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地球科学论文:测绘专业地球科学概论教学模式
摘要：本文从课程国际化教学模式的探索出发，通过概述《地球科学概论》教学现状和存在的问题，分析其进行课程国际化的可行性。以武汉大学测绘学院为例，应用新版布鲁姆目标分类标准，简要探讨学院授课历史悠久的《地球科学概论》课程国际化的实施与改善。
关键词：《地球科学概论》；课程国际化；新版布鲁姆目标分类理论；测绘工程
一、引言
为了顺应国家对世界大学建设的诉求，推进国际化人才培养的教学模式，课程国际化是必然的趋势，其中教师和学生的英语水平为国际化最基本的条件。近年来，武汉大学测绘学院尝试开办多门双语或全英语课程，但由于教学内容专业性较强，使得课程国际化教学效果不大理想。课程国际化强调培养具有国际眼光和热爱祖国的“全球通”人才，课程具有开放性、共享性、通用性的特征。在学科课程选择上，应选择国际通用性强，能与国际接轨的课程[1]。《地球科学概论》课程以科学普及为核心的教学思想，着重培养地学思维而非传授技能[2]，旨在扩展学生的知识面，引导学生进行跨学科思考与相互交叉的意识，这是本学院开办该课程的主要目标。该课程具有课程国际化的基本特征，以双语或全英语进行教学能有助增加课程学习的趣味。本文以本学院为例，从课程教学现状分析出发，以新版布鲁姆教育目标分类体系为依托[3]，探讨《地球科学概论》课程国际化教学模式的可行性。
二、《地球科学概论》课程与国际化教学现况
《地球科学概论》为测绘工程的通识必修课，本课程从宇宙出发，介绍宇宙起源、行星与恒星的关系、地球的演化，以至地球各圈层的特性、变化及其相互作用。随着地球科学与测绘技术交叉融合内容日益增加，课程在不同的章节中加入测绘技术在地球科学的应用与发展部分，让测绘工程学生建立起对地球环境、资源及灾害等问题的基本的认识，为此课程增加了测绘专业特色。随着我国对国际化办学、国际交流与合作的重视，有必要开展国际化课程，拓展我国学生的国际视野，同时吸引国际留学生，促进多元化文化背景与国际化办学基础[4]。本学院从2004年起，先后开始《大地测量学》、《工程测量学》、《GPS原理与应用》等双语精品课程，并纳入本科“工程师教育培养计划”方案，教学模式表现为英文教材与中文授课相结合[5]，但仔细考察该双语教学模式，其优势仅体现为对教学资源充分的使用。继上述双语教学实践，2012年引进外籍教授R.Tenzer，以全英语教授《物理大地测量学》课程，课程从“工程师教育培养计划”学生中按自愿原则，形成约30人的小班听课规模，达到了课程观念、目标、内容、过程及评价国际化的要求。《地球科学概论》作为引导前瞻性课程，课程国际化具有开放性、共享性、通用性的基本特征。一般而言，国际化课程成功的因素包括：发动者的作用、教师参与、资源、专业发展支持、学习领域、语言学习及技术[6]。从本学院条件看，课程内容可选择性进行深度与广度的调整，可以以测绘技术在地学应用出发，广泛介绍并导出与地球科学相互交叉的部分，扩展学生的知识面，引导学生进行跨学科思考。目前，不少教师有国外学习的经验和背景，长期活跃在地球科学和测绘技术研究领域的前沿，使得课程国际化实施的可行性大大提高。
三、课程国际化教学实施
实行课程国际化教学，必须采用国外通用的教学理论。美国著名的教育心理学布鲁姆在1956年提出了认知目标分类法，其后称为布鲁姆教育目标分类法。随着网络的发展，Iz和Fok首次应用该目标分类法，为大地测量学的题目分类，以网络考试形式，评估学生对课程认知的水平，发现此分类法与学生认知的水平有较大的相关性[7]。随着现今的需求，该分类体系于2001年做出修订，从一维分类扩展到二维框架[8]。新布鲁姆教育目标分类法恰好提供了理论基础，并贯穿整个教学过程。为了使《地球科学概论》课程目标明确、内容恰当、顺序合理、层次分明、考核高效，我们将应用新版的分类法，为实现测绘课程国际化提供理论应用的参考。1.新版布鲁姆教育目标分类。新版的分类法将教育目标的分类从一维分类体系扩展成二维框架：知识维度和认知过程维度。知识维度分为四类：事实知识、概念知识、程序知识和元认知知识。认知过程维度由低至高分为六类：记忆、理解、运用、分析、评价和创新。此分类贯穿整个教学过程，达到教学目标、过程与结果系统性的评估，已应用在《测绘专业英语》课程[9]。下面以《地球科学导论》[10]教材为例，说明其分类法在实际教学中的应用。2.制定教学目标。教学目标是教学活动的始端和末端，贯穿于整个教学活动，与整个教学过程息息相关，亦为教学结果评估提供依据。要确立教学目标，首先要区分《地球科学概论》所包含的知识类型：（1）事实知识：明确地球科学所涉及的相关知识，如地球是圆的事实；（2）概念知识：认知各种概念，如什么是地球系统、径流和蒸发量；（3）程序知识：认识输入和输出的计算步骤，如推算地球年龄的计算；（4）元认知知识：以上述知识综合理解和评价相关事物，如建立思维导图记忆知识[11]。上述教材可以确立教学目标，分为如下四层：（1）对地球科学有基本的认识：可通过了解和记忆事实知识，把握整个课程结构，与事实知识和元认知知识对应；（2）对概念知识的认知：可通过回答课后思考题理解并区分各种概念的类同与差异；（3）对某部分有深入的认知：可通过阅读书目文献与该部分知识相结合，以及与元认知知识对应，检测现有的理解水平；（4）对某部分有创新性的认知：能与相关学术前沿相衔接，可通过创新生成新的知识和认知。上述教学目标与此分类法认知过程维度相对应：（1）对应记忆：须记忆地球系统的基本知识；（2）对应理解和运用：须理解某一部分的知识并运用知识解答课后思考题；（3）对应分析和评价：须分析阅读书目中文献与该部分知识的相同和差异，并对其异同点进行评价；（4）对应创新：须对该部分知识融会贯通，并结合该部分相关学术前沿提出自己的观点。在具体实施教学活动中，须根据实际教学活动情况对教学目标加以调整，使之达到更好的效果。3.实施教学活动。教学活动是实现教育目标的途径，其实施须循序渐进。教师可在上课首5分钟播放地球科学课程相关的视频，让学生对后续的内容有大概的理解，随后通过教师讲解与活动便可达到记忆层次，透过教师互动提问和回答加深内容的理解和记忆。课堂完结前，教师再次提出不同的思考问题，让学生有更宏观的理解，并在下次课再反复提问相关知识，达致元认知的体验。结合前沿学术文献或自选题目做1—2次口头报告，提出创新观点和看法，达致相互自主学习。目前互动率占课程四分之一，要达到课程国际化水平尚有一段距离。4.评估教学结果。教学结果评估是教学过程的直接反映，目的是检测是否达到教学目标。下表是2015年的期末考试题型分类，分为简答题（8小题，32%）、论述题（4小题，36%）、分析题（2小题，32%）。通过上述的目标分类理论，对考试题型作出定量的评价（表1）。由上表统计，基础的记忆和理解层次占32%，运用和分析分别为18%和50%，分析部分比例较为臃肿，既没考核认知过程维度中的评价和创新部分，亦没涉及知识维度中的程序和元认知知识，体现了教学结果评估的缺陷，不利于评估学生评价和创新的能力，亦没顾及学生的操作（即程序）与联系和综合（即元认知)的能力。因此，采用此分类检测有助于教师更提高教学效率；未来可适度将比重放在评价和创新层次的知识上，在今后的考查中增加操作与联系和综合的内容。
四、结语
新布鲁姆目标分类法在国际化课程开展的技术上提供了较好的范例，将其应用于地球科学概论国际化教学实践中，有利于建立明确的教学目标，进行循序渐进的教学活动，高效地评估教学过程。以武汉大学测绘学院为例，此目标分类法结合学院政策的支持、良好师资的参与、充足经费的投入、以及全英语或双语的实施，能够有效推动课程国际化进程，而《地球科学概论》课程国际化的成功实行，也将为其他课程的国际化提供有益的借鉴。
作者：霍学深 贺清 肖翼忻 单位：武汉大学测绘学院
地球科学论文:测绘专业《地球科学概论》课程国际化教学模式的初探
摘要：本文从课程国际化教学模式的探索出发，通过概述《地球科学概论》教学现状和存在的问题，分析其进行课程国际化的可行性。以武汉大学测绘学院为例，应用新版布鲁姆目标分类标准，简要探讨学院授课历史悠久的《地球科学概论》课程国际化的实施与改善。
关键词：《地球科学概论》；课程国际化；新版布鲁姆目标分类理论；测绘工程
一、引言
为了顺应国家对世界大学建设的诉求，推进际化人才培养的教学模式，课程国际化是必然的趋势，其中教师和学生的英语水平为国际化最基本的条件。近年来，武汉大学测绘学院尝试开办多门双语或全英语课程，但由于教学内容专业性较强，使得课程国际化教学效果不大理想。
课程国际化强调培养具有国际眼光和热爱祖国的“全球通”人才，课程具有开放性、共享性、通用性的特征。在学科课程选择上，应选择国际通用性强，能与国际接轨的课程[1]。《地球科学概论》课程以科学普及为核心的教学思想，着重培养地学思维而非传授技能[2]，旨在扩展学生的知识面，引导学生进行跨学科思考与相互交叉的意识，这是本学院开办该课程的主要目标。该课程具有课程国际化的基本特征，以双语或全英语进行教学能有助增加课程学习的趣味。
本文以本学院为例，从课程教学现状分析出发，以新版布鲁姆教育目标分类体系为依托[3]，探讨《地球科学概论》课程国际化教学模式的可行性。
二、《地球科学概论》课程与国际化教学现况
《地球科学概论》为测绘工程的通识必修课，本课程从宇宙出发，介绍宇宙起源、行星与恒星的关系、地球的演化，以至地球各圈层的特性、变化及其相互作用。随着地球科学与测绘技术交叉融合内容日益增加，课程在不同的章节中加入测绘技术在地球科学的应用与发展部分，让测绘工程学生建立起对地球环境、资源及灾害等问题的基本的认识，为此课程增加了测绘专业特色。
随着我国对国际化办学、国际交流与合作的重视，有必要开展国际化课程，拓展我国学生的国际视野，同时吸引国际留学生，促进多元化文化背景与国际化办学基础[4]。本学院从2004年起，先后开始《大地测量学》、《工程测量学》、《GPS原理与应用》等双语精品课程，并纳入本科“工程师教育培养计划”方案，教学模式表现为英文教材与中文授课相结合[5]，但仔细考察该双语教学模式，其优势仅体现为对教学资源充分的使用。
继上述双语教学实践，2012年引进外籍教授R.Tenzer，以全英语教授《物理大地测量学》课程，课程从“工程师教育培养计划”学生中按自愿原则，形成约30人的小班听课规模，达到了课程观念、目标、内容、过程及评价国际化的要求。
《地球科学概论》作为引导前瞻性课程，课程国际化具有开放性、共享性、通用性的基本特征。一般而言，国际化课程成功的因素包括：发动者的作用、教师参与、资源、专业发展支持、学习领域、语言学习及技术[6]。从本学院条件看，课程内容可选择性进行深度与广度的调整，可以以测绘技术在地学应用出发，广泛介绍并导出与地球科学相互交叉的部分，扩展学生的知识面，引导学生进行跨学科思考。目前，不少教师有国外学习的经验和背景，长期活跃在地球科学和测绘技术研究领域的前沿，使得课程国际化实施的可行性大大提高。
三、课程国际化教学实施
实行课程国际化教学，必须采用国外通用的教学理论。美国著名的教育心理学布鲁姆在1956年提出了认知目标分类法，其后称为布鲁姆教育目标分类法。随着网络的发展，Iz和Fok首次应用该目标分类法，为大地测量学的题目分类，以网络考试形式，评估学生对课程认知的水平，发现此分类法与学生认知的水平有较大的相关性[7]。
随着现今的需求，该分类体系于2001年做出修订，从一维分类扩展到二维框架[8]。新布鲁姆教育目标分类法恰好提供了理论基础，并贯穿整个教学过程。为了使《地球科学概论》课程目标明确、内容恰当、顺序合理、层次分明、考核高效，我们将应用新版的分类法，为实现测绘课程国际化提供理论应用的参考。
1.新版布鲁姆教育目标分类。新版的分类法将教育目标的分类从一维分类体系扩展成二维框架：知识维度和认知过程维度。知识维度分为四类：事实知识、概念知识、程序知识和元认知知识。认知过程维度由低至高分为六类：记忆、理解、运用、分析、评价和创新。此分类贯穿整个教学过程，达到教学目标、过程与结果系统性的评估，已应用在《测绘专业英语》课程[9]。下面以《地球科学导论》[10]教材为例，说明其分类法在实际教学中的应用。
2.制定教学目标。教学目标是教学活动的始端和末端，贯穿于整个教学活动，与整个教学过程息息相关，亦为教学结果评估提供依据。要确立教学目标，首先要区分《地球科学概论》所包含的知识类型：（1）事实知识：明确地球科学所涉及的相关知识，如地球是圆的事实；（2）概念知识：认知各种概念，如什么是地球系统、径流和蒸发量；（3）程序知识：认识输入和输出的计算步骤，如推算地球年龄的计算；（4）元认知知识：以上述知识综合理解和评价相关事物，如建立思维导图记忆知识[11]。
上述教材可以确立教学目标，分为如下四层：（1）对地球科学有基本的认识：可通过了解和记忆事实知识，把握整个课程结构，与事实知识和元认知知识对应；（2）对概念知识的认知：可通过回答课后思考题理解并区分各种概念的类同与差异；（3）对某部分有深入的认知：可通过阅读书目文献与该部分知识相结合，以及与元认知知识对应，检测现有的理解水平；（4）对某部分有创新性的认知：能与相关学术前沿相衔接，可通过创新生成新的知识和认知。
上述教学目标与此分类法认知过程维度相对应：（1）对应记忆：须记忆地球系统的基本知识；（2）对应理解和运用：须理解某一部分的知识并运用知识解答课后思考题；（3）对应分析和评价：须分析阅读书目中文献与该部分知识的相同和差异，并对其异同点进行评价；（4）对应创新：须对该部分知识融会贯通，并结合该部分相关学术前沿提出自己的观点。在具体实施教学活动中，须根据实际教学活动情况对教学目标加以调整，使之达到更好的效果。
