《应用地球物理》专业规范.docx
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《应用地球物理》专业规范
高等学校理工科本科《应用地球物理》专业规范
1977年恢复高考制度至1997年，高等学校的地球物理学教育步入正常轨道。
基本上是综合性大学侧重于理论地球物理，工科学院侧重于勘探地球物理（通称应用地球物理）。
20世纪90年代地学所涉及的勘探行业开始萎缩，毕业生就业市场变得饱和，在这种形势的逼迫下，地质矿产部所属的地质学院多数改换了校名。
地球物理教育事业处于历史上最困难的时期。
1998年教育部颁布实施新修订的《普通高等学校本科专业目录》，在这一《专业目录》中，开设了40余年的应用地球物理专业与勘查工程、水文地质与工程地质（部分）、应用地球化学（部分）等专业合并，统称为《勘查技术与工程》。
目前正在新编地矿系统专业规范，在该专业规范中，原水文地质转移到水利工程类中的“水文学与水资源”中去，并且国内大学基本上没有招收《应用地球化学（部分）》本科生。
另外，部分大学将勘查工程专业按地质工程专业招生。
因此，《勘查技术与工程》中仅剩下《应用地球物理》专业方向。
与此同时，与地学有关的探测和观测技术及相应的数据处理、信息融合等新的学科方向正在形成。
因此，建议将《勘查技术与工程》专业更名为传统的《应用地球物理》专业。
同时，由于应用地球物理利用现代的仪器（包括：
重、磁、电、震、测、热、核及3S等有关的仪器）观测得到大量的数据和图象信息，因此，建议该专业设《应用地球物理》和《地学信息技术》两个方向。
一、专业教育的历史、现状及发展方向
地球物理学是从物理学衍生出来的一个新的交叉学科，是20世纪迅速发展起来的重要边缘学科之一，它是由固体地球物理学、应用地球物理学、大地测量学、空间物理学和大气物理学等分支学科组成的。
固体地球物理学、应用地球物理学、大地测量学三大领域主要任务是应用物理学的原理和方法揭示地球内部结构、物质组成及其运动规律,探讨地球起源、形成与演化过程。
在能源、资源勘探与开发，地质灾害的预防，地球环境的保护和污染监测等，日益显示出它的巨大作用（《自然科学学科发展战略调研报告———地球物理学》,1994）。
应用地球物理的主干学科是地球物理学。
1、教育史
在国内《应用地球物理》专业的高等教育开始较晚，起步于20世纪50年代。
中国地质大学地球物理与空间信息学院的前身是北京地质学院地球物理探矿系，属建校初期最早的四个系之一。
1952年国际著名地球物理学家傅承义教授（1957年当选中国科学院学部委员）受聘主持筹建工作，1952年开始培养第一批本科生，1953年4月正式成立地球物理探矿系和地球物理教研室。
1952年长春地质学院（现合并到吉林大学）的地球物理系成立，并招本科生。
1956年成都地质学院（现改为成都理工大学）成立，它的勘探地球物理系在1958年开始招生。
上述3所地质学院当时均隶属于地质矿产部，地球物理学的全部课程侧重于地球物理方法与技术，在固体矿产、石油和天然气、环境与工程勘察中的应用，即后来所通称的应用地球物理。
这3所学校为中国培养了大约15000名地球物理工程师和应用地球物理专家。
2、现状
1998年教育部颁布实施新修订的《普通高等学校本科专业目录》，在这一《专业目录》中，开设了40余年的应用地球物理专业与勘察工程、水文地质与工程地质（部分）、应用地球化学（部分）等专业合并，统称为“勘查技术与工程”。
在这个新专业中，应用地球物理仅被作为一种技术方法而不是一个专业，这直接影响了地球物理学专业的发展。
新《专业目录》公布后，为了满足社会经济发展对应用地球物理专业人才的需要，我国高校纷纷设立《地球物理学》专业，到目前为止，开设《地球物理学》专业的高校已达到10所（见表1），但是，这些高校中大部分学校的《地球物理学》专业实际上是《应用地球物理》，也有部分院校在“勘查技术与工程”专业目录下，按照《地球物理学》工科的培养模式培养《应用地球物理》人才。
