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地球科学的研究方法范文1
关键词：《地球科学概论》；学习兴趣；教学方法；实践性教学环节
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0197-02
《地球科学概论》是地质工程专业学生必修的专业基础课程，是后续专业核心课程――矿物学、岩石学、构造地质学、矿床学、地球物理学、煤地质学、工程地质学、第四纪地质学、水文地质学等的基础课程。因此，《地球科学概论》课程的教学好坏直接关系到地质工程专业人才培养的优劣。地学是七大基础学科之一，其研究对象具有时空广泛、地质作用异常复杂的特征，而且学生是第一次接触，因此在30多个学时的理论课程学习中，学生总反映课程内容多、学时少、知识点多、难于理解和掌握。针对这种现象，如何能激发学生的学习积极性成为教学的重要任务。美国心理学家布鲁纳曾指出：“学习的最大刺激是对所学知识发生兴趣”，能够有效激发起学生学习的内部动机和热情，因此在教学过程中，力争从以下几方面来培养大学新生的学习兴趣，指导他们正确认识地学，爱上地质行业。
一、灵活多样的教学方法
1.讲好绪论课，激发学生的学习兴趣，培养其热爱地学的情怀。好的开端是成功的一半，绪论是一门课的总纲。绪论对提升学生学习本门课程的信心和兴趣有极大的影响，因此上好绪论课对教学有事半功倍的作用。在讲授《地球科学概论》绪论时，首先告诉学生讲授的主要目的，不是帮助他们应付考试，而是让他们学会欣赏美丽的地球以及地学研究的方法。绪论主要讲三个问题：（1）介绍本课程的性质和研究对象、研究方法；地学的特点以及后续所学课程，使同学们了解大学期间主要的专业课，从而对地质工程专业有个概括的认知；了解专业特点和就业方向，做好职业生涯规划，通晓专业课的学习方法。（2）介绍学习地学的目的和意义。（3）介绍学习的方法。例如，在讲授地学的研究意义时，着重介绍地学的理论和实际价值；宇宙、生命的起源以及演化等悬而未决的重大理论问题的最终解决有赖于地学的发展，地学在寻找、开发、利用自然资源中更是起着举足轻重的作用，使学生充分认识到作为七大自然学科地学的重要性。关于如何学好的问题，着重强调地学的实践性，野外调查是研究地学的基础。在学习过程中，既要掌握扎实的理论基础，又要注重野外调查，学会运用“将今论古”的思维方法。
2.充分利用电子教学课件，提高学生的学习兴趣。电子教学课件可以把文字、图形、图像、声音、动画、影像等多种媒体素材融为一体用于课堂教学。《地球科学概论》是一门非常适合运用电子教学课件展示的课程，电子课件应减少文字叙述的内容，主要是标题、要点及重要内容的展示，讲课时边讲边演示，学生边听边看，充分调动听觉和视觉功能。同时，在教学过程中充分利用学校的电化教学条件，讲到有关内容时，放映相关的动画、视频。例如，讲“构造运动”时让学生观看《造山运动》等视频；讲“地球动力系统”时放映《大陆漂移》、《板块运动》、《海底扩张》等动画视频。制作精良的电子课件可以极大激发学生的学习热情。
3.应用启发式教学激发学生的求知欲和好奇心。启发式教学是指以学生为学习的主体，教师通过适当的教学方法，引导学生自行思考，从而善于使用自己的思维器官。《地球科学概论》中的许多地质作用，可以用“将今论古”的思维方式进行启发式教学，因此为便于学生理解与掌握，通过提问启发学生的地学思维。例如在讲解风化作用与剥蚀作用前，先以典型的风化地貌，如风蚀蘑菇、石林、雅丹地貌等图片提出问题，由此引出风化作用的概念、类型、影响因素等，这样往往可以激发学生的求知欲和好奇心，收获较好的教学效果。其他的地质作用，如沉积作用和成岩作用、岩浆作用和变质作用都可以应用这种启发式教学。
4.引入地学未解之谜激发学生探索地学奥秘的动力，提高学习热情。地学中有许多未解之谜，在授课中讲到相关章节时适当介绍，可激发学生的求知欲和好奇心，培养学生学习地学的兴趣和热爱地学的情怀。如讲到地球起源时介绍宇宙起源之谜、生命起源之谜；讲到地质年代生物进化时引入恐龙灭绝之谜；讲到海底扩张学说时引入地磁倒转之谜；讲授地震作用时引入南北两极很少发生地震之谜；等等。
5.把人文精神融入地学教育之中，有助于提高学生的学习兴趣和综合素质。地学教育的任务在于育人，教学中要善于挖掘课本中的人文精神。如在学习地球动力系统时，把魏格纳的探索精神和他对地质学的伟大贡献贯穿在大陆漂移的讲解中，激发学生的兴趣和对科学的执着追求精神；又如在学习侵蚀作用曲流河的形成时，告诉学生每个人的人生就像弯曲的河流，曲折是常态，教育学生正确面对生活中的挫折和失败，永不气馁。
