自然资源教育教学改革探索与实践

面向学科交叉融合的《资源科学导论》课程建设与探索

  • 曾现来 , 1, 2 ,
  • 王洪涛 1, 2 ,
  • 邓兵 1 ,
  • 刘建国 1, 3
展开
  • 1.清华大学环境学院,北京 100084
  • 2.清华大学钢铁工业环境保护全国重点实验室,北京 100084
  • 3.清华大学秀钟书院,北京 100084

曾现来(1980- ),男,山东东平人,博士,副研究员,博士生导师,研究方向为资源环境可持续管理。E-mail:

收稿日期: 2024-08-11

  修回日期: 2024-12-24

  网络出版日期: 2025-08-05

基金资助

清华大学本科教育教学改革项目(DX07_02)

气候变化与碳中和国际合作联合行动资助项目(20253930011)

Establishment and exploration of the curriculum of Introduction to Resource Science for an interdisciplinary integration

  • ZENG Xian-lai , 1, 2 ,
  • WANG Hong-tao 1, 2 ,
  • DENG Bing 1 ,
  • LIU Jian-guo 1, 3
Expand
  • 1. School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100084, China
  • 2. State Key Laboratory of Iron and Steel Industry Environmental Protection, Tsinghua University, Beijing 100084, China
  • 3. Xiuzhong College, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Received date: 2024-08-11

  Revised date: 2024-12-24

  Online published: 2025-08-05

摘要

为了应对全球可持续发展与中国生态文明建设的战略需求,清华大学成立了秀钟书院,以本科生为对象培养全球绿色发展的引领者。《资源科学导论》作为秀钟书院核心基础课设立,强化交叉学科,培养学生形成系统分析、交叉学科的思维方式和以可持续发展为核心的价值观及方法论。针对培养定位,本课程提出为了使分散的知识系统化且便于掌握,将资源科学的课程内容归纳成一个“资源维—过程维—评价维”的“三维”立体交叉网络式的知识系统,并从经济、社会、环境三个角度来思考资源问题,实现资源全生命周期综合价值的最大化。课程改革的实施为各高等院校和科研院所资源类课程改革,为培养具有跨学科知识、系统思维和创新能力突出的复合型创新人才提供借鉴。

本文引用格式

曾现来 , 王洪涛 , 邓兵 , 刘建国 . 面向学科交叉融合的《资源科学导论》课程建设与探索[J]. 自然资源学报, 2025 , 40(8) : 2041 -2051 . DOI: 10.31497/zrzyxb.20250803

Abstract

Since the dawn of the 21st century, global sustainable development has faced a multitude of significant challenges, including resource scarcity and environmental degradation. In response to the demands of global sustainable development and the construction of ecological civilization in China, Tsinghua University established Xiuzhong College in 2023, aimed at nurturing future leaders in global green development among undergraduate students. The Introduction to Resource Science course has been designated as a core foundational course within Xiuzhong College, emphasizing interdisciplinary learning. This course is designed to foster systematic thinking and interdisciplinary approaches among students, encouraging them to seek knowledge and engage in exploration. It aims to develop their habits and abilities for independent inquiry, problem identification, analysis, and resolution, while instilling a sense of belonging and cultivating values and methodologies centered on sustainable development. The program aspires to create a harmonious relationship between humanity and nature, as well as a shared destiny for all people, promoting a broad and inclusive mindset. To achieve these objectives, the curriculum is structured to encapsulate the core values and methodologies of sustainable development, gradually fostering a community that bridges human existence with the natural world. Drawing from the cultivation goals and experiences of similar courses at other institutions, it is proposed that the content of resource science be organized into a comprehensive, three-dimensional, interconnected knowledge framework encompassing resource dimensions, process dimensions, and evaluation dimensions. This approach encourages a multifaceted examination of resource issues through the lenses of economic, social, and ecological contexts, utilizing this methodology to maximize the comprehensive value of resources.

