JOURNAL OF NATURAL RESOURCES >
The educational attribute of landscapes: Exploring the path of cultural ecosystem services values evaluation empowering natural resources teaching innovation
Received date: 2025-01-05
Revised date: 2025-06-25
Online published: 2025-10-31
Based on the theory of cultural ecosystem services (CESs) and the simultaneous development of five educations, this study constructs a comprehensive framework to elucidate the mechanisms among landscape education, CESs values, and natural resources teaching. It compiles expert evaluations of illustrations from middle school geography textbooks and a collection of study-tour itineraries for Gansu province. Using methods including categorical statistics, kernel density estimation, and MaxEnt model prediction, the study assesses the CESs values of natural resources featured in middle school geography curricula and Gansu study sites, and explores pathways through which value evaluation can advance natural resources teaching. Findings indicate: (1) Digital landscapes convey the digital CESs values in theoretical teaching through multimedia courseware, textbook illustrations, and other forms. Students perceive the physical CESs values via observation, experience and research. The values of CESs provide a pivotal basis for selecting teaching materials and field sites. (2) The illustrations in chapters such as "Resources Security and National Security" carry high value. Mixed multiple illustrations layouts better express educational and spiritual values. Chapter cover illustrations convey aesthetic values, and educational and spiritual are strongly linked. Values evaluation informs textbook revision through the selection of graphic and textual cases, innovative arrangement methods, optimized visual effects, and exploration of ideological and political elements. (3) Study-tour courses in Gansu show overall agglomerative spatial distribution. Lanzhou city and surrounding counties are the main high-value areas for five types of CESs. The high-value areas in the Hexi Corridor are concentrated in oases and cities. Value distribution is highly correlated with the density of primary and secondary schools in the region. Values assessment guides study-tour product development and practical education-based construction. The research has practical significance in refining teaching strategies and objectives across educational levels, optimizing teaching resources, and linking of theory with practice in teaching.
JIN Xin-long , ZHANG Xue-bin , CHEN Xian-fei , LUO Jun . The educational attribute of landscapes: Exploring the path of cultural ecosystem services values evaluation empowering natural resources teaching innovation[J]. JOURNAL OF NATURAL RESOURCES, 2025 , 40(11) : 2898 -2919 . DOI: 10.31497/zrzyxb.20251102
