地球系统科学概论
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地球系统科学概论范文第1篇
关键词： 地球科学；通识教育；课程设置；地球科学概论；人才培养；创新
一、高校是培养创新与创业人才的重要基地
过去几十年中，各类高等院校培养了许多优秀大学生，为国家输送了许多有为的科技工作者，为我国各项事业的发展作出了巨大贡献。
尽管如此，我国高校在人才培养上还存在很多问题，尤其是在顶尖创新人才的培养方面。且不说著名的“钱学森之问”发人深省，近年来国家最高科学技术奖的评奖结果也不得不让人们有所深思。自2000年我国创立“国家最高科学技术奖”至今共有20位科学家获此殊荣，其中，得奖时年龄超过80岁的有15人，低于70岁的仅1人，他们中多数是1951年前大学毕业的。自1977年恢复高考以来，每年都有很多高考状元，可经过四年的大学训练后，这些高考状元中真正能在所学领域取得开创新性成就的却凤毛麟角。
为什么我们培养的创新性人才仍然比较匮乏？究其原因，一方面由于社会急功近利导向，使得学习风气下滑，年轻人耐不住寂寞，学术不端行为时有发生。另一方面，我们也不能否认我国现有的教育本身存在许多问题，亟待加以完善。目前我国的中小学中普遍存在被动应试教育，只求高分，不求理解，死记硬背。这不仅严重影响学生身心的健康发展，也影响学生的独立思考与创新能力的发展，扼杀了学生的个性，同时还容易使学生产生浮躁的不良习惯。经过应试教育模式培养出来的学生进入高校后，很多学生养成了应试的习惯。过细的专业划分、过窄的专业课程又使得学生进入过早的专业化培训，学生花费了大量的时间来学习专业课程，接受专业知识，没有多余的时间来进行独立思考和接触其他学科的知识。最终使得学生专而不博、学而不思，严重影响了学生创新性思维习惯和可持续发展能力的养成。
针对上述问题，我们必须消除应试教育与专业人才培养模式对高等教育的影响，对大学本科教育进行改革，以便更好地培养人才。
要消除中小学应试教育带来的不良影响，培养能够独立思考、具有创新意识的青年才俊，高等院校必须对现行的教育模式进行改革。其中之一就是必须要拓宽学生的知识面，避免过早专业化，培养学生对所学专业的兴趣和独立思考、勇于创新的能力。
二、通识教育及南京大学“三三制”改革实践
通识教育是非专业、非职业性的教育，是一种使学生熟悉相关知识与获得知识的方法与手段的教育类型。通识教育提供的是人文教育，是通向现实生活的一座桥梁。目的是为了造就具备远大眼光、通融识见、博雅精神和优美情感的人才。
推行通识教育早已成为世界各大学普遍接受的国际化议题。哈佛大学在20世纪70年代实行核心课程模式，所有文理科的学生都要修完规定的核心课方能毕业。2009年，哈佛大学把名称恢复为通识教育，分为学术类别，要求学生必须从每大类中至少修读一门，当修完八门课达到学校规定的要求，才能毕业。斯坦福大学通识课程是向学生介绍当代世界的社会科学、自然科学和应用科学与技术，学生在通识课程基础上学习具有一定深度的专业知识。要求通识课程占总学分1/3，专业课程总学分要求各系不同，但系内课程一般也不完全由本系承担，学科交叉的特点是很明显的。
现在我国教育界已开始重视大学的通识教育，正开始使通识教育融入我国高等教育的基础概念中，从而丰富和发展我们的教育思想和教育方法。
最近，南京大学在这一方面开展了一系列尝试，对本科教育提出了“三三制”的改革方案，取得了明显的效果。所谓的“三三制”就是指学生经过三阶段的培养，即通识培养、专业培养与多元化培养，形成专业学术类、交叉复合类与就业创业类的三条发展路径。其中，通识教育是最基础性的也是最关键性的一个环节。
结合我国的具体情况，有针对性地设置地球科学的通识课程并提出对通识课程的要求，是当前地球科学教学改革的重要内容。
三、地球科学中通识课程的设置及有关问题
地球科学是研究行星地球的形成、演变及其对人类生存发展的影响的一门科学，其内涵十分丰富，学科门类众多，例如就目前情况来分，有地质科学、地理科学、大气科学、海洋科学、地球物理科学、地球化学、地球系统科学等几大学科。随着信息化的发展、科学技术的进步以及社会与经济建设的需求，地球科学正在加速发展。当前地球科学的特点是各种学科相互交叉、相互融合。在这一形势下，如何在短短的四年时间内，培养出具有创业与创新能力的人才？措施之一就是要推行通识课程的设置，进行通识教育。
1．设置通识课程的必要性
