伯克利加州大学地球与行星科学系本科教育现状研究

周 肃，邱 磊，刘 翠，张琳琳

1.中国地质大学（北京）地学实验中心，北京 100083；

2.湖北国土资源职业学院 国土资源调查学院，湖北 荆州 434000

伯克利加州大学地球与行星科学系本科教育现状研究

周 肃1，邱 磊2，刘 翠1，张琳琳1

1.中国地质大学（北京）地学实验中心，北京 100083；

2.湖北国土资源职业学院 国土资源调查学院，湖北 荆州 434000

本文详细介绍了笔者访问美国伯克利加州大学期间了解和感受到的该校地球与行星科学系本科教育体系及措施。使学生获取知识、培养学生定量分析和解决问题的能力、培养学生的沟通能力是该系本科教育的目的和要求，通过合理的课程设置和有效的主客观评价体系，该系在美国地球科学教育和研究领域长期处于领导地位。

伯克利加州大学；地球与行星科学；本科教育

美国加利福尼亚大学（University of California）共有伯克利（Berkeley）、戴维斯（Davis）、尔湾（Irvine）、洛杉矶（Los Angeles）、美熹德（Merced，新建校区，2005年秋开始招生)、河滨（Riverside）、圣迪亚戈（San Diego）、旧金山（San Francisco）、圣塔芭芭(Santa Barbara)、圣塔克鲁兹（Santa Cruz）10个校区。美国加州福尼亚大学（简称加州大学）是美国加利福尼亚州的一个公立大学系统，与加利福尼亚州立大学系统（California State University，包括24所教学型大学）和加利福尼亚州社区大学（California Community Colleges，包括119所社区学院）共同组成该州公立高等教育体系。相对于后两个系统，加州大学更注重研究，属研究型大学。2010年笔者在国家留学基金委资助下，有幸对位于伯克利的加州大学进行了10个多月的访问，较深入地了解和感受到了该校地球与行星科学系独到而成功的教育模式和手段。

一、伯克利加州大学概况

19世纪中上叶，随着美国西进运动的迅速推进，加州大学应运而生。伯克利加州大学（当地人称UC Berkeley）成立于1868年，在加州大学各校中历史最悠久。该校位于旧金山东湾的伯克利市，离旧金山市区约三十分钟地铁车程。早在20世纪30年代，美国教育委员会向2000位著名学者进行调查，结果伯克利加州大学以其“杰出的”和“适宜的”的学科建设而跻身美国一流学府之列；时至今日，在US News & World Report 历年的全美公立大学排行榜中，UC Berkeley 经常位列第一，与密歇根大学（University of Michigan）、弗吉尼亚大学（University of Virginia）并称为全美公立大学三强，拥有世界公认知名学术地位。在美国西部，它与私立的斯坦福大学（Stanford）、加州理工学院（Cal Tech）、南加州大学（University of Southern California）等共同支撑起与东部常春藤大学相比肩的西部学术大厦。该校校风自由、开放，提供了号称全美最多元文化和最丰富的生活形态。

二、地球与行星科学系

伯克利加州大学成立次年便开设了“地质和生命科学”课程。地质系成立于1893年，此后该系长期领导了美国地球科学教育和研究领域，在美国地球科学系排名中位列第四，仅次于较大的私立麻省理工学院、加州理工学院和斯坦福大学，位列公立学校第一。2001年，地质系更名为地球与行星科学系（Earth and Planetary Science，简称EPS）。目前该系共有18名全职教员，其中包括4名与它系合签的、在EPS有50%工作量的教授。此外，系里还积极寻求外部资源拓展地球科学系学科领域，聘请了系外和校外的10名客座教授参与工作，特别是在研究生教学和指导领域。教员中有6位美国科学院院士，一位美国工程院院士，另外还有不少其他奖项获得者，可谓名师荟萃；该系出版物在全美排名第一：2000年以来，仅终身教员发表的论文就超过1000篇（60篇在《Science》或《Nature》上发表）；编撰著作10本。雄厚的师资奠定了伯克利加州大学地球与行星科学系教学质量和科学研究的坚实基础，同时也为该校吸引了众多优秀生源，极大地提高了学校的声誉，为学校成功引入大量研究经费。在美国地质研究所2008年调查中，伯克利加州大学毕业生在大学地球科学领域工作的人数位列全美第二（表1）。由于高薪聘请并辅之以优良的工作环境与自由开放的学术气氛，该系教员工作安心、尽力，除了退休，近二十年没有教员离开，目前四十岁以下教员仅有2名。