6.根据内容采用灵活多样的授课方式。《地球科学概论》内容多、课时少，各章节之间逻辑关系较弱，授课方式必须根据内容进行调整，采用灵活多样的授课方式，才能收到良好的教学效果。如在讲授如何记忆地质年代表时，把地质年代表用通俗联想的语言串起来，如寒冷的冬季（寒武纪）、冷的缩成圈（奥陶纪）、被志留（志留纪）人家就起、主人端出泥盆（泥盆纪）、加上石炭（石炭纪）、叠了一层（二叠纪）又叠一层（三叠纪）、烤了猪猡（侏罗纪）、又烤白面馒头（白垩纪）、吃饱喝足后如沐春风（第三纪）、重获新生（第四纪），这样的记忆方法学生在课堂上就能完成。
二、理论联系实际，加强实践性教学环节
《地球科学概论》的实践环节包括两部分：一是室内实验课，二是野外教学实习。
1.上好室内实验课。结合《地球科学概论》课程的授课环节，统筹安排室内实验课，实验课内容须与讲课内容相衔接、紧扣，这样安排可以起到理论联系实际的作用，使学生加深理论知识的巩固。同时，可使学生学习不枯燥，如上“矿物”实验课是在上完地壳的物质组成课后马上进行矿物、岩石的标本观察、描述。还可以安排学生参观学院的地质标本陈列室，对于陈列室里上千种丰富多彩的矿物和岩石标本，重点介绍一些学生非常感兴趣的标本，比如玛瑙、水晶等的成因和产地，从而激发学生的求知欲望和好奇心。
2.加强野外教学实习。《地球科学概论》有一周的野外认识实习，这次实习是学生接触的第一次地质实践活动，主要任务是通过实地考察地质和地貌特点，使学生对地质作用的产生原因、形成过程、基本特点及其一般规律有一个感性的认识，初步掌握地学的基本研究方法，引领学生入门地质学行业，还有一个重要的目的是让学生认识到地学在国民经济建设中的重要地位，激发学生的学习积极性，而且还能增强学生的自豪感、责任感和主人翁意识。地质实习是非常艰苦的，如果学生在第一次实习中只有艰辛的体验，往往会产生畏难情绪，打击学生学地学的热情，因此实习地的选择非常重要，尽可能选择地质现象丰富的路线，还要考虑选择景色秀美的地方作为《地球科学概论》认识实习地点，让初次接触地学的大学新生学会用专业的眼光欣赏大自然的美景，冲淡实习的艰辛，提高实习的兴趣。我们一般把《地球科学概论》实习地点安排在包头市昆都仑水库，在具有丰富的地质现象的风景区进行实习。在实习过程中，教师首先对实习地的风土人情、历史地理进行提前备课，把地质现象与人文、风俗、经济发展联系起来介绍。这些都会增强学生对大自然的兴趣，从而也增强其对地学的兴趣。
总之，地质工作在国民经济建设中是一项艰巨而超前的任务，我们在培养地质人才过程中的第一步就是要正确引导刚刚入学的新生对地学的兴趣，因为兴趣关系到培养人才的成败。培养学习兴趣的方法很多，但是只有把个人的兴趣同祖国的需要联系在一起，树立强烈的责任感、事业心和主人翁意识，这样的兴趣才能持久，才有巨大的生命力。
参考文献：
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From the Teaching of "Introduction to the Earth Science" to Start with the Cultivation of University Students'
Interest in Geology
ZHAO Jun-mei，YAN Chun-jun
（Mining Institute，Inner Mongolia University of Science and Technology，Baotou，Inner Mongolia 014010，China）
地球科学的研究方法范文2
关键词： 地球科学；通识教育；课程设置；地球科学概论；人才培养；创新
一、高校是培养创新与创业人才的重要基地
过去几十年中，各类高等院校培养了许多优秀大学生，为国家输送了许多有为的科技工作者，为我国各项事业的发展作出了巨大贡献。
尽管如此，我国高校在人才培养上还存在很多问题，尤其是在顶尖创新人才的培养方面。且不说著名的“钱学森之问”发人深省，近年来国家最高科学技术奖的评奖结果也不得不让人们有所深思。自2000年我国创立“国家最高科学技术奖”至今共有20位科学家获此殊荣，其中，得奖时年龄超过80岁的有15人，低于70岁的仅1人，他们中多数是1951年前大学毕业的。自1977年恢复高考以来，每年都有很多高考状元，可经过四年的大学训练后，这些高考状元中真正能在所学领域取得开创新性成就的却凤毛麟角。