地球科学属于相对冷门学科，许多学生并不十分了解，部分学生对自己所学专业不感兴趣。并且，大学的地理和中学地理差别很大，大学里的大气科学与人们一般认识的气象差别也很大；地球科学的专业划分过细，专业课程过多、过窄，使学生的知识面过窄；在重科研轻教学的环境中，教师在授课过程中存在授之以鱼而非授之以渔的现象；学生处于被动学习状态，没有足够的时间去主动查阅相关材料，缺乏主动探索与思考问题的能力。
所以，地球科学中的通识课程的一个重要任务就是要增进学生对所学专业的了解，培养学生对所学专业的兴趣，拓展学生的知识面，培养学生主动学习和思考的能力。
2．通识培养阶段的关键目标
在中小学的应试教学的影响下，中学毕业生的应试能力有了显著提高，但基础知识不全面、不扎实，思维能力不够活跃；特别是进入高校后，如何适应新环境与新形势，由被动的学习转变为主动的学习，培养与提高自学能力和自主创新思维，就显得尤为迫切、更为重要。因此，扩大充实基础知识，提高科学与人文素质，为进入下一阶段的专业培养及多元化培养打好基础，是通识培养阶段的关键目标。
地球系统科学概论范文第2篇
关键词 地理信息系统；沿海省份；可持续发展；指数；评价
中图分类号 F061.3
文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2007)02-0069-04
目前我国沿海正处于发展的大好时机，海岸带的持续稳定发展对我国经济、政治、环境等各方面的影响是广泛而深远的。在可持续发展观念日渐深入人心的今天，如何促使海岸带经济与环境保护和谐同步发展，具有至关重要的意义。本文利用GIS等先进技术手段，根据最新的数据资料，对沿海省份进行了可持续发展研究，为海岸带的良性发展提供客观依据。
1 研究区与数据
1.1 研究区
本文的研究区是指拥有海岸带的沿海区域。在研究中，结合本文的具体情况，笔者将其放在一定的行政区范围内加以考虑。在实际工作中，把我国行政区划上拥有海岸线的省市划入本文讨论范围内，自北向南依次为：辽宁、河北、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西、海南等11个省市、自治区[1](由于资料原因，未包括台湾省)。
该11个省市(区)的人口总数占全国总人口的43%，人口密度约为415人/km2，土地面积占全国陆地面积的13.6%，国内生产总值(GDP)占全国59.2%以上，工农业总产值占全国的64.7%，沿海口岸进出口贸易总额占全国的80%以上，旅游业创汇占全国的50%。极高的生产力水平和迅猛的经济开发速度促使人口向沿海大批迁移，导致沿海大片耕地和海滨湿地丧失，渔业资源退化，水体受到不同程度的污染[2]。面对我国约18 000km的大陆岸线和14 000km的岛屿岸线，如何做到开发和保护并举已成为迫在眉睫的大事。
1.2 数据的获取与处理
本文数据主要包括：2000年全国1：400万的地形矢量数据(全国分省、分县矢量数据)；中国地球系统科学数据共享网(省略：8086/Metadata/index.jsp)提供的1998年林地资源数据、2000年三次产业人口数据等；本课题组取得的2000年我国海岸带生态环境综合分析的中间成果数据[1]；2000年沿海11个省市分县统计数据，包括社会经济指标、环境数据、耕地数据、水资源数据。数据处理流程(图1)：
2 研究方法
2.1 可持续发展评价模型
在研究中，环境评价的方法很多，包括综合指标法[3]、指数评价法[4]、模糊评价法[5]、人工神经网络评价法[6]等。可持续发展评价是一项系统性的工作，需建立在区域综合评价的基础之上，并处理好经济发展、资源开发和环境保护等多方面关系。于是，本文在方法选择上，采用较为常用的综合指标法。具体步骤如下：
第1步，根据可持续发展的特点和评价目标，按照一定的原则选择对可持续发展影响较大的指标因子，并赋以合理的权重，形成一个评价指标体系。
第2步，依据指标从专题数据库中提取需要的专题数据，并经过一系列的处理加工，形成满足评价模型需要的数据。
第3步，采用两级加权求和的方法实现综合评价。利用海岸带栅格数据库，对2000年的各专题数据采用公式(1)进行标准化，然后运用公式(2)求取可持续发展指数。
(1)式中，A′是某专题数据标准化以后的值，分布在0～1；Amax，Amin分别代表2000年该专题数据的县域最大值和最小值，A表示2000年该县该专题数据的值。
(2)式中，E代表可持续发展指数值，Aj为第j个专题数据的权重，A′j代表经过标准化的专题数据值，n是指参与评价的专题数据的数量，在本文中n=18。
