地球和空间科学概论(黄金水, 秦礼萍, 雷久侯, 陈伊翔, 李锐, 耿雷) 2020秋  课程号:ESS200101
2020秋  课程号:ESS200101
6.0(2人评价)
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:中等
  • 给分好坏:一般
  • 收获大小:一般
选课类别:计划 教学类型:理论课
课程类别:本科计划内课程 开课单位:地球和空间科学学院
课程层次:学科群 学分:2
课程主页:暂无(如果你知道,劳烦告诉我们!)
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Cc_Ruike 2020秋

这门课的小论文是课程感想,就复制过来吧。这门课有些一言难尽,所以就用将近四千字说说。


      在2020年下半页,大学生涯的第一个学期,我学习了地球物理专业的第一门“专业课”——地球和空间科学概论。

      鉴于地空专业本身学科的广度与深度,课程分成天体物理、地球化学、大气与环境几个板块,并分别由各个领域的老师执教。在各位老师的讲述中,我对地球科学这门学科以及地空这个院系有了更加深入的了解。下面,我想站在学生的角度,谈谈这门课的不同内容带给我的真实感觉以及自己由此产生的对于如何“科普”的粗浅建议。

      在开始之前,为避免读者(助教or老师)产生不必要的误会,说明几点。因为我想尽量真实地表现作为学生的感受,所以不可避免地会对一些老师的课发表主观评论。这只是我的一家之言,也仅限于对老师的讲课带给我的感觉本身,与老师的讲课水平及专业素养无关。希望这些可能有些冒犯的言论不会引起老师的不满,敬请谅解。

      这门课的前三节课,由秦礼萍老师介绍太阳系的形成与演化。秦老师的英语能力让我十分佩服,但是PPT上全英文的专有名词加上英文的口头描述就让我自愧英语能力不行了。而且一节课下来,我一直没有get到老师的逻辑,脑子里充满了各色陨石、行星胚胎、雪线等等单个的、彼此没有什么联系的信息块。第二节课是关于行星探测,秦老师带我们回顾了人类的行星探测史。因为课堂时间有限,好几个探测器,每个能讲解的时间不超过一分钟,常常随着PPT一闪而过。三节课下来,我对空间物理的认识就在儿时的科普书与图书馆里看的《天体物理概论》(向守平著)上略微增添了些许零散的名词。

      从秦老师的讲课中,我体会到了一点——对于教学,不论是系统地、有体系地学习还是概论课的简要介绍,知识体系的建立是至关重要的。作为概论课,我认为老师计划讲授的、或者说是我们应该从中获得的,应该是一种全局的、对一个学科或几个学课的整体的正确的印象,而不是一些较为深入但零星的知识点。对于空间物理,我们大可不必知道陨石的细微结构及其矿物成分,而应了解现在人们认为的太阳系及地球的起源与演化,了解这一认识的发展历程。我们也不用对人类历史上所有探测过金星的探测器,例如水手2,5,10号、先驱者系列、前苏联金星系列、Vega系列、美国麦哲伦号、欧洲金星快车等历历数清,而更应该对其中几个有重大意义的具体了解,知道发射的任务、对于人类以及空间科学的意义,而不只是知道了名字之后一带而过。

      从老师的角度,可能上面我说的这些都只是“科普”的内容,对于我们,地空学院的学生,大可不必讲这些。但是其实从当下的角度,我们缺乏的不仅是这些老师们觉得有意思的、细节的内容,而更是对整个知识体系的整体的图像。当我们在“科普”式的讲课中逐渐形成了这种整体知识框架之后,再对其中的某些部分进行加深,是更符合人类认知世界的逻辑的。

      给我们讲地球化学的老师是陈伊翔老师。陈老师是一位十分负责的老师,也是本课程的协调人。在得知我们对于课程的一些问题之后,还特地组织了座谈会。当时我有事没有参加,而这篇文章便是出于类似的动机写的。

      陈老师的第一节课是矿物与岩石。陈老师首先用屈原的《天问》引入,列出了地质学的定义与地位。接着从云霄猛然落入陆地,用一些例子说明地质学对于我们日常生活的重要作用。说到这里,不得不说出 我,也是身边许多同学的共同想法——要让学生们领略到一个学科的美并对这个学课感兴趣,用各种例子介绍它的重要性与实际应用并不一定是最好的方法。也许是因为我们大都幼稚,也许是我们还深陷应试的思维逻辑中不自知,但是在现在这个阶段,我们对一个学科发自内心地感兴趣,往往是出于对这个学科的思维体系的倾佩。在这个方面,人教版物理高中教材是一个不折不扣的榜样。这是一本能让你看着看着不禁赞叹作者境界之高的书。至今记得选修3-1的卷首语的末尾,引用了一句此前并不知名的打油诗——昔日曾见此湖图,不信人间有此湖。今日打从湖上过,画工还欠费功夫。作者从这首诗引申到对我们未来投身“判天地之美,辩万物之理”事业的鼓励,让不论是高二还是大一的我热血沸腾。