为什么我们培养的创新性人才仍然比较匮乏？究其原因，一方面由于社会急功近利导向，使得学习风气下滑，年轻人耐不住寂寞，学术不端行为时有发生。另一方面，我们也不能否认我国现有的教育本身存在许多问题，亟待加以完善。目前我国的中小学中普遍存在被动应试教育，只求高分，不求理解，死记硬背。这不仅严重影响学生身心的健康发展，也影响学生的独立思考与创新能力的发展，扼杀了学生的个性，同时还容易使学生产生浮躁的不良习惯。经过应试教育模式培养出来的学生进入高校后，很多学生养成了应试的习惯。过细的专业划分、过窄的专业课程又使得学生进入过早的专业化培训，学生花费了大量的时间来学习专业课程，接受专业知识，没有多余的时间来进行独立思考和接触其他学科的知识。最终使得学生专而不博、学而不思，严重影响了学生创新性思维习惯和可持续发展能力的养成。
针对上述问题，我们必须消除应试教育与专业人才培养模式对高等教育的影响，对大学本科教育进行改革，以便更好地培养人才。
要消除中小学应试教育带来的不良影响，培养能够独立思考、具有创新意识的青年才俊，高等院校必须对现行的教育模式进行改革。其中之一就是必须要拓宽学生的知识面，避免过早专业化，培养学生对所学专业的兴趣和独立思考、勇于创新的能力。
二、通识教育及南京大学“三三制”改革实践
通识教育是非专业、非职业性的教育，是一种使学生熟悉相关知识与获得知识的方法与手段的教育类型。通识教育提供的是人文教育，是通向现实生活的一座桥梁。目的是为了造就具备远大眼光、通融识见、博雅精神和优美情感的人才。
推行通识教育早已成为世界各大学普遍接受的国际化议题。哈佛大学在20世纪70年代实行核心课程模式，所有文理科的学生都要修完规定的核心课方能毕业。2009年，哈佛大学把名称恢复为通识教育，分为学术类别，要求学生必须从每大类中至少修读一门，当修完八门课达到学校规定的要求，才能毕业。斯坦福大学通识课程是向学生介绍当代世界的社会科学、自然科学和应用科学与技术，学生在通识课程基础上学习具有一定深度的专业知识。要求通识课程占总学分1/3，专业课程总学分要求各系不同，但系内课程一般也不完全由本系承担，学科交叉的特点是很明显的。
现在我国教育界已开始重视大学的通识教育，正开始使通识教育融入我国高等教育的基础概念中，从而丰富和发展我们的教育思想和教育方法。
最近，南京大学在这一方面开展了一系列尝试，对本科教育提出了“三三制”的改革方案，取得了明显的效果。所谓的“三三制”就是指学生经过三阶段的培养，即通识培养、专业培养与多元化培养，形成专业学术类、交叉复合类与就业创业类的三条发展路径。其中，通识教育是最基础性的也是最关键性的一个环节。
结合我国的具体情况，有针对性地设置地球科学的通识课程并提出对通识课程的要求，是当前地球科学教学改革的重要内容。
三、地球科学中通识课程的设置及有关问题
地球科学是研究行星地球的形成、演变及其对人类生存发展的影响的一门科学，其内涵十分丰富，学科门类众多，例如就目前情况来分，有地质科学、地理科学、大气科学、海洋科学、地球物理科学、地球化学、地球系统科学等几大学科。随着信息化的发展、科学技术的进步以及社会与经济建设的需求，地球科学正在加速发展。当前地球科学的特点是各种学科相互交叉、相互融合。在这一形势下，如何在短短的四年时间内，培养出具有创业与创新能力的人才？措施之一就是要推行通识课程的设置，进行通识教育。
1．设置通识课程的必要性
地球科学属于相对冷门学科，许多学生并不十分了解，部分学生对自己所学专业不感兴趣。并且，大学的地理和中学地理差别很大，大学里的大气科学与人们一般认识的气象差别也很大；地球科学的专业划分过细，专业课程过多、过窄，使学生的知识面过窄；在重科研轻教学的环境中，教师在授课过程中存在授之以鱼而非授之以渔的现象；学生处于被动学习状态，没有足够的时间去主动查阅相关材料，缺乏主动探索与思考问题的能力。
所以，地球科学中的通识课程的一个重要任务就是要增进学生对所学专业的了解，培养学生对所学专业的兴趣，拓展学生的知识面，培养学生主动学习和思考的能力。
2．通识培养阶段的关键目标
