|||
计算机概论(十) |
基础 |
3 |
|||
计算机概论(十一) |
基础 |
3 |
|||
计算机概论(十二) |
基础 |
3 |
|||
计算机概论(十三) |
基础 |
3 |
|||
宝石学 |
放大观察、偏光镜观察、二色镜观察 |
基础 |
地质学、 |
2 |
7 |
折射率测定、荧光观察、热导观测 |
综合 |
2 |
|||
高档宝石实习 |
基础 |
2 |
|||
中低档宝石实习 |
基础 |
2 |
|||
翡翠宝石实习 |
基础 |
2 |
|||
各种宝石实习 |
基础 |
2 |
|||
有机宝石实习(一) |
基础 |
2 |
|||
有机宝石实习(二) |
基础 |
2 |
|||
红色系列宝石实习 |
基础 |
2 |
|||
绿色系列宝石实习 |
基础 |
2 |
|||
蓝色系列宝石实习 |
基础 |
2 |
|||
黄色系列宝石实习 |
基础 |
2 |
|||
未知宝石鉴定 |
综合 |
2 |
|||
普通地质实习 (野外实习) |
上元古界青白口系地层特征;石英砂岩、页岩、泥灰岩等岩石 |
综合 |
地质学、 |
2周 |
1年级暑期 |
寒武系地层剖面;沉积岩,如豹皮状灰岩、鲕状灰岩、竹叶状灰岩、条带状灰岩等;河流地质作用 |
综合 |
||||
上古生界-侏罗系地层;沉积岩,如粉砂岩、页岩、砾岩等;灰峪向斜构造等 |
综合 |
||||
岩溶地质作用及其现象 |
综合 |
||||
中生界侏罗系火山沉积岩;做信手剖面图的练习 |
综合 |
||||
侵入岩及其内外接触带特征;侵入岩的相带;热接触变质岩石的特征 |
综合 |
||||
褶皱及其相关的构造现象,如节理、劈理、香肠构造、窗棂构造等 |
综合 |
||||
测量地形草图 |
综合 |
||||
中元古界地层特征、断层、侵入体等 |
综合 |
||||
区域地质实习 (野外实习) |
葫芦岛海滨主要沉积序列、沉积间断及沉积环境变迁研究 |
综合/研究 |
地质学、 |
4周 |
2年级暑期 |
夹山—滑雪场—龙回头地层序列、层理和构造面理的识别研究。 |
综合/研究 |
||||
下长茂—上长茂元古界蓟县系—青白口系—古生界剖面及关键地质事件解剖 |
综合/研究 |
||||
牤牛山古生界地层及关键地质事件解剖 |
综合/研究 |
||||
裴家屯地史时期不同构造层叠置接触关系 |
综合/研究 |
||||
兴城地区不整盒、断裂构造和不同期次构造叠加研究 |
综合/研究 |
||||
台里绥中花岗岩的变形特征及其构造变形层次构造样式研究。 |
综合/研究 |
||||
新台门鲵螈类化石、演化与火山定年、中生代地层时代与沉积环境分析 |
综合 |
||||
松北地质填图区地层与古生物研究 |
综合/研究 |
||||
松北地质填图区岩浆作用研究 |
综合/研究 |
||||
松北地质填图区主要矿产类型与成因研究 |
综合/研究 |
||||
松北地质填图区中生代地层、古生物与火山作用研究 |
综合/研究 |
||||
松北地质填图区构造样式、构造演化与地史研究 |
综合/研究 |
||||
松北地质填图区新构造与地貌学研究 |
综合/研究 |
||||
松地质填图区资源地质与农业地质(地质应用)专题 |
综合/研究 |
||||
地质填图综合方法(剖面测量、软件、遥感等)研究 |
综合/研究 |
||||
综合地质实习 (野外实习) |
台怀镇-前石佛太古宙石佛花岗岩-古元古代滹沱超群地层,杨柏峪到前石佛一带逆冲构造和大型褶皱 |
综合 |
地质学、 |
3周 |
3年级暑期 |