3.施教学活动。教学活动是实现教育目标的途径，其实施须循序渐进。教师可在上课首5分钟播放地球科学课程相关的视频，让学生对后续的内容有大概的理解，随后通过教师讲解与活动便可达到记忆层次，透过教师互动提问和回答加深内容的理解和记忆。课堂完结前，教师再次提出不同的思考问题，让学生有更宏观的理解，并在下次课再反复提问相关知识，达致元认知的体验。
结合前沿学术文献或自选题目做1―2次口头报告，提出创新观点和看法，达致相互自主学习。目前互动率占课程四分之一，要达到课程国际化水平尚有一段距离。
4.评估教学结果。教学结果评估是教学过程的直接反映，目的是检测是否达到教学目标。下表是2015年的期末考试题型分类，分为简答题（8小题，32%）、论述题（4小题，36%）、分析题（2小题，32%）。通过上述的目标分类理论，对考试题型作出定量的评价（表1）。
由上表统计，基础的记忆和理解层次占32%，运用和分析分别为18%和50%，分析部分比例较为臃肿，既没考核认知过程维度中的评价和创新部分，亦没涉及知识维度中的程序和元认知知识，体现了教学结果评估的缺陷，不利于评估学生评价和创新的能力，亦没顾及学生的操作（即程序）与联系和综合（即元认知)的能力。因此，采用此分类检测有助于教师更提高教学效率；未来可适度将比重放在评价和创新层次的知识上，在今后的考查中增加操作与联系和综合的内容。
四、结语
新布鲁姆目标分类法在国际化课程开展的技术上提供了较好的范例，将其应用于地球科学概论国际化教学实践中，有利于建立明确的教学目标，进行循序渐进的教学活动，高效地评估教学过程。以武汉大学测绘学院为例，此目标分类法结合学院政策的支持、良好师资的参与、充足经费的投入、以及全英语或双语的实施，能够有效推动课程国际化进程，而《地球科学概论》课程国际化的成功实行，也将为其他课程的国际化提供有益的借鉴。
地球科学论文:发挥地质工作者在地球科学文化传播中的作用
摘 要 本文从文化与地球科学文化入手，认为建设与发展地球科学文化，传播地学知识是统筹人与自然和谐相处、发展社会主义先进文化、提高全民科学文化素质的必然要求；通过分析地质工作者所具有的特质，认为地质工作者是地球科学文化传播的支柱力量，要承担起自己的历史使命。以期通过发挥地质工作者作用，建设与发展地球科学文化，提高公众科学文化素质，用文化的力量促进社会发展。
关键词 文化；地球科学文化；传播；地质工作者
人类演化进程中自始至终都贯穿着文化这一主线，它伴随人类的产生与发展而产生、积淀、升华，是社会实践与人类文明的必然产物。随着经济社会快速发展、物质文化生活愈加丰富，文化在国家发展、民族进步中的作用更加突显。可以说，文化已经变成一种战略资源和宝贵财富，在是一个民族、国家赖以生存和发展的根基，成为提高全民整体素质的根本所在。用文化的力量促进社会的发展已经成为我们的必然选择。
时代的发展呼唤文化的提升、文化的创新与文化的重塑。在这一过程中，地球科学文化扮演着不可或缺的角色。一方面，地球科学的发展要求地球科学文化的进步。科技与文化的相互需求、互动共进是人类文明演化的特点，也是人类科学技术发展的一种趋势。从地球科学的整个发展过程来看，地球科学的探索史也是地球科学文化的发展史。目前，在文化、经济、科技一体化趋势下，地球科学文化不仅仅具有意识形态特征，它已经逐渐成为一种生产力；另一方面，地球科学文化是文化的重要组成部分，是人类文化的子体系，地球科学文化与人类社会的发展一脉相承。从最初的山顶洞文化到人对各种自然现象的认识乃至天人合一、人与自然和谐相处等等，文化的每一个角落、每一个进程几乎都能看到地球科学文化的影子。无怪乎有人说“中华地学文化的发展史实际上就是一部文化创新史”。地球科学文化的加强必将启迪人们反思自己的文化，促进人类文明的进步及整个社会文化的发展。
地球科学的进展与人类社会的发展息息相关。地球科学不仅仅要作为一种专门知识被人们接受，而且要作为一种文化在全社会传播，要深入到大众的理解中。建设与发展地球科学文化，传播地学知识是人类应对日益严重的社会和自然挑战、统筹人与自然和谐相处的必然要求，也是发展社会主义先进文化，提高全民科学文化素质的必然要求。发展地球科学文化最基本的是要在地球科学与公众之间架起桥梁[ 1 ]。发展科学事业，推动国家高技术的发展，是科技工作者的职责。普及科学技术也是科技工作者义不容辞的职责。这是国家发展的需要，也是时代的需要，是历史的发展与变革赋予他们的使命。“在历史上，科学普及一直是科学家与公众交流勾通的重要方式，也是科学家服务于社会的重要途径。富有社会责任感的科学家始终将科学普及视为自己责无旁贷的使命，因此，科学家的双肩上同时担有两个重任，一个是探索和揭开科学的奥秘，另一个同样重要的任务是把科学告诉公众”[2]。在地学领域，地球科学文化的普及与传播，就是地质工作者将地学知识通过各种途径告诉给公众，深入到普通民众的理解中。
传播地球科学文化应以“普及地学知识，提倡地学方法，传播地学思想，宏扬地学精神”为己任，以提高公众地学文化素养为宗旨，以促进全民科学文化素质为归宿。其中首先涉及的是“人”的作用，在建设地球科学文化的过程中只有充分发挥地质工作者的作用，才能真正构筑起地球与人类协调发展的坐标系，促进人与自然的和谐。
当然，地球科学文化的传播与普及是一项复杂的社会化系统工程，需要各部门、许多人的工作才能完成。但，其中地质工作者是地球科学文化普及与传播的支柱力量，这是由他们的特质决定的：
及时，地质工作者是地学知识的掌握者，他们工作在及时线，地质行业的及时手资料来源于他们。因此，地质工作者具有传播地球科学文化的先天优势。这是地质工作者能够承担起传播地球科学文化责任与义务的基础条件。
第二，地质工作者因其工作的性质而具有丰富的阅历。江河湖海、山川平原，处处留下的足迹为地质科学文化的普遍传播拓开道路的同时为地质工作者开展地学文化传播准备了丰富的素材。
第三，地质工作者中的很多都是多才多艺，能够将专业的知识与成果开发转化成为适合不同层面人群理解接受、能广泛传播的文化产品。使地球科学文化传播具有丰富的大众喜闻乐见的形式，更有利于地学知识向全民文化的转化。
第四，地质工作者具有吃苦耐劳、踏实肯干的精神。从中国地质事业起步开始，地质工作者就在极为艰苦的条件下坚持不懈、拼搏进取。地质行业精神是地质工作者传播地球科学文化并不断取得进步的精神保障。
另外，地质工作者普遍受到过较好的教育，具有较高的文化修养，理解力强、嗅觉敏锐，能够利用充分利用自己掌握的知识开展传播与普及地球科学文化的工作。
地质工作者所具有的优势与特点要求他们走在建设与发展地球科学文化的前沿，承担起发展、传播地球科学文化的责任与义务。地质工作者要率先研究、总结与发展地球科学文化，认识其内涵，积极营造良好的地学文化环境和社会氛围，让全社会认同地球科学文化。作者认为，传播地球科学文化，担负起历史使命要求地质工作者首先要做到以下几方面：
及时，转变观念，否定地球科学是地质工作者的专利，这是普及地球科学知识，建设地球科学文化的前提条件。地质工作者要在建设和发展地球科学文化中有所作为就必须跳出行业的小圈子，着眼于整个社会的需要，使地球科学文化植根于地质队伍，繁茂于普通民众。
第二，加强学习，在进一步加强地质工作力度，储备地学各分支学科知识的同时，认清自己在传播地球科学文化方面的责任，适应新的发展要求，努力在地质行业内部建设一支高素质的文化人才队伍，为地球科学文化的建设与发展强根固本。
第三，重视文化产品，按照市场规律运作，在充分利用、整合现有资源基础上、加强研究、不断创新、推出有特色、有市场的地学文化精品，不断创作出高水平、影响广泛的科普作品，推动地球科学文化事业和产业的发展。
第四，强化行业精神。地球科学文化的传播与普及、全民科学文化素质的提高是一个长期庞大的系统工程，不能一蹴而就。这就要求地质工作者充分发挥地质行业精神，长期努力、坚持不懈。
第五，地质行业的决策者，是地质工作者群体的重要一分子，应该在地学文化的传播与普及过程中积极创造条件，改善环境，建立、健全机制，为发挥地质队伍的作用提供更好的政策支持和财力、物力保障。
地球科学文化的普及宣传工作是地质工作者的职责和使命，但仅有行业内人员的参加还是不够的。“科普工作应该是一项既定国策”，应该受到全国上上下下、各行各业的普遍重视[3]。地球科学文化融入社会能够引导人们探索面临的全局性、系统性问题，树立人与自然和谐发展的文化观，可以为地质工作者营造良好的社会氛围，为地质事业提供更好的发展空间。我们要以高度的历史责任感、强烈的忧患意识和宽广的世界眼光，抓住机遇，应对挑战，用文化的力量推动社会主义事业的发展。
地球科学论文:从《地球科学概论》教学入手培养大学新生学地学的兴趣
摘要：本文从《地球科学概论》的教学方法、教学手段和教学环节出发对如何培养大学新生学地质的兴趣进行了的探讨。笔者认为通过灵活多样的教学方法可以激发学生的学习兴趣，培养热爱地学的情怀，调动学生学习地学的热情，在兴趣的驱动下掌握地质知识。
关键词：《地球科学概论》；学习兴趣；教学方法；实践性教学环节
《地球科学概论》是地质工程专业学生必修的专业基础课程，是后续专业核心课程――矿物学、岩石学、构造地质学、矿床学、地球物理学、煤地质学、工程地质学、第四纪地质学、水文地质学等的基础课程。因此，《地球科学概论》课程的教学好坏直接关系到地质工程专业人才培养的优劣。地学是七大基础学科之一，其研究对象具有时空广泛、地质作用异常复杂的特征，而且学生是及时次接触，因此在30多个学时的理论课程学习中，学生总反映课程内容多、学时少、知识点多、难于理解和掌握。针对这种现象，如何能激发学生的学习积极性成为教学的重要任务。美国心理学家布鲁纳曾指出：“学习的较大刺激是对所学知识发生兴趣”，能够有效激发起学生学习的内部动机和热情，因此在教学过程中，力争从以下几方面来培养大学新生的学习兴趣，指导他们正确认识地学，爱上地质行业。
一、灵活多样的教学方法
1.讲好绪论课，激发学生的学习兴趣，培养其热爱地学的情怀。好的开端是成功的一半，绪论是一门课的总纲。绪论对提升学生学习本门课程的信心和兴趣有极大的影响，因此上好绪论课对教学有事半功倍的作用。在讲授《地球科学概论》绪论时，首先告诉学生讲授的主要目的，不是帮助他们应付考试，而是让他们学会欣赏美丽的地球以及地学研究的方法。绪论主要讲三个问题：（1）介绍本课程的性质和研究对象、研究方法；地学的特点以及后续所学课程，使同学们了解大学期间主要的专业课，从而对地质工程专业有个概括的认知；了解专业特点和就业方向，做好职业生涯规划，通晓专业课的学习方法。（2）介绍学习地学的目的和意义。（3）介绍学习的方法。例如，在讲授地学的研究意义时，着重介绍地学的理论和实际价值；宇宙、生命的起源以及演化等悬而未决的重大理论问题的最终解决有赖于地学的发展，地学在寻找、开发、利用自然资源中更是起着举足轻重的作用，使学生充分认识到作为七大自然学科地学的重要性。关于如何学好的问题，着重强调地学的实践性，野外调查是研究地学的基础。在学习过程中，既要掌握扎实的理论基础，又要注重野外调查，学会运用“将今论古”的思维方法。
2.充分利用电子教学课件，提高学生的学习兴趣。电子教学课件可以把文字、图形、图像、声音、动画、影像等多种媒体素材融为一体用于课堂教学。《地球科学概论》是一门非常适合运用电子教学课件展示的课程，电子课件应减少文字叙述的内容，主要是标题、要点及重要内容的展示，讲课时边讲边演示，学生边听边看，充分调动听觉和视觉功能。同时，在教学过程中充分利用学校的电化教学条件，讲到有关内容时，放映相关的动画、视频。例如，讲“构造运动”时让学生观看《造山运动》等视频；讲“地球动力系统”时放映《大陆漂移》、《板块运动》、《海底扩张》等动画视频。制作精良的电子课件可以极大激发学生的学习热情。
3.应用启发式教学激发学生的求知欲和好奇心。启发式教学是指以学生为学习的主体，教师通过适当的教学方法，引导学生自行思考，从而善于使用自己的思维器官。《地球科学概论》中的许多地质作用，可以用“将今论古”的思维方式进行启发式教学，因此为便于学生理解与掌握，通过提问启发学生的地学思维。例如在讲解风化作用与剥蚀作用前，先以典型的风化地貌，如风蚀蘑菇、石林、雅丹地貌等图片提出问题，由此引出风化作用的概念、类型、影响因素等，这样往往可以激发学生的求知欲和好奇心，收获较好的教学效果。其他的地质作用，如沉积作用和成岩作用、岩浆作用和变质作用都可以应用这种启发式教学。
4.引入地学未解之谜激发学生探索地学奥秘的动力，提高学习热情。地学中有许多未解之谜，在授课中讲到相关章节时适当介绍，可激发学生的求知欲和好奇心，培养学生学习地学的兴趣和热爱地学的情怀。如讲到地球起源时介绍宇宙起源之谜、生命起源之谜；讲到地质年代生物进化时引入恐龙灭绝之谜；讲到海底扩张学说时引入地磁倒转之谜；讲授地震作用时引入南北两极很少发生地震之谜；等等。
5.把人文精神融入地学教育之中，有助于提高学生的学习兴趣和综合素质。地学教育的任务在于育人，教学中要善于挖掘课本中的人文精神。如在学习地球动力系统时，把魏格纳的探索精神和他对地质学的伟大贡献贯穿在大陆漂移的讲解中，激发学生的兴趣和对科学的执着追求精神；又如在学习侵蚀作用曲流河的形成时，告诉学生每个人的人生就像弯曲的河流，曲折是常态，教育学生正确面对生活中的挫折和失败，永不气馁。
6.根据内容采用灵活多样的授课方式。《地球科学概论》内容多、课时少，各章节之间逻辑关系较弱，授课方式必须根据内容进行调整，采用灵活多样的授课方式，才能收到良好的教学效果。如在讲授如何记忆地质年代表时，把地质年代表用通俗联想的语言串起来，如寒冷的冬季（寒武纪）、冷的缩成圈（奥陶纪）、被志留（志留纪）人家就起、主人端出泥盆（泥盆纪）、加上石炭（石炭纪）、叠了一层（二叠纪）又叠一层（三叠纪）、烤了猪猡（侏罗纪）、又烤白面馒头（白垩纪）、吃饱喝足后如沐春风（第三纪）、重获新生（第四纪），这样的记忆方法学生在课堂上就能完成。
