“固体地球物理学I-地震学”课程思政案例设计与实施

田有　李洪丽

摘  要：课程思政是思想政治理论教育在专业领域的延伸与拓展。文章以“固体地球物理學I-地震学”课程为依托，根据课程内容特点，将挖掘到的课程思政元素组成案例融入课程教学大纲，以隐性的教育方式使课程思政贯穿课程讲授全过程，以达到立德树人的根本目的。通过课程教授，引导帮助学生培养正确的人生观、价值观，树立正确的科学信仰，养成良好的专业行为习惯。以伟大的科学家李四光、黄大年等榜样事例为引领，有效培养学生的家国情怀、增强使命担当意识、提高专业文化素养，为国家培养更多更优秀的地球物理专业人才。

关键词：课程思政；思政元素；案例设计；地球物理

中图分类号：G641   文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2023）18-0173-04

课程思政是顺应新时代发展的新理念、新要求、新制度。习近平总书记关于立德树人的重要论述是课程思政的思想引领和理论指导［1］。课程思政是一项系统工程，在这一系统工程中，专业课程进行思想政治教育是最为核心、最为关键和最难解决的部分。然而，每一门课程都有对学生的情感、态度、价值观的教育要求，这些要求也恰恰是课程思政教育的“落脚点”［2］。对于高校一线教师来说，课程思政已不再陌生。如何避免课程思政“表面化”，思政内容 “硬融入”，未能有效地将思想政治教育贯穿于教学过程等问题，已经成为继续改进的关注焦点［3-4］。在教学过程中，充分挖掘专业课程中的德育元素，以案例分析、名人故事以及我国自主创新先进技术的讲解等多种形式将思政教育融入专业课程［5］。将课程思政案例形成体系，有效地融入课堂教育，仍然是努力的目标与方向。深入挖掘课程思政元素与课程内容无缝衔接的方式方法，将课程思政案例贯穿整个日常教学的始终，系统地渗透给每一位学生，教授出更多更优秀的专业人才，为国家建设尽微薄之力。

本文将挖掘到的“固体地球物理学I-地震学”课程相关的思政元素归纳整理为课程思政案例，并将思政案例有机地融入课程教学大纲，以先进人物案例、能源开发案例、助力国防建设案例等形式将课程思政元素系统地呈现在课堂教学中，引导学生不忘学习初心，坚定学生学习专业知识的信心，树立用专业知识武装自己、助力国家发展建设的决心。

一、“固体地球物理学I-地震学”课程介绍

（一）课程简介

主要内容包括与天然地震相关的基本概念，定量研究地球内部结构的基本方法；根据连续介质中弹性波传播理论，着重讨论利用在地球内部传播的地震波来研究地球内部结构及其动力学的基本理论与方法；重点讲授基于射线理论的地震学成像方法及理论。

（二）课程目的、性质与任务

详细介绍当前人们对地球内部构造的了解，使学生对天然地震产生的机制和地震活动的主要特征以及地震预测预报等问题做深入了解和探讨，了解目前地震学研究领域的热点问题与研究方法。引导学生运用所学理论分析相关问题，提升学生在专业领域提出问题和解决问题的能力，培养学生专业素质。“固体地球物理学I-地震学”作为地球物理学领域的专业课程，是地球物理学尤其是固体地球物理学理科专业工作者专业知识结构中必不可少的组成部分，主要是介绍地球的地震、地球本体相关的知识，如何利用地震、地震波理论探究地球本体结构及其动力学等方面内容。

将课程思政元素同授课知识点设计、教学方法采纳、教学效果评价等环节有机结合起来，授课时在对应知识点讲解中穿插挖掘到的课程思政案例，在学习专业知识的同时培养学生爱国情怀和服务社会的正确信念，由此实现专业课课程思政教育的目标。

（三）教学基本要求

固体地球物理学I-地震学是为理科专业学生讲授的内容，有些概念比较抽象，所以在讲授中应尽量采用通俗易懂的语言，联系实际讲清楚基本概念和基本理论。根据学科专业特点，讲授中要体现地球物理学的本质。教师要安排适当课时实验，布置适量的作业题，帮助学生理解课堂教学内容，增强专业知识实际应用能力，将课程相关的思政元素系统地渗透给每一位学生，努力将更多的学生培养成具有家国情怀和敢于挑战科学高峰的专业型人才。

（四）课程培养目标

本课程的培养目标主要有三个：1. 知识目标：了解地震学相关基本概念及发展历史、熟悉地震发生机制及地球内部结构、掌握地震学研究方法及其应用，2. 能力目标：熟悉地震学的科学内涵与技术前沿、具有科学研究的创新意识和国际视野、培养专业兴趣和科学探索欲望、科研能力；3. 价值目标：深入理解新时代地球物理学人的使命和创新精神、树立为地震学事业奉献一切的精神、培养拥有家国情怀和高度社会责任感的人才。