砂河-应县新生代火山岩和恒山杂岩 |
综合 |
||||
砂河-鸿门岩太古宙变质沉积岩-五台杂岩-北台岩体 |
综合 |
||||
北台顶-台怀镇北台岩体及五台杂岩 |
综合 |
||||
峨口-岩头五台杂岩下部岩石学与构造特征 |
综合 |
||||
高梵-辛庄滹沱超群上部岩石学特征 |
综合 |
||||
龙泉关-东路沟阜平杂岩、龙泉关韧性剪切带、铁堡不整合、兰芝山花岗岩等 |
综合 |
||||
棺材岩前寒武纪地层与沉积学特征 |
综合/研究 |
||||
莲沱—石牌下寒武统地层层序、古生物群落与古环境分析 |
综合/研究 |
||||
郭家坝—峡口侏罗系陆相沉积特征与古植物群研究 |
综合/研究 |
||||
神农架崆岭群—南华系地层特征及微生物岩沉积特征 |
综合/研究 |
||||
建阳坪—峡口志留系—三叠系地层系统与二叠纪末生物大灭绝事件成因分析 |
综合/研究 |
||||
古洞口中寒武统—下志留统地层层序与化石动物群和旋回地层学分析 |
综合/研究 |
||||
学生自主选题研究项目 |
综合/研究 |
||||
固体力学基础 |
用有限元程序解力学题的实际操作 |
设计/研究 |
地质学、 |
2 |
4 |
古生态学与古环境分析(课程实验) |
生活方式及形态功能分析 |
综合 |
地质学、 |
2 |
5 |
生物埋藏特征及遗迹化石 |
综合 |
2 |
|||
古植物学与孢粉学(课程实验,野外实习) |
现生植物孢粉镜下观察 |
基础 |
地质学、 |
2 |
5 |
化石植物孢粉镜下观察 |
基础 |
4 |
|||
识别校园内现生植物类群的种类 |
综合 |
4 |
|||
近代地层学 |
北京西山寒武—奥陶系沉积旋回研究 |
综合/研究 |
地质学、 |
1天 |
6 |
材料与环境矿物学(课程实验) |
实习1 材料矿物学实验方法 |
设计 |
地质学、 |
2 |
5 |
实习2 环境矿物学实验方法 |
设计 |
2 |
|||
同位素地质学基础(课程实验) |
实习1: |
综合 |
地质学、 |
2 |
6 |
实习2 稳定同位素样品的制备(前处理) |
综合 |
2 |
|||
X射线粉末衍射分析(课程实验) |
实习1 样品的备制(定向样品、非定向样品的备制) |
综合 |
地质学、 |
2 |
5 |
实习2 衍射仪的操作与样品测定 |
设计 |
3 |
|||
实习3 衍射图分析(物相鉴定,定量分析) |
研究 |
8 |
|||
物理沉积学 |
实习1 河流水力学特征 |
基础 |
地质学、 |
2 |
5 |
实习2 冲积环境地貌和沉积物观察 |
基础 |
2 |
|||
实习3 沉积学编图分析 |
综合 |
4 |
|||
地学样品分析测试方法简介(课程实验) |
实习1 电子探针测试方法 |
设计 |
地质学、 |
2 |
7 |
实习2 拉曼光谱分析研究方法 |
设计 |
4 |
|||
地球物理野外观测与资料处理实习(野外实习) |
实习1 野外流动地震台架设与观测 |
综合 |
地球物理 |
10 |
3年级暑期 |
实习2 数字地震记录分析 |
研究 |
10 |
|||
实习3 流动重力测量与资料处理 |
研究 |
20 |
|||
实习4 大地电磁测量与资料处理 |
研究 |
20 |
|||
实习5 1976年唐山大地震遗迹现场考察 |
综合 |
6 |
|||
地球重力学 |
野外重力测量剖面 |
综合 |
地球物理 |
6 |
6 |
岩石力学 |
岩石力学性质测量, 地应力测量方法等 |
综合 |
地球物理 |