      可能真实的研究并不是如此充满诗意与浪漫,但是对于我们这类才疏学浅而又意气风发的新生,让我们领略到一个学科的美、领略到老师们是为什么投身于这个事业,是吸引我们也投身此学科的重要因素。其实我们并没有那么功利,我们中的许多人一进科大就抱着一颗投身科研、扩大人类知识疆域的心,只是对于太多的选择无所适从罢了。这个时候,比起一个学科占院士组的几成,比起一个学科居然“神奇”到判定大闸蟹的产地,我们更想知道的,是当初老师们投身这个学科的初心,以及这十几年抑或几十年来带给老师的收获、体味。

      扯远了,重新回到陈老师的矿物与岩石吧。接着,陈老师介绍了一系列的矿物术语、矿物的名称、分类等专业知识。这让高中选修三(结构化学)都只是自学的我来说有些不好理解。但是接下来陈老师以金刚石为例,讲述了一种矿物从理论描述到地球科学前沿的过程。我们常见的金刚石与石墨,在地下的极端环境中,竟会自发转化,并有一些看似于之毫无关系的应用领域。这一部分让我受益匪浅,对地球科学的这样一种与其他学科不同的逻辑体系有了初步认识。

      陈老师的第二节课是地球化学及其应用。这节课给我的感觉是有些过多的集中在了应用上,缺少了对一些底层知识和原理的介绍。一节课下来,我们知道了好几种定年方法,但是对放射性同位素本身的认识在高中选修3-5上没有什么进展。我还是没有理解高中就困扰我的问题——既然同种元素的核素对于化学反应是等价的,那么如何通过化学方法分离它们呢?在整节课程中,类似的问题还有很多,不过现在不太记得了。

      但是这节课我还是有所收获的,主要在于对于地球科学定量化的理解。鉴于自己的阅读与老师先前的介绍,我对地球科学的认识集中在定性上,对定量的科学还没什么概念。这节课让我对如何定量的进行地球科学研究有了初步的认识。

      接下来是黄金水老师讲授固体地球物理。黄老师上课十分生动幽默,常常给我们留思考题,启发我们创造性思考。印象最深的是魏格纳大陆漂移假说引起的争论,当时地球物理权威对魏格纳的排挤。这些有血有肉的历史故事让我对魏格纳肃然起敬,也激起了我对大陆漂移动力的兴趣。黄老师带着我们重温了初中地理学习的板块漂移学说的具体内容,并深入讲解了板块漂移学说的基本单元与运动模式。但是在地震方面,黄老师的讲解让还没学到波动的我无法理解。表面波究竟是什么?为什么表面波的传播表现出那样的特征?以及边界对波的反射、折射为什么会转换波的类型?现在学完了振动和波,我翻了六七本物理教材,也没有得到答案。可能这些问题的理解需要许多基本概念与数学工具,但是也可能可以用一些我们能听懂的方式讲清楚。如果有定性的理解方式,即使从专业角度看不算严谨,对学生理解一个自然现象本身也是有所裨益的。

      接下来,耿雷老师为我们介绍极地系统的有关知识。我爸爸去年冬天恰好参加了第36届南极科考队,回想着他拍的照片和跟我讲述的经历,听着自己所不知的极地知识,特别有感觉。最后,李锐和雷久侯老师介绍了大气科学,在回顾大气科学的一些基本概念之外,还介绍了数值模拟这个前沿领域,与人们熟知的超算联系在了一起。

      这一个学期的地空概论课,总体上收获还是不小的。相比于其他几门学科不同的是,我不仅学到了老师直接传授的知识,还由这门课产生了对如何教学、如何将知识传给下一代的思考。说实话,在上大学以前,我是不想成为老师的。但是在一个学期之后,我对这件事改变了看法。地空概论课在这其中“功不可没”。

      此外,不得不提的,还有这门课给我的一个普遍感觉。好几位老师上课的形式很像讲座或者报告。这可以理解,因为平常对我们这种知识水平的人讲课大多就是以报告或讲座为主。但是概论课和一场报告还是有区别的。报告是真正的“科普”,主要集中在讲述者自己从事的领域,不追求对整体的介绍,目的也不是让听众在面上对一个学科初步了解。但是作为一门概论课,我们固然对老师的科研经历与现在的前沿课题有兴趣,但是我们能理解这些的基础是,我们对有关知识至少要有一个基本的认识。地空概论课的目的究竟是让我们初步掌握地球科学的知识,还是知道科大的几个老师分别是做什么的,以及地球科学是多么的重要?在设计课程内容的时候,这是应该考虑的问题。

