须把认识工具交给学生,本课程设计的认识工具就是自然地理学的系统思维方法。为此,我 们在介绍一般系统论的基本概念和原理的基础上,提出了“一个系统,两条主线”的教学体 系。一个系统即地球表层系统,它是一个能量交换方面的充分开放系统和物质交换方面的微 弱开放系统。为了进一步认识地球表层系统的这两个基本性质,我们以太阳能量进入地球表 层产生的能量收支及其在大气、海洋、陆地间的传输、转化与调整过程为第一条主线,将太 阳辐射,地球大气,辐射平衡,气温分布,大气环流,大洋环流,海-气相互作用等知识贯 穿起来。以水分循环、固体地球物质循环和生物地球化学循环三个相互联系的物质循环过程 为第二条主线,将水圈的结构,水分循环与水量平衡,全球气候与气候变化;内外力地质作 用,岩石圈地质循环;土壤形成与物质循环,全球土壤类型分布;生态系统的物质循环与能 量流动,全球陆地生态系统分布等知识贯穿起来。从而,为学生提供了一种认识地球表层系 统结构与功能的整体知识框架,为他们构建自己的自然地理知识体系和确定未来的研究方 向,奠定科学认识的基础。 本课程的难点是地球表层系统的整体特征。本着综合指导下的分析和分析基础上的综合 的原则,在内容编排上,本课程采用“三个阶段”,即“总体→部分→总体”的讲述顺序, 首先,讲述自然地理学的学科体系、系统方法和地球表层系统的基本性质(总体);然后, 分别讲述地球表层系统的能量传输与物质循环过程(部分);最后,讲述地球表层系统的整 体特征(总体)。经过这种总体→部分→总体的一轮循环,试图培养学生高屋建瓴地整合知 识的能力和层层递进地剖析各种科学问题及其逻辑关系的能力。由于综合性较强,在第三阶 段的教学中,我们采用“循序渐进”地总结前面所学知识的方法和案例教学的模式进行讲授 尽可能做到深入浅出和密切联系实际,同时给学生留下充分的思考空间。主要内容包括:地 球表层系统的结构,分为圈层结构、时间结构、地域结构和时空尺度;地球表层系统的功能, 分为圈层之间的相互作用和人与环境的相互作用;地球表层系统的概念模型,分为太阳辐射、 地球内能、人类活动三大驱动力量和物理气候过程、生物地球化学过程两大控制过程。通过 这部分内容的介绍,使学生初步了解自然地理学研究的着重点是:(1)在时间尺度上,注重 现代的事件和过程,特别是从季节到近百年时间尺度上的事件和过程,主要包括大气、海洋、 陆地和生物之间的相互作用。这主要基于两点认识,一是现有的与人类生存密切相关的各种 自然资源保有量大多只有约百年的开采寿命;二是现存的环境恶化速率已不容许人类考虑更 长时段如几百年以后的境况。认识和预测“人寿尺度”内地球表层系统的状况与变化趋势, 将为人类社会可持续发展战略的实施,提供科学的指导。(2)在空间尺度上,注重运用从全 球着眼,从区域和地方入手的方法论,研究地方自然环境要素的综合;地方之间自然环境要 素的相互依存性及其空间格局的形成与演变;不同空间尺度之间自然环境要素的相互依存性 与尺度转化的机理。如果说从全球着眼是自上而下地认识地球表层系统过程的特征,从区域 和地方入手则是自下而上地认识地球表层系统过程的特征,二者结合起来有助于揭示不同空 间尺度自然环境要素之间的本质联系。事实上,全球尺度的自然环境变化必然对区域和地方 尺度的自然环境变化产生深远的影响(如全球变暖,臭氧层破坏),而区域和地方尺度的自 然环境变化也可能发展成为全球尺度的自然环境变化(如温室气体的排放,火山爆发)。前 者构成后者的背景,后者则可能构成前者的根源。 4-2-4实践教学活动的设计思想与效果(不含实践教学内容的课程不填) 18须把认识工具交给学生，本课程设计的认识工具就是自然地理学的系统思维方法。