10 |
5 |
地震观测与实验 |
实验课1 地震仪原理与地震观测 |
基础 |
地球物理 |
4 |
6 |
实验课2 震相的识别 |
基础 |
4 |
|||
实验课3 地震定位 |
研究 |
4 |
|||
实验课4 测定地震的能量(震级) |
研究 |
4 |
|||
实验课5 反演地壳结构 |
研究 |
4 |
|||
实验课6 确定核-幔边界 |
研究 |
4 |
|||
实验课7 确定内核结构 |
研究 |
4 |
|||
实验课8 确定震源机制解 |
研究 |
4 |
|||
地磁、地电观测与实验(课程实验) |
地磁、地电观测实验 |
设计 |
地球物理 |
|
7 |
中高层大气物理学(野外实习) |
参观空间环境预报中心 |
综合 |
空间物理 |
2 |
6 |
电离层物理与电波传播(野外实习) |
参观电离层观测站,听操作人员讲解 |
综合 |
空间物理 |
4 |
7 |
遥感概论 |
实习1 地物波谱测量 |
设计 |
GIS |
2 |
2 |
实习2 目视解译方法野外实习 |
综合 |
2 |
|||
实习3 遥感专题图象分析与解译 |
研究 |
2 |
|||
测量与地图学 |
实习1 GPS简单测量实习 |
综合 |
GIS |
2 |
4 |
实习2 地图投影的建立与分析 |
研究 |
2 |
|||
实习3 专题地图制图 |
设计 |
2 |
|||
实习4 地形图阅读 |
研究 |
2 |
|||
程序设计语言(课程实验) |
上机实习 |
设计 |
GIS |
32 |
4 |
城市与区域科学(课程实验) |
北京市城市地域结构与土地利用调查分析 |
综合 |
GIS |
2 |
6 |
数据库概论 |
上机实习 |
设计 |
GIS |
50 |
4 |
地理信息系统概论(课程实验) |
实习1 GIS系统演示 |
基础 |
GIS |
2 |
3 |
实习2 数据结构编程 |
设计 |
2 |
|||
实习3 系统输入操作 |
基础 |
2 |
|||
实习4 管理查询操作 |
基础 |
2 |
|||
实习5 空间分析编程 |
设计 |
2 |
|||
实习6 空间分析(1) |
研究 |
2 |
|||
实习7 空间分析(2) |
研究 |
2 |
|||
实习8 系统输出操作 |
基础 |
2 |
|||
实习9 综合应用(1) |
综合 |
2 |
|||
实习10 综合应用(2) |
综合 |
2 |
|||
GIS设计和应用(课程实验) |
进行基础平台的设计开发 |
设计 |
GIS |
8 |
6 |
基于通用GIS平台的二次应用开发实习 |
设计 |
8 |
|||
通用GIS软件的应用 |
综合 |
8 |
|||
遥感数字图象处理原理(课程实验) |
3次实验课 |
设计 |
GIS |
7 |
6 |
软件工程原理 |
设计一个小型的事务处理系统,编制所有文档 |
设计 |
GIS |
3 |
7 |
色度学 |
彩色合成(加色法) |
研究 |
|
2 |
7 |
彩色照片的处理(减色法) |
研究 |
2 |
|||
Powrpoint制作中背景色与文字色的选择 |
综合 |
1 |
|||
色度计、色温计、亮度计、密度计的使用 |
综合 |
1 |
|||
遥感应用 |
1)城市高分辨率遥感图象的解译与分析 |
研究 |
GIS |
2 |
7 |
2)土地覆盖/土地利用分类实验 |
设计 |
||||
操作系统原理 |
设计一个简易的shell程序 |
设计 |
GIS |
4 |
6 |