全球可持续发展是当前及今后人类面临的重大问题,资源短缺、环境污染、气候变化、产业转型都是影响可持续发展的重大挑战,可持续发展也已经成为新时代中国现代化的重要标志[1,2],特别是资源安全、生态安全、“碳中和”、产业链及供应链安全等国家重大战略需求。在此驱动下,跨学科交叉融合与多技术跨界会聚正成为常态,并不断催生新学科和新领域。2010年以来,资源环境保护正在从传统的污染防治到清洁生产和降碳减污扩绿增长,从末端治理到系统性综合性整体性保护,从一次资源开发到再生资源循环利用,从行业牵引到全社会绿色转型[3]。2022年,中国共产党的“二十大”报告中提出中国未来现代化特征是人与自然和谐共生和永续发展。2023年,习近平总书记在全国生态环境保护大会上强调,中华民族的伟大复兴需要把建设美丽中国摆在其突出位置,保持优美的自然环境,确保人与自然和谐。
清华大学为响应新时代人才培养新需求,破解人类社会可持续发展重大命题,于2023年成立了专注于本科生培养的实体机构——秀钟书院,其使命为培养全球绿色发展的引领者,促进人与自然和谐共生、社会可持续发展,成为全球顶尖的可持续发展领域人才培养中心和创新高地。培养的人才需要具有深植人类命运共同体情怀,深入理解自然与社会的相互关系,掌握解决资源能源、气候变化、城市生态和经济治理等重大挑战的跨学科知识,形成突出的系统思维和创新能力。
交叉工程(Interdisciplinary Engineering)是中华人民共和国教育部2024年获批的高等学校24种新本科专业之一,首次在清华大学设立。秀钟书院打破传统学科专业界限,设置资源能源与气候变化、环境系统与信息技术、可持续城市与生态空间、绿色经济与全球治理等四个多学科深度交叉融通的培养方向,覆盖了资源安全、生态安全、“碳中和”等国家战略需求,满足培养要求的学生可获得交叉工程专业工学学士学位。
《资源科学导论》课程是书院必修的基础课,是这四个培养方向的基础,支撑培养方案中资源能源学科的基础理论和专业知识,深入理解社会与自然(山水林田湖草)的相互关系,建立宏观的科学视野和系统化思维。清华大学尚无该类课程,目前校内相关的课程《资源管理与可持续发展前沿专题》是面向研究生开设的,本课程的开设以及探索有助于弥补清华大学在资源类课程的短板。因而,本文将在挖掘资源科学的边界及交叉特征,剖析现有课程体系及教材基础上,建立适应于交叉工程的资源科学课程体系,形成特定知识机构体系和专门的课程内容,并进行实际教学效果的验证。

1 现有课程体系分析

1.1 资源科学学科概论

资源科学是一门研究自然资源的形成、演化、发展与时空规律性及其与人类社会发展之间相互关系的科学。其主要任务包括,揭示资源及资源系统的产生、发育与时空特征,厘清资源系统各要素之间的作用机制与平衡机理,阐明资源利用与社会经济的约束关系,评估不同时期资源的供需平衡与潜力,分析人类活动对资源系统的积极和消极影响,甄别区域资源利用与生态文明建设之间的关系,指导新理论、新方法、新技术在资源管理与开发利用中的落地和应用[4]。资源科学作为既传统又新兴的交叉学科,是在已有地理学、地质学、环境科学、管理科学、经济学及其他工程科学的基础上继承与发展起来的,是自然科学、工程科学与社会科学相互结合、相互渗透、交叉融合的产物,也是一门综合性、交叉性极强的学科[5]
自然资源的自然、社会与技术三重属性,决定了资源科学知识体系跨越自然科学、社会科学与工程科学,具有突出的交叉学科特征[6,7],因此,跨学科的资源科学属于交叉学科门类[8]。资源科学的发展,就是要把自然资源全生命周期过程的调研勘探、评估分析、开采利用、保护管理结合起来,形成全方位的自然—生态—经济—管理交叉科学体系。因而,资源科学的内涵边界关联到地学(如地质学、地理学)、生物学(如生态学、农学)、工程学(如环境学、矿产学)、经济学与管理学等多门学科的范畴;特别是近年来,新兴的信息学、新工科、新农科及新文科也逐渐渗透到资源科学中,显著拓宽了边界与内涵,交叉特征更加明显(表1)。中国科学院地理科学与资源研究所封志明研究员[10]在20世纪90年代提出资源科学的综合性特征,在继承与发展传统学科的基础上,提炼了资源科学与其他相关学科的教学内容,形成了以自然资源或自然资源利用为核心的跨学科领域[11]。如图1所示,资源科学主要相关分支学科的承继关系与综合性学科的交叉发展过程,表明了学科之间的边界关系以及融合特点,揭示了资源科学的交叉学科特性。因此,资源科学的学科体系建设不仅要体现它的纵向分异,更要体现它的横向综合,其综合性、系统性已成为当代资源科学工作者的普遍共识,正在有力支撑国家智库建设及人才培养[12]
表1 中国资源科学学科的演化过程