表12004年开设地球物理学专业高校一览表
学校名称
隶属关系
授予学士学位情况
中国地质大学（北京）
教育部
理学学士
中国地质大学（武汉）
教育部
理学学士
北京大学
教育部
理学学士
中国科学技术大学
教育部
理学学士
云南大学
教育部
理学学士
吉林大学[1]
教育部
理学学士
同济大学
教育部
理学学士
长安大学[2]
教育部
理学学士
成都理工大学
四川省
理学学士
大庆石油学院
黑龙江省
理学学士
注：
[1]原长春科技大学，于2000年并入新吉林大学；[2]原西安工程大学，后并入新长安大学。
到目前为止，设置有《应用地球物理》本科专业方向的高等院校有：
中国地质大学、中国矿业大学、吉林大学、成都理工大学、同济大学、长安大学、石油大学、河北建筑科技学院、石家庄经济学院、辽宁工程技术大学、大庆石油学院、南京建筑工程学院、合肥工业大学、福州大学、华东地质学院、青岛海洋大学、桂林工学院、重庆建筑大学、西南石油学院、贵州工业大学、西安工程学院、西北建筑工程学院、大庆石油学院、西南石油学院、江汉石油学院、西安石油学院等。
每个大学平均每年招收本科生大约30-60人
3、发展趋势
《应用地球物理》是一个内容十分广泛的边缘学科，它运用物理学的原理和方法，通过观测、实验、理论分析和计算模拟等过程来研究与地球有关的物理问题和地质问题，它涉及到固体矿产、石油和天然气、环境与工程勘察等领域。
应用地球物理技术的发展离不开地球物理学理论研究的进步，更需要数学、物理学、电子科学和计算机科学等学科的最新成就。
同样，地球物理学理论研究也不可能没有应用地球物理所提供的技术支持。
《应用地球物理》工作可概括地分为三个阶段，即数据采集、数据处理和数据解释。
为了高速、高精度地采集数据，在地球物理学科中需要具有高度自动化和高精度的数字观测系统。
为了能高速、高精度、高分辨、高保真地处理数据，地球物理需要具有功能强大的软件系统、数据库和高速数字计算机。
为了能对处理过的资料进行合理的地质解释，地球物理学科需要快速、高精度的正反演理论和算法；需要对地球内部结构和过程进行各种物理和数学模拟；需要对岩石的物理性质有透彻的了解；需要具有最先进的信息管理技术；需要结合最新的地质学理论。
《应用地球物理》专业人才的培养目标应该是基础研究与应用研究并重的复合型人才，同时具有处理一定层次应用技术问题（如仪器设备的操作、维护等）的能力。
《应用地球物理》专业与人类生存、生活和经济建设密切相关，毕业生供不应求，近几年的社会需求量呈明显的上升趋势。
随着我国经济建设的不断发展和西部大开发计划的实施，尤其中国加入WTO之后，本专业必将在国内外固体矿产、石油和天然气、环境与工程勘察等领域发挥越来越重要的作用。
二、本专业培养目标和规格
1、本专业培养目标
'
本专业旨在培养有坚实的地质、数学、物理、化学、电子电路、计算机、外语等基础学科知识；具有扎实的应用地球物理、应用地球化学、信息工程、基础地质、资源勘查工程及水文和工程地质等基础理论与专业知识，能在基础地质调查、资源勘查、工程勘查等单位从事各类资源勘查与评价、管理及工程勘查等方面工作的高级工程技术人才。
毕业生能在基础地质研究、矿产资源勘探、油气能源勘探与开发、国土资源开发与利用、工程勘察设计与规划等部门的勘探队、设计院、高校和研究机构，从事教学、科研、实际生产、技术管理及技术开发等方面的工作，也可在本专业及其它相关专业继续深造，攻读硕士、博士学位。
2、本专业人才培养规格
1）学制：
4年
2）学位：
工学学士
3）多元化的培养模式
各学校可根据学校的具体情况，将专业培养规格定位于“研究型”或“技术型”。
“研究型”培养计划的学时分配应适当向基础课、专业基础课倾斜，实践教育环节要注重学生创新能力的培养；“技术型”培养计划的学时分配应适当向传授专门应用技术的专业课倾斜，实践教育环节注重培养学生应用所学专业知识的能力。