遥感、制图和GIS野外综合实习 |
撰写实习报告 |
综合/研究 |
GIS |
1周 |
3年级暑期 |
地球概论 |
矿物识别1 矿物的物理性质 |
基础 |
地理学各专业 |
2 |
1 |
矿物识别2 常见矿物 |
基础 |
2 |
|||
火成岩识别 |
基础 |
2 |
|||
沉积岩识别 |
基础 |
2 |
|||
变质岩识别 |
基础 |
2 |
|||
地质图判读 |
综合 |
2 |
|||
地质构造解析 |
综合 |
2 |
|||
参观中国地质博物馆 |
综合 |
2 |
|||
地球概论 |
实习动员 野外工作准备、要求 |
综合 |
地理学各专业 |
2周 |
1年级暑假 |
罗盘、GPS使用、地形图判读、岩层产状测量 |
综合 |
||||
昌平1:沉积岩识别、观测、描述,单斜构造,平行不整合,地貌 |
综合 |
||||
昌平2:沉积岩和火成岩实习,角度不整合,地貌 |
综合 |
||||
昌平3:沉积岩、火成岩、变质岩,角度不整合,断层,节理,河流地貌 |
综合 |
||||
延庆:花岗岩、地貌 |
综合 |
||||
门头沟1:沉积岩,不整合,褶皱,河流地貌 |
综合 |
||||
门头沟2:沉积岩,不整合,褶皱,断层,构造地貌 |
综合 |
||||
房山1:花岗闪长岩及其接触变质带,地貌 |
综合 |
||||
房山2:周口店“北京猿人”遗址,沉积岩、第四纪环境与古人类活动 |
综合 |
||||
实习报告书写指导 |
综合 |
||||
实习报告书写指导 |
综合 |
||||
地貌学 |
地貌组合 |
基础 |
地理学各专业 |
15天 |
2年级暑期 |
火山地貌 |
基础 |
||||
地垒地貌及构造地垒与火山喷发的关系 |
基础 |
||||
黄土地貌 |
基础 |
||||
河流地貌 |
基础 |
||||
湖泊沉积剖面 |
基础 |
||||
冲积扇和冲积平原 |
基础 |
||||
河流阶地 |
基础 |
||||
侵蚀海岸和海滨阶地 |
基础 |
||||
海滨地貌。 |
基础 |
||||
河口地貌 |
基础 |
||||
地貌演变历史与环境演变历史 |
基础 |
||||
地貌制图 |
综合 |
||||
综合整理,报告编写 |
综合/研究 |
||||
现代自然地理学实验方法(课程实验/实习) |
自然地理学中物理、化学方法 |
基础 |
地理学各专业 |
6 |
5 |
样品处理 |
基础 |
4 |
|||
环境磁学实验 |
研究 |
4 |
|||
粒度分析实验 |
研究 |
6 |
|||
气象观测仪器简介与实验 |
基础 |
4 |
|||
实地气象观测 |
综合 |
4 |
|||
生物地理学 |
生物遗存的提取 |
综合 |
地理学各专业 |
4 |
6 |
孢粉的显微镜镜下鉴定 |
研究 |
4 |
|||
参观古脊椎动物标本馆 |
基础 |
2 |
|||
水文学 |
密云水库水利设施及水文观测 |
综合 |
地理学各专业 |
1天 |
3 |
综合自然地理学 |
自然景观的空间分异 |
基础 |
地理学各专业 |
1天 |
6 |
土地利用的野外调研 |
基础 |
1天 |
|||
土地利用的遥感判读 |
研究 |
2 |
|||
文化地理 |
文化景观的类型与演变 |
综合 |
全校各专业 |
1天 |
6 |
王府井、前门商业街的对比 |
综合 |
1天 |
|||
北京文化景观专题讨论 |
研究 |
2 |
|||
城市形态与结构 |
城市的空间组织观察与分析 |
基础 |
地理学各专业 |
2 |
7 |
