高校地理学专业冰冻圈科学课程教学模式探讨

"冰冻圈科学"作为近年来新兴的专业普及课程,在高等院校地理学专业的本科生和研究生教育中逐渐开展起来。本文从课程设置背景、教学内容和教学模式等方面分析了该课程的基本教学问题,将当前的教学模式总结为前沿科学家团队模式、传统专业必修或选修课模式以及网络远程教学模式,并结合教学经验提出了教学实践中需要注意的几个方面,即冰冻圈科学与已有课程的联系、从冰川学到冰冻圈科学的延伸以及实验与实践教学。

面向可持续发展的冰冻圈科学

21世纪以来,在全球气候变暖的大背景下,冰冻圈科学发展快速。在梳理国际冰冻圈相关研究态势、分析中国相关研究动向的基础上,总结了"冰冻圈科学"发展的历程并简要介绍了冰冻圈科学的基本框架。研究指出,自20世纪70年代冰冻圈概念正式提出以来,国际社会以推出气候与冰冻圈(WCRP-CliC)计划和成立国际冰冻圈科学协会(IACS)为标志,并在深化冰冻圈自身机理、过程认识的同时,更加关注与其他圈层之间相互作用中的冰冻圈效应,表明冰冻圈研究趋向变化-影响-适应这一主线发展,在一定程度显现出了"冰冻圈科学"的核心特征。中国冰冻圈研究近20年、尤其是近10年发展迅猛,沿着冰冻圈科学的主体思路,在冰冻圈变化,冰冻圈变化对生态、水文、气候、地表环境以及社会经济的影响等方面取得了系统性成果,对冰冻圈科学的内涵和外延有了系统的认识。在分析国际冰冻圈科学孕育和发展背景和简要总结中国冰冻圈研究近况基础上,对冰冻圈科学学科框架体系从科学内涵和外延、研究构架和学科组成等方面进行了论述,冰冻圈科学已经成为一门涉及广泛、过程机理研究与可持续发展密切关联的全新学科。

“冰冻圈科学丛书”简介

中国科学家经过深思熟虑和深入研究,在国际上率先建立了冰冻圈科学学科体系,在冰冻圈科学的理论、方法和体系化方面引领着这一新兴学科的发展。围绕学科建设,2016年正式启动了"冰冻圈科学丛书"(以下简称"丛书")的编写。根据中国学者提出的冰冻圈科学学科体系,"丛书"包括《冰冻圈物理学》《冰冻圈化学》《冰冻圈地理学》《冰冻圈气候学》《冰冻圈水文学》《冰冻圈生态学》《冰冻圈微生物学》《冰冻圈气候环境记录》《第四纪冰冻圈》《冰冻圈工程学》《冰冻圈灾害学》《冰冻圈人文社会学》《冰冻圈遥感学》《行星冰冻圈》《冰冻圈地缘政治学》分卷,共计15册。

冰冻圈科学常见误用专业术语解析

冰冻圈科学作为新兴学科,由于学科交叉、快速融合发展以及外来词翻译等,极易造成学者、媒体工作者在撰写稿件中误用部分专业术语。准确使用和正确理解冰冻圈科学专业术语是学科发展的基础,更是学科科学普及的前提。作者在长期审阅稿件、阅读相关科技新闻中,经常发现错误使用冰冻圈科学专业术语的现象。近期,冰冻圈科学专业术语准确使用再次成为中国冰冻圈科学学会(筹)微信群内的热点话题,作为一名冰冻圈科学的期刊编辑,有责任和义务为冰冻圈科学术语推广、准确使用与普及做一些力所能及的工作。因此,作者分析了冰冻圈科学专业术语易误用原因,并依据冰冻圈科学权威工具书——《冰冻圈科学辞典》(修订版)、《英汉冰冻圈科学词汇》(修订版),以及相关权威学者专家的解读,给出冰冻圈科学易误用专业术语的正确名称、英文翻译并作解析,以期全面提升相关人员的学术专业素养,推动学科快速发展。