Table 1 The development of the discipline system of resources science in China

年份 相关文件 相关表述
1992 国家标准《学科分类
与代码》
地球科学(170),包括大气科学、自然地理学、生态学等二级学科;矿山工程技术(440),包括矿山地质学、采矿工程、矿山安全等二级学科;环境科学技术(610),包括自然环境保护学、环境生态学、环境管理学;经济学(790)包括资源经济学二级学科
1995 中国自然资源丛书 区域资源学、部门资源学(土地、矿产、水、森林、草地、水产、生态、能源和海洋资源)、综合资源学
1998 《普通高等学校本科
专业目录》
工学:水文与水资源工程、资源勘查与开发、热能与动力工程、油气储运工程;农学:森林资源保护与游憩、水产养殖学、农业资源与环境;管理学:农林经济管理、土地资源管理
2000 《中国资源科学百科
全书》
综合资源学,主要涵盖资源地理、资源生态、资源经济、资源物理和资源法;部门资源学,主要涵盖土地资源、矿产资源、气候资源、生物资源、水资源、海洋资源和能源等
2009 国家标准《学科分类
与代码》
能源科学技术(480),包括能源地理、能源经济学等二级学科;“环境科学技术”更名为“环境科学技术与资源科学技术(610)”,增加“资源科学技术”(含资源管理);经济学(790)包括资源经济学二级学科
1997、2018 修订 《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》 理论经济学(0201),包含人口、资源与环境经济学;法学(0301),包含环境与资源保护法学;农业工程(0828),包含农业生物环境与能源工程;环境科学与工程(0830),包含环境规划与管理;农业资源与环境(0903),包含土壤学、农业环境保护;农林经济管理(1203),包含农业经济管理、林业经济管理
2024 普通高等学校本科专
业目录
经济学类下的资源与环境经济学(020104T),化学类下的资源化学(070307T),地理科学类下的自然地理与资源环境(070502),海洋科学类下的海洋资源与环境(070703T),水利类下的水文与水资源工程(081102),化工与制药类下的资源循环科学与工程(081303T),地质类下的资源勘查工程(081403)、资源环境大数据工程(081407T),矿业类下的矿物资源工程(081505T)、海洋工程类下的海洋资源开发技术(081903T)、环境科学与工程类下的资源环境科学(082506T)、自然保护与环境生态类下的农业资源与环境(090201)、公共管理类下的土地资源管理(120404)

注:更新自封志明等[9]

图1 资源科学主要相关学科的边界与交叉特征

注:根据最新学科体系更新自封志明[10]和霍明远[6]

Fig. 1 Diagram of the succession and cross-discipline of the major sub-disciplines of the resources science

1.2 国内资源科学课程体系简介以及主要问题

前已述及,资源科学涵盖土地、水、矿产、海洋、石油、林业等各类自然资源,围绕这些资源有一大批农业大学、林业大学、水电大学、矿业大学、海洋大学、石油大学等,而且成立了很多相关院系,如资源环境学院、水力水电学院、经济管理学院、海洋学院、石油化工学院等,每一种资源都建立了独立的专业,如土地资源管理、农林经济管理、矿产工程、水利水电、海洋资源开发等。
目前国内开设《资源科学导论》《资源科学概论》课程高校,主要包括综合性大学(如北京大学、浙江大学、南京大学、山东大学、中国科学院大学)、师范大学(如北京师范大学)、专业特色大学(如西北农林科技大学、中国海洋大学、中国矿业大学等)等。我们对国内开设相关课程的高校、相关院系进行了调研,主要如表2所示。课程根据学校培养目标主要设定了土地资源、水资源、气候资源、植物资源、矿产资源、能源资源、遗产资源、海洋资源到区域自然资源等分门别类的介绍,比较缺少系统化理论,内容相对松散,也对当今备受关注的再生资源及循环经济涉及太少,难以满足秀钟书院本科培养的目标。
表2 国内开设资源科学导论相关课程的院校总结