按照应用地球物理专业的特点进行专业教育，培养的学生具有扎实的地球物理学、地质学、资源学、岩土工程、环境工程及信息技术等基础理论知识，重点掌握地震、电法、磁法、重力等地球探测方法技术及相应的数据采集、处理、解释与应用等方面的知识。
本专业毕业生应满足以下要求
●素质结构要求
思想素质：
热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和江泽民“三个代表”重要思想的基本原理；树立辨证唯物主义和历史唯物主义的世界观，具有正确的人生观和价值观；确立为科学技术事业献身的精神，有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感；具有良好的思想道德、社会公德和职业道德，遵纪守法，诚实守信，具有良好的团队精神和协作意识。
专业素质：
有扎实的自然科学基础知识和本专业所需的技术基础及专业知识，掌握科学思维方法和分析问题、解决问题的能力，具有严谨的科学态度和现代社会的竞争意识、环境意识、价值效益意识和求实创新意识。
文化素质：
具有良好的人文社会科学知识的素养、文化修养、审美情趣和科学素质，有正确的世界观、社会历史观和价值观念；在服务社会主义经济建设、适应社会主义市场经济要求中有良好的人文精神、高尚情操和科学素养；有良好的心理状态，有较强的适应能力、承受能力和人际交往能力。
身心素质：
加强体魄锻炼，提高身心素质，受到必要的军事训练；具有强健的体魄，坚强的性格、意志和毅力，有良好的心理素质和百折不饶的进取精神。
●能力结构要求
获取知识的能力:
具有较强的自学能力和利用现代化信息工具独立获取有用知识和检索信息的能力；具有良好的语言和文字表达能力，能够熟练、正确、规范地运用母语对自然科学、社会科学知识进行表述和撰写科技论文；具备良好的合作精神、交流组织和社交能力；熟练掌握计算机应用技术；具备熟练阅读某种外文专业文献和一定的听、说及写作的能力。
应用知识的能力：
能将所学的基础理论与专业知识融会贯通，灵活地综合应用于生产和科研实践中，具有研究和解决专业领域实际问题的能力；具有较强的生产设计、工程设计和操作能力；有较强的实际动手能力。
创新能力：
掌握进行创造活动的思维方法，有创新意识，掌握科学技术最新发展动态及所从事专业领域的国内外研究现状，敢于涉足本专业国际前沿的科学研究领域，具有一定的应用所学知识创造性解决问题的能力，具有将科技成果转化为生产力的意识和科技开发的能力。
●知识结构要求
工具性知识：
掌握一门外语，具备口语交流、文献阅读与翻译及专业写作的能力；掌握计算机软、硬件技术的基本知识，具有在本专业与相关领域的计算机应用与开发能力；掌握现代化获取信息的知识、方法与工具，具有独立获取知识、检索信息的能力；掌握辩证唯物主义的方法论；掌握开展科学研究和技术工作的方法与知识，具备技术报告、研究论文的写作知识。
人文社会科学知识：
基本掌握马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论基本原理，具备文学、历史、哲学、艺术、法律等方面的知识，有良好的思想品德修养和健康的心理。
经济管理知识：
掌握现代企业管理、工程管理、技术经济等方面的知识。
自然科学知识：
掌握高等数学、线性代数、复变函数、数学物理方程、大学物理、场论、普通化学、普通地质学、地球物理学等方面的知识。
工程技术基础知识：
掌握专门地质学、电子电工及计算机应用技术等方面的知识。
专业知识：
根据本专业方向人才培养目标和培养规格，本专业方向所需的专业知识主要包含地球物理、信息技术、资源与能源勘探或岩土工程和环境工程等领域的有关知识，特别是现代地球探测技术使用多种高精尖的物理探测手段，要求我们培养的人才必须具有较高的综合素质，其知识面也要具备交叉性与前缘性，要熟悉和精通各种现代探测技术方面的知识。