在中小学的应试教学的影响下，中学毕业生的应试能力有了显著提高，但基础知识不全面、不扎实，思维能力不够活跃；特别是进入高校后，如何适应新环境与新形势，由被动的学习转变为主动的学习，培养与提高自学能力和自主创新思维，就显得尤为迫切、更为重要。因此，扩大充实基础知识，提高科学与人文素质，为进入下一阶段的专业培养及多元化培养打好基础，是通识培养阶段的关键目标。
地球科学的研究方法范文3
关键词：地球科学 地质 构造
一、概述
地球科学与能源、资源、环境、气候、地质灾害的预测与防治等学科是紧密相连，而这些学科都是与国计民生息息相关的。地球为人类的生存提供了丰富的物质基础，是人类赖以生存的家园。地球科学就是要发现并有效的利用这个物质基础，更好的为人类的发展服务。地球上已探明的各种矿产资源与能源储量相当丰富，但在合理开采利用方面还做得很不够，过度开采，破坏环境等问题非常突出。为了人类长远的发展，在合理利用地球现有能源和资源的同时还应积极开发新型可再生能源，同时实现资源的可持续利用。
21世纪以来，国内外关于自然灾害和地质灾害问题的研究越来越重视，特别是重大突发地质灾害（滑坡、泥石流）研究成为目前的热点领域，在地质灾害预测预报、监测预警、风险评估、灾害防治和应急救灾等方面取得明显进展。但是我们必须意识到，地质灾害的发生、发展和演化趋势与岩石圈、生物圈、水圈、大气圈、人类甚至宇宙密不可分，构成了地质灾害系统，它是一个具有众多因素且规模巨大多层次结构、多子系统、多重时间标度、多种控制参量和多样的作用过程，这就决定其是一个动态发展的、非线性的、开放的灾害系统，同时也是具有不确定性和社会经济性等特征的复杂系统。因此，要重视对灾害发生机理及其区域性规律的认识， 充分利用计算机技术和现代信息技术，如GIS 技术等。我国地质灾害研究任重而道远，需要我们共同的努力，使我国地质灾害研究向着法制化、科学化方向前进。
二、构造地质学在地质学研究中的地位和作用
构造地质学是地质学分支学科之一，主要研究组成岩石圈的各种地质体的构造现象、组合型式及其形成和发育规律。一般根据其研究对象和研究内容的差异，将构造地质学区分为狭义构造地质学和广义构造地质学。前者主要是对小区域或中、小尺度地质体的各种构造变形、变位现象，如褶皱、断裂、面理、线理等构造现象进行识别、描述和成因分析。具体研究内容包括：各种构造的几何学形态、产状、规模、组合及其空间关系和发展过程；各种构造的发生条件和形成机制；并进而探讨产生这些构造的构造运动方向、方式、强度和动力学过程。而广义构造地质学的研究对象大到岩石圈的结构及地壳的巨大单元，如岩石圈板块、大陆和大洋、山脉和盆地等的形成和发展；小到岩石内部组构的细微变化，乃至矿物晶格位错，几乎涉及从10-8-108cm不同空间尺度的构造现象。
构造与气候及地表过程的相互作用。关键的问题有：①构造与剥蚀-沉积的关系；②构造地貌和气候的相互作用；③如何从地貌与沉积中定量分离气候与构造信息；④气候与构造耦合的时间尺度、耦合的门限值；⑤不同时间尺度内的地貌动态定量重建。
构造地质学新理论和新技术方法在矿产资源、工程建设、自然灾害的预测预报，环境保护等领域的应用继续取得进展，对国民经济发展和其他学科的推动作用更加明显。在“十一五期间实施的“全国媒体资源潜力评价”项目中，以板块构造和地球动力学为指导，深入开展构造控煤作用的研究。合大地构造单元和赋煤单元特征，划分了全国赋煤构造单元；建立了控煤构造样式分类系统，对找煤预测和煤炭资源开发起到重要指导作用。
三、 地球科学发展方向
今后，地球科学还将有很大的发展。关于地球科学的发展方向，温总理将其概括为六点：“第一，地球、环境与人类的关系。如果再大一点，还应该包括天体。第二，地质构造，特别是板块运动给地壳带来的变化。第三，矿产资源和能源，尤其要重视新的实践与理论。地质科学要同经济、社会、环境紧密结合，主要表现在合理开发、利用、保护和节约资源，实现资源的永续利用。有两件事情可能大家注意到了：一是我国地质工作者最近在内蒙古煤田勘探中发现铀矿与煤共生。煤层里经常含有铀、钍、锗、镓、铟这类稀有和放射性元素，但是煤层中的大型铀矿还很少发现。二是页岩气的发现和开发。应该说我们在这方面起步晚了一点，在开发实践上落后了一些。有人说，页岩气的开发与利用可能改变世界能源格局。美国页岩气开采已经到了实用地步。一些天然气很丰富的国家由此感到忧虑。我们国家具备页岩气的储存和开发条件，但是它的开采技术以及对环境的影响、管道输送的要求是很高的。在矿产和能源开发利用的理论和实践上，不要局限于书本，而要不断地探索新的实践和理论。第四，地质灾害与防治。