Table 2 Introduction to resource science courses in some universities

序号 课程名字 学校 院系
1 资源学概论 南京农业大学 资源与环境科学学院
2 资源科学概论 仲恺农业工程学院 资源与环境学院
3 资源科学 北京师范大学 地理科学学部自然资源学院
4 地球科学与资源环境导论 南京大学 环境学院
5 地球科学与资源环境导论 南京大学 地理与海洋科学学院
6 地球科学与资源环境导论 南京大学 地球科学与工程学院
7 自然资源学 西北农林科技大学 资源环境学院
8 自然资源学 浙江大学 环境与资源学院
9 资源循环科学与工程概论 南开大学 环境科学与工程学院
10 自然资源学原理 北京大学 城市与环境学院
11 资源环境科学概论 中国农业大学 资源与环境学院
12 资源科学导论 山东大学 环境科学与工程学院
13 自然资源测度与评价 兰州大学 资源环境学院
14 资源分析与评价 华东师范大学 地理科学学院
15 资源生态学、自然资源 中国科学院大学 地理科学与资源研究所

1.3 资源科学领域主要教材

课程组深入调研了资源科学领域已有的教材,主要包括如下:
(1)封志明. 资源科学导论. 北京: 科学出版社, 2017.
(2)张丽萍. 自然资源学基本原理 (第二版). 北京: 科学出版社, 2017.
(3)刘成武, 黄利民. 资源科学概论 (第二版). 北京: 科学出版社, 2014.
(4)史培军, 周涛, 王静爱. 资源科学导论. 北京: 高等教育出版社, 2009.
(5)彭补拙, 黄贤金, 濮励杰. 资源科学概论. 北京: 科学出版社, 2008.
(6)国际资源委员会. 全球资源展望2024: 自然资源与我们想要的未来. 联合国环境规划署, 肯尼亚内罗毕, 2024.
总体而言,这些已有教材覆盖面较广,对资源科学基本原理、资源调查、配置、开发利用、资源管理皆有介绍,并对多种资源分门别类进行了阐述,具有较好的参考性。然而,本文作者在研读相关教材时也发现了一些现存的问题。首先,这些教材通常成书较早,无法反映资源科学前沿的进展,对近年来重要的资源科学方法和内容较少涉及,从而导致其时效性有待提高。其次,这些教材通常偏重原理讲述,而缺乏案例对照,从而增加了学习过程中的概念掌握的难度。最后,教材偏重管理,工程内容偏少,对于秀钟书院从事交叉工程专业、具有工管融合的人才培养理念有待提高。

2 课程体系建设

针对以上问题及认识,课程组根植于交叉工程人才培养理念,以全球视野及人类命运共同体为基本格局,以复合型、综合型、系统型人才培养为目标,对资源科学导论课程进行了改革。本部分将从教学目标、课程知识体系、教学安排等方面详述。

2.1 教学目标

本课程的教学目标分为三个层次:
(1)知识层面:掌握资源基本属性、资源科学的基本原理、自然资源评价开发与配置、物质代谢、资源安全等基础资源科学理论和系统方法;掌握资源科学基础理论、分析评估方法,建立可持续发展的系统性思维以及理论联系实际的能力,形成在与资源有关的各个活动中都要从可持续发展三个维度(经济、社会、环境)来思考问题。
(2)能力层面:以土地资源、矿产资源等为例,掌握运用资源科学的基本理论和方法分析具体资源类型的开发、管理和利用;基本可以用相关理论解释资源管理和利用过程中的现状及问题,考虑全球环境战略需求,设计符合自然和生态规律的解决方案(nature-based solution),提高学生交叉科学方法素养,为学习其他专业课程打下必要基础。
(3)素养层面:培养学生理论联系实际的素养,逐渐形成系统思维和交叉学科思维的思考方式,引导学生求知探索,养成自主探索、提出、分析和解决问题的习惯;学生逐步树立家国情怀,培养以可持续发展为核心的价值观和方法论,逐渐形成人与自然生命共同体和人类命运共同体情怀,具有开阔思维及宏观视野。

2.2 课程结构

模型思维是人类的基本认知与思维方式,国内外学者研究表明,认知模型论在教学中可以发挥事半功倍的作用[13,14]。为了使分散的知识系统化,便于掌握,课程组将资源科学教学归纳为“两个三维”(图2)。第一个“三维”指的是课程内容的“三维”立体交叉网络式的知识系统(图2a图3)。
图2 课程“三维”体系