中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室

该实验室始建于1991年10月,1997年4月被批准被为中国科学院重点实验室,2007年4月被科技部批准进入国家重点实验室建设实施期。

方兴未艾的冰冻圈科学分支学科――冰冻圈气候学

20世纪80年代以来,现代气候系统理论的建立和发展推动了冰冻圈科学和气候学的交叉融合,进而催生了冰冻圈气候学。冰冻圈的形成演化和地球气候有着密切关系。冰冻圈不仅是一定条件下气候的产物,其变化也影响到天气和气候,影响人类社会经济和可持续发展。冰冻圈气候学就是研究冰冻圈变化与大气圈的互馈作用及其物理机制的科学。文章从介绍冰冻圈气候学的发展历史入手,系统阐释冰冻圈气候学的基本概念和学科特点。冰冻圈气候学重点研究冰冻圈在天气气候及大气环流形成与变异中的作用、冰冻圈-大气圈相互作用的过程与机理、气候系统和冰冻圈模式的发展、气候变化与冰冻圈变化的预估,以及冰冻圈气候学对经济社会的服务功能。继续深化对冰冻圈和大气圈相互作用过程与机理的认识,推动陆地冰冻圈、海洋冰冻圈和大气冰冻圈过程参数化方案向精细化、定量化、复杂性方向发展,特别是重点考虑冰冻圈不同分量和要素非线性作用的时空尺度,发展耦合冰冻圈过程的全球与区域气候系统模式是冰冻圈气候学的未来发展趋势。

自然科学基金资助下的我国冰冻圈科学发展

冰冻圈是指地球表层水以固态形式存在的圈层,包括冰川、冻土、积雪、海冰、河冰、湖冰等。作为一门新兴学科,冰冻圈科学研究其各组成部分的形成机理、演化规律、与其他圈层之间的相互作用,以及对经济社会的影响。在全球变暖背景下,冰冻圈研究受到前所未有的重视,成为气候系统研究中最活跃的领域之一,也是当前全球变化和可持续发展最关注的热点之一。中国是中低纬度地区冰冻圈最发育的国家,中国冰冻圈变化的气候效应、环境效应、水资源效应和生态效应非常显著,因此,对国家西部发展战略有重大意义。我国冰冻圈科学的发展与国家自然科学基金项目的支持息息相关,许多前瞻性、先导性、基础性的项目源自于基金项目的支持。国家自然科学基金在引领冰冻圈研究新领域和人才培养两方面起到了奠基和推动作用。着重回顾了在自然科学基金资助下我国冰冻圈科学的发展历程。

服务冬奥、支撑发展:冰冻圈科学的延拓

冰冻圈科学作为一门自然和人文深度交叉的新兴学科,其目的是认识自然规律,服务人类社会,促进可持续发展。近年来,中国冰冻圈研究实现了从传统基础研究到服务国家重大需求的跨越,这标志着学科的日臻成熟。北京冬奥会是我国重要历史节点的重大标志性活动。早在2016年冬奥会申办成功之初,当意识到国际顶级赛事对雪冰特殊需求“近在眼前”后,冰冻圈科学国家重点实验室即以国家自然科学基金创新研究群体项目(三期)和中国科学院学部院士咨询项目为依托,率先在河北张家口滑雪场开展了观测研究。过去5年来,冬奥雪务需求牵引着我国冰冻圈科学团队在雪冰物理关键技术环节上集中攻关,推动了学科向应用领域的延拓,取得了预期成果。文章总结研究团队研发的冬奥雪务保障关键技术,展望我国冰雪产业发展路径,从战略思维、科学积淀及实践创新的角度阐述冰冻圈科学的应用及拓展,提出了相关思考和建议。

冰冻圈科学体系的建立及其意义

冰冻圈是气候系统五大圈层之一,其存在和变化对大气、水资源和水循环、生态系统、陆地和海洋环境以及社会经济可持续发展具有重要影响,在地球系统中扮演重要角色。从冰冻圈形成和变化机理与过程,与大气圈、水圈、生物圈和岩石圈相互作用,到冰冻圈变化的影响和适应,以及区域和全球经济社会的服务功能等的集成,发展成一门新兴交叉学科——冰冻圈科学。冰冻圈科学体系的建立和发展,与“未来地球”“地球委员会”等倡导的方向相一致,具有国际前瞻性。