城市的单位组织调查 |
综合 |
2 |
|||
城市土地利用结构调查 |
综合 |
2 |
|||
城市的工业空间结构调查 |
综合 |
2 |
|||
城市的居住空间结构调查 |
综合 |
2 |
|||
城市社会空间结构调查 |
综合 |
2 |
|||
城市的商业空间结构调查 |
综合 |
2 |
|||
城市的消费行为空间调查 |
综合 |
2 |
|||
城市的服务业与办公空间调查 |
综合 |
2 |
|||
城市的活动空间结构调查 |
综合 |
2 |
|||
城市的交通空间与交通规划调查 |
综合 |
2 |
|||
城市的认知空间结构调查 |
综合 |
2 |
|||
城市空间结构模型 |
综合 |
2 |
|||
城市空间结构的变化研究 |
研究 |
2 |
|||
城市规划研究方法 |
城市规划的基础数据调查 |
综合 |
地理学各专业 |
3 |
6 |
基础数据采集(历史文献、城建档案、专业资料……) |
研究 |
3 |
|||
基础数据分析 |
研究 |
3 |
|||
城市规划的实地社会调查 |
研究 |
3 |
|||
实地环境考察 |
研究 |
3 |
|||
访问调查设计 |
研究 |
3 |
|||
城市性质、发展目标和发展规模的研究确定 |
研究 |
1 |
|||
城市建设用地布局调查 |
研究 |
3 |
|||
城市功能分区调查 |
研究 |
3 |
|||
城市交通体系调查、城市性质、城市发展目标、城市发展规模 |
研究 |
1 |
|||
城市河湖、绿地系统调查 |
研究 |
3 |
|||
旧城改造方案 |
研究 |
2 |
|||
遥感基础与图像解译原理 |
航空遥感与航空象片解译 |
基础/综合 |
地理学各专业 |
8 |
7 |
卫星遥感与卫星象片解译 |
基础/综合 |
8 |
|||
数字图象处理 |
基础/综合 |
22 |
|||
微波遥感 |
基础/综合 |
10 |
|||
大气物理实验 |
电测温度计的制作与检定 |
基础 |
大气科学 |
2 |
2 |
热敏电阻测温电路 |
基础 |
2 |
|||
小惯性铂丝电阻温度表 |
基础 |
2 |
|||
干湿球“A”值与通风速度关系 |
基础 |
2 |
|||
利用旋臂机检定热线风速计 |
基础 |
2 |
|||
手持风杯风速计的检定 |
基础 |
2 |
|||
沸点气压表的检定 |
基础 |
2 |
|||
自动气象站数据分析 |
综合 |
2 |
|||
能见度器测原理、方法与数据分析 |
研究 |
2 |
|||
气溶胶观测与数据分析 |
综合 |
2 |
|||
大气科学导论 |
大气科学教学实习 |
综合 |
大气科学 |
4 |
2 |
天气诊断分析和预报(课程实验) |
天气分析和天气预报 |
综合 |
大气科学 |
3 |
1 |
2.野外实践教学方面
野外实践教学是地球科学人才培养的重要特点之一,野外实际工作能力的培养和训练是地球科学实践教学的重要内容。中心在学校和人才培养基地基金的大力支持下,加大投入建设野外实习基地,增设野外实习内容。目前中心开设专门野外实习课程7门,其中近年来新设课程有3门—综合地质实习、地球物理野外观测与资料处理实习以及遥感、制图和GIS野外综合实习,并为区域地质实习建设了新的实习基地(表1)。
◆野外实践教学综合化