Fig. 2 Two three-dimensional systems in this course

图3 资源维—过程维—评价维的“三维”立体交叉网络式的知识系统

Fig. 3 The three-dimensional cross-networked knowledge systems combined with resource, process, and assessment dimensions

(1)第一维:资源维——对应资源知识方面,主要包括资源的属性、形成、演化、数量、质量与时空分布(6项);包含的资源主要有:土地资源、水资源、矿产资源、生物资源、气候资源、海洋资源以及能源资源(6+1项);
(2)第二维:过程维——对应人类对资源的经济作用过程方面,主要包括资源的调查、配置、开发、利用、回收(5项);
(3)第三维:评价维——对应人类作用过程的评价方面,主要包括经济评价、社会评价、生态环境评价以及安全评价和综合评价(3+2项)。
第二个“三维”指的是培养学生的“三维”思想(图2b),即要从经济、社会、生态环境三个维度来思考资源问题,这是课程思想的精髓,要求学生必须掌握这三个思考维度。
(1)“三维”思想是方法学,即应用三个维度上的方法来研究资源;
(2)“三维”思想又是目的,即在经济、社会、生态环境三个维度上实现资源的综合价值最大化,例如煤炭的直接燃烧发电可获得经济的最大化,但其社会和环境效益主要是负面的,综合价值低;
(3)“三维”思想还是理念,即要从三个维度上分析对资源的配置、开发利用等经济行为。

2.3 课程内容

整个教程核心设计为15讲,主要包括四大部分(表3),第一为课程基础,包括绪论、资源与资源系统、资源的基本属性、资源科学的基本原理;第二为评价维度,包括资源的评价方法;第三为过程维度,包括资源调查与配置、资源开发和利用、物质代谢,根据全球可持续发展全生命周期影响,强化了物质代谢、物质流分析在厘清全球资源环境挑战中的核心作用;第四为综合应用,包括土地资源开采利用及评估、矿产资源开采利用及评估、其他资源开采利用及评估、资源安全等。课程体系的设计注重知识、理论与实践的统一,内部具有严密的逻辑性,并将资源维—过程维—评价维的“三维”立体交叉网络式的知识系统贯穿其中。
表3 《资源科学导论》课程内容安排

Table 3 The designed course system for Introduction to Resource Science

第几讲 标题 主要内容
1 0 绪论 介绍资源科学的概念、研究对象与任务、学科体系与理论基础、研究特点与研究方法,重点对于资源科学的起源与发展进行阐述
1 1 资源与资源系统 阐述资源概念特征以及分类,分析典型资源的形成与分布规律
2 2 资源的基本属性 阐述自然资源的基本属性,探讨资源属性评估分析方法
3~4 3 资源科学的基本原理 资源科学的基本原理是资源科学的基础,是学习各部分资源科学知识的前提,重点介绍资源科学的自然科学原理、生态学原理、资源经济学原理和资源社会学原理,阐述资源科学的多学科特征
5~7 4 自然资源的评价方法 自然资源综合评价是资源特性、自然资源经济学、生态环境和社会学的实际应用,是自然资源合理开发利用的根本性前提,重点讲述自然资源的数量和质量评价方法、自然资源利用过程的生态环境影响评价、自然资源的经济评价和社会影响评价
8 5 自然资源的调查与配置 资源调查、测量与评价是科学认识资源利用现状及潜力、实现资源可持续利用的基础,重点介绍资源调查测量与评价的目的、任务、内容、原则、方法和程序;资源配置的主要方式是通过市场机制进行配置,政府制度、生态环境以及社会福利约束也是资源实现优化配置的重要途径
9 6 资源的开发与利用 资源开发需秉持经济效益、社会稳定、环境保护和可持续利用4项原则,开发决策的基础是成本—收益分析;资源开发决策方案的确定须在全面调查、收集、整理、分析研究相关资料的基础上,针对资源的开发利用目标提出多种可供选择的方案
10 7 物质代谢 在介绍物质代谢研究起源的基础上,提出物质代谢的概念和特征,探讨物质代谢的原理与分析方法,并从物质代谢与相关问题研究的不同角度指出当前物质代谢所关注的应用领域(如“碳中和”)
11 8 土地资源开发利用及评估 重点介绍土地资源的特点、分析中国土地资源开发现状与技术经济问题,并探讨土地资源开发利用对策与国家生态安全战略关系
12 9 矿产资源开发利用及评估 重点介绍矿产资源的特点、分析中国矿产资源开发现状与技术经济问题,探讨矿产资源开发利用对策与国家供应链安全战略关系
13 10 其他资源开发利用及评估 简单介绍水资源、海洋资源特征、分布特点,分析当前中国水资源及海洋资源开发与管理遇到的问题,探讨未来的发展对策
14 11资源安全 介绍资源危机的内涵、原因及影响等内容的基础上,分析当前世界资源危机的态势及中国资源危机的应对策略;最后就资源安全的含义及类型、国内外研究现状及研究趋势、资源安全评估的指标体系与保障资源安全的策略等问题进行重点分析
15 课程综合论文 同学们自选资源类型,运用课程知识,评估分析资源利用过程可持续问题及挑战