这已经成为涉及人民利益的重大问题。从汶川大地震到舟曲泥石流，无一不与地质灾害有关。但是有效的预报、预防和治理，我们还差很多。在指挥汶川地震抢险的过程中，我对此深有体会。在舟曲发生泥石流以后，我又认识到，从甘肃到四川直至云南，这一带由于地质构造等原因造成岩石的崩塌，再加上多年的冲积物堆积，有许多冲沟都有突发泥石流的危险，必须提早预报、提早防治。第五，现代科学在地质学的应用。从大的方面讲，地质学的综合性主要表现在地质学与地球物理、地球化学等的结合，地质勘查工作运用遥感、测试、钻探、掘进等技术手段。现在看来不够了，它要涉及天体、地球、环境、生物的变化和相互作用以及信息、航天、海洋、生命等现代科学技术的应用。第六，地质科学要开发新的领域。过去讲微观，小到原子、分子，现在不够了，要研究粒子。过去讲宏观是由地壳到地球深部，现在也不够了，宏观要研究天体，大到宇宙。过去讲古生物只研究环境对生物的影响，现在还要研究生物对环境的影响。人、环境、地球、天体构成一个整体。因此，地质学专业要开一些新的学科，比如气候学，特别是古气候学。” 随着时代的进步，地球科学将逐渐趋于完善。彼时，人与自然和谐共处，人类文明在地球上开出灿烂的花朵。
参考文献
地球科学的研究方法范文4
关键词：数学地质；人才培养；交叉学科
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）34-0075-02
一、引言
数学地质学科的宗旨是用数学方法来解决地质问题[1]，是一门新兴的交叉学科。美国学者Merriam1958年提出电子计算机解决地质问题，1968年在布拉格召开的国际地质大会上正式成立了国际数学地质协会，至此数学地质作为一门学科得到了国际公认。我国于上个世纪50年代兴起了用数学方法研究地质勘探实际问题的初步尝试并取得了不少成果，现在我国已经成为国际数学地质研究中心之一，形成了矿产资源定量预测与评价、非线性地质等优势领域和特色方向[2]。从总体上看，我国数学地质学科的发展呈波浪式起伏的特点，在八九十年代达到顶峰，现在从事数学地质研究与应用的专家与学者基本上是该时期培养的。由于全国学科点的调整，不再设立数学地质硕士专业与博士专业，此后的数学地质人才培养的数量和质量开始急剧下降。从总体上看，我国数学地质学科发展与人才培养存在缺乏比较稳定的和多学科交叉的优势学术团队、有影响力的高水平原创性研究成果较少、国内外学术交流有待拓展、人才培养质量急待提高等问题[3]。本文结合教学与科研实践，对数学地质高层次人才的培养问题进行了探讨。
二、数学地质学科发展与人才培养历史与现状
1.数学地质学科与人才培养发展历史。我国从20世纪70年代开始，鼓励少数地质类院校招收数学地质本科生，但其规模较小。在研究生培养方面，我国从1984年起正式由国务院学位委员会批准在中国地质大学（原武汉地质学院）、成都理工大学（原成都地质学院）、吉林大学（原长春地质学院，现已并入吉林大学）三校设置了数学地质学科博士学位授权点，使我国能独立自主地培养数学地质领域的最高学位的研究生。以成都理工大学为例，其发展历程如下：1976年成立数学地质研究室；1977年开始招收全国唯一的数学地质本科生；1981年获数学地质硕士学位授予权；1982年经原地矿部批准成立数学地质研究所；1991年获数学地质博士学位授予权。1997年全国学科点调整，数学地质与遥感地质、勘查地球物理以及勘查地球化学合并后组建为一级学科“地质资源与地质工程”下新的二级学科“地球探测与信息技术”。
2.数学地质人才培养现状。自1997年全国学科点调整后，我国高校均不再设有数学地质本科专业，也无数学地质硕士点和博士点，数学地质人才的培养主要是各高等院校、科研院所根据研究和工程需要。2012年我国在部分高校中增设了“数学地质”博士点，如成都理工大学，这将提高我国数学地质人才的数量和质量。
三、数学地质人才培养目标与课程设置
1.数学地质人才培养目标。数学地质是地球科学、数学及计算机科学相结合的新兴交叉学科，数学地质人才的培养要面向地质勘查行业、油气勘探与开发行业，培养以数学理论、方法和模型为工具、计算机技术为平台，从事矿产资源勘查、油气勘探与开发和地质灾害预测与预警等领域的定量问题研究，具备独立担负相关专门技术工作的能力。