二、“固体地球物理学I-地震学”课程各章节内容及课程思政案例引入

（一）引言

该部分内容为地震学简介部分，需要2个学时，主要介绍天然地震与地震学的内容及应用。使学生了解地震学、固体地球物理学相关的概念、原理及地震学发展的历史，着重掌握地震学的应用。在该部分插入课程思政元素教学案例：“时代楷模”黄大年教授——地学人无私奉献与家国情怀。教育学生热爱地球物理事业，学习黄大年教授心有大我、至诚报国的爱国主义情怀，把爱国之情、报国之志融入祖国改革发展的伟大事业中，融入人民创造历史的伟大奋斗之中。以此人物案例来吸引学生的学习热情，振奋和鼓舞学生学习地球物理专业知识的信念。

（二）地震的宏观现象及其发生的地质条件

该部分内容讲授需要4个学时，主要内容有地震相关的基本概念及地震分布，地震的宏观现象和地震发生的地质条件。使学生了解与天然地震相关的基本概念和全球地震的分布规律，了解地震发生的地质条件。插入课程思政元素教学案例：中国地震灾害严重性——致力于地震相关灾害预测预报。地震对人类生产生活造成严重的破坏，20世纪中国地震灾害导致的人员伤亡占全球人员伤亡的53%，表明中国地震灾害十分严重。引导学生立足地球物理学专业，树立基于所学专业知识报效国家，为实现减少地震灾害给人们造成的损失而努力奋斗的学习目标，激发学习热情，增强其作为一名专业人才的抗震减灾责任感与使命担当。

（三）地震波基本概念

主要讲授关于地球介质的基本假设、地震波的类型、地震波的反射、折射和轉换，需要2个学时。使学生深入了解关于地球介质的几项基本假设，着重掌握地震波的基本类型及特征。插入课程思政元素：关于地震波的应用使人们受益的正能量。引入案例：1. 地震波被誉为照亮地球内部的明灯，是打开地球地心的金钥匙。地震波因为种类、传播速度、传播方式等的不同，能将大量的地球内部信息展现出来，实现人类对地球内部奥秘的探测。2. 目前地震波携带的信息已经在石油和矿藏探测中做出了很多贡献。

（四）地震波的走时方程

该部分需要6个学时，主要讲授近震地震波的走时方程、走时曲线（走时表）的用途、远震地震波的走时方程。使学生掌握双层地壳介质条件下近震地震波走时方程的推导及时距曲线的特征；了解地震走时表的用途；着重掌握远震地震波走时方程的推导、远震射线参数P的推导和意义。插入课程思政元素教学案例：地震学监测核试验，助力国防建设。利用地震波记录确定朝鲜核爆具体信息。2006年10月朝鲜第一次核试验以来的历次核爆地点都已经被科学家们精确定位，并且通过核爆发出的地震波信息推断出核爆的具体时间、位置和当量等详细信息，为高效且快速准确防范核试验危害做出贡献，坚定学生为祖国国防事业而努力学习的决心和信念。

（五）地球内部的速度分布与地震射线

本章节需要4学时，主要课程内容有不同的速度分布对地震射线与走时曲线的影响、地球内部的速度分布与远震射线、地球内部地震波速度反演、地震波速度与其他地球物理参数的关系。使学生了解地球内部速度分布对地震射线及走时曲线的影响；掌握远震射线的类型及命名规则；了解经典的地球内部速度结构反演方法及地震波与其他地球物理参数的关系。插入课程思政元素教学案例：伟大地质学家李四光先生——地学人无私奉献，家国情怀。伟大的地质学家李四光在矿产勘探、石油勘探等方面做出卓越贡献。新中国成立初期，中国被世界公认为贫油国家，李四光对中国的地质条件进行分析后，对中国是否具有丰富的石油资源蕴藏量给出了肯定的答案。正因为如此，坚定了人们探测石油的信心，继而石油产量丰富的大庆油田被发现，从此中国摘掉“贫油国”的帽子，让全世界刮目相看。本章节以此案例来提升学生对专业的热爱，增强为国争光、为人民服务的意识与担当。

（六）利用地震波研究地球内部结构

本部分主要内容有天然地震体波与地壳构造、面波频散特性与地壳构造、地球自由震荡及其应用、利用人工地震探测地壳和上地幔结构、地球介质的品质因子，需要6个学时。使学生着重掌握利用天然地震体波来研究地球内部结构的方法及原理；了解面波、地球自由震荡、介质品质因子等基本概念。插入课程思政元素材料：研究震区地壳内部构造，地震、孕震发震机制等，为抗震救灾相关工作和地震灾后重建提供理论支持；利用人工地震探测或者利用布设地震台站对天然地震的地震波记录，都可以反演地球浅层结构，为区域规划及建设提供参考，对未来发生地震的危险性进行评价，为防震减灾工作提供专业的指导服务。使学生全面了解专业知识服务内容，将专业知识引入人类生活的方方面面，开阔学生视野，使专业知识学习不再枯燥。以此来坚定学生立足于本专业发奋学习的自信心，激发其努力为减少灾害面前人民生命财产损失而学习的热情。