2.4 课程实施

本课程于2024年春季学期首次开设,为专业必修课程,选课人数为66人,授课对象主体为秀钟书院大一本科生,课程的准备采用集体备课的形式,对于每一个章节的内容和课件都经由课组充分讨论后确定相关讲述内容、讲授安排、课程例题、课后作业和讨论等。具体授课形式采用多名老师授课制,三位教师基于个人的研究背景和擅长的领域进行了相关的部分的课程开设,确保实现最佳的效果。

2.5 课程考核

本课程的学生考核由三部分构成,包括平常作业25%,课程综合论文25%,期末考试50%。其中,平常作业为5次,主要考查学生对基本概念的理解、模型方法的运用、分析计算能力的训练等。课程综合论文内容为围绕某种资源类型,综合运用课程内讲述的资源调查、资源评价、资源开发和利用、资源配置、资源经济和管理等内容对其进行综合分析,以提高学生的综合分析运用能力。期末考试占据课程考核的主要部分,期末考试采用开卷考试的形式,其主要的内容也包括基本概念的理解、模型分析、计算、综合分析和运用等几部分构成,着重考核学生的综合运用和理解能力。

2.6 教学成效

在课程教学的过程中,所有任课教师均参与教学过程,与同学不仅就教学内容,也包括教学方式及目标,每堂课进行了交流,得到了同学积极的反馈,实时更新,适时调整。在期终课程评价中,共有64位同学修读了本课程,其中64位同学进行了有效评价。本课程类别为理论类理工,全校同类同规模课程共438门,评估 结果处于全校的平均水平 (图4),13个指标表现良好,得分都在85分之上,综合评分为88分,实现了课程教学的良好运行。
图4 课程各指标的教学成效评价

注:校级指标1—老师教学态度认真负责;校级指标2—老师关注我们和我们的学习状态,能够给予反馈;校级指标3—老师对学生严格要求;校级指标4—老师教学注重师生互动;院系导向指标—老师备课认真,对课程的讲解内容和方法做了精心的准备;教师个性化指标—老师讲解显著拓宽我的视野,系统性观念增强;校级指标5—老师教学能让我体会学科特点和思维方式;校级指标6—我了解这门课程的目标和要求;校级指标7—针对这门课的挑战度,老师给予足够的支持;校级指标8—老师的教学激发我课后主动学习;校级指标9—对未来要上这门课程的同学,我会推荐这位老师;课程类型指标1—老师讲解清楚,深入浅出;课程类型指标2—我学习这门课程有收获。数据来源于清华大学教学质量评估中心。

Fig. 4 Assessment of teaching performance indicators for the course

通过本课程的实施,知识层面,学生基本掌握了资源基本属性、资源科学的基本原理、自然资源评价、开发与配置、物质代谢、资源安全等基础资源科学理论和系统方法,熟悉了资源科学基础理论、分析评估方法;能力层面,建立了可持续发展的系统性思维以及理论联系实际的能力,形成在与资源有关的各个活动中都要从可持续发展三个维度(经济、社会、环境)来思考问题的能力;素养层面,学生理论联系实际的素养得到培养,逐渐培养了系统思维和交叉学科思维的思考方式,并在自主探索、提出、分析和解决问题方面得到锻炼。