综上所述,本专业学生应具有如下知识和能力，并根据培养规格的不同而有所侧重：
1）思想政治和德育方面
（1）热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，具有为国家富强、民族振兴而奋斗的理想、事业心和责任感。
（2）初步树立科学的世界观和为人民服务的人生观，懂得马列主义，毛泽东思想和邓小平理论的基本原理，了解我国的基本国情，能理论联系实际，实事求是。
（3）具有严谨的科学态度、艰苦奋斗、勇于创新的精神和热爱劳动、遵纪守法、自律谦让、团结合作的品质，有较好的文化道德修养和健康的身体及心理素质。
2）业务方面
（1）掌握数学、物理学、地质学、计算机科学、信息科学、电子学等方面基本理论、基本知识和基本技能，具有坚实而宽广的专业基础知识。
（2）掌握应用地球物理学、信息技术等的基本理论（注：
不同专业方向应有所侧重）、基本知识和基本实验技能，以及进行基础地质研究，资源与能源勘探，地质灾害的监测、预测与防治，工程勘察等的基本技能；
（3）了解相近专业的一般原理和知识；
（4）了解国家科技、产业政策、知识产权等有关政策和法规；
（5）了解地球物理学的理论前沿、应用前景和最新发展动态；
（6）掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计、创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。
（7）熟练掌握一门外语，能顺利阅读和翻译外文书刊和资料，并具有一定的听、说能力，在校期间要求达到大学英语四级水平。
3）体育方面
（1）了解体育的基本知识，掌握科学锻炼身体的基本技能，达到国家规定的大学生体育标准的合格标准。
（2）养成良好的体育锻炼和卫生习惯，身心健康。
三、本专业教学内容和知识体系
1、本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架
《应用地球物理》专业课程改革和建设紧紧围绕培养专业应用性人才这个主线,构建工程技术应用能力初步培养、单项强化培养、综合提高递进式的课程教育体系。
课程教育体系从培养学生专业应用能力出发,明确了各门课程在人才培养中的地位、任务及各门课程衔接部位的界定和联系,打破了学科分割,将全部理论课整合为人文课、自然科学基础课、工程技术基础课、专业技术课、选修课模块,使学生在系统地具备应用地球物理专业必备的业务能力的同时,可根据社会需要、毕业后所从事岗位的需要以及个人兴趣和爱好,有针对性地对选修模块进行选修,既拓宽了业务知识领域，又为学生个性发展提供了空间。
体现了课程教育体系的系统灵活性和整体的优化性。
本课程体系分为3个层次，第一层是基本素质层次:
包括思想道德素质、身心素质和文化素质。
第二层次是专业知识素质层次,包括:
基础理论课、专业基础课和专业技术课。
第三层次是实践环节。
课程体系由公共基础课、专业基础课、专业课、选修课、专业选修课和实践环节构成，该课程体系的建立按照“拓宽基础、提高能力、增强素质”的原则,注重知识、素质、能力培养。
总结以往教学经验和学习国际先进的教育理念，在培养人才的过程中要注重以下几个方面的转变与改革：
（1）本专业培养模式除体现上述基本要求与培养目标的共性要求外，要以人为本，满足学生个性化发展要求，由以教师“教”为主体转变为以学生“学”为主体，在教学过程中建立新型平等的的师生关系。
特别注意提高教学的互动性,激发学生的学习积极性,注重学生自主学习自觉性和自学能力的培养，真正使“教”与“学”的过程成为学生知识、素质、创新能力的培养过程。
（2）考核方式的转变：
要从主要考核学生所摄取的知识转变为考核学生摄取知识后的应用能力，并突出考核学生综合应用基本理论及基本实验技能的能力。