（七）震源机制

本部分需要4个学时，主要讲述内容有P波初动方向的分布、在乌尔夫网上求P波初动解、震源区的应力状态、一些典型地区的震源机制。使学生了解地震震源机制相关的概念及含义；了解利用P波初动分布来简单求取震源机制解的方法；会识别震源机制。插入课程思政元素教学案例：唯一一次作出准确临震预报的大地震——1975年海城地震。当时的地震研究人员对海城地区地震活动性展开研究，并且结合众多地震前兆信息，于1975年2月4日零时发出海城—营口即将发生强震的预测，10时地震预测得到省政府响应。19时36分7.3级强震在海城发生，这是我国首次实现对7级以上大地震的成功预报。事后，联合国认定海城地震预报为人类第一次、也是迄今为止唯一一次对强震作出准确临震预报，这是中国人的骄傲，也是全世界地震研究人员的骄傲。地震的预报工作仍是当今科学研究的难题，前人的研究已经为我们做好了榜样，打下了良好的科研基础。作为当代大学生又怎么能不为之努力奋斗呢？虽然地震预报十分复杂，但是可以显著改善可靠的地震预警系统的发展。在灾难来临时减少人类损失，也是科研工作者的坚定目标。

（八）地震仪器

本部分需要2个学时，主要介绍地震仪原理与组成、地震仪野外布设。使学生了解地震仪内部结构及组成，熟悉地震仪的工作原理和野外布设方法。插入课程思政元素教学案例：世界首台“地动仪”的发明。我国东汉科学家张衡在公元132年就发明了世界上最早的地动仪，史称候风地动仪。张衡发明的地动仪是人类历史上的首创，开创了地震科学的新纪元。张衡成为人类历史上从事地震科学研究的先驱，被全世界公认为地震学的研究鼻祖，张衡地动仪的发明比欧洲早1700多年。因此引导学生学习古人张衡持之以恒、勇于探索、敢于变通、不为人后的攀登精神具有重要意义。

三、本课程选用教材及参考书

（一）选用教材：

金旭，付维洲编著，《固体地球物理学—地震学、地电学与地热学》，北京：地质出版社，2012。

（二）主要参考书：

傅承义等，《地球物理学基础》，北京：科学出版社，1985。傅淑芳等，《地震学教程》，北京：地震出版社，1991。金旭等，《固体地球物理学基础》，吉林：吉林大学出版社，2003。徐果明等，《地震学原理》，北京：科学出版社，1982。Thorne Lay and Terry C. Wallace， Modern Global Seismology， Kingdom： Academic Press.

四、教学感悟

专业课课程思政教育一直在路上。课程思政不仅仅是对学生的悉心培育，也有对专业任课教师的提升教育，即“育教师”。作为授课教师，应不断提升自身的科学素养、科学水平、创新能力和思想道德素养。在教学研究中，不断挖掘“固体地球物理学I-地震学”课程相关的思政元素，凝练形成系统的课程思政教学案例，转变教学观念，创新教学理念，以服务专业人才培养为宗旨，使之在提升人才培养质量与素养中发挥重要作用，引领學科建设与发展。授课过程中坚持做到主动与学生进行有效沟通，从学生学习角度积极调整知识点讲解的方式方法，以润物细无声的方式将课程思政元素融入课堂教学，由此引起学生思想认识上的共鸣，达到育人育心的效果。每学期授课完成后，教师要分析学生评价结果，听取督学听课效果反馈意见，总结经验，吸取教训，不断改进教学方式方法。由此促进课程思政教育不断推进，与专业课完美结合。

五、结语

基于“固体地球物理学I-地震学”课程内容特点，不能直接将思想政治内容直接引入课程当中，要在专业知识和科学素养培养的同时，将思政元素融入专业课程和人才教育之中，充分挖掘专业课程中蕴含的课程思政元素，这属于隐性的思政教育。因此结合“固体地球物理学I-地震学”课程隐性课程思政的特点和教学实际需要，采用章节穿插课程思政元素的教育教学方法，能使学生学习专业课的热情空前高涨，探索科学的积极性得到提高，同时增强学习先进科学知识的自信心，用热情饱满的精神状态完成课程学习。通过本课程的教授，培养学生树立正确的人生目标，在牢固掌握专业知识的同时形成优秀的科研素养，养成敢于开拓进取的科研思维。践行地球物理学家黄大年精神，怀揣家国情怀，成为致力于为祖国繁荣富强伟大事业贡献力量的高能地球物理人才。

参考文献：

［1］ 刘增辉. 首都经济贸易大学党委书记韩宪洲：以课程思政建设构建“三全”育人大格局［J］. 在线学习，2021（07）：26-29.

［2］ 田有，刘财，李洪丽，等. 论专业课教学模式改革在本科人才培养中发挥的作用［J］. 科技资讯，2020，18（22）：157-159.

［3］ 李清霞. 高校“思政课程”与“课程思政”的耦合机制研究［J］. 国际公关，2020（04）：94-96.

［4］ 杨强，陈动，郑加柱，等. 课程思政在教学中的实施与探索——以“遥感原理与应用”为例［J］. 教育教学论坛，2021（06）：77-80.

［5］ 刘国昌，唐志远. 地球物理勘探课程思政教学改革与实践［J］. 中国多媒体与网络教学学报，2021（01）：184-186.

（责任编辑：陈华康）