蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院建設(shè)全球頂尖地球科學(xué)專業(yè)的啟示

陳小宇，仲 歆，劉俊來

1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院 地球科學(xué)學(xué)院，瑞士 蘇黎世 8092；3. 奧斯陸大學(xué) Njord中心，挪威 奧斯陸 0371

地球科學(xué)簡(jiǎn)稱地學(xué)，是數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)六大基礎(chǔ)自然科學(xué)之一。地球科學(xué)以地球?yàn)檠芯繉?duì)象，包括大氣圈、水圈、地球表面形態(tài)和固體地球本身[1]。地球科學(xué)不僅承擔(dān)著揭示自然界奧妙與規(guī)律的科學(xué)使命，同時(shí)也為生活在地球上的人類如何利用、適應(yīng)和改造自然提供科學(xué)的方法論[1]。國內(nèi)開設(shè)地球科學(xué)有關(guān)專業(yè)的高校主要包括北京大學(xué)、南京大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中山大學(xué)、西北大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）、吉林大學(xué)、成都理工大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)、河北地質(zhì)大學(xué)等。2017年9月21日，教育部、財(cái)政部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于公布世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)高校及建設(shè)學(xué)科名單的通知》，正式確認(rèn)公布世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)高校及建設(shè)學(xué)科名單。但根據(jù)2019 Quacquarelli Symonds（QS）地球與海洋科學(xué)排名，地球科學(xué)有關(guān)的一流學(xué)科高校，只有北京大學(xué)排在前50名（第27名），國內(nèi)地球科學(xué)專業(yè)與世界一流大學(xué)仍有一些差距。認(rèn)識(shí)到國內(nèi)大學(xué)地球科學(xué)領(lǐng)域與國外世界一流大學(xué)的差距，吸取國外高校成功辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，有利于我們建設(shè)地球科學(xué)領(lǐng)域世界一流大學(xué)。從2016年9月至2017年12月，筆者以聯(lián)合培養(yǎng)博士的身份在蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院地球科學(xué)學(xué)院構(gòu)造地質(zhì)與大地構(gòu)造學(xué)小組學(xué)習(xí)和從事科學(xué)研究工作。本文結(jié)合筆者的這段經(jīng)歷，在介紹蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院地球科學(xué)學(xué)院教學(xué)和科研特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，談?wù)剣鴥?nèi)高校如何建設(shè)地球科學(xué)領(lǐng)域世界一流大學(xué)。

一、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院及其地球科學(xué)學(xué)院

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（又名瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院），德語名Eidgen?ssische Technische Hochschule Zürich，簡(jiǎn)稱ETH Zürich，英文名 Swiss Federal Institute of Technology Zurich，始建于1855年，位于瑞士蘇黎世。主校區(qū)位于蘇黎世市中心，與蘇黎世大學(xué)毗鄰，校園建筑與城市融為一體。自1960年代起，該校在市區(qū)北部的H?nggerberg山麓建設(shè)新校區(qū)。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院是享譽(yù)全球的世界頂尖研究型大學(xué)，尤其是在歐洲德語區(qū)，更是佼佼者，連續(xù)多年位居歐洲大陸高校翹首。2016—2020年QS世界大學(xué)綜合排名中，分別名列世界第9、8、10、7和6位。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院誕生了一大批對(duì)瑞士乃至世界有影響力的人物，包括愛因斯坦、倫琴等21位諾貝爾獎(jiǎng)得主，也誕生了杰出的華人科學(xué)家，例如周培源（著名流體力學(xué)家、理論物理學(xué)家，曾任北京大學(xué)物理系教授、校長(zhǎng)），許靖華（地質(zhì)學(xué)家，曾任蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院地球科學(xué)院院長(zhǎng)），吳啟迪（智能控制專家，曾任中華人民共和國教育部副部長(zhǎng)）等（圖1）。

圖1 蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院主樓及地球科學(xué)學(xué)院和實(shí)驗(yàn)室照片

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院共有16個(gè)院系，其中地球科學(xué)學(xué)院在全球享有極高的聲望和競(jìng)爭(zhēng)力，是地球科學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)軍學(xué)校，在2015—2019年QS地球與海洋科學(xué)排名中，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院連續(xù)5年排名第一（表1），實(shí)力雄厚，堪稱全球頂尖專業(yè)。