表1 自然资源教学的不同层次及其主要特点Table 1 Different levels and main characteristics of natural resources teaching |
| 教学层次 | 主要教学对象 | 主要教学目标 | 常见教学主题 | 突出特性 |
|---|---|---|---|---|
| 基础学科与科普教学 | 正在接受初等和中等教育的学生、社会公众 | 基于地理、生物、化学等学科学习,理解和掌握 自然资源的分类、特征、价值、时空分布、开发 状况、保护政策和调控措施等知识,培养资源审 美情趣,树立资源安全意识和正确的资源观,在 生活中培育践行资源保护的实践力 | 中国的自然资源,自然界的水,资源、环境与国家安全,生态与环境,化学与自然资源的开发利用等 | 科普性 活动性 生活性 |
| 专业理论与实践教学 | 与资源科学直接相关的高等院校专业学生、科研学者及机关团体 | 基于具体培养目标,对资源科学的理论与实践进 行全面性学习,掌握资源环境管理方法,进而培 养能够从事资源调查与评价、环境监测与保护、 区域规划与管理等工作的专业型人才,服务国家 生态文明建设与全球可持续发展需求 | 自然资源的利用、保护与管理,资源勘探工程,资源环境经济学,清洁能源转型,耕地保护与粮食安全等 | 专业性 理论性 实践性 |
| 多学科交叉融合教学 | 与自然资源全过程管理相关的高等教育院校学生、科研学者及机关团体 | 基于具体培养目标,将自然资源全过程管理与地 理、环境、旅游、生态、农业、管理等专业知识 结合,培养交叉学科思维和能够利用自然资源知 识分析并解决实际问题的复合型人才,服务国家 经济、文化、生态文明等领域的建设需求 | 旅游资源开发,传统村落保护,区域分析与规划,城市更新,城乡融合发展,国家公园建设与管理,清洁生产与碳中和等 | 综合性 融合性 社会性 |
表2 中学地理教材插图样本分类、编码及各类样本数量Table 2 Classification, coding, and quantity of illustrations in middle school geography textbooks |
| 分类方法 | 编码符号 | 编码内容 | 数量/个 | 分类目的 |
|---|---|---|---|---|
| 教学内容 | A | 自然资源的基本特征 | 5 | 不同教学内容对应不同的课标,在计数基础上对比教材各章节的CESs价值量 |
| B | 土地资源 | 6 | ||
| C | 水资源 | 5 | ||
| D | 自然环境与人类社会 | 7 | ||
| E | 资源安全与国家安全 | 13 | ||
| F | 环境安全与国家安全 | 9 | ||
| G | 保障国家的资源安全、环境战略与行动 | 3 | ||
| 教材板块 | A | 教材正文 | 23 | 在计数基础上对比教材中课文与各板块的CESs价值量 |
| B | 思考、活动与资料 | 15 | ||
| C | 章节封面插图 | 10 | ||
| 插图编排方式 | A | 单图 | 4 | 插图编排与培养学生的读图能力相关,在计数基础上对比不同插图编排方式的CESs价值量 |
| B | 双图 | 4 | ||
| C | 多图 | 15 | ||
| D | 图文阅读材料 | 25 | ||
| 插图出处 | A | 八年级地理上册第三章《中国的自然资源》人教版 | 8 | 在计数基础上对比三本不同教材的CESs价值量 |
| B | 八年级地理上册第三章《中国的自然资源》商务星球版 | 8 | ||
| C | 高中地理选择性必修三《资源、环境与国家安全》人教版 | 32 |
表3 三类型理论教学CESs价值的概念化Table 3 Conceptualization of the theoretical teaching CESs value in three types |
| 价值类型 | 概念内涵 |
|---|---|
| 教育价值 | 图文案例能较好地展示自然资源的概念、特征、价值或开发状况等内容,有助于学生理解和掌握自然资源的时空分布、保护政策或调控措施等课标知识,培养学生的人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力 |
| 审美价值 | 图文案例能较好地传达自然资源的视觉元素或景观信息,有助于学生培养自然美感,丰富学生的景观视野,激发学生对自然资源的审美情趣 |
| 精神价值 | 图文配置能较好地体现正确的资源观,传达可持续发展、资源保护国策、资源安全与国家安全等课程思政元素,激励学生关注环境保护和生态平衡,树立资源保护意识和家国情怀,引导学生在日常生活中践行资源保护 |
表4 基于分类统计的理论教学CESs价值计量结果Table 4 Codes based on classification statistics for measuring the values of theoretical teaching CESs |
| 分类方法 | 编码内容及符号 | 理论教学CESs价值 | ||
|---|---|---|---|---|
| 教育价值 | 审美价值 | 精神价值 | ||
| 教学内容 | 自然资源的基本特征(A) | 39.44 | 37.56 | 39.33 |
| 土地资源(B) | 49.56 | 47.11 | 47.56 | |
| 水资源(C) | 42.11 | 38.22 | 43.22 | |
| 自然环境与人类社会(D) | 59.44 | 57.67 | 57.56 | |
| 资源安全与国家安全(E) | 109.33 | 103.78 | 109.22 | |
| 环境安全与国家安全(F) | 73.33 | 68.78 | 76.33 | |
| 保障国家的资源安全、环境战略与行动(G) | 26.56 | 23.78 | 25.00 | |
| 教材板块 | 教材正文(A) | 191.22 | 176.89 | 190.33 |
| 思考、活动与资料(B) | 125.44 | 116.11 | 125.89 | |
| 章节封面插图(C) | 83.11 | 83.89 | 82.00 | |
| 插图编排方式 | 单图(A) | 33.44 | 32.67 | 35.00 |
| 双图(B) | 33.00 | 32.00 | 33.56 | |
| 多图(C) | 125.67 | 115.22 | 120.89 | |
| 图文阅读材料(D) | 207.67 | 197.00 | 208.78 | |
| 插图出处 | 八年级地理上册第三章《中国的自然资源》人教版(A) | 64.67 | 61.67 | 65.22 |