“美丽冰冻圈”的缘起与发展

“美丽冰冻圈”是“美丽中国”概念在冰冻圈的延伸与应用,其是“自然美、服务美、和谐美的综合体,利与害的辩证统一体”。文中通过回顾与再解读“美丽冰冻圈”的内涵,分析“美丽冰冻圈”与“美丽中国”的关系,对“美丽冰冻圈”的概念进行了再阐释。在此基础上,从冰冻圈科学体系化发展与美丽中国建设、研究两条主线,从学科与社会两个视角,分析了“美丽冰冻圈”的缘起与发展历程,理论解析了“美丽冰冻圈”研究内容的两个层级。通过详细分析近20年随认知提升、国家需求拉动与科研项目推动,“美丽冰冻圈”研究内容经历探索研究阶段、总结拓展阶段与综合深化这3个阶段的演进过程,揭秘了“美丽冰冻圈”。

从获奖地理图书看冰冻圈科学的发展

3月23日是世界气象日。冰冻圈对气候变化有着高度敏感性和重要反馈作用,在全球变暖背景下受到重视,是当前全球变化和可持续发展关注的热点之一。21世纪以来,《中国气候变化与环境演变》《冰冻圈科学概论》《气候变化科学概论》等获奖地理学图书(表1)可以见证中国冰冻圈科学的发展历程。

张廷军教授纪念专刊·编者按

2022年1月,冰冻圈科学领域杰出科学家、国家特聘专家、兰州大学资源环境学院张廷军教授与世长辞。曾与他一起合作、共事的诸多专家学者都为先生的离去而深切悲痛,中国冰冻圈科学界为失去这样一位优秀的科研领军人才而扼腕叹息。张廷军教授曾任兰州大学资源环境学院院长、国务院学位办公室地理学科评议组成员、教育部地理学本科教学委员会秘书长、气候与冰冻圈计划(CliC)科学指导委员会委员、中国冰冻圈科学协会(筹)积雪专业委员会主任、中国地理学会理事等学术和行政职位,也曾长期担任《冰川冻土》编委。他为推动中国冰冻圈科学研究、人才培养以及国际合作均作出了杰出贡献。

习近平关于科技创新的重要论述引领实践——以北京冬奥会实践为中心的考察

习近平总书记关于科技创新的重要论述是马克思主义基本原理与当代中国特色社会主义实践相结合的创新成果,以自主创新、以人为本、生态优先为价值导向。2022年举办的北京冬奥会,是习近平总书记关于科技创新重要论述在绿色体育科技领域的生动实践。低碳场馆建设、工业遗产再利用、柔性直流电网、赛期内碳中和、冰冻圈科学等,均是对这一重要论述中核心理念的践行。

长期海洋性冰川与环境监测研究支撑区域可持续发展

经过20年的发展,中国科学院玉龙雪山冰冻圈与可持续发展野外科学观测研究站已建成集观测、研究、示范与服务于一体的海洋性冰川与环境野外综合观测体系与数据在线可视化平台。该平台以海洋性冰川与环境长期定位监测为基础,围绕海洋性冰川区可持续发展关键科学问题,深入分析了海洋性冰川变化的过程机理,揭示了海洋性冰川变化的水文、微生物、气候效应,评估了海洋性冰川旅游服务成效与冰湖溃决灾害综合风险,研究成果为区域可持续发展提供了科技支撑。

新兴学科要重视内功

随着科学技术的高速发展,学科间的交叉融合已成常态,新兴领域如雨后春笋般涌现,不断开辟出精彩纷呈的学术疆域。新兴交叉学科随之日渐增多,但发展却呈不均衡之势——有的停留在学理层面裹足不前,有的功能泛化难成一体,这让人不由产生“红旗还能打多久”的担忧。新兴学科如何行稳致远,或许能从冰冻圈科学的发展轨迹上得到启示。