表1 近5年QS地球與海洋科學(xué)學(xué)科世界大學(xué)排名

1.地球科學(xué)學(xué)院組成及管理模式

地球科學(xué)學(xué)院位于主校區(qū)的NO樓和NW樓，NO樓是該學(xué)院主體教學(xué)和辦公所在，地址是Sonneggstrasse 5。該學(xué)院由行政董事會(huì)和三個(gè)系組成。行政董事會(huì)的職責(zé)包括：教學(xué)、研究和行政。三個(gè)系由地質(zhì)系、地球化學(xué)和巖石系以及地球物理系組成，其中每個(gè)系由若干不同專業(yè)組組成，例如地質(zhì)系下設(shè)生物地球科學(xué)、氣候地質(zhì)、地球表面動(dòng)力、工程地質(zhì)、地質(zhì)生物學(xué)、古湖沼學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)與大地構(gòu)造學(xué)7個(gè)不同專業(yè)，這幾個(gè)專業(yè)分別以組（group）為單位進(jìn)行研究生招生和培養(yǎng)。管理上的公開透明度以及每個(gè)人日常參與是地球科學(xué)學(xué)院取得卓越成績(jī)的關(guān)鍵。不同群體（從學(xué)生到教授）通過他們的代表參加各種院級(jí)會(huì)議，確保每個(gè)決策都有廣泛的支持度。地球科學(xué)學(xué)院由下列委員會(huì)組成：

（1）學(xué)院會(huì)議。學(xué)院會(huì)議是學(xué)院的最高機(jī)構(gòu)。負(fù)責(zé)選舉院長(zhǎng)和副院長(zhǎng)、研究主任、委員會(huì)的成員；負(fù)責(zé)教學(xué)方案的課程設(shè)置；負(fù)責(zé)博士論文答辯后的博士論文評(píng)審工作；根據(jù)教學(xué)委員會(huì)的需求作出決定。此外，還決定其他重要的學(xué)術(shù)和商業(yè)事項(xiàng)，例如教授職位的規(guī)劃、教學(xué)方案的改革和財(cái)政資源的分配。

（2）教授會(huì)議。教授會(huì)議由學(xué)院里所有教授和兼職教授組成，有關(guān)成員也被邀請(qǐng)以顧問身份出席。教授會(huì)議負(fù)責(zé)教授級(jí)別的所有人事事務(wù)(晉升、教授職位授予)，并審查授予資格的申請(qǐng)。

（3）教學(xué)委員會(huì)。教學(xué)委員會(huì)負(fù)責(zé)涉及學(xué)士及碩士學(xué)位有關(guān)的所有事宜，它為部門會(huì)議的決策奠定了基礎(chǔ)。研究主任擔(dān)任教學(xué)委員會(huì)主席。

（4）學(xué)院委員會(huì)。委員會(huì)由院長(zhǎng)、副院長(zhǎng)、研究主任、系主任組成。委員會(huì)成員作為各自部門的代表，向上層機(jī)構(gòu)提出綜合意見。

（5）博士生委員會(huì)。博士生委員會(huì)負(fù)責(zé)批準(zhǔn)博士生的研究計(jì)劃。負(fù)責(zé)聯(lián)合導(dǎo)師的批準(zhǔn)、博士生入學(xué)考試和學(xué)習(xí)計(jì)劃的批準(zhǔn)。

2.教學(xué)與科研特色

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的教授多數(shù)是通過全球競(jìng)聘而來的國際著名學(xué)者。以地質(zhì)系的構(gòu)造地質(zhì)與大地構(gòu)造組的教授為例來說，是通過全球優(yōu)秀學(xué)者招聘和競(jìng)聘而來的，曾出現(xiàn)過John G Ramsay等構(gòu)造地質(zhì)學(xué)界知名教授。生源多來自歐美、亞洲等國家，大多都是成績(jī)優(yōu)秀的佼佼者，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院還以其極高的淘汰率及極低的錄取率聞名，錄取率只有不到10%。他們的教學(xué)方式具有典型的西方教學(xué)特色和國際化特點(diǎn)。本科課程的主要教學(xué)語言是德語和英語，大部分碩士和博士課程為英語授課。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院地球科學(xué)學(xué)院本科生教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)主要是：（1）介紹地球科學(xué)的主要概念和方法，包括使用現(xiàn)代研究技術(shù)；（2）建立廣泛的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物和信息技術(shù)理論知識(shí)；（3）培養(yǎng)野外能力和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析能力；（4）透過人與自然環(huán)境的互動(dòng)，灌輸責(zé)任感；（5）培養(yǎng)獨(dú)立工作和解決問題的能力，以及良好的溝通技巧。綜合來看，本科生教學(xué)過程中不僅注重理論知識(shí)與實(shí)踐能力培養(yǎng)，也注重其他交叉學(xué)科的學(xué)習(xí)，以及社會(huì)責(zé)任感和獨(dú)立能力的培養(yǎng)。