二、理论联系实际，加强实践性教学环节
《地球科学概论》的实践环节包括两部分：一是室内实验课，二是野外教学实习。
1.上好室内实验课。结合《地球科学概论》课程的授课环节，统筹安排室内实验课，实验课内容须与讲课内容相衔接、紧扣，这样安排可以起到理论联系实际的作用，使学生加深理论知识的巩固。同时，可使学生学习不枯燥，如上“矿物”实验课是在上完地壳的物质组成课后马上进行矿物、岩石的标本观察、描述。还可以安排学生参观学院的地质标本陈列室，对于陈列室里上千种丰富多彩的矿物和岩石标本，重点介绍一些学生非常感兴趣的标本，比如玛瑙、水晶等的成因和产地，从而激发学生的求知欲望和好奇心。
2.加强野外教学实习。《地球科学概论》有一周的野外认识实习，这次实习是学生接触的及时次地质实践活动，主要任务是通过实地考察地质和地貌特点，使学生对地质作用的产生原因、形成过程、基本特点及其一般规律有一个感性的认识，初步掌握地学的基本研究方法，引领学生入门地质学行业，还有一个重要的目的是让学生认识到地学在国民经济建设中的重要地位，激发学生的学习积极性，而且还能增强学生的自豪感、责任感和主人翁意识。地质实习是非常艰苦的，如果学生在及时次实习中只有艰辛的体验，往往会产生畏难情绪，打击学生学地学的热情，因此实习地的选择非常重要，尽可能选择地质现象丰富的路线，还要考虑选择景色秀美的地方作为《地球科学概论》认识实习地点，让初次接触地学的大学新生学会用专业的眼光欣赏大自然的美景，冲淡实习的艰辛，提高实习的兴趣。我们一般把《地球科学概论》实习地点安排在包头市昆都仑水库，在具有丰富的地质现象的风景区进行实习。在实习过程中，教师首先对实习地的风土人情、历史地理进行提前备课，把地质现象与人文、风俗、经济发展联系起来介绍。这些都会增强学生对大自然的兴趣，从而也增强其对地学的兴趣。
总之，地质工作在国民经济建设中是一项艰巨而超前的任务，我们在培养地质人才过程中的及时步就是要正确引导刚刚入学的新生对地学的兴趣，因为兴趣关系到培养人才的成败。培养学习兴趣的方法很多，但是只有把个人的兴趣同祖国的需要联系在一起，树立强烈的责任感、事业心和主人翁意识，这样的兴趣才能持久，才有巨大的生命力。
地球科学论文:地球科学发展史与研究方向探讨
摘要:论文通过对地球科学发展历史的回顾，阐述了地球科学中的全球变化科学、城市环境、工程地质等现阶段研究状况，并对其未来的研究方向进行了探讨，以便探求人类的应对策略。
关键词：地球科学，全球变化科学，城市环境，工程地质
引言：
地球科学的起源是从人们对地球上各种表象的直觉感悟和描述开始的，那是一种博物性的自然界的认识和逐步的分类。今天的人类社会，无奈地面临着人口、资源、环境和灾害的巨大压力，社会的可持续发展需要地球科学历史地承担起勘探巨型矿区和油气区，揭示大气与大洋大幅度升降和全球性生态环境巨变的规律性，深究巨大自然灾害的可预测性，进而探求人类应对的策略。
1 全球变化的科学进展
1.1 全球科学的新认识
全球变化科学(Global change science)是20世纪80年代开始的一个新兴科学领域。它的科学目标是描述和理解人类赖以生存的地球环境系统的运转机制以及它的变化规律和人类活动对地球环境系统的影响，从而提高对未来环境变化及对人类社会发展影响的预测和评估能力。
1.2 研究方向的变化
（1）以认识地球系统基本规律的纯基础研究为主，扩展到与人类社会可持续发展密切相关的一系列生存环境实际问题的研究，全球变化的区域相应的研究成为重点研究领域之一。
（2）从研究人类活动对环境变化的影响，扩展到研究人类如何适应全球环境的变化。
（3）在更高层次上进行地球系统的综合集成研究。
1.3 二十一世纪全球变化科学的发展战略
（1）在21世纪，人类通过空间遥感监测系统、地面观测系统和信息系统组成地球环境监测体系，实现对地球环境长期、立体、动态和高分辨的监测，为认识地球环境的整体行为，预测其未来的变化提供信息来源和观测依据。同时还在酝酿成立全球古气候观测系统(GPOS)，建立古气候系统资料。此外，通过飞速发展的计算机和信息技术的支持，可以实施对海量的地球环境信息的传输、 储存和处理。
（2）发展包括大气、海洋、陆地和生物圈，合理地描写物理、化学和生物过程及它们之间的相互作用的地球系统数学模型，建立起客观和定量地研究地球环境变化机理和预测的工具。
2 二十一世纪矿业发展势态
21世纪的矿业发展模式不应再依靠过量的耗散资源，损害生态环境发展经济。其发展势态的主要目标为：供给需求要保持平衡；管理与保护措施要有效；政策与法规要健全；环境与经济发展要协调。
采取的主要战略是：开放性的资源供给；节约型的资源消耗；集约与科技推动型的资源开发；协调性的矿产资源发展。
依靠的主要措施是：大力依靠科学技术创新，提高职能和深化认识；按各国家(地区)矿产资源的具体情况，周密地安排矿产资源调查评价、勘察与开发；加强政策的宏观调控，建立矿产资源调查评价、勘察和开发的区域管理；实行统筹规划和统一管理，强化开发过程中的监督和有效利用；强调节约资源和生态环境保护；加大矿业技术开发的科研投入，强调矿业开发环境保护；开展全球矿产资源成矿研究，有计划地开拓和利用国内外两种矿产资源，两个市场，有目的地进行国外资源调查，实行资源互补；发挥国家优势矿产出口，调整矿产品进口战略；从产业优化改变消费方式，提高单位矿产资源产业效益，保障社会消费和生产体系长期稳定。
3 大地测量学近20年来发展的特点和趋势
传统的大地测量学大体可分为3个方面的内容: 及时，确定地球形状和大小，确定点的位置，测定地表、冰面、海面的起伏；第二，求定地球重力场；第三，测定地球自转（章动、极移和周日长）。
在过去的20 年中，空间大地测量学有了飞跃的发展，使上述三个方面注入了新的内容，如大地测量已经有能力测定全球的板块运动、冰原和冰川的流动、洋流和海平面的变化，可以测定大气和海洋角动量的变化与地球自转的关系。所有这些以10- 9相对精度测量的空间大地测量成果，使得时间已作为大地测量学中的第四个坐标（第四维），这是大地测量学近 20 年来发展的及时个特点。大地测量学近 20 年来发展的第二个特点是学术领域的扩大以及与其他学科的融合。例如，过去传统的看法是，大气折射对所有大地测量中的电磁波都是一种误差源，是一种自然的制约因素，而当今大地测量却要利用卫星和地面站之间或卫星和卫星之间的电磁波定位测量技术，对大气中的电离层和对流层进行连续密集的测量。大地测量采用现代的求逆技术，已经可以实时提供大气最主要物理性质的三维综合影像，这对天气预报和研究，电离层预报和研究都有一定作用。
4 城市环境研究之发展方向
4.1 我国城市环境地质亟待解决的问题
水工环基础研究不能适应经济建设和城市化发展的需要；部分地区地下水资源对社会经济发展程度提出了更高的要求；地质灾害频繁发生；城市水资源与环境地质问题。
4.2 城市环境地质问题研究的发展
近年来，可用于城市环境地质问题研究的高科技手段和计算机系统程序发展较快，主要有：（1）遥感技术、应用于水文地质普查、灾害地质、生态环境等地质信息的分析研究；（2）地理信息系统（GIS），应用于城市环境地质资料的数字化处理、地质数据库的建立，多种综合地质信息的综合分析和辅助决策等工作；（3）地理信息系统的三维空间可视化研究，应用于城市地质条件分析，服务于城市环境地质管理和政府决策。
4.3 可视化在城市地质研究中的作用
可视化是一种新的地质信息交流手段； 地质信息的可视化是进一步实现地质信息的GIS 管理分析的重要基础；地质信息可视化技术可作为科学发现的手段。
4.4 三维可视化研究技术在城市环境地质研究中的应用
三维可视化城市环境地质图件，其主要研究方向就是对区域地质条件进行脆弱性地质评价，地下水资源脆弱性的评价需要详细的水文地质和现场调查研究，评价的主要内容包括: 地下水脆弱性的三位分区、非饱和带的补给、土壤性质、厚度、渗透性和稀释能力，以及含水层解释能力的评价。
5 工程地质回顾与展望
5.1 50 年来我国工程地质的主要成就
岩体结构控制和工程地质力学理论的确立；典型人类工程活动与地质环境相互作用的研究；三峡工程区域稳定性和边坡稳定性研究；两类环境、两类悬河问题与优势面理论研究； 地质工程与地质灾害治理；非线性工程地质分析体系；时效变形理论和地质过程机制分析和量化评价体系；岩土工程丛书的出版。
5.2 发展方向与前景
环境工程地质或环境岩土工程问题和地质灾害研究的核心是预测预报和地质工程治理。新世纪伊始， 我国工程地质在进入新的发展阶段后又面临西部大开发，中部经济结构调整和东部高科技化的大好发展机遇。
6 讨论
中国科学院院士於崇文教授认为自然科学的研究程度由浅入深可以分为以下四个层次: 及时，将观察所得的经验事实进行总结；第二，将基本现象进行归纳和演绎，并形成唯象理论( phenomenology ) ；第三，上升到具有普适性( universality )和( comprehensiveness) 包容性的基础理论和方法论；第四，抽象为数学的形式体系( formalism)和哲学思维。
审视目前国内外的地学研究大多是在第二层次上。许多研究成果在观察的经验事实方面较前人工作可能有所补充或更新，然而在基础理论和方法论上缺乏创新，大体在同一水平上重复，本质上还是徘徊于必然王国之中，因此无论是国际还是国内地学界所面临的迫切任务都是要努力将地学的研究水平从第二层次提升到第三、四层次，实现从必然王国到自由王国的飞跃。
地球科学论文:地球重力场的意义及其在地球科学中的作用
确定精细地球重力场在地球科学中具有重要意义。地球重力场结构由地球物质分布结构所决定，重力场信息反映地球内部密度分布信息。重力异常，即实际重力场与处于流体静力平衡理想地球体的正常重力场之差，揭示地球内部物质分布的非平衡状态，对应地球内部的密度异常，是地球内部动力学过程的动因。测定重力异常是目前探索地球内部结构的三种手段（包括地震波传播分析以及地磁场测定）之一，重力场提供了反映地球内部构造的“一面镜子”。通过重力异常可反演密度异常，但这一反演问题不确定；目前地震波层析成像可提供地震波速度异常的三维图像，但直接由波速异常转换为密度异常还很困难。联合重力异常和三维地震层析成像，结合地球表面的形变和位移信息（由大地测量获得）以及对地幔物质物理化学性质的实验研究，加之地壳及岩石圈的磁异常信息，可以加深对地球内部密度异常结构及其动力过程的了解和认识。
确定高精度大地水准面对研究海洋动力环境和海洋地球物理问题具有重要意义。大地水准面是地球重力场中代表地球形状的一个特定重力等位面，仅由地球物质引力和自转离心力决定，不受外力干扰且最接近静止海洋表面，是描述包括海洋在内的地球表面地形起伏和地球形状的理想参考面。目前利用卫星雷达测高技术可精密测定平均海面，由于受各种非保守力的作用，使海水处于运动状态，平均海面并非重力等位面，其相对于大地水准面的起伏为稳态海面地形，决定全球大洋环流，产生海水热能的传递和物质的迁运，与大气互相作用影响全球气候变化，厄尔尼诺和拉尼娜现象就是其中一种灾害性气候变化，这两种现象都会引起平均海面高的异常变化。海洋大地水准面也是反映海底地形起伏及海底大地构造的物理面，洋中脊、海沟、海山和海底断裂带都可经过频谱分析从海洋大地水准面起伏图像中进行识别，为海洋地球物理研究和矿产资源勘探提供基础信息。
确定具有cm级精度大地水准面将是大地测量学发展新的里程碑。大地水准面是大地测量的一个基本参考面，即正高（海拔高）的起算面，它的精密确定需要有高精度高分辨的全球重力数据。目前大地水准面的精度在中、长波段大致还处于m级或dm级水平，而中、长波在地球重力场谱结构中占优，大于95%。提高中、长波分量的度是进一步精化地球重力场和大地水准面的关键，新的卫星重力探测计划是解决这一问题的最有效途径，可以低成本高效率地提供高精度的分辨率为50～100 km全球分布的重力数据。如果实现cm级精度大地水准面，就可将由GPS测定的椭球高（大地高）直接转换为正高，并达到cm级精度，在实用上可替代相应精度要求的繁重的水准测量，这将是大地测量学解决正高或正常高测定难点的重大进展。地面点正高数据是社会经济发展和地球科学研究需要的基础信息。由于各个国家目前都是采用各自由特定验潮站所确定的平均海面作为本国的高程起算面，并非大地水准面，由于海面地形的存在，各国高程基准不统一，相差可达23 m。统一全球高程基准也是大地测量跨世纪的目标和任务之一，以适应未来经济发展全球化和构造数字地球实现信息共享的发展趋势。
李建成，长江学者特聘教授，武汉大学测绘学院院长、博士生导师，2011年12月当选为中国工程院院士。李建成教授长期致力于地球重力场理论及其工程应用领域的教学、科研和人才培养工作，特别在精密高程基准面建立与维持、高程测定模式现代化、全球重力场建模、卫星重力、海洋卫星测高等领域做出了突出贡献。主持和参加国家杰出青年基金、国家自然基金重点项目、国家973、国家863计划项目等部级及省部级科研和工程项目100余项；获国家科学技术进步二等奖3项、省部级科技进步一等奖7项；120余篇、著作4部；荣获光华科技工程奖、中国青年科技奖、国家测绘局科技领军人才、加拿大卡尔加里大学“国际杰出科学家”等多项国内外荣誉称号。
地球科学论文:探索地球科学用资源与信息贯穿科学生命
信息科学，不仅包括日常应用的电信、IT技术等广为认知的领域，还包括地球信息科学、资源环境信息科学、信息科学应用等更为宏观的领域。作为专门从事信息科学应用研究的中国院士，孙九林院士是成就突出的学术带头人之一，部级有突出贡献的著名专家。
拥有不同学术背景的专家
1937年在上海出生的孙九林院士原籍江苏省盐城县，1964年毕业于西安交通大学。今天在信息科学技术于农业与资源环境中的应用研究领域做出重大贡献的孙院士，却不是学习相关专业出身的，他在大学时期学习的是电力系统专业。