采用灵活多样的考试方式，改变主要对记忆性知识的考核，加强学习过程的考核，使考试在考核学生能力的同时又可以起到促进学习积极性和改善良好学风的效果。
（3）实验教学体系和教学方式的改革：
理论教学与实践教学相结合，在强化理论基础的同时，构建新的实践教学体系，该体系应与理论教学充分融合，注重学生实践能力和创新能力的培养。
通过实验改革，使实验教学从简单的理论验证性实验转变为完整培养学生基本实验技能的综合性实验；通过实验教学环节，既重视基本技能的训练，也要为较高能力的培养与训练创造条件，突出动手能力、综合能力、设计能力和归纳分析能力的培养，使学生在创新意识、创新能力和科研素养方面得到良好的强化和积累。
（4）由学年学分制向全面学分制转变：
构建真正体现“以学生为本”的选择机制和弹性教学管理制度，使学生在一定范围内自主选择学习内容、安排学习进程，可以激发学生学习的积极性和主动性，实现因材施教，为学生创造一定的个性发展空间，同时促进教师不断更新教学内容，改进教学方法，提高教学质量，以利于高素质创造型人才的培养。
建立科学合理的学科大类基础课程平台、专业基础核心课程和专业核心课程选课模块，加强选课指导，使学生既具有较宽厚的基础，又具有某一专业特色的知识与能力。
（5）在培养复合型人才的基础上向培养创新型人才转变。
进行以创新为核心的素质教育，以应用为背景，强调交叉知识学习，走产学研相结合的道路。
利用第二学位课程（辅修课程）及社会实践等环节进行创新型人才的培养，特别要学习一定的管理科学、经济学等人文社科类知识，注意提高人际交流、沟通、表达等多方面的能力。
2、主干学科、相近专业、主要课程
1）应用地球物理方向
主干学科：
地质学、物理学、信息科学。
相近专业：
地质学、资源勘查工程、地质工程
主要课程
物理学、数学、地质学、场论、弹性力学、地球物理学概论、地震勘探、电法勘探、重磁勘探、钻井地球物理勘探、地球物理反演方法、地球物理资料解释、遥感地质、计算机及信息处理等。
2）地学信息技术方向
主干学科：
地质学、物理学、信息科学。
相近专业：
地质学、资源勘查工程、地质工程
主要课程
勘查地质学（含金属、非金属、油气和煤）、地质信息技术导论、数据结构、软件工程、空间分析与图件编绘、矿产普查勘探、地理信息系统、地球物理资料采集与处理、信息可视化技术、地质软件应用、数学地质
3、主要实践性教学环节
包括主要课程的实验和实习、野外地质实习、野外专业的教学实习和毕业论文设计等。
1）应用地球物理方向
（1）测量实习
（2）计算机课程设计
（3）地质实习
（4）专业课教学实习
（5）课外科技实践
（6）生产实习
（7）毕业设计
2）地学信息技术方向
（1）测量实习
（2）计算机课程设计
（3）地质认识实习
（4）专业课教学实习
（5）课外科技实践
（6）生产实习
（7）毕业设计
4、课程体系
1、本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架
（l）本专业人才培养的教育内容及知识结构设计的理论依据
根据高等院校理工科本科专业人才培养模式，专业人才的培养要体现知识、能力、素质协调发展的原则。
首先，既要在重视知识传授的基础上，大力加强学生获取知识、提出问题、分析问题和解决问题能力的培养，更要强调学生全面素质的提高。
其次，在本科教育阶段有限的学习期限内，要强调拓宽基础学科的范围和基础教学的内涵，体现学科交叉融合，加强包括自然科学和人文社会科学在内的基础知识、基本理论、基本技能的教学及基本素质的培养，为增强学生终身学习的能力和可持续发展打好坚实的基础。
第三，要突出培养学生的创新精神、实践能力和创业意识，提倡基于研究的教学和以探索为本的学习，引导学生在研究和开发中学习，在网络中学习，在课外活动和社会实践中学习，增加和改进培养学生创新思维和创新能力的教学环节，并融于教学的全过程之中，充分发掘各类教育教学资源的潜力，努力探索与创造多种形式的教学、科学研究与社会实践（生产劳动）相结合的有效途径，培养高素质创造性人才。