地球科學(xué)學(xué)院本科學(xué)位是三年制，包括理論學(xué)習(xí)、分析方法學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和野外工作等。前兩年培養(yǎng)的重點(diǎn)是數(shù)理化等基礎(chǔ)課以及地球科學(xué)基礎(chǔ)課。學(xué)生們?cè)诘谌赀x擇專業(yè)，開始專攻專業(yè)并為他們的研究生學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備，有兩個(gè)專業(yè)可供學(xué)生選擇：（1）地質(zhì)和地球物理；（2）氣候和水資源。此外本科生教學(xué)過程中的第五和第六個(gè)學(xué)期還設(shè)置兩個(gè)關(guān)于學(xué)術(shù)成果的口頭和書面表達(dá)技巧的研討會(huì)，學(xué)生們將他們?cè)趦蓚€(gè)研討會(huì)中所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到他們的學(xué)士論文中，并在最后的展會(huì)上以海報(bào)的形式展示他們的工作。學(xué)士學(xué)位論文應(yīng)在第六學(xué)期完成，旨在提高學(xué)生獨(dú)立研究科學(xué)課題的能力。此外，本科教學(xué)過程中還設(shè)置必修的野外課程。

博士研究生錄取程序包括臨時(shí)錄取和最終錄取兩個(gè)階段。申請(qǐng)人在臨時(shí)錄取之后，要通過一年后的工作資格考試和研究計(jì)劃的答辯，方能獲得最終錄取資格，屬于寬進(jìn)嚴(yán)出的培養(yǎng)模式。碩士和博士的課程，都允許學(xué)生在其他大學(xué)學(xué)習(xí)。通常情況下，博士生被聘為助教，由政府、企事業(yè)或蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究資助。

地學(xué)院各個(gè)系下面設(shè)有多個(gè)先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，滿足科研需求，例如地質(zhì)系設(shè)有巖石物理與力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、穩(wěn)定同位素實(shí)驗(yàn)室、放射性碳測(cè)定實(shí)驗(yàn)室、裂變徑跡實(shí)驗(yàn)室、沉積實(shí)驗(yàn)室、湖沼學(xué)實(shí)驗(yàn)室、巖土力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、水化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、原位滑坡實(shí)驗(yàn)室等。本組人員不論任何時(shí)候，只要事先預(yù)約均可方便地使用儀器設(shè)備。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院地學(xué)院很多實(shí)驗(yàn)都需要學(xué)生親自操作，例如薄片的切片和磨制、單礦物挑選等，其好處在于使實(shí)驗(yàn)者了解測(cè)試過程，了解數(shù)據(jù)的誤差以及可能存在的問題的來源，而在國內(nèi)這些類型的實(shí)驗(yàn)都會(huì)委托給公司及其他單位，很大程度增加誤差的范圍。此外，地球科學(xué)學(xué)院還開設(shè)學(xué)術(shù)研討會(huì)（seminar），以地質(zhì)系為例，每周三下午會(huì)邀請(qǐng)知名學(xué)者做學(xué)術(shù)報(bào)告和小組討論。