回首这段往事，孙院士笑谈自己在学术生涯中跨越的学科太多了，因此是不专不深的科学家。最初是在大学的电机工程系学习发电厂电力网及电力系统专业，毕业后主要的工作责任是为国家摸清、研究整体的资源环境问题，为国家的经济建设提供科学依据，当时在单位的动能研究室，主要从事水电资源的开发和农村能源研究工作。
十年浩劫当中，孙九林调动了工作，为适应当时的工作需要，曾专门自学过计算机科学，后来随着信息科学技术的发展，就转向地球信息科学领域的研究工作。
虽然专业几经变换，孙九林却始终保持了对科学的浓厚兴趣，因为出色的基础和旺盛的钻研精神，他在每一个专业领域都做得出色，特别是对于能源资源的开发，和地球信息科学的研究与应用，既符合了国家经济建设的需要，也在专业方面取得了重要成果。
钻研地球科学的学者
作为我国地球信息科学与农业信息科学、资源环境信息工程领域的学术带头人之一，孙九林长期从事地理信息系统、遥感技术、全球定位系统等信息科学技术在农业与资源环境中的应用研究，曾亲自主持并完成多项部级攻关项目，解决了一系列关键的技术难题，取得过15项重大科研成果，其中有11项获得了省部级以上的18种奖励，并且出版专著13部，具有科研价值的专业性论文100余篇，将信息科学技术在农业与资源环境中的实际应用推向了一个全新阶段。
早在上世纪90年代，孙九林就主持建成了国内及时个突破了多项关键技术的多品种大面积遥感估产实用系统，并且完成了面向应用的中国农业资源信息系统和青藏高原科学数据库，提出了资源环境虚拟环境的初步框架等论点，在推广实用方面做出了突出贡献。
孙九林主要研究的地球信息科学是一门地球科学与现代信息科学交叉、综合集成的新兴科学，涵盖了多种学科领域，应用范围也非常广泛。由于地球信息技术将信息技术领域内的多门分支学科和技术都融汇进了地球科学当中，所以这一门科学在实用方面也非常具有价值，在人口、资源、环境等领域的研究工作中均能起到非常重要的作用。
孙九林对地球信息科学的发展和应用持十分乐观的态度。他举例来说，我们国家如今提出的土地保护策略，要监测土地的动态应用是否平衡、耕地保护的成效如何，或者跟踪监测沙尘暴等，就可以应用遥感技术、地面信息系统技术及分析方法实时监测和上报。在检测气体环境污染、天气变化等方面也能够运用地球信息技术进行跟踪监测。
因为拥有用科学、先进的研究方法获得的数据作为支持，孙院士组织了一批有名的专家编著了《地球系统研究与科学数据》专著，将地球系统科学中的主要科学问题和科学数据资源有机结合起来，详尽阐述了气候、大气、陆地、海洋及生态等方面的地球系统研究和科学监测、分析的成果，整合了全球变化对人类社会产生的影响、地球系统研究的主要科学目标和研究方向等重大问题，对于推动我国地球系统科学研究和科学数据资源建设、科学数据共享诸多方面均有着意义深远的影响。
因为长期站在科学开拓者的位置，孙九林院士不局限在自己专业领域内的科学研究，而且目光放得长远，提出地球信息科学与技术可以在地球系统中的地质、地球物理、大气、气象、陆地表层、海洋等多种学科门类中广泛应用，其中的虚拟技术还可以用在人体本身的健康医疗方面，学科的发展前景十分广泛。
对此，孙院士提出地球信息科学的研究必须标准化、理论化、工程化，努力做到跟国际接轨，并且要做到信息集成化。为此他对年轻一辈的研究人员表达了殷切希望，呼吁年轻人要做一专多能的复合型人才，既能够在各自的专业学科领域里做深入透彻的研究，又能够有横向拓展的学术能力。
主持国家重点工程研究
孙九林除在地球信息科学领域的攻关项目外，还参与了精准农业信息科学开发的工作，著有《信息化农业总论》一书，系统阐述了信息化农业的理论方法和应用技术及相关工程，为我国农业生产的信息化做出了不可替代的贡献。
最早追溯至上世纪80年代，孙九林就曾经主持过西南、洛阳、黄土高原及全国国土资源信息系统的攻关，完成全国资源综合决策开发信息系统、中国农业资源信息系统等多项部级重大项目，率先在国内建成多层次适合国土规划和宏观管理的信息系统，由国家计委推广在全国使用，取得了显著成效。
孙九林院士是国家著名的“国土资源及农业信息”工程研究与学科应用的带头人，曾经为创立“国土资源及农业信息”工程科学、为国家建设作出突出的贡献。“九五”期间他曾主持面向应用的国家农业信息系统建设和推广，同时从宏观的角度出发，以实际应用为基本立足点，开拓了农学和地学当中的信息技术应用发展新阶段。
农业是国民经济发展的基础，具体到土地的类型，是耕地还是林地，土壤的结构状态和肥力、特点，当地的保护状况、气候条件等，都事关着农业生产，是制约农业发展的重要因素。将信息化监控和管理、技术发展引入农业，发展低碳农业，是符合国家需要的，也是促进农业经济发展的重要条件，孙九林深明这一道理，几十年来始终坚持不懈在农业信息工程工作上的研究和技术推广，关心我国国土资源大局、关心农业发展，对我国的国土和能源结构、农业结构模式深入了解，从整体入手，将地球信息科学的理念与农业发展的实际有机结合，在国家的重点工程建设方面取得了非常好的效果。
因为在地球信息科学与农业信息科学方面的突出成就，长期从事信息技术在国土资源、能源与农业发展中的应用研究与推广，孙九林院士被评为部级有突出贡献的专家。
地球科学论文:环境科学专业“地球科学导论”课程创新实践教学体系的构建
［摘要］环境科学专业“地球科学导论”课程针对该专业的特点和对课程的教学要求，结合新生入学和高校实验室的实际，通过对课程内容的把握和学生特点的深入分析，确定了授课的原则目前，我国140多所高校已建立了超过200余个环境科学本科专业，专业教学计划日臻完善，课堂教学内容逐渐向科学化、合理化迈进。[1] [2]
海南大学“地球科学导论”作为环境科学专业的基础课，安排于大一的及时个学期讲授，3个学分，共68学时，其中理论讲授56学时（第7－21周），实践教学12学时（第10－13周）。按照教育教学改革的要求，根据学校和教研组的实际情况，在深入分析课程特点和学生背景的基础上，结合以往的授课情况，借鉴国内外著名院校的先进经验，对实践教学环节的安排与设计等进行了多次讨论、修改和补充，形成了一整套行之有效的创新实践教学模式。
一、课程特点和受众情况分析
“地球科学导论”有着鲜明的特点：一方面，内容极为丰富，涉及领域众多，天文、地理、生物几乎无所不包，充分适应了当今以地球为研究对象的各学科间的相互渗透、相互促进的发展趋势。[3]但同时，又存在过多的理论，特别是一些较为艰深的假说、学说等，对抽象思维要求较高，加深了理解的难度。
本门课程的教授对象是环境科学本科专业的大一新生，按照教学计划，在入学之初，军训刚一结束就开始授课。一方面，作为刚进入大学校门的新生，受多年应试教育的影响，缺乏相关地理、气象学基础，接受相关理论有一定难度。另一方面，作为“90后”的年轻人，对于高新技术、社会热点有着本能的兴趣，而对于过多的概念、理论，易产生抵触情绪，同时，又缺乏必要的地球科学实验技能，这些都是实践教学体系中应特别注意的问题。
二、实践教学原则
根据“地球科学导论”的课程特点和受众对象的具体情况，我们确定了实践教学的以下授课原则：及时是系统性原则，通过实践教学，特别是实习课程的精心设计，将各学科、各章节的知识有机地组成一个整体，并注意在逻辑结构和知识基础上的前后衔接，严格强调系统性和逻辑性；第二是实践性原则，强调与实践的关联性，安排一些与时代脉搏共通的内容，诸如社会主义新农村建设、可再生能源等社会舆论关注的焦点，让学生感觉到“地球科学导论”并非只是一些晦涩难懂的理论，而与自己的日常生活息息相关，并启迪学生将相关知识应用到日常生活中；第三是先进性原则，将基础知识与当前国内外学术热点、学术前沿紧密联系在一起，并融科学性、趣味性于一体，以激励学生的热情和科学探索精神；第四是可操作性原则，由于学生缺乏深厚的地球科学背景和实验技能，故在安排实验时，尽可能利用一些常用、简易的地球科学仪器和设备，让学生从基础的实验技能入手，培养勤于动手、积极思考、严谨求实的科研作风。
三、创新实践教学体系的构建
（一）课程实习设计
实习教学环节在环境科学课程教学体系中有着重要而独特的作用。[4]根据大一新生入校不久，对环境科学专业的认识还比较模糊，同时处于从高中－大学学习生活的过渡期，面对丰富而紧张的大学生活无所适从的现状，结合“地球科学导论”的理论教学内容，将课程实习定位为环境科学专业进行的初次系统的认识性实习，即“综合环境实习”，其意义在于使大一新生结合所学课程内容，有一次接触环境、认识环境问题的机会，除增加对本课程的理解，激发专业热情外，还可为后续的专业课和高年级的生产实习奠定基础。[5]
1. “热带典型生态工程的原理与实践”――美万生态村考察
目的是使学生亲身体验在课堂上所学的地球科学导论（生态工程部分）的基本理论、方法和技术在我国新农村建设中的具体应用，进一步理解和掌握相关理论，同时也有助于开阔学生的视野，培养其对专业的兴趣，激发其创新思维。主要内容是由教师及当地技术人员实地讲解，并与参观海南典型文明生态村相结合。本次实践教学要求学生了解农林生态工程的基本原理、方法和技术，深入理解“山顶种树，山腰种胶，平地种果，水面养鸭，水底养鱼”等模式的环境生态学原理；对常用生态农业技术，如沼气、太阳能利用等有初步的了解，并对海南生态文明村的进一步建设提出建议。
2. “热带典型生态系统的结构与功能”――野外实习考察
实习路线是由海南大学苗圃－果园－植物园－热带牧草种植资源圃－国家热带农业高新科技园区，通过步行，沿途可仔细观察农田、森林、草地等各类典型生态系统的结构和功能，并可实地讲解溪流、集水区、湖泊等地球科学的相关概念。通过本次实习，学生对理论知识有了一个直观的认识，加深了理解，效果良好。
（二）实验课程设计
考虑到地球科学导论的课程进度和大一新生的实际情况，实验教学环节分为两个方面：其一是代表学科前沿且操作简便的先进地球科学仪器的原理和操作，以“卫星定位系统（GPS）的原理与应用”为例。其二是注重对经典环境生态仪器的运用，以及基本实验设计、动手能力和初步的统计分析技能的培养，这部分以“不同生态系统不同深度土壤含水率的测定（铝盒法）”为例。
1. “卫星定位系统（GPS）的原理与应用”――现代设备的使用
通过课堂理论讲解、图片展示和资料片播放，使学生了解卫星定位系统（GPS）的原理、系统组成、应用领域、使用精度、局限条件以及在环境科学中的应用。同时，通过操作示范和野外实践，要求学生熟练掌握GPS的基本操作技巧。在实验中分别选择与学生日常学习生活密切相关的实验楼、课室、宿舍、食堂、植物园、云月湖，测定其地理坐标，描绘运动轨迹，并分别选择林内、空地、大楼前进行GPS测定，比较其地理坐标以及信号强弱。在本实验中除在理论层面GPS的一般知识外，还着重介绍了近期的发展动态：我国北极星系统的研制和进展及其背景，让学生在社会、经济、国防层面更为广阔的背景下对学科的发展和应用加深理解。
2. “生态系统不同深度土壤含水率的测定（铝盒法）” ――经典仪器的应用
通过课堂理论讲解、实验室操作示范，使学生了解土壤含水率的概念、用途，掌握土壤含水率的测定方法，掌握土壤取样的技巧以及烘箱、天平的使用方法，培养初步的科研能力、实验操作能力和严谨的科研精神。主要仪器包括烘箱、铝盒、天平等常用地球科学仪器设备。 要求学生掌握土壤含水率的定义和意义，说明土壤含水率的测定方法有哪些，并简述其优缺点，分别测定不同生态系统（农田、草坪、橡胶林）、不同深度（0-5cm; 10-15cm; 20-40cm）以及不同坡位（上坡、下坡、中坡）土壤的含水率，要求学生分析生态系统不同层次、不同坡位土壤含水率的差别，说明其原因。同时，根据测定的情况，说明土壤含水率的测定过程中应该注意的问题。在实验讲评过程中，教师综合各小组的研究结果，作出图表进行分析，就学生自己的实验作为案例，生动形象地说明实验设计的基本方法和技巧，取得了较为满意的教学效果。
四、结语
当前关于实践教学的研究，往往着重于整个专业实践教学体系或毕业实习等单一实践环节，而对某一具体课程的实践教学体系则缺乏深入的研究。我们在“地球科学导论”的实践教学中，力图把握课程特点，深入分析学生知识背景、心理状况等特点，因地制宜，有针对性地安排了综合环境实习和实验课，各环节之间目的明确，紧密衔接，形成了一个有机的创新实践教学体系，并在具体应用中收到了良好的效果。教育教学改革是个系统的工程，这里仅仅是一个探索，希望能对相关学科、相近课程提供一个参考，以起到抛砖引玉的作用。
地球科学论文:浅谈GIS技术在地球科学中的应用
摘要：地理信息系统是指带各种地理信息以及它们的载体包括文字、数据、图像等，进行输入、存贮、检索运算、分析、输出等的技术系统。本文介绍了地理信息系统（GIS）的组成、功能、特点，概述了其在地球科学中的几个主要应用领域。
关键词：GIS 地球科学
1、GIS简介
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是20世纪60年展起来的一门融计算机技术、测绘、地理、信息管理一身的综合和集成的信息技术。它以地理空间数据库为基础，在计算机系统的支持下，对空间相关数据进行采集、操作、分析、管理、显示，是与人类的生存与发展密切关联的一门信息科学与通用技术。地球科学是以地球系统（包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间）的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科，包括地球物理学、大气科学、水文学、自然地理学、环境科学等分类。自GIS发展以来，就与地球科学建立了深厚的联系，应用的潜力也越来越大。目前，GIS已经在地形图与专题制图、土地利用与规划、环境保护与治理、环境监测、灾害监测和防治、生物资源保护与利用等诸多领域得到了初步的应用。