第4步，与沿海省份矢量图进行叠加，得到以县域为最基本单位的沿海省份可持续发展指数的空间分布图。笔者参考了海岸带生态环境综合指数、人均耕地、城市化率及三产人口等具体指标，经过适当的综合和归并(去除噪声)，得出更为显著的分布规律。
2.2 评价指标的选取和权重的确定
根据可持续发展评价的系统性、综合性和主导因素原则，结合数据的可靠性和易获取性，参考已有的研究工作[7-10]，综合区域的整体状况及具体特征，运用层次分析法构造评价指标结构模型，选取的指标见表1。指标权重是在相关文献[7-10]和专家咨询的基础上，结合区域具体状况和数据的精度而确定的。
3 结果分析
3.1 可持续发展指数数量结构分析
可持续发展指数代表区域的可持续发展能力。中国沿海省份的可持续发展指数分布在0.122 8～0.613 4，平均值是0.250 1，呈现偏正态分布。在全面分析指数分布特点的基础上，我们采用Natural breaks(Jenks)算法，将可持续发展指数进行分级(表2)，使得级间差异极大，级内差距极小：1级区(指数分布在0.467 1～0.613 4，以下同)，2级区(0.352 7～0.467 1)，3级区(0.303 8～0.352 7)，4级区(0.239 7～0.303 8)，5级区(0.190 8～0.239 7)，6级区(0.122 8～0.190 8)。其中，4级区为平均状态。
(1)1级区，占1.44%，可持续发展能力极强。其中，经济和社会指标对可持续发展的支持度最大，人均GDP基本在24 000元(约合3 000美元)以上，而社会指标中具有代表性的千人床位数和万人大学生数，该级区都是海岸带中最高的。
(2)2级区，占9.19%，可持续发展能力强。人均GDP基本在20 000元以上。大部分指标在海岸带区域属上层水平。相对而言，各方面指标比较均衡。今后应在社会和环境方面加大力度，逐步缩小与一级区的差距，努力向可持续发展能力极强区域迈进。
(3)3级区，占14.65%，可持续发展能力较强，人均GDP基本都在10 000～20 000元之间。它们大部分地区有自身的优势，在经济、社会、人口、资源、环境指标中有1～2项比较突出。
(4)4级区，占37.79%，可持续发展能力中等。该级区在整区中所占面积比重最大。人均GDP基本都在5 000～10 000元之间。大部分指数处于中等水平，各个方面都有较大的提升空间。
(5)5级区，占24.89%，可持续发展能力较弱，人均GDP在3 800～5 000元。该级区域可持续发展能力相对较弱，但所占面积居海岸带区域第二。因此，加强该级的可持续发展能力，对提高海岸带区域的整体可持续发展能力有重大意义。
(6)6级区，占12.04%，可持续发展能力弱。基本上是经济比较落后的山区和丘陵地带，绝大部分地区人均GDP基本都在3 800元以下，集中分布在桂西、桂北山区。山区自然灾害多发，而经济上的落后导致社会保障能力降低，教育水平低下。但本区域有较明显的资源储备优势，可以成为区域实现可持续发展的有力突破口。
3.2 可持续发展指数空间结构分析
从中国沿海省份的可持续发展指数空间分布看出，可持续发展指数的空间分布差异明显。总体而言，海岸带中部地段可持续发展能力相对最好，北部次之，南部较弱；近海岸线和河口岸线地区的可持续发展能力较高，向内陆有递减的趋势。同时，指数分布破碎度较高，除少数地带外，基本呈零星分布。
长江三角洲、珠江三角洲和京津地区是可持续发展能力最高的区域，基本为1、2级区，经济增长快，社会保障好。高校的密集分布使这里成为我国最主要的智力区。上海市和天津市的受教育年限分别为9.67和9.41，分别比沿海省份平均值(7.49)高出2.18和1.92。但它们在早期发展过程中忽视对环境的保护，生态环境不断恶化，尽管近年来加大环保投入，固体废物综合治理率和工业废水达标排放率都有所提高，但未能从源头上遏制，某种程度上已经影响到区域的可持续发展。另外，这些区域主要是凭借超前的市场意识，便利的交通和优惠的政策发展起来，而资源条件对它们而言一直是发展的一大制约。如深圳和上海的人均耕地分别为0.005 5亩和0.10亩，远远低于我国人均1.4亩；上海市人均林地0.02亩，也远低于沿海省份的人均1.43亩。同时，长三角缺少煤铁资源，京津地区缺水严重，这些都对可持续发展提出了挑战。如何解决这些难题是实现发达地区可持续发展的关键所在。