從本科起蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院就非常重視學(xué)生的野外工作能力。以野外為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)學(xué)科，如構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、沉積巖石學(xué)、巖漿巖與變質(zhì)巖過程中，學(xué)生往往有機(jī)會(huì)參與學(xué)院組織的野外考察工作。比如構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程會(huì)在復(fù)活節(jié)假期帶學(xué)生前往意大利阿爾卑斯山區(qū)進(jìn)行3～4天的野外考察。授課老師會(huì)以小組模式將學(xué)生分組，助教和老師輪換負(fù)責(zé)各個(gè)隊(duì)伍，老師或助教只在開始過程中給予講解，實(shí)際操作由學(xué)生完成。野外工作結(jié)束后學(xué)生需以小組的形式完成口頭匯報(bào)和書面報(bào)告，再由老師打分并計(jì)入課程總成績(jī)。地質(zhì)專業(yè)的碩士研究生每年都必須在暑假期間參加學(xué)院組織的大型國際野外考察，如2013年度在摩洛哥進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)15天的野外填圖。學(xué)生需負(fù)責(zé)部分組織工作，比如飲食、票務(wù)、酒店預(yù)訂甚至野外駕駛。其中學(xué)生小組（3～5人）有時(shí)需自己深入戈壁腹地進(jìn)行測(cè)量及繪圖。整個(gè)過程對(duì)其獨(dú)立工作能力、地質(zhì)基本功得到了進(jìn)一步加強(qiáng)。這些課程的野外工作費(fèi)用大部分由學(xué)院承擔(dān)，學(xué)生負(fù)責(zé)少部分費(fèi)用。此外每年學(xué)院還會(huì)鼓勵(lì)博士生參與學(xué)院組織的“PhD retreat”，或者“PhD excursion”。為增加吸引力，通常地點(diǎn)均在不同國家的景點(diǎn)地區(qū)，其主要目的是給學(xué)生緊張的博士工作帶來放松，同時(shí)拉近不同組學(xué)生之間的關(guān)系，避免因組與組之間的隔閡導(dǎo)致學(xué)生的交流受阻。同時(shí)學(xué)院還會(huì)令負(fù)責(zé)教育的院長(zhǎng)及感興趣的教授參與學(xué)生的活動(dòng)，在學(xué)生組織的晚宴或者游戲中向?qū)W生了解更多學(xué)生的問題。

二、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院地球科學(xué)學(xué)院對(duì)我國建設(shè)地球科學(xué)領(lǐng)域世界一流大學(xué)的啟示

建設(shè)地球科學(xué)領(lǐng)域世界一流大學(xué)，意味著主要學(xué)科要有一批大師級(jí)人才，能夠批量培養(yǎng)出世界一流的原創(chuàng)基礎(chǔ)理論人才。人員匹配、課程設(shè)置、人才評(píng)價(jià)、資源配置、機(jī)制設(shè)計(jì)等都圍繞著培養(yǎng)能出創(chuàng)新型人才這一中心目標(biāo)展開。在地球科學(xué)領(lǐng)域，連續(xù)5年QS排名第一的蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院，其管理模式、師資結(jié)構(gòu)、教學(xué)和科研特色、生源質(zhì)量等都是值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的地方，具體有如下建議和思考。

1.教學(xué)與科研方面

國內(nèi)中學(xué)甚至高校教學(xué)模式依然是以老師課堂教授、學(xué)生聽課為主。學(xué)生往往處于被動(dòng)接受知識(shí)的位置，導(dǎo)致學(xué)生從中學(xué)開始在自主思考、動(dòng)手實(shí)踐和表達(dá)能力上有所欠缺。而在蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院，很多課都有討論（或小組討論）課，學(xué)生可以暢所欲言，發(fā)表自己的觀點(diǎn)，這不僅可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和批判性思維能力，同時(shí)從本質(zhì)上為創(chuàng)新性思維創(chuàng)造了條件。因此，可采用“啟發(fā)與互動(dòng)式”教學(xué)模式，在老師指導(dǎo)下，為學(xué)生建構(gòu)一個(gè)開放的學(xué)習(xí)環(huán)境， 給學(xué)生以足夠空間，允許學(xué)生形成自己的觀點(diǎn)和按自己的方式去研究[2-3]。此外，國內(nèi)多數(shù)學(xué)生的表達(dá)能力有所欠缺，例如研究生開題、中期和畢業(yè)答辯時(shí)候，多數(shù)都是按照多媒體上的內(nèi)容照本宣科，而且多媒體很多時(shí)候都是用很短時(shí)間準(zhǔn)備完成，內(nèi)容上文字居多，不夠簡(jiǎn)潔，而在蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院，與寫論文一樣，學(xué)生會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間準(zhǔn)備多媒體，畢業(yè)答辯之前會(huì)進(jìn)行多次試答辯，而且學(xué)生的表達(dá)能力整體都比較強(qiáng)，這就需要我們從小培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力、演講能力和展示自我的能力。