一个完整的地理信息系统由4个部分构成：（1）硬件系统，计算机与一些外部设备及网络设备的连接构成GIS的硬件环境，硬件主要包括计算机、打印机、绘图仪、数字化仪、扫描仪等；（2）软件系统，支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机系统。按照功能分为GIS专业软件、数据库软件、系统软件；（3）地理空间数据，主要是指以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文经济景观的数据，是系统分析与处理的对象，构成系统的应用基础；（4）管理操作人员。人是地理信息系统中重要构成因素，GIS是一个动态的地理模型，仅仅有系统软件、硬件和数据尚不能构成完整的地理信息系统，使用过程中还需要人进行组织、管理、维护和完善系统。
2、GIS在地球科学中的应用
随着地球科学研究工作的渐渐深入，研究的难度不断增加，过去单一的研究方法已难见成效。近年来计算机技术的进步特别是GIS技术的发展，地学专家把各种相关的空间或非空间信息利用GIS进行管理，进行各种综合分析研究，GIS在地球科学各个领域逐渐广泛应用。GIS在地球科学及相临学科的应用主要有如下几个主要领域：
土地管理方面：GIS产生和发展首先在土地管理中得到应用，这是因为从古至今土地的管理和利用一直是人们重视的内容。早期的GIS大部分是处理与土地有关的信息，土地可以说是GIS最古老、最广泛的应用领域之一。目前，GIS在地籍调查和管理、土地利用规划、土地利用现状调查与管理、土地资源评价、土地承载力计算和分析、土地类型划分、土地信息查询、土地潜力分析、土地利用预测与决策分析等方面发挥着越来越重要的作用。
自然资源管理方面：包括自然资源的分布状况、自然资源数量统计、自然资源查询、资源评价、资源合理开发利用、资源动态监测等。我国自然资源十分丰富，传统的管理技术无论是从效率上还是应用上都不能跟上时代的步伐。将GIS技术应用于这一领域，不但减少了人力、物理、财力，关键是进行管理的效率大大提高了。
水文地质方面：包括地貌的发生、发展和演变规律、地下岩石和地下水分布规律、水域分布和分析、洪水预测及防护等。从现有的资料来看，GIS在地下水的应用比较广泛，包括地下水规划和管理、地下水水质监测、含水层的识别、水源保护、编制水文地质图等方面。
林业和农业方面：包括林地使用状况、植被分布特征、森林资源清查、分析与评价，以及农作物结构优化和合理布局、农作物估产、决定投资方向和规模，找出投入产出比。在林业生产管理的基础上融入GIS技术，使林业形成一套综合的林业生产管理的信息管理系统，节省了林业管理经费，提高了管理效率。作为农业生产管理的工具，主要是建立各种模型和拟定各种方案，直接用于农业生产。
环境保护方面：包括环境质量专题制图、环境质量现状分析、环境质量预测分析、环境质量动态模拟等。通过对遥感图像的分析，能对过去历史过程进行近似的再现与模拟，并对未来的生态环境演变进行模拟和演示，对预警生态环境灾难的发生具有非常现实的意义。GIS与GPS相结合起来还可以进行生态环境参数的定量、定性分析及预测生态环境的动态变化。
水利和水资源管理方面：包括基本建设规划、测量、土方挖填、坡度和坡向分析、坝址设计、库容分析、洪水淹没分析、小流域治理等。水利部曾提出了“以信息化带动水利现代化”，说明GIS在水利方面中有着广泛的应用，GIS在水利现代化中起着并将继续起到至关重要的作用。在防洪减灾方面，各流域或省、自治区、直辖市的防汛决策支持系统或防汛信息管理系统都以GIS为平台，广泛应用于空间数据管理，包括查询、检索、更新和维护。
地质灾害方面：人类经济活动的不断加剧，对资源的过度开发和对自然环境的破坏，致使各种地质灾害频发。因此，地质灾害的防治是一个长期而艰巨的任务。运用GIS技术，对各种因素进行统计分析，信息叠加，研究地质灾害类型、分布规律、灾害级别和灾害损失、建立地质灾害数据库等。
此外，GIS技术还被应用于海洋、气象、石油、教育、航空运输、物业管理等许多领域。现在，地理信息系统已成为科学管理、科学规划、科学预测和科学决策等的重要工具。
3、结语
我们处在信息时代，计算机的出现使得信息获取更加，加速了信息的快速传递和。GIS是高效灵活的技术系统，它强大的数据管理、分析能力为地球科学各领域的研究提供了有力技术保障。我国虽然在在GIS的研究和开发上已取得了一些成就，但与国外相比还有较大的差距，今后应着力加大开发力度，向“3S”一体化方向发展，实现信息实时动态采集、处理、分析。
地球科学论文:探索地球科学 用资源与信息贯穿科学生命
信息科学，不仅包括日常应用的电信、IT技术等广为认知的领域，还包括地球信息科学、资源环境信息科学、信息科学应用等更为宏观的领域。作为专门从事信息科学应用研究的中国院士，孙九林院士是成就突出的学术带头人之一，部级有突出贡献的著名专家。
拥有不同学术背景的专家
1937年在上海出生的孙九林院士原籍江苏省盐城县，1964年毕业于西安交通大学。今天在信息科学技术于农业与资源环境中的应用研究领域做出重大贡献的孙院士，却不是学习相关专业出身的，他在大学时期学习的是电力系统专业。
回首这段往事，孙院士笑谈自己在学术生涯中跨越的学科太多了，因此是不专不深的科学家。最初是在大学的电机工程系学习发电厂电力网及电力系统专业，毕业后主要的工作责任是为国家摸清、研究整体的资源环境问题，为国家的经济建设提供科学依据，当时在单位的动能研究室，主要从事水电资源的开发和农村能源研究工作。
十年浩劫当中，孙九林调动了工作，为适应当时的工作需要，曾专门自学过计算机科学，后来随着信息科学技术的发展，就转向地球信息科学领域的研究工作。
虽然专业几经变换，孙九林却始终保持了对科学的浓厚兴趣，因为出色的基础和旺盛的钻研精神，他在每一个专业领域都做得出色，特别是对于能源资源的开发，和地球信息科学的研究与应用，既符合了国家经济建设的需要，也在专业方面取得了重要成果。
钻研地球科学的学者
作为我国地球信息科学与农业信息科学、资源环境信息工程领域的学术带头人之一，孙九林长期从事地理信息系统、遥感技术、全球定位系统等信息科学技术在农业与资源环境中的应用研究，曾亲自主持并完成多项部级攻关项目，解决了一系列关键的技术难题，取得过15项重大科研成果，其中有11项获得了省部级以上的18种奖励，并且出版专著13部，具有科研价值的专业性论文100余篇，将信息科学技术在农业与资源环境中的实际应用推向了一个全新阶段。
早在上世纪90年代，孙九林就主持建成了国内及时个突破了多项关键技术的多品种大面积遥感估产实用系统，并且完成了面向应用的中国农业资源信息系统和青藏高原科学数据库，提出了资源环境虚拟环境的初步框架等论点，在推广实用方面做出了突出贡献。
孙九林主要研究的地球信息科学是一门地球科学与现代信息科学交叉、综合集成的新兴科学，涵盖了多种学科领域，应用范围也非常广泛。由于地球信息技术将信息技术领域内的多门分支学科和技术都融汇进了地球科学当中，所以这一门科学在实用方面也非常具有价值，在人口、资源、环境等领域的研究工作中均能起到非常重要的作用。
孙九林对地球信息科学的发展和应用持十分乐观的态度。他举例来说，我们国家如今提出的土地保护策略，要监测土地的动态应用是否平衡、耕地保护的成效如何，或者跟踪监测沙尘暴等，就可以应用遥感技术、地面信息系统技术及分析方法实时监测和上报。在检测气体环境污染、天气变化等方面也能够运用地球信息技术进行跟踪监测。
因为拥有用科学、先进的研究方法获得的数据作为支持，孙院士组织了一批有名的专家编著了《地球系统研究与科学数据》专著，将地球系统科学中的主要科学问题和科学数据资源有机结合起来，详尽阐述了气候、大气、陆地、海洋及生态等方面的地球系统研究和科学监测、分析的成果，整合了全球变化对人类社会产生的影响、地球系统研究的主要科学目标和研究方向等重大问题，对于推动我国地球系统科学研究和科学数据资源建设、科学数据共享诸多方面均有着意义深远的影响。
因为长期站在科学开拓者的位置，孙九林院士不局限在自己专业领域内的科学研究，而且目光放得长远，提出地球信息科学与技术可以在地球系统中的地质、地球物理、大气、气象、陆地表层、海洋等多种学科门类中广泛应用，其中的虚拟技术还可以用在人体本身的健康医疗方面，学科的发展前景十分广泛。
对此，孙院士提出地球信息科学的研究必须标准化、理论化、工程化，努力做到跟国际接轨，并且要做到信息集成化。为此他对年轻一辈的研究人员表达了殷切希望，呼吁年轻人要做一专多能的复合型人才，既能够在各自的专业学科领域里做深入透彻的研究，又能够有横向拓展的学术能力。
主持国家重点工程研究
孙九林除在地球信息科学领域的攻关项目外，还参与了精准农业信息科学开发的工作，著有《信息化农业总论》一书，系统阐述了信息化农业的理论方法和应用技术及相关工程，为我国农业生产的信息化做出了不可替代的贡献。
最早追溯至上世纪80年代，孙九林就曾经主持过西南、洛阳、黄土高原及全国国土资源信息系统的攻关，完成全国资源综合决策开发信息系统、中国农业资源信息系统等多项部级重大项目，率先在国内建成多层次适合国土规划和宏观管理的信息系统，由国家计委推广在全国使用，取得了显著成效。
孙九林院士是国家著名的“国土资源及农业信息”工程研究与学科应用的带头人，曾经为创立“国土资源及农业信息”工程科学、为国家建设作出突出的贡献。“九五”期间他曾主持面向应用的国家农业信息系统建设和推广，同时从宏观的角度出发，以实际应用为基本立足点，开拓了农学和地学当中的信息技术应用发展新阶段。
农业是国民经济发展的基础，具体到土地的类型，是耕地还是林地，土壤的结构状态和肥力、特点，当地的保护状况、气候条件等，都事关着农业生产，是制约农业发展的重要因素。将信息化监控和管理、技术发展引入农业，发展低碳农业，是符合国家需要的，也是促进农业经济发展的重要条件，孙九林深明这一道理，几十年来始终坚持不懈在农业信息工程工作上的研究和技术推广，关心我国国土资源大局、关心农业发展，对我国的国土和能源结构、农业结构模式深入了解，从整体入手，将地球信息科学的理念与农业发展的实际有机结合，在国家的重点工程建设方面取得了非常好的效果。
因为在地球信息科学与农业信息科学方面的突出成就，长期从事信息技术在国土资源、能源与农业发展中的应用研究与推广，孙九林院士被评为部级有突出贡献的专家。
心系科技发展与共享
在一连串辉煌的履历中，孙九林始终不忘并且坚持的是科学研究，以严谨的态度治学、做科研，在信息科学领域与资源环境及农业科学的结合研究中取得了令人瞩目的成就。谈及自己做过的研究项目以及成就，孙院士非常谦虚，他提得更多的是国家的需要和对科学数据整合集成、实现共享方面的期望。他自己在20世纪80年代就曾在河南大学担任环境与规划学院的兼职教授，不仅为学校培养了多位中青年学者，还首次提出了我国关于资源信息管理体系结构、信息资源分类编码、区域开发模型体系、统计型空间信息系统模式等论点，并进行了研究和实践，为信息科学的数据整合和在资源环境中的应用做出了突出的开拓性贡献。
孙九林认为，国家各类科技计划项目产生的数据不单是项目研究成果的重要组成部分，并且还是科技创新必要的基础条件。他提到开展科技计划项目数据的交汇管理及共享对促进科学研究数据的综合整理集成、增加国家对科技投入的收益、提高我国科技计划项目的管理水平均具有非常重要的意义。早在2008年，科技部就颁布了《国家重点基础研究发展计划资源环境领域项目数据汇交暂行办法》，启动“973”专项计划资源环境领域的项目数据汇交工作，并且正式成立了“973”计划资源环境领域项目数据汇交管理中心，具有极强的示范意义，自该项目启动至今的三年内，中心已经制订了多项数据汇交与管理的标准规范、建立了数据管理系统及存储环境、开发了数据汇交服务平台等，持续开展数据共享服务，迄今为止在环境资源领域内共有29个已结题的项目完成数据汇交，另有32个在研项目完成了数据汇交计划的编制。
针对这一试点工作，孙九林院士介绍说，工作的最终目的是希望把国家投入的科研项目所产生的科学数据资源统一汇交到中心进行保管，同时按照一定的管理规定和使用方式实现共享服务，这属于实现数据共享建设的一个重要环节。他认为进入21世纪后全世界范围内的主要资源分为三大类，一类是物质资源，一类是能量资源，还有一类就是信息资源，当今衡量一个国家是否强大的标准就在于信息资源，国与国之间的竞争关键也在于信息的竞争，掌握了信息资源就是掌握了发展国力、经济的重要资本。
因此他始终关注着科学知识产权的保护和信息数据共享，坚持对元数据、数据说明文档、数据实体进行严格审查，保障用于交汇数据的性，同时通过同行业内的专家对预先制定实行数据汇交计划的项目组进行审核，保障数据的性和系统性、科学性，并且不忘不断规范数据资源的保护办法和管理办法。
使国家财政支持的科学研究项目都能逐步实现、采取数据汇交的管理办法，令国家大力投资研究所产生的数据能够为我国的科学创新做出更多的贡献，是担任“973”计划资源环境领域项目数据汇交管理中心主任的孙九林最重要的心愿。
成就突出著作等身
在成绩斐然的多年研究生涯中，孙九林共获得国家科技攻关重大成果奖3项、中国科学院科技进步奖特等奖和一等奖共5项、国家科技进步奖5项，并曾获得中科院及省部委科技进步二等奖4项、中科院科技进步三等奖1项。
科研成果取得突出成就的同时，孙九林院士将自己的多年心血研究诉诸笔端，完成了等身的著作。他的著作《信息化农业总论》、《中国农作物遥感动态监测与估产》5部系列专著、《国土资源信息分类体系与评价指标》、《中国21世纪可持续发展道路》、《区域资源开发模型系统》、《国土资源信息科学管理概论》等从专业角度为我国的国土资源与农业发展做出了科学的阐述和解析，《地球信息科学引论》和近年来由众多科学家共同完成的心血之作《地球系统研究与科学数据》更是从宏观、整体的角度，用系统整合的方法讲述了新兴的地球系统研究与科学数据，内容兼容并包，十分广泛。而且在新型的学科领域注重列举实例、继承和发展已有学科理念和研究数据，对后来研究者的意义非凡。