中等可持续发展能力的区域(4级)所占比例最大，分布在山东、福建、辽宁的大部分区域，浙江西南部、江苏北部、河北中北部、海南的北部地区。这些区域的区位、交通条件以及市场、人才资源不如1、2级区。但近些年这些区域经济增长最快，福利条件也大幅改善。如福建、山东和浙江的大部分地区的GDP增长率分别超过10.5%、11.1%和12.08%，是快速发展中的地区。但也有个别地区以牺牲环境来换取经济的一时增长。鉴于该级区域可持续发展之路对内陆地区有极大的示范作用，因此要坚持走科学发展道路，做好承接发达区域的产业转移，结合自身优势，尽快向高能力级跃变。
可持续发展能力较弱的区域主要分布在广西西部、北部，河北北部，辽宁北部。一方面，这些区域以丘陵山地为主，生态环境脆弱，受教育水平低。在广西，相当部分地区受教育年限低于7.0，导致发展中高素质劳动力供给不足。再如河北北部，人均水资源仅为226.69m3/人，远低于沿海平均水平(1387.34 m3/人)，严重制约了经济的发展。另一方面，这些区域中多数在资源和环境状况方面良好，如广西水资源(3928.06 m3/人)和林业资源(2.73亩/人)充裕，辽宁北部林业资源丰富(2.59亩/人)，而河北中北部耕地较为丰富(3.24亩/人)，这些资源都是实现经济实现跨越性发展的有利条件。因此，这些区域要立足自身的资源优势，避开不利因素，强化生态产业，发展投资少、见效快的服务业，如生态农业、旅游业，逐步提升可持续发展能力。
4 讨论与结论
通过本文研究，可以得出以下结论：
(1)选取经济、社会、资源等指标评价了中国沿海省份的可持续发展能力，评价结果与实际情况基本一致。
(2)中等可持续发展能力区域(4级)占主体(37.79%)，加上3级(较强)、5级(较弱)占77.33%，说明它们在一定时间内很可能发生转变，要加以正确引导，使它们向更高可持续发展能力级演变。
(3)沿海省份可持续发展能力具有一定的空间差异，中部可持续发展能力最强，北部次之，南部较弱；同时，可持续发展能力也表现出由沿海向内陆递减的趋势。
(4)研究表明，现阶段对我国沿海省份可持续发展能力影响较大的是经济发展水平。经济发展是可持续发展的有力保障。我们要尽可能在不破坏环境的前提下将潜在的优势转化为经济效益，最大限度地增强可持续发展能力。
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Sustainable Development Evaluation in Coastal Provinces in China based on GIS
QIU Yun-feng QIN Qi-ming CAO Bao ZHANG Zi-li
(Institute of Remote Sensing and GIS，Peking University，Beijing 100871，China)
Abstract In this paper，an evaluation model on sustainable development in China coastal provinces is built according to the index on economic development level，social welfare，population pressure，resource storage and environmental protection.The data using includes vector data of China Terrain in 2000(1：4，000，000)，statistical data based on county of 11 coastal provinces，and data on resources and forestry from Data-Sharing Network of China Earth System Science.With the analysis tool of ArcGIS provided by ESRI，we calculate the sustainable development bined with the research of ecological environment in coastal zone in China our team has done before，the sustainable development ability of coastal provinces is explored.