3 结论与讨论

3.1 结论

世界正面临“百年未有之大变局”的时期,面向可持续发展的需求,资源安全、生态安全、“碳中和”、产业链及供应链安全等国家战略进一步重塑了资源科学,并使其成为各综合院校、专业人才培养的重点。而在交叉工程人才培养的理念下,资源科学作为一门独立的学科如何与其他学科深度交叉融合,成为从事资源科学教学的教育者亟待思考的问题。课程组以清华大学秀钟书院交叉工程培养为契机,对《资源科学导论》课程进行了深入的改革。首次提出了“三维”的教学方法,即构建资源科学的“三维”立体交叉网络知识系统、培养学生从“社会、经济、环境”三个角度思考任何资源问题的理念。本课程改革的成功实施将有望为各高等院校和科研院所资源类课程改革提供借鉴,培养具有跨学科知识、系统思维和创新能力突出的复合型拔尖创新人才。
该课程系统总结与介绍资源科学发展概述、资源与资源系统、资源的基本属性、资源科学的基本原理、自然资源的评价方法、资源调查与配置、资源开发利用、物质代谢、资源安全等资源科学基本理论和方法。在此基础上,以矿产资源、海洋资源、能源的开发利用以及再生资源与循环经济为例,将资源科学基本理论和方法灵活运用,并强调理论联系实际,培养学生分析具体问题的能力。在课程连续性上,承接书院前期开设的《可持续发展探究》课程,衔接书院后续开设的《环境与资源经济学》《资源利用系统工程》《能源利用系统工程》《水利用系统工程》等专业课程。

3.2 讨论

教学过程中引入大量的案例、国际即时发生的新闻激发学生的兴趣,例如在第一讲中,把俄乌战争作为引子,2022年2月24日,俄乌战争爆发。战争已经进行了740余天,造成百万人伤亡,千万人流离失所,尚看不到战争结束的时间;俄发动战争的主要理由是国土安全受到北约东扩威胁,需要通过战争迫使乌克兰保持中立,形成缓冲地带。启发学生发生战争的根源是国土资源安全问题,美西方通过卡住俄罗斯的经济命脉——能源出口欧洲,削弱俄罗斯的战争能力。通过这样的案例,让同学领会资源问题的重要性。
另外,将思政因素设计到课程之中,将国家战略需求[15]——资源安全、美丽中国、生态美育融入课程教学过程中,连同环境安全、生态安全、产业链安全,树立同学们更加丰富全面的安全观,引导学生保护资源、热爱环境,体会学科交叉和系统分析的专业特点。设置一定数量的课程作业,以对资源认识及管理的教学评价为主,面向综合应用,学生们需要完成一篇综合论文,阐述一种资源管理的全过程,利用所学知识系统分析存在的问题,让课程内容及作业有血有肉、有骨架、有拓展,丰富了立体培养过程。整个教学过程积极热烈,同学们互动比较频繁,课堂课下均进行交流反馈,提出问题、建议,积极调整完善,得到大家的积极肯定,顺利完成了教学任务。
《资源科学导论》课程建设及探索具有一定的启示和借鉴意义:(1)显著的交叉性决定了《资源科学导论》课程在不同院校、不同专业的侧重点差异明显;(2)构建资源科学的“三维”立体交叉网络知识系统对于任何开设该类课程的院校都具有的突出的借鉴价值,由此建构的方法论体系对于指导资源科学的发展大有裨益;(3)课程建设融汇形成的系统思维及全局思想为人类命运共同体的形成提供了一把钥匙;(4)课程融汇了最新的信息技术(如ChatGPT)拓宽了课程学习的边界范围,为其他院校同类课程建设提供了参考。

衷心感谢清华大学秀钟书院院长胡洪营教授对本文提出的建设性修改建议。

[1]
魏彦强, 李新, 高峰, 等. 联合国2030年可持续发展目标框架及中国应对策略. 地球科学进展, 2018, 33(10): 1084-1093.

DOI

[WEI Y Q, LI X, GAO F, et al. The united nations sustainable development goals (SDG) and the response strategies of China. Advances in Earth Science, 2018, 33(10): 1084-1093.]

DOI

[2]
National Academy of Engineering, National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, Division on Earth and Life Studies, et al. Environmental Engineering for the 21st Century: Addressing Grand Challenges. Washington DC: The National Academies Press, 2018.