为此，我 们在介绍一般系统论的基本概念和原理的基础上，提出了“一个系统，两条主线”的教学体 系。一个系统即地球表层系统，它是一个能量交换方面的充分开放系统和物质交换方面的微 弱开放系统。为了进一步认识地球表层系统的这两个基本性质，我们以太阳能量进入地球表 层产生的能量收支及其在大气、海洋、陆地间的传输、转化与调整过程为第一条主线，将太 阳辐射，地球大气，辐射平衡，气温分布，大气环流，大洋环流，海－气相互作用等知识贯 穿起来。以水分循环、固体地球物质循环和生物地球化学循环三个相互联系的物质循环过程 为第二条主线，将水圈的结构，水分循环与水量平衡，全球气候与气候变化；内外力地质作 用，岩石圈地质循环；土壤形成与物质循环，全球土壤类型分布；生态系统的物质循环与能 量流动，全球陆地生态系统分布等知识贯穿起来。从而，为学生提供了一种认识地球表层系 统结构与功能的整体知识框架，为他们构建自己的自然地理知识体系和确定未来的研究方 向，奠定科学认识的基础。 本课程的难点是地球表层系统的整体特征。本着综合指导下的分析和分析基础上的综合 的原则，在内容编排上，本课程采用“三个阶段”，即“总体→部分→总体”的讲述顺序， 首先，讲述自然地理学的学科体系、系统方法和地球表层系统的基本性质（总体）；然后， 分别讲述地球表层系统的能量传输与物质循环过程（部分）；最后，讲述地球表层系统的整 体特征（总体）。经过这种总体→部分→总体的一轮循环，试图培养学生高屋建瓴地整合知 识的能力和层层递进地剖析各种科学问题及其逻辑关系的能力。由于综合性较强，在第三阶 段的教学中，我们采用“循序渐进”地总结前面所学知识的方法和案例教学的模式进行讲授， 尽可能做到深入浅出和密切联系实际，同时给学生留下充分的思考空间。主要内容包括：地 球表层系统的结构，分为圈层结构、时间结构、地域结构和时空尺度；地球表层系统的功能， 分为圈层之间的相互作用和人与环境的相互作用；地球表层系统的概念模型，分为太阳辐射、 地球内能、人类活动三大驱动力量和物理气候过程、生物地球化学过程两大控制过程。通过 这部分内容的介绍，使学生初步了解自然地理学研究的着重点是：（1）在时间尺度上，注重 现代的事件和过程，特别是从季节到近百年时间尺度上的事件和过程，主要包括大气、海洋、 陆地和生物之间的相互作用。这主要基于两点认识，一是现有的与人类生存密切相关的各种 自然资源保有量大多只有约百年的开采寿命；二是现存的环境恶化速率已不容许人类考虑更 长时段如几百年以后的境况。认识和预测“人寿尺度”内地球表层系统的状况与变化趋势， 将为人类社会可持续发展战略的实施，提供科学的指导。（2）在空间尺度上，注重运用从全 球着眼，从区域和地方入手的方法论，研究地方自然环境要素的综合；地方之间自然环境要 素的相互依存性及其空间格局的形成与演变；不同空间尺度之间自然环境要素的相互依存性 与尺度转化的机理。如果说从全球着眼是自上而下地认识地球表层系统过程的特征，从区域 和地方入手则是自下而上地认识地球表层系统过程的特征，二者结合起来有助于揭示不同空 间尺度自然环境要素之间的本质联系。事实上，全球尺度的自然环境变化必然对区域和地方 尺度的自然环境变化产生深远的影响（如全球变暖，臭氧层破坏），而区域和地方尺度的自 然环境变化也可能发展成为全球尺度的自然环境变化（如温室气体的排放，火山爆发）。前 者构成后者的背景，后者则可能构成前者的根源。 4-2-4 实践教学活动的设计思想与效果（不含实践教学内容的课程不填） 18