2.课程设置。数学地质专业的教学要顺应社会需求的变化，进行必要的改革调整，这样实现可持续化发展和重现上个世纪八九十年代数学地质人才培养的辉煌是完全可能的。为此在数学地质一门交叉学科这一认识下，根据社会需求，面向行业，要合理地确定地质、数学、计算机等级课程在全部课中的比重；其次，数学地质是用数学的方法去解决地球科学问题，对技术课和实践环节的要求高，因此要加强这部分课程；最后是数学地质要瞄准地球科学面临的重大问题，要结合数学、地质等学科的新发展，开设前沿性课程。
四、建议
1.数学地质人才培养定位。数学地质人才的培养应把学科特点与社会需求结合起来，依托学校教学资源优势和行业背景，面向地质勘查行业、油气勘探与开发行业，以实践和应用能力为基础，强化科研能力和创新能力的培养。针对不同的行业，高校数学地质人才的培养应有不同的定位，在课程设置方面也要制订相应的方案。
2.以“项目”驱动人才培养。数学地质的发展从一开始就与生产需求紧密地结合在一起。从早期的矿产预测与评价、矿产资源潜力评价到今天的深部找矿与覆盖区找矿、非常规油气藏勘查评价都需要数学地质的理论和方法。解决地质问题是数学地质发展的动力，数学地质也从地质问题中不断找到新的地质应用领域。基于数学地质学科的特点，将高校数学地质人才培养与行业的需求结合起来，面向工程，引入校个合作，通过“产、学、研”来驱动数学地质人才的培养。通过项目引导学生和增加学生对理论学习的热情和主动性，同时提高学生的科研究能力。
3.加强学科融合，拓展专业视野。数学地质是以地质学为基础，数学为工具，计算机为技术手段解决地质问题为目的的一门交叉学科[4]。新的数学理论、方法不断出现，以及计算机科学的进步，推动了数学地质学科的发展。另一方面，要解决地球科学所面临的重大课题，定量化的研究是必不可少的，涉及到海量数据的处理、数学模型的建立，这也对数学地质提出了更高的要求。数学地质专业的学生既要掌握数学地质理论和方法，又要对研究的地球科学问题有深入的理解，因此要加强学科之间的融合，拓展专业视野，提升学生解决问题的能力。
4.加强合作交流，提升关注度。我国从上个世纪50年代应用数学地质解决地球科学问题以来，与国际数学地质界开展了不同形式、不同规模和不同范围的学术交流，现在我国的国际数学地球科学协会会员数量排名第一。但在国内来看，全国数学地质与地学信息学术研究会的参会人员大多为高校的专家和学者，研究机构和企业参会人员所占比例小。因此数学地质人才的培养，除要继续加强国际交流与合作外，也要加强高等院校、科研院所和产业部门之间的交流合作，使得学生能力能够得到行业的承认。
四、结语
数学地质是一门涉及地质学、数学、计算机等多门学科的交叉学科，目前在数学地质人才的培养方面存在数量不足和质量下降的问题。以我国部分高校恢复培养数学地质高层次人才为契机，本文在总结数学地质学科发展与人才培养历史与现状的基础上，提出了正确定位数学地质人才培养目标、以“项目”驱动人才培养、加强学科融合，拓展专业视野、加强合作交流，提升关注度、加强合作交流，提升关注度等建议，笔者认为这是发挥数学地质学科及人才服务社会、促进地方经济发展的重要途径。
参考文献
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地球科学的研究方法范文5
关键词：短期气候；预测基础；实践；教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2014）05-0213-02
目前，我国和世界上一些国家和地区把月、季和年的气候变化和预测称为短期气候变化和预测，它是国际大气科学和地球科学领域的前沿科学。“短期气候预测基础”一直是南京信息工程大学（原南京气象学院）大气科学专业的一门重要的专业课程。南京气象学院建校初期就在天气动力学专业开设了“中长期预报基础”课程，在本世纪初，将其更名为“短期气候预测基础”。由于短期气候预测为气象台站预报业务的主要内容之一，短期气候预测相关课程教学质量的高低将直接影响到学校特色专业人才的培养质量。该课程主要的教学目标是培养学生将大气科学理论知识应用到实际业务工作中的能力。因此，该课程实践教学具有举足轻重的位置。本文结合南京信息工程大学大气科学专业近年来在该课程方面的教学改革，探讨如何利用实践教学提高授课质量和学生的综合能力。
一、增强对实践课程的重视