[3]
王金南, 董战峰, 蒋洪强, 等. 中国环境保护战略政策70年历史变迁与改革方向. 环境科学研究, 2019, 32(10): 1636-1644.

[WANG J N, DONG Z F, JIANG H Q, et al. Historical evolution and reform of China's environmental strategy and policy during the past seventy years (1949-2019). Research of Environmental Sciences, 2019, 32(10): 1636-1644.]

[4]
孙鸿烈, 封志明. 资源科学研究的现在与未来. 资源科学, 1998, 20(1): 1-12.

[SUN H L, FENG Z M. Present and future of resources science. Resources Science, 1998, 20(1): 1-12.]

[5]
张超, 刘蓓蓓, 李楠, 等. 面向可持续发展的资源关联研究: 现状与展望. 科学通报, 2021, 66(26): 3426-3440.

[ZHANG C, LIU B B, LI N, et al. Resource nexus for sustainable development: Status quo and prospect. Chinese Science Bulletin, 2021, 66(26): 3426-3440. ]

[6]
霍明远. 资源科学的内涵与发展. 资源科学, 1998, 20(2): 11-16.

[HUO M Y. Connotation and development of resources science. Resources Science, 1998, 20(2): 11-16.]

[7]
冯茹, 王续琨. 论资源科学的学科结构和发展对策. 河北师范大学学报: 哲学社会科学版, 2015, 38(3): 5-11.

[FENG R, WANG X K. On the interdisciplinary structure and development of the resource science. Journal of Hebei Normal University: Philosophy and Social Sciences Edition, 2015, 38(3): 5-11.]

[8]
濮励杰, 黄贤金. 地理学与资源科学研究的交叉与融合. 自然资源学报, 2020, 35(8): 1830-1838.

DOI

[PU L J, HUANG X J. The interdisciplinary study and integration of disciplines for geography and resources science. Journal of Natural Resources, 2020, 35(8): 1830-1838.]

[9]
封志明, 江东, 雷梅, 等. 资源科学的学科建设与人才培养模式的实践与思考. 自然资源学报, 2020, 35(8): 1817-1829.

DOI

[FENG Z M, JIANG D, LEI M, et al. Practice and reflections of discipline construction and talent cultivation mode for resources science. Journal of Natural Resources, 2020, 35(8): 1817-1829.]

[10]
封志明. 资源科学的研究对象、学科体系与建设途径. 自然资源学报, 2003, 18(6): 742-752.

[FENG Z M. Research object, discipline system and development approaches of resource science. Journal of Natural Resources, 2023, 18(6): 742-752.]

[11]
金晓斌, 沈镭, 黄贤金, 等. 新质生产力赋能自然资源高质量管理: 逻辑与路径. 自然资源学报, 2024, 39(9): 2011-2028.

DOI

[JIN X B, SHEN L, HUANG X J, et al. Empowering high-quality management of natural resources with new quality productive forces: Logic and path. Journal of Natural Resources, 2024, 39(9): 2011-2028.]

[12]
葛全胜, 刘卫东, 孙鸿烈, 等. 地理科学与资源科学的国家智库建设. 地理学报, 2020, 75(12): 2655-2668.

DOI

[GE Q S, LIU W D, SUN H L, et al. High-end geography and resource think-tank to meet the demands of national development. Acta Geographica Sinica, 2020, 75(12): 2655-2668.]

DOI

[13]
BLOOM B S. Taxonomy of Educational Objectives, Handbook:The Cognitive Domain. New York: David McKay, 1956.

[14]
孙建彬, 蒋平, 于海跃. 基于布鲁姆认知模型的线上教学目标和活动设计. 教育教学论坛, 2025, (5): 5-8.

[SUN J B, JIANG P, YU H Y. Design of online teaching objectives and activities based on Bloom's Cognitive model. Education and Teaching Forum, 2025, (5): 5-8.]

[15]
赵荣钦, 黄贤金, 郧文聚, 等. 碳达峰碳中和目标下自然资源管理领域的关键问题. 自然资源学报, 2022, 37(5): 1123-1136.

DOI

[ZHAO R Q, HUANG X J, YUN W J, et al. Key issues in natural resource management under carbon emission peak and carbon neutrality targets. Journal of Natural Resources, 2022, 37(5): 1123-1136.]

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