      最后,想和正在看本文的老师或助教探讨一个问题。在前文中,我多次表示一个地方老师讲的太深,又有好几次觉得一个地方老师讲的太浅。现在归纳起来,让我们觉得太深的地方大多是一些术语的理解和归纳,而觉得浅的地方是一些理论、或者说“物理图像”的理解。地球物理学和物理学的关系是什么样的?它们之间的思维方式有怎样的相似与不同?鉴于我们学了不下六年的物理,难免用物理思维去主观带入地球物理的思考中,这样就产生了觉得概念深而理论浅的印象。是否物理图像的建立对于地球物理学不是那么重要?抑或是物理图像的理解必须建立在理解一些看起来艰深的概念之上?如果不是这样的原因,老师们不妨考虑一下,增加物理图像的建立过程,让我们能用已有的物理数学知识帮助理解,效果可能会更好。

      感谢给我这样一个表述内心真实想法的机会,也期望看到这篇文章的老师或者助教包涵我这样轻狂草率的批评。其实我对相关知识的粗浅认识并不足以让我有资格去批评,但是写这些的目的,无非是为了让老师们理解我们学生的真实想法,希望地空概论课越办越好,希望地空能够作为科大的强势学科自信地发展壮大。

      祝看到这里的你身体健康,平安顺利。

XXX

庚子年冬月廿四日夜


一个学期过后看这篇文章,有些地方未免幼稚,但这代表了我当时学习本课程的想法,权当参考。

2021-06-05 21:15 8 7
stoneworker我之前和同学探讨过地空老师“初心不足”的问题,一个可能的解释是他们当年考妮可的时候是被分配进地空的,而且当时不能转专业,所以就一直学了下去,学得好的就成了教授,颇有“嫁鸡随鸡,嫁狗随狗”的意思,这样自然没有什么“初心”可言。 2021-06-05 21:53
Pedestrain关于知识本身,我想老师们默认大家都对此感兴趣所以有可能会因此讲很多名词吧,其次就是黄金水老师提到的内容,我想这个数理基础需要好一段时间来打扎实; 然后,我觉得同学你说的挺对的,在我大一的时候,当时是地概1和2分开上的,地概1就是介绍地球环境(偏地质),地概2就是听听讲座,主要是为大家打点基础,也让一部分想学地空专业的学生有所收获,我觉得今年模式的创新反而可能使得本课程的目的发生了一些改变,甚至于有时候忘记了这个目标(希望没有)。关于地球物理和物理的关系,对我自己来说,我觉得地球物理可以看成是物理学与地学的交叉物,解决一些问题需要有地学的知识,在处理方法(比如仪器的设置、数据的处理和分析、结果的讨论)需要物理的知识,而地球物理的话,目前有做理论的也有实验的——但我自己感觉应该是“应用”多一点点吧(也可能是我了解不周)。关于思维方式,我想,这需要你花时间自己体会一下吧,对我来说,大概在大二和老板接触了才开始“悟”到了一丝。 如果想私下讨论,欢迎加我qq:857599340~ 2021-06-06 01:25
pyhope同位素地球化学不需要分离同位素,那是核院在做的事情哈哈 2021-06-06 08:31
pyhope似乎这门课没请空间物理的老师来讲?秦老师其实是做宇宙化学的。 2021-06-06 08:36
Pedestrain回复 @pyhope: 上文提到有雷久侯老师,雷老师做电离层确实挺厉害的,但电离层也只是空物的一方面,如果老师们沟通可以的话,其实建议电离层一节课,磁层一节课,行星际空间一节课,这样可以让大一小朋友们更好地了解什么是空间物理以及空间物理在研究什么 2021-06-06 08:56
pyhope回复 @Pedestrain: lwhh评课社区开通知了?20分钟就回消息:) 看这位同学的意思雷老师好像是来讲的大气?我感觉涉及空间物理专业的方向确实有点少了。 2021-06-18 22:44
Pedestrain回复 @pyhope: 只是巧合emmmm(所以空物为什么不找找做磁层/行星际/太阳的老师们呢qwq...当时我听了苏振鹏老师和申成龙老师的报告,真的对空物很向往诶~~ 2021-06-21 08:09

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Hermione 2020秋

2020秋的上课形式是每位老师上2到3次课,讲跟自己研究相关的领域的知识,感觉这个形式非常不合适,教授也说以后还会再改进。

2021-05-31 19:27 0 0

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