表1 伯克利加州大学校友目前在美国大学中地球科学领域中任职数的排名

三、本科教育大纲

1.学科设置及学生数量

图1 美国地球科学学位授予情况（1973～2007年）

美国申请地球科学学位的学生人数1973年以来不断增加，1986年后逐年下降，1990年跌至谷底，近10年来变动不大，2007年学士、博士和硕士分别为2800、700和1000人（图1）。伯克利加州大学地球与行星科学系学生多来自本州，大部分为州南部，一半以上是女生。该系本科教学大纲提供学生主修地球和行星科学，计有地质学、地球物理、环境地球科学、大气科学、海洋科学和行星科学6个专业学士学位；研究项目和课程都与地球及行星起源、演化、结构和动力学有关，目标是培养既具有通用又具有专门知识、富于智力上挑战和冒险、接受了宽和坚实教育的人才。现有94名学生主修。地质和海洋科学为该系最大专业，行星科学专业最小，只有2名注册学生。随着地学的复苏，以及世界对地球相关事务，如气候变化、地震、地球资源及其地学政治（Geo-Political）和环境影响的日益关注，学生数量正在逐步增加（图2）。

图2 伯克利大学地球与行星科学系和数学与物理科学系学生人数与教员人数比值

2.学位要求

伯克利加州大学实行学分制，一般修够120个以上的学分才能获得学士学位。为了获取学位，除必须完成课程、学分、绩点及高年级工作量外，还必须满足各种层次的要求，包括大学的、校园的、学院或学校的以及系里的要求；本科生为获取学位每年需要完成30个学分。每学期15学分被认为是通常的最低进度，但不同学院和学校的具体要求存在差异。每学期结束时，课程、学分、等级和所获得的绩点将记入学生的大学累积积分中，学生可据此计算获得学位的进度。如果学生所修课程比要求的最低学分少，则需要征得系主任的同意方可继续注册。2000年秋季到2008年的春季进入EPS的229位学生中，有118位已经毕业；86位在2008年6月仍在攻读学位；25位转学其他专业或进入其他职业。学生毕业率为83%。

四、课程设计与实施

地球与行星科学系教学大纲的目标是：为希望将来从事地球、环境和行星科学职业的学生提供扎实的专业训练，也为希望从事其他领域职业的学生提供分析、创造和批判性思维以及沟通教育。有3个方面的要求：（1）使学生获取知识，包括基础知识、专业知识、实验室工作技能以及野外工作能力；（2）培养学生定量分析和解决问题的能力，包括概念综合、研究和数据处理、计算机应用；（3）培养学生的沟通能力，包括论文撰写、口头和书面报告。这些要求通过该系的各类课程设置逐步得以实现。

1.课程及内容

主修地球和行星科学学位的课程包括基础课、专业课以及综合课。低年级课程是严格的基础课，有数学、物理和化学等定量学科，以及必修的入门课程—“行星地球（The Planet Earth）”。讲授随时间塑造地球的物理和化学过程，重点是板块构造理论；包括矿物、岩石和地质填图以及训练地质样品加工等实践内容。除此而外，系里还开设“宝石和宝石材料”、“水的行星”、“气候变化的地质记录”、“行星”、“你家后院的地震”、“国家地质公园”、“行星地球”、“大历史”、“环境地球科学”、“海洋导论”等10多门选修课。对高年级同学，系里有“行星地球的历史和演化”以及“地球系统研究实例”2门必修课程。还有30多门专业课程供不同方向学生选择；不同专业学生必修课程不同，地质学专业是“矿物学”、“岩石成因及解释”、“野外地质和数字填图”和“高级野外实习”4门课程。高年级课程不仅班级规模较小，而且经常在野外或实验室上课，学生可以与教员更密切交流。大部分课程需要口头和书面报告，学生通过课程、实验室培训（精于实验技术）、初级野外研究、图书馆检索等获取相关知识。

地球和行星科学系开设的所有课程都面向全校学生，这既显示了该系广泛的专业领域，也为非本专业学生提供了日益重要的地球相关事务背景知识；而且，更重要的是能够吸引在该系作辅修的学生进入地学专业或对地学产生兴趣。该系注册学生2001年为1550人，2006年增加到2001人。后来由于系里减少了临时教员，对上大课学生人数进行了限制，注册学生减少，2009年为1800人（图3）。