不可否認(rèn)，英語是世界上的主導(dǎo)性語言，國際會(huì)議和交流通常以英語為主，但是在國內(nèi)高校教育中，通常是以漢語為主，雙語課程很少，相比歐美和亞洲其他國家，國內(nèi)學(xué)生的英語口語和寫作表達(dá)能力有所欠缺，這在很大程度上阻礙了國內(nèi)學(xué)生進(jìn)行國際交流和發(fā)表高水平論文。以蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院為例，雖然處于德語區(qū)，本科課程多為德語授課，但在三年級(jí)時(shí)部分課程使用英語授課，而且研究生教學(xué)多為英語授課，不僅國際化而且也能吸引全球優(yōu)秀師資人才。建設(shè)國內(nèi)高校世界一流大學(xué)行列和吸引全球人才，勢(shì)必要重視英語教學(xué)和學(xué)生的英文能力。

在研究生培養(yǎng)這方面，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院注重寬進(jìn)嚴(yán)出，每位老師帶領(lǐng)的博士研究生數(shù)量不會(huì)很多，每位學(xué)生都會(huì)得到很大程度的關(guān)注和培養(yǎng)，而且?guī)熒g關(guān)系更像朋友一般，更有利于師生交流；國內(nèi)一些高校，博士研究生招生過多，不利于優(yōu)質(zhì)培養(yǎng)，師生關(guān)系傳統(tǒng)化一些，國內(nèi)研究生培養(yǎng)應(yīng)該多注重質(zhì)量培養(yǎng)，而不是數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)。

2.提高軟硬件設(shè)施

只有提高學(xué)校的軟硬件設(shè)施，為師生創(chuàng)造良好的教學(xué)、科研、生活環(huán)境，才能吸引優(yōu)秀的師資隊(duì)伍。例如：蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的圖書館（ETHBibliothek）收藏書報(bào)、地圖等資料逾690萬件，是瑞士最大的圖書館，也是瑞士科技信息中心，讀者可以通過此網(wǎng)絡(luò)借閱全瑞士80多個(gè)高?；蜓芯繖C(jī)構(gòu)圖書館的資料，同時(shí)，各系所也擁有自己的小型圖書館，例如地球科學(xué)學(xué)院設(shè)有專門的地球科學(xué)類圖書館。而以中國地質(zhì)大學(xué)（北京）圖書館為例，館藏資源較少，種類不全（例如文學(xué)類圖書較少），限制了資料的查閱。加大高校圖書資源，既能滿足高校師生教學(xué)、科研以及業(yè)余閱讀需求，又能提高高校圖書館藏書量。

眾所周知，地球科學(xué)專業(yè)涉及一些國家機(jī)密信息，例如地形圖、地質(zhì)圖、測(cè)井信息等，這就需要確保電腦系統(tǒng)及軟件的正版安裝以及高校內(nèi)部的電腦維護(hù)，以防止數(shù)據(jù)泄露等。國內(nèi)很多高校不提供正版軟件的下載和安裝，這在很大程度上不方便教學(xué)和科研工作。以蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院為例，每個(gè)學(xué)院都設(shè)有IT Support，學(xué)生可以用自己在學(xué)校注冊(cè)的賬號(hào)免費(fèi)下載和升級(jí)IT Shop里面的軟件。建議高校設(shè)立自己的IT組織，該組織負(fù)責(zé)提供高校師生正版軟件安裝和升級(jí)服務(wù)，以及電腦維護(hù)服務(wù)等。這項(xiàng)舉措不僅增加正版軟件的安裝，防止盜版侵權(quán)以及泄露科研數(shù)據(jù)，還能提高高校師生的工作效率以及增強(qiáng)師生的知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)。

致謝：感謝蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院外導(dǎo)JeanPierre Burg教授的邀請(qǐng)和指導(dǎo)，賈娟博士、張文博士提供的部分圖件以及中國留學(xué)基金委的資助。