大气科学专业开设的主干课程理论性强，公式多，抽象难懂，学生在学习过程中感觉枯燥乏味，很难将理论概念和实际应用联系起来。因此，通过实践教学帮助学生把所学的理论知识和气象台站实际业务工作结合起来是十分重要的课题。就“短期气候预测基础”课程而言，其本身是一门应用性和技术性很强的课程，所以实践教学就显得尤为重要。在南京信息工程大学大气科学专业本科生及中国气象局培训班多年课程教学实践的基础上[1，2]，2010年孙照渤教授主编了普通高等教育“十一五”国家级规划教材《短期气候预测基础》[3]。2011年，该教材被评为教育部普通高等教育精品教材和江苏省高等学校精品教材。该教材充分考虑了课程的性质及系统性，从短期气候预测对象开始到建立多种预测方法，特别设置了9个实习内容，并给出了部分计算机程序，突出了实际应用的重要性。课程教学内容改革中，我们将理论讲课学时由48学时减少至32学时，增加了16学时的实践课时，并将其作为一门单独的课程——《短期气候预测基础课程设计》。此外，在大四下学期的生产大实习中还特别设置了8学时的实践。在教学过程中，相较于理论教学，学生更喜欢实践教学的形式，更有利于激发学生对该课程产生浓厚的学习兴趣。自由轻松的课堂气氛，丰富的实践内容，灵活多变的教学手段，帮助学生对该课程产生强烈的求知欲和强大的学习动力。老师与学生大量的互动交流，引导学生明确短期气候预测在自己专业学习中的意义，体会到这门课程的实际应用价值，让学生感受到这是一门知识丰富，与实际息息相关，且饶有趣味的学科，让学生愉快地学习，从而真正吃透所学的知识，提高学习效率和综合能力，为将来从事相关业务工作与研究奠定扎实的基础。
二、结合科研和业务工作设计实践教学内容和方法
“授人以鱼，不如授人以渔”，“短期气候预测基础”实践教学正是教会学生如何思考、分析和解决短期气候预测的问题[4，5]。“短期气候预测基础”教学团队的老师不仅有着很强的科学研究能力，而且还具备丰富的业务工作经验。2010年，“气候模拟与预测”创新团队被评为江苏省高校“青蓝工程”科技创新团队。自1998年以来，团队每年参加中国气象局国家气候中心组织的全国汛期降水预测会商工作，预测结果得到了大家的认可。“短期气候预测基础”实践教学内容的设计结合了老师短期气候预测的研究和业务工作的经验以及大气科学专业的特点，全面反映这一研究领域最新、最成熟的科研成果，实践项目也相应地不断丰富和完善。
短期气候预测实践教学有一套完整的教学方案[6]。首先，让学生理解大气环流的表征和分型。我们利用科研和业务工作中最常用的统计学方法，使学生熟悉大气环流中的基本概念。第二，让学生掌握如何选择和计算预测因子。如通过合成分析和奇异值分解方法来选择大气内部因子和外部强迫因子，计算遥相关指数等。使学生熟悉短期气候预测中选择因子的基本方法。第三，让学生掌握业务工作中短期气候预测的基本步骤和方法。分别通过统计学方法和动力学方法对我国汛期降水进行预测，使学生熟悉短期气候预测的完整过程。最后，让学生熟悉对预测结果的评估，通过计算预测评分等，使学生了解短期气候预测的评估方法。
短期气候预测实践教学涉及多门基础课和专业课，具有很强的综合性，针对这一特点，我们在教学方法上也在不断改革和完善。实习前对学生进行集中课堂指导，复习理论要点，讲解实习目的，然后详细讲解实习内容、资料、方法等，以及需要注意的关键问题。实习过程中，需要大量的计算机编程，虽然在学习本课程之前，学生一般学习过计算机语言课程，但主要是一些语言规则和算法，对于如何将计算机语言应用到实际的生产实习，学生的实践动手能力仍有欠缺，教师需要在这方面进行辅导。及时对学生碰到的一些问题进行总结，分析讨论问题的原因，帮助学生解决问题。选取部分实践项目，对学生进行分组，组员分工合作，由学生独立收集资料，编写程序，分析结果，教师只在关键问题上进行指导，最后各组将结果制作成课件进行演示交流。
三、提高学生综合分析和应用能力
实践环节是培养创新人才的重要步骤，在实践教学中，充分激发学生学习的自主性、研究性和创新性，从而提高学生的动手能力、创新能力、团队合作能力和综合素质[7]。“短期气候预测基础”课程开设在大气科学专业第四学年上学期，该阶段的学生已经具备大气科学专业基础，实践教学的开设可以促进学生将已学的大气科学知识融会贯通，用于处理简单的业务工作。此外，可以为学生的本科毕业论文以及将来的科研工作打下基础。例如“大气环流因子在短期气候预测中的应用”这个实习个例，需要用到已经学过的Fortran和GrADS绘图语言，统计预报中的奇异值分解方法，现代气候学中的大气环流知识等。在实习过程中老师仅提供所需数据，学生需要独立编写程序，根据程序的结果绘制图表，并分析实验结果，完成实习报告。老师通过批阅实习报告，给予反馈意见。通过这种实践教学过程，学生复习了已学的重要知识点，进一步深入理解奇异值分解方法，对于短期气候预测的物理基础有深刻的认识。通过上机实习，学生学会了选择短期气候预测的前期大气环流因子，并依此来制作短期气候预测，达到“举一反三”的目的，提高了动手编程和分析问题的能力，培养了学生独立完成科研工作的习惯，培养了创新意识，为学生毕业以后的工作打下坚实的基础。