中心的地质学综合实验室在充分论证的基础上,从2004年起将原来4个二级学科的专业实习合并,新开设了《综合地质实习》野外实践课程,实习时间为3周。综合地质实习横跨华北板块的五台山和扬子板块的三峡,实习内容涵盖构造地质学、矿物—岩石学、古生物—地史学、沉积学、灾害地质学等各个领域,包含了从太古代到第四纪的综合地质现象。为了提高教学质量,中心组织10余名教员多次对相关实习区域进行了细致的备课和研讨,自编了中、英文实习教材,并与当地政府联合共建实习基地,取得显著的效果。该实习的考核是以小组专题研究形式进行,促使学生从野外发现感兴趣的问题,产生自主性课题,并综合已学过理论知识和野外工作能力完成实习报告。
通过一系列实习内容的整合,使学生能够认识更多的地质现象,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,对学生科研能力和创新意识的提高起到重要的促进作用。并与当地政府联合共建实习基地,取得显著的效果。学生在实习报告中写道:“……我们既充分理解了书本当中的相关知识,又提高了野外工作的综合能力、掌握了更多的研究方法,还体验到了学术思想产生、论证、成文的系统过程,并懂得了苦劳协作与收获产出的因果关系。”
◆野外地质实践教学国际化
近年来,为了培养本科生面向世界、及早参与国际地球科学问题的研究,中心有意识推进实践教学国际化中心组织进行了“中俄暑期地质实践教学”(2004)、“中日联合地质教学实习”(2005)等国际联合野外实践教学。通过这些国际化野外实践活动,学生不仅极大地提高了野外地质工作的基本技能,提高了与国外学者讨论科学问题的能力,而且通过自己动手开展实验室研究工作而学到了开展地球科学研究工作方法,显著提高了学生的学习兴趣和综合能力,获得非常好的效果。
此外,中心聘请国外著名教授讲授野外实习课程。2007年地质学综合实验室特聘请在五台山实习基地做过详细研究的德国著名地质学家Kröner教授对综合地质实习进行指导,全程英文讲授,使学生在实习过程中触摸学科前沿。
3.学生科研能力训练方面
学生科研能力训练和创新能力的培养是高等教育的核心。中心一直重视本科生的科研创新能力的培养,重点在以下3个方面突出创新性实践活动的设计和实施:
(1)依托野外实习基地推广综合性野外实习,大力引入创新性项目。
地质学综合实验室2004年设立的《综合地质实习》课程在此方面做了大量的尝试和创新,从实习基地选择、实习内容设计、实习讲义编写和实习成绩考核等多个方面进行改革,取得了良好的教学效果。该课程的实习基地选择研究程度相对较高、地质现象多样的地区;实习讲义摒弃传统的实习路线和模式,以观察要点为基础,进行科学问题探讨,辅以大量相关参考文献,促使学生在野外能够自主观察、描述地质现象,进而分析探讨其成因。教学方法上以学生观察为主,结合老师讲解和引导,晚间组织学生对观察地质现象进行分析、总结,由教员点评。在考试方法上,要求2~5名同学组成研究小组,在特定实习区域自由选题,用2-3天的时间针对选题进行独立野外考察,采集样品,辅以详细的室内研究,按照正式论文格式编写研究报告。综合地质实习对学生探索能力和科研水平的提高起到重要的促进作用,仅在2007年实习教学的基础上,学生已发表科研论文3篇。学生们在综合实习报告中纷纷表示,综合地质实习使我们不仅认识了更多的典型地质现象,学习了野外工作方法,更为重要的是“真正经历了一次学术研究的正规流程”。
地理类专业的“地貌学”实习也采用了类似的方法,受到了学生的好评。早期的地貌实习集中在山西大同基地,近年来根据综合性实习的需要,建设了秦皇岛海岸地貌实习基地。学生通过对观察到的不同地貌现象进行比较,不仅丰富了学生的实践经验,而且对学生选择毕业论文的方向很有帮助。
(2)依托理科人才培养基地和中心教师队伍进行了卓有成效的本科生科研训练。