虽然已经过了古稀之年，孙九林仍然坚守着工作岗位，站在研究工作的及时线。早在1990年6月他就已经担任了中国科学院自然资源综合考察委员会研究员一职，2001年当选为中国工程院院士，现在是中国科学院地理科学与资源研究所研究员、世界数据系统中国国家协调委员会秘书长、国家科学数据共享工程专家委员会委员、国家减灾委员会委员兼空间科学与信息分会主任、国家农业信息化专家委员、中科院科学数据库及信息系统专家委员会主任等，可谓是身兼众职、重职。
工作的繁忙和责任的重大并没有减少孙九林院士对青年一代的关心和培养，在众多的头衔中，他还是中科院地理科学与资源研究所的博士生导师、南京师范大学讲座教授、西安交通大学的兼职教授和人居环境与建筑工程学院院长。孙院士对年轻一辈的研究员抱有很深的期望，提出年轻人在做研究时要将实地考察与技术模拟相结合，不可偏废，把研究工程化，理论标准化、集成化，用积极的态度协同、交流工作，做复合型的专业人才。为此，他领导的科研团队被国家科技部授予“十一五”国家科技计划执行团队奖。
研究工作之路没有驿站
在谈到今后研究工作的时候，孙九林院士很自豪的说，虽然自己已迈入“70后”的老年行列，但身体条件还允许他继续在科研及时线做些力所能及的工作。近十多年来，孙九林出于自己的兴趣和国家的需求，在力推国家科学数据共享的同时，也特别关注国家的信息化建设，推动农业信息化及中央提出的“两化融合”；科学研究信息化环境的构建等；从2005年开始又积极倡导中国科学家应走出去与国外科学家合作开展国际资源环境与生态的综合科学考察，他在68岁的高龄还赴俄罗斯乘坐直升飞机进行湿地考察。今年7月19日，孙九林在第二届绿洲论坛上提出了“以信息化促进绿洲地区发展方式转变”的理念，指出要实现信息化促进绿洲地区发展方式的转变，就必须提高对信息化社会的认识，做好绿洲地区发展的信息化规划，大力发展和提高绿洲农业的信息化水平、提高地区其他支柱产业的信息化水平，构建全地区的信息资源开发利用平台。这一理念对绿洲地区的信息化发展及整体规划发展均具有重要意义。
随着时代的飞速发展，科学是在不断进步着的，科学发展的前景无限广阔，研究的道路永远没有尽头。孙九林院士以自身的实际行动展现了老一辈科学家的高度责任心和使命感，为适应国家的发展需要孜孜不倦钻研，攻关科学难题，在科研工作的道路上没有停顿和止歇。我们有理由相信，在未来的“十二五”发展期间内，孙九林院士还将在信息科技的研究应用方面做出更多的成绩，为我国的现代化建设发展提供更深、更广泛的理论和技术支持。
地球科学论文:看“科学启蒙”之《地球科学》对科学教学的思考
摘 要：美国小学主流教材――科学启蒙之《地球科学》一书的阅读，让笔者充分认识该教材的魅力，它的内容丰富、图文并茂，表达方式生动有趣，特别重视科学探究活动的设计；小到图片的选择，大到整套教材的结构都无不激发着学生去探究的热情；同时也激发笔者教好科学课程责任心，以及改革科学课程教的迫切心理。笔者不得不反思，我们的科学课程教材体系设置及教育教学之不足。
关键词：《地球科学》；探究；以人为本；反思
一、美国版《地球科学》教材的分析
（一）教材强调科学探究
美国版科学教材分为《生命科学》、《地球科学》、《物质科学》，以《地球科学》教材为例，该套教材的重要特点是强调科学探究。在教材的每个细节都体现着科学探究的思想。教材大致分为这样几个部分：
1.做一名科学家！醒目的字体，特大的字号给学生留下深刻的印象。如教室内要注意的事项：每次活动后洗手、活动开始前将所有步骤反复读几遍、小心玻璃和尖锐的物品、当你看到“小心”字样时，一定要非常小心。如发生泼洒等意外事故，立即报告老师。要求戴护目镜时，请一定戴上。
2.C单元、D单元。每个单元都有单独的体系，本单元的章节，以及特有的页码，在内容设置的同时还会配上科学技能的培养及科学历史、神奇故事等，给人一种耳目一新的感觉。随便翻到哪一单元的扉页，你会看到与本单元相关的而且让孩子震撼的整幅图片，配上简单的富有激发性的语言，如：瞧！……你想过吗？……。
3.供你参考。每本教材的都会有科学手册，供使用者参考，如：节约和循环使用；爱护动物；爱护植物；保持清洁；如何测量；用厘米刻度尺测量；用英寸刻度尺测量；使用天平；使用秤；使用温度计；使用观察天气的工具；使用钟表；使用放大镜；使用电脑；使用计算器；使用计算机；绘制图表组织数据；绘制地图、表格、图表；绘制表格和图表来组织数据；折纸等。同时在孩子们阅读并使用这些科学手册的同时会使孩子们产生动手去试一试的欲望。
（二）教材突出“以人为本”
该套教材还突出“以人为本”的理念，即在实现人的发展基础上实现社会的发展，把个人和自然及社会有机地结合起来。表现在：
1.从小学就开始注重使学生在接受科学教育与主动参与的学习级过程中，形成感受生活，了解自然的能力，从而使其能更好地适应社会和面对人生。
2.教材遵循学生的年龄特点。整个教材课程设计遵循由易到难、由简到繁的原则。在小学阶段，孩子们从观察、测量和认识物质的属性开始他们的科学学习，低年级主要以认识、发现为主，到高年级则要开始进行一些科学实验。
二、美国版《地球科学》教材给学前科学教学的思考
（一）从事科学教育的教师应该面临的挑战
1.任课教师应时刻注重提升自身素养。以学生为本，显然对教师是个巨大挑战，要求教师从“教书匠”转变为学生学习过程的组织者、帮助者和引导者。教师要引导学生从被动地接受教育发展为能够主动地学习，使所有学生都有所收获、有所提高、有所发展。
2.老师要注重保护学生的好奇心，鼓励学生在实践中学习
记得曾看到这样一则有关美国科学课的教学案例：
某学生发现几天前放在室外的喷壶里的水几乎没有了。他问老师原因，老师没有回答而是反问大家。同学们各抒己见，大家怀疑是班里的宠物仓鼠干的。全班同学决定检验其正确性，他们把喷壶盖上，结果第二天水位没有下降。大家很高兴。老师又引导大家能否确定老鼠会从笼子里跑出来？同学们把笼子放在抹平的沙盘中间，结果没看到沙上留有脚印，水位也没有变化。大家又以为是水被盖住，老鼠看不到。于是盖子被拿走后，他们发现水位下降了，而沙子上没有脚印。大家肯定不是仓鼠干的。老师建议：把一个盛水的容器放在窗台上，每天测定和记录它的水位，然后把这些纸条标上日期贴在一张大纸上构成一个图表。几天后，孩子们发现水位一直在下降，但是每天降低的尺度不一样。经过讨论后，得出：是蒸发的缘故，且温度高时水就消失得快。
从这则案例我们可以看出美国科学课堂教学主要有以下两个显著特点：
（1）注重实践，教学内容以动态的问题探究为主。美国小学科学课以学生自主的探究活动为主要内容。教师只是组织者，他善于调动学生的探索欲望，并且在学生的探究中起到重要的指导作用。
（2）重视儿童的体验，并将其有机地与科学教学相结合。美国科学教师重视儿童在课堂上提出的问题和已经获得的生活经验。她把儿童提出的问题变成“活”教材，直接经验纳入课程实施的过程，使儿童的经验在充满趣味的、探索性的科学探究过程中与自然科学知识相互作用，生成新的知识。同时，儿童还对自然科学产生了浓厚的兴趣和情感。
（二）美国科学课程教材的魅力给我国学前科学教材的启示
（1）认真学习美国科学教材精神，在现有教材基础上进行创造性教学。建构主义学习观认为：学生对新知识、新能力的获得建立在既有的知识、经验基础之上，因此学习的过程就是学生运用自己的学习方式、自我建构的过程。所以我们应从教学实际出发，学习并领会美国科学教材精神，重新审视并解读现有教材。根据不同的探究内容与学生实际，做出合理的活动设计，并注重尊重学生的好奇心，将学生的探究行为有效地与教学相结合。
（2）积极探索一条适合学前科学课程教学模式。认真学习学前教育学，了解学前专业教师工作特点及需求，协同所有科学课教师，就如何激发幼师生学习热情做出充分的讨论。各学科依据学科教学内容的特点选择恰当的方式使学生愿意参与到教学中来。如地理教学中，针对现实生活中学前儿童感兴趣的问题，如：宇宙的问题、地球的形状、星星和月亮、天气的变化、环境的保护、争做地球小卫士等等。建立教学资源数据库，供师生共享。
（3）改革学前科学课程教材，使其更加具有专业特色。本着以人为本的思想，让学生学习有用的知识及技能，改革学前专业科学课程教材势在必行。教师在尝试创造性教学的同时，应该结合学生专业特色，在符合教育改革精神的前提条件下，在开发校本教材的基础上，完善教学资源数据库，依据学科教学大纲，为编写适合学前专业生学习的科学课程教材做好更加充分的准备。
地球科学论文:澳大利亚国立大学地球科学教育发展特点及对我国的启示
【摘要】本文以澳大利亚国立大学地球科学学院为例分析和总结了该院地球科学教育发展的特点。通过深入的分析,我们了解到该院地学教育的发展体现了研究性、交叉性、互动性和系统性的特征。在此基础上尝试对我国高等地质教育改革提出建议。
【关键词】澳大利亚国立大学地球科学教育发展
一、澳大利亚国立大学及地球科学学院概况
澳大利亚国立大学(以下简称ANU)于1946年由澳大利亚政府创建。该校拥有教职员工3600多人,学生13500多人,学生以研究生为主,本科生较少。ANU是一所在教学和研究方面均卓有成效的世界大学。在整个发展过程中,ANU始终以研究为主,同时又不忽视大学的教学工作。教学及研究水平获得了国际认可,享有很好的声誉,曾两度被澳大利亚高等教育品质保障委员会评议为及时等级大学。全校有大小图书馆10个,藏书量超过100万册,为本校师生的研究提供了很好的保障。
ANU地球科学学院是前地球科学系和海洋科学学院与2008年1月合并形成,该院主要以培养研究生为主,同时培养少量的本科生。ANU地球科学被评为澳大利亚国内大学同类学科中最的学科,在世界同类学科中排名前十。地学院在物理、化学、材料性能和地球环境研究方面处于世界经验丰富地位。该院地球科学研究主要涉及四个研究领域:地球化学、地球环境、地球材料与工艺和地球物理学。该院在全体教职员工和学生中贯彻学校“发现”的文化,并且渗透到所从事的一切活动中,从而使该院在教学和科研中不断有新的突破。
二、澳大利亚国立大学地球科学教育发展特点
致力于建立世界地球科学领域中顶尖大学,ANU地球科学教育在自身发展过程中体现了以下独特的特点:
1.广泛的地学研究视角
ANU地球科学研究的根本问题是解决地球的形成、演化、目前的性质和在太阳系中的地位。强调在全球范围的视角下进行研究和教学,同时就具有全球意义的问题提供一个独特的南半球的观点。另外,地球科学学院还负责从全球的角度来研究澳大利亚大陆及其周边海洋的历史、地理和独特的环境条件。
2.独特而优越的研究条件
学校为研究提供了大量设施,包括核磁共振观察仪、高清晰度显微镜、多功能望远镜。同时,它还在堪培拉的Mt Stromlo和新南威士州的Siding Spring设置了观察中心。学校拥有大量的现代化设施,其中包括设备优良的演讲厅和实验室,全澳洲大学中、容量较大的超级计算机设备。作为主要的地球物理和地球化学研究领域,ANU的天文台分布范围从喜马拉雅山到南极洲,涵盖了地壳最古老和最干旱的部分,包括三个主要的海洋,从热带到极地的气候体验。
3.系统性和交叉性的研究课题
ANU地球科学还研究商业和社会的发展对地球的影响,如自然资源的形成、景观和环境的变化和演变。该领域是国家研究中心的优先项目,主要研究我们居住的地球如何形成、澳大利亚的自然资源、居住在澳大利亚的人类的过去和现在对环境和景观的影响,关注未来全球变化的可能性。随着人口和经济持续增长,人类对自然资源和环境的压力不断增加,社会对地球科学人才的需求将日益增加,要求其提供知识丰富、信息灵通的毕业生。
4.各系统平衡性的研究
为了使研究更加、系统,2008年1月地球科学系和海洋科学学院合并形成了现在的地球科学学院。过去几年研究关注的重点是“固体地球”,目前注重“固体地球”和“海洋与环境”之间研究的平衡。研究也关注地表的变化过程,景观和气候变化。自从原地球系的地球物理流体动力学和环境地球化学以及原海洋科学学院的古海洋学的引进,通过对现有工作人员、化学海洋学、海洋碳循环等研究课题的不断整合,研究领域不断扩大,研究更加具有系统性和平衡性。
5.影响较大的地球科学研究
ANU的地球科学计划在世界综合性大学同类计划中是一致公认的前十名大学之一,它出版刊物的影响在澳大利亚全国大学出版刊物中名列前茅。该院物理、化学和地球材料特性研究以及环境条件和气候变化研究在澳大利亚首屈一指。由于澳大利亚独特的地理位置,该国环境气候变化的脆弱性和土地过度利用,国家对自然资源严重依赖,以及澳大利亚作为该地区最发达国家,ANU必须通过在地球科学教学和研究的经验丰富项目为国家做出贡献。该院将致力于保持其在该领域的世界经验丰富地位,将资源转移到日益重要的新的地球科学领域并表现出灵活性。
三、澳大利亚国立大学地学院学生培养特点
ANU地学院允许学生同时选修多个学位课程,这形成了ANU与其它学校不同的特色。因为地球科学是一个综合性领域,需要广博的学科知识。为了扩大学生的知识面,帮助学生获得技能,并培养学生作为一个全球公民而应具备的知识和能力,该院要求学生在及时学年至少选修一门选修课程。此外还要求根据个人的实际情况选修一些针对性的课程。该院把基础知识延伸到专业的职业化教育中,复合学位的选择和灵活的课程设计使学生的学习能跨越基础和专业的各领域,让学生探索出有效的学习方法。强调团队合作和跨学科研究是该院在地学研究领域能不断有所发现和创新的关键。
1.本科生教育培养特点
(1)强调学科的综合性和交叉性,培养学生科学意识。本科生除了要学好专业基础知识课程外,还要广泛涉猎其它学科知识,此外还要根据个人的实际情况选修一门针对性的课程。该院要求每位本科生在及时学期至少选修一门以上的选修课程。学院从新生入学就对其进行科学知识教育,培养学生的科学意识。
