武汉大学2007年研究生精品课程——地球内部物理


姓  名

 申文斌

性  别

 男

出生年月

 1960年10月

学  位

 博士

最后学历

 博士

职  称

 教授、博导

职  务

 测绘学院地球物理系主任

所在院系

 武汉大学测绘学院

研究方向

 物理大地测量、地球内部物理、相对论大地测量

通信地址

 武汉市珞喻路129号武汉大学测绘学院(430079)

电子邮件

 wbshen@sgg.whu.edu.cn

电  话

 027-68778857-815

传  真

 0027-68778857

 

教学情况

 

 

一、课程在本专业中的定位与课程目标:

 本课程是固体地球物理学硕士研究生的一门专业基础课。由于地球内部的力学、热学和化学性质决定了地表地质构造的演化过程、矿产分布以及地震、火山的发生等,因而地球内部物理学与研究人类生存的环境有密切的关系。本课程的目标是:学生在一定的地球物理学知识的基础上,对地球内部的构造、演化及其动力学达到较为深刻的认识,同时掌握地球内部结构与动力学问题的一般研究方法和思路,以满足今后在该领域的学习与研究需要,为进一步深造和从事科学研究奠定坚实的基础。
本课程主要介绍固体地球物理学的一个分支学科——地球内部物理的相关基础理论和最新发展动态。地球内部物理主要包括地球的内部结构和内部运动与动力学状态两方面内容。其中,地球内部结构包括地壳、地幔、外核与内核各圈层的结构 (密度、压力、弹滞性和流变性,以及成层和横向不均匀性、热力学状态等) 和组成 (化学成分其分布) 及其演化过程;地球内部运动与动力学主要包括地幔对流、地震震源机制、外核流与地磁发电机理论、内核的超速旋转与晃动等。

 

二、知识模块顺序及对应的学时:

《地球内部物理》理论课堂教学(共54学时)

第一章

地球的结构与组成(9学时)
介绍描述地球内部圈层结构与化学组成的各种地球模型,阐述地球内部的热力构造,利用地震波的衰减来研究地球内部的流变结构

第二章

水、部分熔融和岩石圈流圈(6学时)
介绍岩石圈软流圈结构划分,根据部分熔融观点、滞弹性以及水的特殊作用研究岩石圈软流圈结构的形成机制,阐述一种新的岩石圈软流圈模型

第三章

地震层析成像与地幔对流(6学时)
利用地震层析成像的方法发现地球内部的横向不均匀与各向异性,由此推断地幔对流的存在,同时讨论地幔对流的动力学特点

第四章

地幔对流与地球物质的性质(9学时)
介绍地球物质组成,以及化学分异和相变作用对地幔对流的影响,讨论地幔对流机制

第五章

深部地震的成因(12学时)
介绍深部地震的特征和分布情况,综合比较不同学者关于深部地震成因的假说,讨论岩石力学、相变、水等对产生深部地震的影响

第六章

地核的结构、演化及其动力学(12学时)
介绍地核的结构及其演化历史,介绍外核的运动和动力学状态以及目前较为接受的地磁起源学说——地磁发电机理论,探讨内核的超速旋转与晃动机制

 

 

三、课程重点、难点及解决办法:

课程重点

地球内部圈层结构 (地壳、地幔、外核与内核),内部圈层的热力学状态和化学成分,地球成层和横向不均匀性,地幔对流,深部地震震源机制,外核流与地磁发电机理论,内核的超速旋转与晃动等。

课程难点

地球内部圈层的热力学状态,地幔对流机制,深部地震震源机制,外核流与地磁发电机理论,内核的超速旋转与晃动等。

解决办法

由于学生此前对地球内部圈层的热力学状态、深部地震震源机制、外核流与地磁发电机理论、内核的超速旋转与晃动等并不了解或没有深入了解,因而在上课时必须适当补充一些必要的背景知识。
运用图片、视频资料、交互式软件等多种教学手段,通过较为形象和直观的方法,使学生理解一些难懂的原理和复杂的过程。
课堂上进行深入浅出的、探讨式的讲解,课后再通过作业、写研究报告、研究论文以及实习等手段来加深学生对难点问题的理解。

 

四、实践教学的设计思想与效果:

设计思想

地球内部物理是固体地球物理专业的一门专业基础课程,也是一门理论性很强的课程,理论教学是该课程的重要教学环节,其重点在于培养学生对科学研究的兴趣和处理科学问题思考探索能力,使之成为创新型研究人才。理论讲解和专题探讨、专题研究紧密结合,是本课程的特色之一。

教学效果

年的实践教学表明,运用图片、视频资料、交互式软件等多种教学手段有助于学生深入理解课堂所学的基本理论,探讨式讲解有助于开阔学生视野,激发学生的思考和探索的积极性。上述手段明显提高了教学质量,是培养知识面宽、理论能力强、适应科学研究需求的高素质学生的有效途径。

 

 

五、附注

以下各种补充材料随后上传

师资构成

负 责 人:申文斌
核心成员:李建成,许才军,宁津生,朱良保,李斐,罗志才,张双喜,张丽琴,陈庭,张朝玉,罗佳,王正涛,汪海洪,邓洪涛等

教科书

研究生手头必备的几本专著

主要参考书

若干本与本课程密切相关的专著

主要参考文献

与本课程密切相关的文献

相关文献库

文献库中有非常丰富的文章,分类存储

问题库

老师设计或提出的问题;
学生提出的有待解答的问题;
研究论文选题

讨论平台

师生互动,随时讨论