中心除了鼓励学生申请校级本科生科研训练基金以外,还在3个国家理科人才培养基地的经费支持下,每年资助本科生自选科研训练项目10项以上,学生在导师的指导下进行科研训练和科研活动(表2-4)。另外,中心还设立了由教员提供的科研经费支持,由老师—学生自由组合进行科学训练。近5年来,本科生获得正式资助的科研训练项目达146项(表2-4),还有约30余项指导教师科研经费资助的科研训练项目(本科生科研训练项目详细统计表见附件1)。
这些措施大大激发了学生们科技创新的热情,鼓励学生在本科阶段就能参加到前沿性的课题中,拓宽视野,培养了学生的创新意识和能力,取得了丰硕的研究成果(具体成果见下文)。
表3 近5年来中心本科生科研训练项目数量统计表
基金名称 |
资助数目 |
校长基金 |
64 |
理科人才培养基地基金 |
51 |
Jun政基金 |
19 |
国家大学生创新性实验计划 |
7 |
泰兆基金 |
4 |
毛玉刚基金 |
1 |
总 计 |
146 |
(3)制定政策措施,确立综合性、创新性实践教学在毕业论文的重要地位。
地球科学各学科对本科毕业论文制定了严格的程序要求和质量要求。地质学系专门下发规定,积极鼓励教师在安排本科生毕业论文时包括野外工作。规定不能安排野外工作的教师,只能指导1名学生做本科生毕业论文。对指导两名毕业生的老师,至少要安排1名学生做野外工作。原则上,每个老师一年最多指导2名学生做毕业论文。同时,坚持本科生毕业论文必须通过口头答辩程序,由答辩委员会集体讨论,给出毕业论文分数。资料室存有完整的本科毕业论文,可供检索查询。
(4)充分利用科研实验平台(如教育部、北京市重点实验室和其他科研实验室)作为本科生科研训练基地。
造山带与地壳演化教育部重点实验室(北京大学)拥有国内外该研究领域的最新实验仪器和设备。仅2007年度,实验室成员总共承担和完成各类研究课题和项目50多项,实到研究总经费1700多万元。其中各类国家级重要研究课题40多项,包括主持科技部“973”项目2项(首席科学家:陈衍景、鲁安怀);基金委自然科学基金重点课题3项,自然科学基金面上课题35项。实验室国家杰出青年基金4项。2007年以实验室为第一单位的各类论文120多篇,其中SCI收录成果70多篇。
地理学综合实验室近5年来主持国家自然科学基金重点项目2项,获得国家自然科学基金和科技部各类项目经费支持达841万元。
中心充分利用这些资源,鼓励高年级本科生进入实验室参加一些研究项目,进行实验训练。以2个教育部重点实验室(造山带和地壳演化实验室和地表过程分析与模拟实验室地表物理过程分室)为依托,启动地球科学实践教学实验室建设,范围涵盖地球科学的大部分学科。教师鼓励学生独立思考,并将一些想法通过科研实验平台加以实现。通过科研实验室的训练和实验工作,使学生的学习兴趣,科学素养和实验能力都得到很大的提高。
目前,中心实践教学中综合性实践项目不断增多,设计性实验和创新性实验项目大幅度增加。据统计,中心实验课内的设计性、综合性、研究性教学内容所占学时比例已超过40%,满足了大部分学生知识拓展、自主选择和创新训练的需要(表2)。
本科生通过1-2年级的基础性和综合性实验,掌握了学科基本知识体系,3年级开始大多数学生参加科研训练活动,加入导师研究小组,逐渐过渡到以综合性、设计性和创新性实验为主的实践教学过程中。4年级学生通过毕业论文实践活动和室内研究工作,完成毕业论文。由此完成了一个系统实践教学过程。
由于综合性和创新性实践教学的比例不断增加,学生不单在实践过程中应用所学知识,而且提高了学生的综合科研素质和能力。许多学生取得了比较突出的科研成果,并发表了学术论文。