(2)进行鼓励教育,树立学生信心。本科学生在其接触地球科学的最初阶段存在许多不确定因素,学院这时会对学生进行鼓励教育。鼓励他们提出问题、分析问题、解决问题,给他们信心,发挥他们的分析和解决问题的能力。同时该院还同国际社会的学者合作,探索并解决澳大利亚和世界面临的最重要的问题,为本科生和研究生营造一个良好的学术环境,鼓励学生参加国际国内学术会议,在会议上发言提问。由于一直被鼓励获取更多的知识,该院的学生培养了信心和能力,这样在以后的学术和专业生涯中,他们可以对自身所遇到的一切问题进行解答。
(3)强调基础知识学习和实践锻炼相结合。除了基础课程学习之外,教师会指导学生参加一些简单的实践活动,创造野外实习或实验的机会,促进师生之间建立起团队意识和互动关系。目前,ANU地球科学学院经常在夏季暑假期间对学生开展短途野外实习、对研究和职业生涯进行指导、外出郊游远足、进行简单的野外观察和样本采集等丰富的活动。
(4)加强教师指导,注重不同学科之间的交流。本科生在开学之初就有固定的教员带领,指导学生学习和研究。由于获得了学校和国家更多的资助,该院还计划和其它院系合作,引进更多的其它学科的教师和研究人员,一方面减轻了每位教师所承担的教学任务从而有更多的时间投入到科研中去;另一方面学生可以从来自于与地球科学相关的更多专业或研究方向的老师那里获得新信息、拓宽知识范围、启发新思路。
2.研究生教育培养特点
致力于建设世界地球科学研究院,ANU地球科学学院实施以培养研究生为主的教育发展战略:创建以学生培养为中心的地球科学专业、引进更多的教职人员尤其是那些能够有效实践该院发展目标的人才,进一步拓宽和深化研究团队的研究领域,逐步建立有着良好科研氛围的机制。
(1)强调以学生为中心个性化培养教育模式。充分围绕学生,根据学生的实际情况安排个性化的教学是该院教学活动的一个特色。该院发展战略中很重要的一点就是创造一个较大程度上以学生为中心的地球科学院系。
(2)贯彻“发现”理念,促进学生探索创新。该院秉承学校“发现”的文化和“重要的是发现事物的本质”的校训,在教学和科研中要求学生不断去发现新事物,探索事物的本质,并且渗透到一切教育和科研活动中,使“发现”的理念深入人心,培养学生对于他们感兴趣的领域进行深入的广泛的新的理解。
(3)强调不同学科之间的交流,培养学生系统的学科知识。该院非常重视培养学生的学科知识,因为地球科学研究是一个涉及到各个方面的综合性研究领域,它要求研究者具备广博精深的系统知识。为此,该院和其它学院合作,广泛引进不同学科和专业人才,不断探索扩大研究领域,师生可以在其专业和职业范围里研究学习,也可以跨越专业和职业的范围去工作,因此能使该院在研究和教学领域不断有所发现和创新。
(4)注重学习与职业生涯规划相结合。该院强调本院教授、研究人员和专职学生事务管理者要从研究生资金资助、就业指导到未来学术生涯规划等给学生以全程指导,要考虑如何帮助学生将学习、工作和职业规划很好地结合起来。
四、对我国地球科学教育发展的启示
1.积极吸收人才,加强对外交流。
澳大利亚由于本国人口较少,积极吸收世界各国外来人口,因此留学生比例较大。ANU地球科学学院每年也招收大量的外国留学生,在本国学生和外国学生如何培养上,该院采取了灵活的培养模式。在入学时间、学制、入学申请和课程的学习上都有不同的灵活方式。随着我国对外开放的范围越来越大、程度越来越广,高等教育的对外交流也逐步加深。外国专家、学者、海外学生来我国交流、学习也逐渐增多。因此我国高等地质教育应根据社会发展的需要,在诸如培养模式、学制、入学方式等方面可以借鉴ANU地学院的经验。
2.以“发现”为理念,建立以学生为中心的培养方式。
ANU在学生的培养过程中不断向学生贯彻“发现”的理念,使这一理念深入人心,鼓励学生不断去探索新事物,发现新问题,这是该院在研究流域能不断创新的关键。该院充分考虑到每位研究生的不同特点,根据本人实际情况制定培养方案,这样能充分鼓励学生学习的积极性,充分发挥每个人的特长。我国高等地质教育在学生的培养过程中应避免“一刀切”的现象,充分考虑每一位学生的特点,积极鼓励,培养学生发现问题、解决问题的能力。
3.加强学科间的交流,建立系统综合的学科知识体系。
ANU地学院在发展的过程中非常注意和其它领域的专家、学科相结合,不断探索新的发展领域,用新的视角去研究课题。允许学生跨学科、跨专业、跨学校选修课程,鼓励不同领域的专家到该院交流、任教,这是其在地学研究领域一直能居于领跑者地位的关键。对我国高等地质教育来说,“各领域如地质学、地理学、大气科学等传统学科领域因囿于专业面过窄等原因无法适应当代地球科学发展的需要”,有必要借鉴ANU地学院的经验,加强不同学科、专家学者之间的交流,加强与国内外高校之间的合作,开阔视野,扩大研究领域,提高我国地学教育和科研水平。
4.积极鼓励参与各种研究活动,提高学生科学研究能力。
ANU地球科学学院要求每位研究生除了专业课学习之外,主要跟从导师从事研究工作和野外实践活动。同时,该院积极为研究生创造各种国内、国际的学术交流、研讨会议,鼓励学生在会议上发言、提问。校内外各种团体之间也定期开展交流活动。这种活跃的学术培养模式可以为我们所借鉴。我国有关地球科学教育的高校和专业研究机构间应建立更为紧密的学术和教学合作关系,积极鼓励学生参加国际国内学术交流活动,使学生能不断接触到该学科领域的不同观点,掌握该领域的近期发展动态和新的理论及研究方法,从而提高学生的科研能力,促进我国地学研究发展。
五、结 语
ANU地球科学学院专业的发展规划是基于澳大利亚本国或者说发达国家地球科学研究近年来的发展和变化趋势而制定的。该院一直把实现在地球科学领域世界级顶尖学科作为其发展的方向,随着近年来不断发展,该院地球科学领域研究在世界的影响不断加强,基本上实现了该院的目标。如何对未来中国高等地质教育做出科学的定位,就要求我们将中国地球科学的未来立足于我国经济社会发展的需要,在世界政治、经济、科技和社会发展趋势的大背景下去思考。“如何从外部的国家产业和基础科学发展的制度层面,从高等教育发展的制度层面,从地球科学自身发展的层面等多角度综合分析、协调一致”,并积极借鉴ANU地学院及西方发达国家高等地质教育的经验和教训,促进我国地质教育协调发展。
地球科学论文:浅析构造地质学的作用与地球科学的发展
摘要：地球科学研究地球的历史。通过对地球内部物质成分、岩层的结构和构造以及埋藏在地层中的生物化石等的研究，科学家推断出了地球的形成和发展过程，各地质历史时期的古地理环境和构造运动，生命的起源与演化过程等。这使我们进一步加深了对我们赖以生存的地球的了解，同时帮助我们预测地球今后的发展变化趋势。
关键词：地球科学 地质 构造
一、概述
地球科学与能源、资源、环境、气候、地质灾害的预测与防治等学科是紧密相连，而这些学科都是与国计民生息息相关的。地球为人类的生存提供了丰富的物质基础，是人类赖以生存的家园。地球科学就是要发现并有效的利用这个物质基础，更好的为人类的发展服务。地球上已探明的各种矿产资源与能源储量相当丰富，但在合理开采利用方面还做得很不够，过度开采，破坏环境等问题非常突出。为了人类长远的发展，在合理利用地球现有能源和资源的同时还应积极开发新型可再生能源，同时实现资源的可持续利用。
21世纪以来，国内外关于自然灾害和地质灾害问题的研究越来越重视，特别是重大突发地质灾害（滑坡、泥石流）研究成为目前的热点领域，在地质灾害预测预报、监测预警、风险评估、灾害防治和应急救灾等方面取得明显进展。但是我们必须意识到，地质灾害的发生、发展和演化趋势与岩石圈、生物圈、水圈、大气圈、人类甚至宇宙密不可分，构成了地质灾害系统，它是一个具有众多因素且规模巨大多层次结构、多子系统、多重时间标度、多种控制参量和多样的作用过程，这就决定其是一个动态发展的、非线性的、开放的灾害系统，同时也是具有不确定性和社会经济性等特征的复杂系统。因此，要重视对灾害发生机理及其区域性规律的认识， 充分利用计算机技术和现代信息技术，如GIS 技术等。我国地质灾害研究任重而道远，需要我们共同的努力，使我国地质灾害研究向着法制化、科学化方向前进。
二、构造地质学在地质学研究中的地位和作用
构造地质学是地质学分支学科之一，主要研究组成岩石圈的各种地质体的构造现象、组合型式及其形成和发育规律。一般根据其研究对象和研究内容的差异，将构造地质学区分为狭义构造地质学和广义构造地质学。前者主要是对小区域或中、小尺度地质体的各种构造变形、变位现象，如褶皱、断裂、面理、线理等构造现象进行识别、描述和成因分析。具体研究内容包括：各种构造的几何学形态、产状、规模、组合及其空间关系和发展过程；各种构造的发生条件和形成机制；并进而探讨产生这些构造的构造运动方向、方式、强度和动力学过程。而广义构造地质学的研究对象大到岩石圈的结构及地壳的巨大单元，如岩石圈板块、大陆和大洋、山脉和盆地等的形成和发展；小到岩石内部组构的细微变化，乃至矿物晶格位错，几乎涉及从10-8-108cm不同空间尺度的构造现象。
构造与气候及地表过程的相互作用。关键的问题有：①构造与剥蚀-沉积的关系；②构造地貌和气候的相互作用；③如何从地貌与沉积中定量分离气候与构造信息；④气候与构造耦合的时间尺度、耦合的门限值；⑤不同时间尺度内的地貌动态定量重建。
构造地质学新理论和新技术方法在矿产资源、工程建设、自然灾害的预测预报，环境保护等领域的应用继续取得进展，对国民经济发展和其他学科的推动作用更加明显。在“十一五期间实施的“全国媒体资源潜力评价”项目中，以板块构造和地球动力学为指导，深入开展构造控煤作用的研究。合大地构造单元和赋煤单元特征，划分了全国赋煤构造单元；建立了控煤构造样式分类系统，对找煤预测和煤炭资源开发起到重要指导作用。
三、 地球科学发展方向
今后，地球科学还将有很大的发展。关于地球科学的发展方向，温总理将其概括为六点：“及时，地球、环境与人类的关系。如果再大一点，还应该包括天体。第二，地质构造，特别是板块运动给地壳带来的变化。第三，矿产资源和能源，尤其要重视新的实践与理论。地质科学要同经济、社会、环境紧密结合，主要表现在合理开发、利用、保护和节约资源，实现资源的永续利用。有两件事情可能大家注意到了：一是我国地质工作者最近在内蒙古煤田勘探中发现铀矿与煤共生。煤层里经常含有铀、钍、锗、镓、铟这类稀有和放射性元素，但是煤层中的大型铀矿还很少发现。二是页岩气的发现和开发。应该说我们在这方面起步晚了一点，在开发实践上落后了一些。有人说，页岩气的开发与利用可能改变世界能源格局。美国页岩气开采已经到了实用地步。一些天然气很丰富的国家由此感到忧虑。我们国家具备页岩气的储存和开发条件，但是它的开采技术以及对环境的影响、管道输送的要求是很高的。在矿产和能源开发利用的理论和实践上，不要局限于书本，而要不断地探索新的实践和理论。第四，地质灾害与防治。这已经成为涉及人民利益的重大问题。从汶川大地震到舟曲泥石流，无一不与地质灾害有关。但是有效的预报、预防和治理，我们还差很多。在指挥汶川地震抢险的过程中，我对此深有体会。在舟曲发生泥石流以后，我又认识到，从甘肃到四川直至云南，这一带由于地质构造等原因造成岩石的崩塌，再加上多年的冲积物堆积，有许多冲沟都有突发泥石流的危险，必须提早预报、提早防治。第五，现代科学在地质学的应用。从大的方面讲，地质学的综合性主要表现在地质学与地球物理、地球化学等的结合，地质勘查工作运用遥感、测试、钻探、掘进等技术手段。现在看来不够了，它要涉及天体、地球、环境、生物的变化和相互作用以及信息、航天、海洋、生命等现代科学技术的应用。第六，地质科学要开发新的领域。过去讲微观，小到原子、分子，现在不够了，要研究粒子。过去讲宏观是由地壳到地球深部，现在也不够了，宏观要研究天体，大到宇宙。过去讲古生物只研究环境对生物的影响，现在还要研究生物对环境的影响。人、环境、地球、天体构成一个整体。因此，地质学专业要开一些新的学科，比如气候学，特别是古气候学。” 随着时代的进步，地球科学将逐渐趋于完善。彼时，人与自然和谐共处，人类文明在地球上开出灿烂的花朵。
地球科学论文:关于《地球科学概论》选修课教学的思考
摘要：《地球科学概论》是地质学基础教育的一门启蒙课程，其重要作用在于使学生对地球科学有一个概略、的了解，起着构筑专业知识结构基本框架的作用。根据《地球科学概论》的课程特色和所学专业特点，探讨多种方式开展教学，加强学生对学科的感性认识，努力培养学生的学习兴趣。其目的是培养学生的基本地质认知和地质思维，搭建环境工程专业学生的知识框架。
关键词：地球科学概论；选修课；教学思考
《地球科学概论》是我校环境工程专业学生的一门跨专业选修课。该课程以传播地球科学基础理论知识为主，是地球科学教学体系中的先导性课程，起着构筑专业知识结构基本框架的作用。地球科学是涵盖地质学、地理学、地球物理学、地球化学、大气科学、环境科学等的集成基本科学。近年来，人们已经认识到地球是一个具有复杂的、交互影响的、动态的、开放的、非线性系统。因此，在教学中应偏重于整体、综合与创新的地球系统科学概念，从地球系统科学的大思路出发，强调地球系统的综合研究。针对环境工程专业，还应注重加强大气科学、环境地质学、可持续发展理论等方面的教学内容。同时，要结合各个基础学科门类的近期研究进展，突出地球科学基本问题，涵盖地球历史、地球系统、地质资源和环境为主题的教学体系。虽然该课程开设时间较长，但因课程涉及面广，在不同高等院校、不同专业之间，对课程内容的理解也有较大差异。教学内容的构建与组织、教学方法的选择与演进，均因学生专业层次和老师的认识不同具有很大的差异。因此，如何紧跟专业与学科发展的时代步伐，与时俱进，使课程教学既能反应该门课程应有的学科内涵，又能在短时间内让学生达到应有的培养目标，是地球科学概论教学中应时刻关注的问题。
一、课程教学思想的转变