学生即将进入业务工作单位，是注入气象业务部门的新鲜血液。气象基础知识扎实、实践动手能力强是优秀的大气科学专业毕业生应该具有的能力。“短期气候预测基础”实践教学不仅提高学生短期气候预测的能力，而且为学生提供了一个动手实践的平台。例如讲授“中国东部夏季降水预测”内容时，向学生介绍参加全国汛期降水预测会商的部分预测方法，引导学生独立设计自己的预测方法，得出自己的预测结果，并对预测结果进行评分。实践教学过程中，教师现场讲解基本方法思路和步骤，并以实例指导学生对关键部分进行编程计算，使学生逐步掌握建立短期气候预测方法的基本技能。这种实践教学方式使学生对教学内容有了更直观形象的认识，加深了学生对降水预测方法的学习和运用，将理论知识和实践操作有机结合起来，提高了学生的学习兴趣，增强了学生解决实际问题的能力，使学生尽早掌握实际业务技能。
“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。短期气候预测实践课程任重而道远，从教材的编写到教学内容的设计，再到教学方法的改革都只是开始。作为一名实践教学团队中的老师，如何在实践教学工作中，充分发挥自己的科研和业务工作经验，利用丰富多彩的教学手段，让学生学会面对问题，有的放矢地结合自己学过的知识分析问题，创造性地设计解决问题的方案和研究思路，学会团队合作，学会交流和取长补短，是我需要时刻思考的重要问题，这也是实践的真正意义所在。未来的路还很长，我们还需付出更多的努力，让教材精益求精，教学内容更加合理科学，教学方法更加灵活实用，不断探索实践教学的方法，提高实践教学的质量，为培养出更多优秀的气象专业人才贡献自己的力量。
参考文献：
[1]章基嘉，葛玲.中长期天气预报基础[M].北京：气象出版社，1983.
[2]章基嘉，葛玲，孙照渤.中长期天气预报基础（修订版）[M].北京：气象出版社，1994.
[3]孙照渤，陈海山，谭桂容，等.短期气候预测基础[M].北京：气象出版社，2010.
[4]孙照渤，陈海山，李忠贤，等.“短期气候预测基础”课程教学改革的体会[C]//大学地球科学课程报告论坛文集.北京：高等教育出版社，2008：289-290.
[5]孙照渤，陈海山，李忠贤，等.专业课程教学方法改革的思考[C]//大学地球科学课程报告论坛文集.北京：高等教育出版社，2009：391-393.
[6]谭桂容、孙照渤.加强“短期气候预测基础”实践教学的思考[C]//大学地球科学课程报告论坛文集.北京：高等教育出版社，2009：408-410.
地球科学的研究方法范文6
一听到问“探测地球内部最好的方法是什么?”或许有人会说：“只要不断地向地球深处钻探不就行了吗?”姑且不说地球内部温度有多高，就是硬岩石层也不好钻探，目前钻孔最深记录是在俄国的科拉半岛，钻孔深度达13千米，但是这与地球的厚度(6400千米)相比，则好像是用指甲挠西瓜的皮似的，显然，这样直接探测地球内部是相当困难的，于是人们用间接的探测方法，如研究地震波的传播方法，我们知道，如果发生强的地震，则地震波也向地内部的深处传播，根据波在不连续的界面折射或反射的原理，我们可以获知地球内部有若干不同密度的不连续界面。
按力学上的计算，地球平均密度为5.5g/cm3，但是我们看到地壳的岩石密度仅有2.7～3.0g/cm3，由此推测地球的内部有密度很高的物质，科学家们用各种方法类推，认为地核主要是由铁(陨铁)构成的，陨铁原是构成小行星的中心部分，那么地球的铁核是怎样形成的呢?
科学家认为：地球是在距今约46亿年前，在气体与尘埃构成的原始太阳系星云中诞生的，伴随着星云的变凉，无数的尘埃凝固成块，构成许多直径为几千米至几十千米的微行星，它们进一步反复碰撞、合并，最终诞生地球。在这种情况下诞生的原始地球，内部几乎是由岩石或金属构成的均匀混合的状态，但是，由于碰撞产生的热，地球内部也因放射性元素发出的热而变成极高温。因此，比重大的且熔融的铁等金属类从比重小的岩石分离沉入内部深处，最后形成核。