（2）本专业人才培养教育内容及知识结构的总体框架
鉴于本专业的特点，课程体系分公共基础课、专业基础课、专业课、公共选修课、实践训练五大模块（见图1）。
这五大模块既强化知识结构的设计与建设，使每一个知识模块构成一个适当的训练系统，又能使每个模块有机地联系在一起。
图1应用地球物理专业课程体系模块构成
按照顶层设计的方法，理工科本科专业教育内容和知识体系由普通教育（通识教育）内容、专业教育内容和综合教育内容三大部份及15个知识体系构成。
普通教育内容包括：
①人文社会科学，②自然科学，③经济管理，④外语，⑤计算机信息技术，⑥体育，⑦实践训练等知识体系；
专业教育内容包括：
①相关学科基础，②本学科专业，③专业实践训练等知识体系；
综合教育内容包括：
①思想教育，②学术与科技活动，③文艺活动，④体育活动，⑤自选活动等知识体系。
2、构建知识体系
知识体系由知识领域、知识单元和知识点三个层次组成。
一个知识领域可以分解成若干个知识单元，一个知识单元又包括若干个知识点。
知识单元又分为核心知识单元和选修知识单元。
核心知识单元提供的是知识体系的最小集合，是该专业在本科教学中必要的最基本的知识单元；选修知识单元是指不在核心知识单元内的那些知识单元。
核心知识单元的选择是最基本的共性的教学规范，选修知识单元的选择体现各校的不同特色。
本专业的知识体系见表：
知识体系一览表
知识体系
知识领域
核心知识单元
选修知识单元
知识点
人文社会科学
政治
“两课”
马列主义毛泽东思想邓小平理论三个代表
思想道德修养
思想道德修养
文学艺术
文学艺术修养
法律基础
法律基础
自然科学
数学
微积分向量代数空间解析几何线性代数概率论复变函数与积分变换数学物理方程数值分析
插值与逼近方法数值积分方法线性代数方程组的数值解法非线性方程及非线性方程组的解法矩阵特征值与特征向量的计算常微分方程初值问题的数值解法偏微分方程数值解法初步矩阵行列式线性代数方程组矩阵特征值问题线性变换线性代数计算法线性规划随机事件与概率随机变量及其分布随机变量的数学特征大数定律与中心极限定理数学物理方程复数与复变函数解析函数复变函数的积分级数留数保角影射傅里叶变换拉普拉斯变换
物理
力学声学光学电磁学热力学与统计物理学波动理论原子核物理与核技术气体动力学狭义相对论量子物理与凝聚态物理
理论力学量子力学
电动力学热力学与统计物理
质点动力学牛顿运动定律功和能冲量和动量刚体运动学刚体动力学机械振动静电场恒定磁场变化的磁场和变化的电场热力学基础气体动理论机械波波动光学基础狭义相对论力学基础量子物理基础固体物理简介
地球科学
岩石学矿物学构造地质学矿床学
遥感地质地球化学
地理地貌地球构造地球组成物质矿物岩石地质构造地层地史
化学
普通化学
热化学化学反应的基本原理水化学电化学物质结构基础元素化学高分子化合物生命物质
经济管理
经济与管理基础
经济管理类课程
外语
外语
大学外语
计算机信息技术
计算机技术
计算机文化基础
计算机应用
计算机语言基础
电子电工
电子电工
模拟电路技术基础
电路基础模拟电路
数字电路与逻辑分析
数字电路数模转换
体育
体育
地质学
矿产与资源地质学
意义矿床（田）形成分布特征；
地质环境滑坡地下水污染岩溶
环境与灾害地质学
测绘技术
测量学
地面点位确定水准测量平面控制测量高程控制测量地形图测绘
物理学
弹性力学
应力应变胡克定律波动方程的导出
场论
引力场稳定电场稳定磁场时变电磁场弹性波场
信息科学基础
数字信号处理基础
离散时间信号与系统离散时间信号与系统的变换域分析离散傅里叶变换及其快速算法数字滤波器的结构HR数字滤波器设计FIR数字滤波器设计
地球物理学
地球物理概论
地球形成演化结构构造地球物理场
岩石物理学
升级会员 