《地球科学概论》是环境工程专业学生接触到的最早的一门地质基本课程，是在原来《普通地质学》、《基础地质学》等课程基础上顺应地球系统科学发展而来的。其课程内容虽然是以传统的《普通地质学》为基础，但增添了诸如行星地质、环境地质、灾害地质和资源与环境等相关内容，是从更广阔的视野来阐明地质学问题，对非地质专业学生起到地质学科启蒙与专业知识体系搭建的作用。该门课程可以看作是地质学的一个大“绪论”，学科定位是一门地学素质教育课程。虽然教学对象并不是地质专业的学生，但并不意味着非地质专业的学生不需要学习地质专业方面的知识。对于环境工程专业来说，其培养目标涉及到与地质学相关知识的许多问题，诸如减轻自然的人为灾害、水源净化、大气演变、有毒及放射性矿物处理、合理利用自然资源、矿区沉陷治理、以及合理利用自然资源等。课程内容可以为保持生态环境、控制环境污染和可持续发展等提供地球科学知识与服务。因此，该课程教学的重要目的是向学生传授地球科学的基本知识，使学生形成正确的地球观，形成人与环境协调、可持续发展的科学素质，最终为后续的专业课程学习和知识框架搭建打下基础。
自20世纪80年代以来，科学家对地球的研究取得了长足进展，形成了各门专业学科的知识体系和研究方法。但科学家们渐渐认识到要从整体论的观点出发，研究地球及其内部的各个子系统，即各圈层内部以及各圈层之间的运动变化的全过程、形成机制以及可能发生的变化趋势。而过去地球科学内各分支学科只注重研究各子系统的内部，及其在特定时间内的结构与作用过程。从整体论的观点出发来研究地球系统科学是一种更广阔、更的地球观。因此，现有教学应体现现有科学进步对地球科学的观念转变。这种转变不仅体现在对地球内部各个系统的认识，还要体现在对地球系统的整体认识、科学技术的应用与地学思维的认识、合理开发和利用自然资源及人与地球协调发展的认识等方面。
二、教学内容体系的构建与取舍
《地球科学概论》与《普通地质学》区别不大，后者主要阐述的是地球的各种地质作用以及各种地质作用的产物，是相对较纯的地质学内容；前者则是在后者基础上进一步拓宽形成的，不仅包含了《普通地质学》的内容，还拓展到大气科学、海洋科学、水文科学和环境科学等学科的内容。学科间的跨度交叉与渗透，要求教学内容更要反应地球科学的进展，拓宽与人有关的地球科学内容，才能更及时有效地反映课程内涵，传递知识。但地球科学的范围太广了，而学时是有限的。因此，作为一门环境工程专业的跨专业选修课程，其学科定位是一门地质学的素质教育选修课程，教学的目的是向学生传授地球科学的基本知识，使学生构筑专业知识结构的基本框架，建立正确的地球观。因此，在传授地球科学基本知识的基础上，应着重传授地球圈层的相互作用、地球科学的系统性。该课程的学习，让学生不仅可以了解地球系统的地质作用过程、不同圈层之间的相互作用，还可以正确论证地球科学与人类生产与生活、社会需求与发展之间的紧密联系；并且让学生更进一步认识到地球科学在寻找、开发和利用自然资源，保护和改善生态自然环境，预报和减轻自然灾害等方面的实用价值和实际意义，以及掌握如何运用地球科学的手段与思维解决、减轻人类面临的环境、灾害和资源等重大问题的基本思路与方法。
根据专业课程定位、结构授课对象特点，有针对性地设计本课程的具体教学内容。在绪论部分，应着重介绍地球科学的研究对象、研究内容、研究方法、研究意义，展示地球科学人类社会可持续发展，特别是与环境科学发展之间的紧密联系。在课程后续章节讲授过程中，应在保留经典知识的同时，兼顾地质学科的发展前沿与动向，不断对相应内容进行更新和深化，以拓宽学生的视野，更新学生的知识体系。作为环境工程专业的选修课程，《地球科学概论》理论教学一般安排32学时，主要讲授内容分为四部分：及时部分讲授绪论，主要有地球科学的发展、研究内容和方法、意义及其与环境科学的联系等内容；第二部分讲地球起源与演化和物质组成，主要有宇宙中的地球、地球与其所处环境的起源与演化、如何知道地球的过去、地球的物质组成等内容；第三部分讲地球的内外圈层，主要有地球的外部圈层、地球的内部圈层、内外圈层的相互作用、内部圈层相互作用及物质转化与机制等内容；第四部分讲地球系统科学和资源环境问题，主要有新地球观、地球系统科学、人与资源、维护我们的生存环境等内容。为了提高使用教材的教学效果，各章开始讲解之前，均以提要的形式对本章授课内容进行兴趣引入，并将章节重难点提前告知。各章结束后，针对章节内容部署有思考题和联系题。为了引导和促进学生自主性学习，各章后还提供了可以进一步阅读的书目，为学生进一步拓展、扩充知识范围与深度，调动学生的主动性提供了基础。结合课间课余时间与学生展开讨论和互动性教学，使学生不仅能学到知识，更能学会解决问题的方法。同时，在有限的学时中，面对地球科学大量的知识内容，如果讲授内容面面俱到，学生反而会感到庞杂和难以接受，学着吃力，兴趣也会下降。因此，教学内容设置还在涵盖课程主体内容的基础上，尽可能多地接合近年来学科内的进展，并将环境恶化、环境灾害、资源短缺等与环境工程专业有关的环境问题结合起来讲述，才会取得好的教学效果。
三、教学方法的选择
据了解，不少学生选这门课不是因为认识到学习地球科学的作用与意义，而是为了完成学校规定的学分与选课任务。还有一些学生认为，该门课程并非自己所学专业的主体课程，存在学与不学一个样、少学与多学一个样的懈怠心理，在学习过程中，存在学习目的不清、兴趣不高、甚至逃课等现象。因此，在教学中，要注重将“学生为主体、老师为主导”的教学思想贯穿于教学课堂之中，让学生们尽量参与到教与学的过程中。教师要引导学生认识本门课程的重要作用，努力调动学生学习本门课程的主观能动性，注重引导式、启发式教学，让学生善于发现问题、提出问题、思考问题、探讨问题和解决问题。教师还可以借助多媒体等现代教育技术手段，把授课内容做成形象、直观的教学课件，让学生更易于理解知识点，有助于其对授课内容的理解和掌握，达到更好的授课效果。课件制作要突出生动、明晰、条理性强的特点，并多插入形象的图版以丰富内容，呈现出高质量的教学课件以吸引学生的注意力。在利用多媒体的同时，要注意与传统板书结合，通过适当板书、适当提问、问题引导，在课堂上达到学生与学生之间、学生与教师之间的互动。讲课避免照本宣科，更应结合实际，对重点、难点要做到深入浅出。以培养学生的学习兴趣为起点，鼓励学生积极发问、主动参与，以延伸性思维为主要目标，培养学生的创造性和批判性思维习惯。在教学过程中，教师还可以采用案例教学方法，对案例提供的客观事实现象，用所学的相关理论知识进行分析，并提出自己的看法、见解或观点。然后，老师再进行逐一解答，并给出正确的分析研究结果，教给他们分析问题、解决问题的能力，进而加深学生对基本概念和基本原理的巩固与理解。这种教学方式与“填鸭式”的学习相比，学生的学习兴趣会大大增加。
地球科学论文:《地球科学概论》教学课程设计探讨与实践
摘要：根据地学类专业需要，结合当前社会经济发展需求和学生自身条件，提出了应合理科学地设置《地球科学概论》的具体教学内容、教学难点和重点，为了充分调动学生们学习科学知识，培训专业基本技能和思考科学问题的积极性和主动性，教师要合理安排课堂教学内容，探索新的教学方法方式，提高教学质量和水平。
关键词：《地球科学概论》；教学方式；教学质量
1 引言
地球是一个巨大和复杂的动力系统，也是一个开放的系统；同时，它也是一颗正在运动和演变的星体，具有独特的圈层结构和地表环境。目前，随着全球的经济快速发展，人们的物质生活水平在大幅度提高，但我们面临的难题和挑战也在不断增加，比如人口控制、资源开发、环境保护、减灾防灾和经济可持续发展等，这些重大问题都与地球环境有着密切联系。由此可见，人类社会的可持续发展离不开地球[1]。 “地球科学概论”是地学类专业的入门课，后续专业课程的基础课， 其重要作用在于使学生对地球科学有一个概略的、的了解， 培养学生的学习兴趣[2]。其教学目的是通过重点介绍地球科学的研究对象、研究内容和主要研究方法，使学生较了解现代地球科学的主要成就、基本知识和时空观念，训练学生掌握一些重要的基本技能，启发学生主动钻研地球科学的精神，鼓励学生的创新意识，增进学生学习地球科学的兴趣，使学生树立正确的人生观和世界观，同时为现在的相关专业课程奠定坚实的基础[3]。
2 科学合理安排课程内容
“地球科学概论”课程是地学类专业（比如大气科学、遥感和大气探测等专业）的本科入门课。这门课程内容信息量大，具有空间尺度的广泛性与微观性，时间尺度的漫长性与瞬间性，地球系统的整体性与分异性，自然过程的复杂性与有序性等特点[4]，教师如在有限的学时中讲授内容面面俱到，学生会感到所学内容庞杂，难以形成系统；如果教师授课内容过于深入，对于学生而言，学起来吃力，学习兴趣也会降低。针对这些问题，教学内容设置的原则主要贯彻少而精、全而新，即在涵盖“地球科学概论”课程主体内容的基础上，尽可能多地引入当前地球科学研究的重大新认识、新进展和新突破，并与资源短缺、环境恶化等现实生活问题结合起来讲述。通过此课程的学习，使地球科学各专业的学生树立起科学的自然观、辩证观和可持续发展观，可将所学的理论知识应用到实际中，培养学生们提出问题、解决问题和实践动手能力，最终达到为国家现代化建设增添人才的目的。
“地球科学概论”这门课课程内容主要分四大部分：①地球系统的相关背景知识简要介绍，重点讲述天球坐标系、天体运动规律和时间的计量；②简要介绍地球表面特征，包括地形和地貌和地球内部结构，重点描述大地构造学说； ③重点讲授三大重要圈层：大气圈、冰雪圈和水圈；④自然资源的合理开发和利用或地图投影。
首先，让学生对这门课有初步的了解，让他们知道前人是怎么看待与我们生命息息相关的地球，他们做了哪些工作，目前还存在些什么问题，地球是怎样起源，有关宇宙的演变发生了哪些重大事件和重要人物，然后激发学生学习科学热情和积极性，探讨我们关注的热点科学问题。
3 探寻高效的教学方式方法
学生在学校中的学习是一个人成长为社会的有用之材的必需条件，研究和探索学校教育情境中学生学习的规律，对于学生个人及社会的发展都有不可估量的贡献[5]。笔者十分赞同陈蓉等关于学习和教学的观点，即学习是知识的获得，学习是知识的构建。在学生学习和教师教授过程中，教师的教学方法、教学手段和教学艺术直接关系到学生对知识的理解与获取，甚至影响学生对课程、学科的好恶取向。因此教师必需按照教学规律从专业课程的特点入手充分利用各种教学资源，尽量采取通俗易懂的教学语言教好书育好人。新颖、鲜活的教学方法是吸引学生注意力，提高学生学习兴趣，保障教学质量的捷径。随着信息技术的发展，教师要与时俱进，积极主动改进以往的传统教学方法，并结合当前新的教学手段，将多媒体、网络、数字博物馆、虚拟野外实习等多种多样的辅助教学系统应用到“地球科学概论”的教学中。教师的课件制作力求达到重点突出、内容清晰和说理生动、条理性强，并穿插形象的图片及短片视频等丰富内容，避免单调。力图以图文音画并茂的高质量课件吸引学生的注意力，调动学生学习的积极性与学习兴趣。最为关键的还是教师的讲课质量。教师们传道授业解惑，分析疑点，给学生选留思考题，对启发学生，发挥学生主观能动性非常有益。教师教学的较高境界是使学生能在轻松、愉快的教学环境中学习知识和掌握基本技能。教师讲授课程时尽可能的不采用照本宣科方式，而是注重引导启发，注重理论结合实际，通过实例深入浅出地讲解难点、重点问题。
比如在讲授到地貌时可以以桂林和黄土高原为例。由于桂林温度较高，降水量较大，地表径流相对稳定，流水侵入石灰石把裂缝扩大变成地下洞穴，降水使流水得以更新和有效补充，于是地下洞穴慢慢地变成地下河道。水是自然的雕刻师，千百年来它都在无情地雕刻着石灰石，缓慢的腐蚀作用造成了今天看到的桂林山水。而黄土高原位于温带季风气候区的边缘，沟壑纵横，气候较干旱，降水稀少，较易形成沟，较难形成河流。利用动漫演示或图片展示不过几分钟，但是可以给学生留下了深刻影响使学生充分理解了地貌的形成、地壳的上升运动、风化剥蚀作用、地下河流以及洞穴的形成过程等。又如大陆漂移，通过多媒体的大陆漂移的动漫循环演绎，让学生们形象的了解到两亿年前地球上所有陆地是连在一起的超大陆，后来慢慢分裂漂移形成了当今的格局，经过演示学生有了明确的概念。再来从古生物、古气候、地形地貌、岩石圈层等方面的证据证实大陆漂移学说，使得学生对此理论认识清晰。大量具有典型意义的地质现象图片，令人赏心悦目，一些多解的地质现象，也给学生留下了无限遐想空间，使学生既掌握了学习内容，又培养了科学的思维方法、分析推理和创新精神，大大激发了学生对本门课程的学习兴趣，教学效果明显。
对大气科学专业的学生来说，大气圈的基本结构特征和内部系统如何演变等科学问题都是他们十分关注的。大气的运动与不同种类的作用力有着密切联系，即由于力的作用而产生大气的运动，其中有一个地转偏向力，也叫科氏力，对大部分学生来说比较难理解。那么，我们将如何来讲解这个力，让学生容易接受和理解？可以利用举实例来引入这个概念。首先提出“我们生活在北半球，为什么火车运行方向轨道的右侧比较光滑？”这个问题接着问南北向的双轨火车为什么要设置成右侧轨道火车运行方向为北，而左侧为南？带着这样的问题，我们设计了一个有趣的试验，即在一张白纸上画直线段并定南北两个端点，选取北端点为起点，从该点按原方向匀速画直线段，同时顺时针匀速转动白纸。接着，类似方法，开始点仍取北端点，旋转方向改为逆时针匀速转动白纸。比较新画出的两条“直线段”与原直线的差异。这种差异产生的原因用地转偏向力的公式来解释，并进一步讨论地转偏向力的物理含义。通过亲身实践，学生很容易接受和理解地转偏向力的概念和各项物理含义及其应用。
4 结语
教师要积极改革教学方法与教学手段，采用启发式、讨论式、互动式教学方法，配合多媒体音像教学、电化录像片观看教学、典型实物、模型、挂图例析等多种教学手段，将传统的教学手段和现代教育技术结合。我们不仅要掌握这些教学方法，而且还要能够灵活运用，提高教学质量，通过这门课程把学生引入地球科学的殿堂，使学生对本专业发生极大兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生实践精神和创新精神。