图3 地球与行星科学系课程注册学生总数

2.野外考察

野外考察是地球和行星科学系最著名的课程之一，从劳伦斯实验室参观、泥浆拖网到湾区周边矿物的寻找，伯克利加州大学沿袭了1892年安德鲁·劳森教授在北美首次开设系统教授野外地质课程的传统。现在野外调查仍是许多课程(包括“地貌学”、“地层”、“构造地质学”、“岩石学”和“矿物学”)的内容，更是“野外地质和数字填图”、“高级野外实习”、“野外地质研究”这3门课程的核心。“野外地质和数字填图”利用了伯克利加州大学校区周围天然的野外实验室，一般在周末上课。“高级野外实习”是为期4周的暑期野外帐篷实习，学生全天在野外观察，填图并准备一篇技术报告，内容涉及他们的调查以及该地区已有的研究文献。“野外地质研究”的野外地质考察安排在学期中的周末，总共2～4次。

3.研讨会

本科教学的另一个重要环节是研讨会。系里有“新生研讨会”，“大二研讨会”，“大一/大二研讨会”等面向不同学习阶段学生的特色研讨会。为学生提供在小型会议上与教员探索地质或地球科学等知性话题的机会，有诸如“地质发现之旅”和“地学研究中的大气科学作用”等话题，学生是否参加由教师决定，1～2个学分，依据学分的多少每周分别上课1～5 小时。 “加利福尼亚地质点野外地质新生研讨会”是该系最具特色的课程，为期4天。对不少同学来说是第一次接触地质，相当多的学生由此开始热爱地球科学并在此后进入地球科学专业学习。学校其他系也有各类研讨会，不同系和不同学期研讨会议题不同，学生可自行选择。这些活动不仅使学生在学业上有所收获，而且也在一定程度上提升了社交能力。

4.研究项目

作为研究型大学，该系十分注重对学生研究能力的培养，低年级和高年级都有“有指导的小组研究（Directed Group Study）”课程，学生以小组的形式对不同的题目进行研究，学分为1～4个；学生还可以在“ 导师制独立学习和研究(Supervised Independent Study and Research)”以及“高年级优等生课程 (Senior Honors Course)”中参加研究项目，2008年该系有22名大学生完成科研项目，其中有6篇优秀论文。

五、目标的评价和跟踪

该系认为，最好的成功是在学术和专业上的成功。系里通过与导师保持密切关系的本科生指导办公室了解本科学习计划的实施和完成情况，该办公室指定导师指导学生按学习计划学习，每学期至少见本科导师1次。学生也可将情况和意见直接反馈给办公室。该系还有9项客观的标准对该计划进行评估：

（1）持续到毕业的主修学生人数。（2）专业中GPA（Grade Point Average平均成绩点数）的分布；本系的课程设置较难，避免学位注水。同时，系里特别关注GPA较低的同学并适时监测他们的完成情况。（3）学生对课程的评价。（4）从事高级别研究项目的学生人数。（5）大学对毕业生发出的其在校期所获得进步的调查结果。（6）职业中心毕业调查结果。（7）地球与行星科学系自己对毕业生的调查结果；调查有两个目的：了解学生的去向并获得对怎样改进本科生计划的建议。（8）职位；到研究生学校和雇主中了解学生毕业后在做什么，是否从事专业工作。（9）长期的校友成就；校友的捐助是改进学生环境的重要途径。通过发行年刊与网络通信，系里与1600名校友保持联系。

六、就业

通过上述训练，本科计划为那些希望在地学、环境和行星科学，以及分析、创造性和批判性思维能力和沟通方面成才的学生提供了专业培训，为其进入研究生阶段提供了良好背景；该计划也满足了加利福尼亚州注册地质师最低学术要求。完成学位的学生能够进入一流研究所的研究生学校(大约一半学生选择此路)、在专门行业中就业（大部分在地质与环境工程和咨询机构）、在公共教育中担任教师，或者利用他们坚实的知识背景开拓新的职业，如公共政策、法律或医学科领域。

[1]刘宝存.加州大学伯克利分校的本科生教育[J].中国大学教学，2005，(10)：59-61.

Undergraduate Education in Department of Earth and Planetary Science, University of California at Berkeley

ZHOU Su1, QIU Lei2, LIU Cui1, ZHANG Lin-lin1
1.China University of Geosciences, Beijing 100083, China, 2.Hubei Land Resources Vocational College, Jingzou, China

This paper presents some knowledge and experience of the undergraduate education system and measures acquired during the visiting at Department of Earth and Planetary Science, University of California, Berkeley. The goal and requirement of the EPS BA degree is to enable students to acquire knowledge, quantitative/analytical problem solving skills and communication.The Department is the long-term leadership of education and research of earth Science in U.S. throughout a rational curriculum and monitor system.

university of california at berkeley; department of earth and planetary science; undergraduate education

G642

A

1006-9372 （2011）03-0085-04

2011-05-28。

周 肃，女，副研究员，主要从事岩石学和同位素年代学研究。