| 八年级地理上册第三章《中国的自然资源》商务星球版(B) | 66.44 | 61.22 | 64.89 | |
| 高中地理选择性必修三《资源、环境与国家安全》人教版(C) | 268.67 | 254.00 | 268.11 | |
| 合计 | 399.78 | 376.89 | 398.22 | |
表5 研学课程CESs的范畴化与概念化过程Table 5 Categorization and conceptualization process of CESs in study-tour courses |
| 价值类型 | 初步编码 | 二次调整 |
|---|---|---|
| 精神价值 | 1. 思想政治教育:传承/弘扬/发扬/体味/感悟/感知/品味(精神、基因、文化、使命、意义);爱国主义教育;思考(意义、重要性、价值);增强意识;社会责任感;人文情怀 2. 感知活动:感受/领略(自然、风光、气息、魅力、文化、历史、精神、岁月、特色、风土人情、智慧、豪情、意境、神奇、艺术等) 3. 诵读经典:诵读/朗诵(碑文、片段、节选诗词、信件、经典) 4. 精神文明实践:缅怀先烈;追寻(先烈脚步、革命足迹);重温(岁月、 入党誓词、入团誓词、历史);参加/举行/开展仪式;仪式教育;磨炼意志 | 1. 有关红色文化、生态环境保护、遗产保护主题,但不包含前述编码词汇的研学课程,酌情匹配精神价值 2. 对于“观察建筑、壁画、艺术品”“探索/了解艺术价值、审美文化”等表述,相关研学课程兼具学习地域文化知识和艺术审美的成分,因此同时匹配教育价值和审美价值 3. 对于“参与/体验手工艺品制作”等表述,相关研学课程兼具休闲、审美和劳动属性,因此同时匹配体育与游憩价值、审美价值及劳动与社交价值 |
| 教育价值 | 1. 直观教学:了解(特点、原因、含义、作用等);观察(动物、景观、建筑、对象特点等);聆听(故事、讲解、讲座、历史);专题教育 2. 科学探究:考察/实地考察/考察调研;思考(用途、寓意、原因、措施、方法等);探究/研究(用途、价值、原因、应用等);梳理(朝代、特点、问题、流程等);找出例证;比较不同;辨识;获得信息;建言献策;出谋划策 3. 研学任务:记录(故事、特点、所见所闻、植物等);查阅/查找资料; 绘制思维导图/手抄报;收集/整理故事;撰写(宣传文案、解说词、报 告、记录等);完成任务 | |
| 体育与游憩价值 | 1. 体育活动:攀登;定向越野;素质拓展;参与(体育运动、武术);强身健体 2. 具有锻炼性质的游憩活动:徒步;漫步;登临;游览 3. 具有休闲色彩的体验活动:体验(生活、项目、过程等);职业体验; 沉浸式体验 | |
| 审美价值 | 1. 艺术欣赏:观看/观赏/欣赏(演出、音乐、舞蹈、壁画、艺术、体育项目、展演、美景等);感受美;观察(风景、建筑、服饰等);描述/描绘(风景、风貌);俯瞰(景观、奇观);大自然;鬼斧神工;探索/了解(艺术价值、审美文化) 2. 艺术实践:艺术创作;摄影;绘画;书法;舞蹈;临摹(壁画、雕塑); 装饰 3. 艺术学习:学习(民歌、舞蹈、绘画、书法、制作工艺品等) | |
| 劳动与社交价值 | 1. 具有劳动性质的体验活动:制作(彩陶、工艺品、标本、模型、档案);动手制作;磨制;实验;实训;体验(制作、种植、采摘、织造、农务活动等) 2. 调研实践:采访/访谈/走访(当地人、村民、技术人员、编辑、非遗代表性传承人);走访调研;问卷调查 3. 社交活动:小组合作;合作探究;交流;座谈;分享;比赛;学习交际藏语;介绍给亲友 |
表6 环境数据及其来源、处理Table 6 Environmental data, its sources, and processing |
| 环境数据 | 数据来源 | 数据处理 |
|---|---|---|
| 高程 | 地理空间数据云SRTM DEM 90 m分辨率 | 基于重采样工具将像元大小调整为1 km |
| 距河流距离 | Open Street Map | 欧氏距离计算得出,将像元大小调整为1 km |
| 土地利用 | 2020年 CLCD 30 m分辨率 | 基于重采样工具将像元大小调整为1 km |
| 区域中小学密度 | 高德地图API Python爬取甘肃省中小学 POI数据 | 核密度分析生成栅格图层,将像元大小调整为1 km |
表7 各类潜在研学CESs价值AUC值Table 7 AUC values of various potential study CESs values |
| 价值类型 | 精神价值 | 教育价值 | 体育与游憩价值 | 审美价值 | 劳动与社交价值 |
|---|---|---|---|---|---|
| 训练集AUC | 0.959 | 0.954 | 0.961 | 0.957 | 0.960 |
| 测试集AUC | 0.956 | 0.951 | 0.951 | 0.954 | 0.957 |
图7 甘肃省潜在研学CESs价值空间分布预测Fig. 7 Spatial distribution of potential CESs values in Gansu province |
表8 各环境变量的重要性和贡献率Table 8 Importance and contribution rate of each environmental variable (%) |
| 价值类型 | 精神价值 | 教育价值 | 体育与游憩价值 | 审美价值 | 劳动与社交价值 |
|---|---|---|---|---|---|
| 高程 | 28.3 | 27.3 | 12.1 | 22.6 | 13.4 |
| 距河流距离 | 6.1 | 5.9 | 3.1 | 4.9 | 7.5 |
| 土地利用 | 10.8 | 2.8 | 6.3 | 5.5 | 3.4 |
| 区域中小学密度 | 54.8 | 64 | 78.5 | 66.9 | 75.8 |
表9 CESs价值评估赋能各层次自然资源教学评价与创新Table 9 CESs values assessment empowers natural resources teaching evaluation and innovation at all levels |
| 教学层次 | 赋能自然资源理论教学 | 赋能自然资源研学实践 |
|---|---|---|
| 基础学科与科普教学 | 各类CESs价值评估结果与教学重点、学科素养、应试导向及内容趣味性高度相关,教师可挖掘较高CESs价值的课程资源以构建典型教学案例,强化较低CESs价值的知识点讲解,调整教学内容与方法,激发学生兴趣 | 各类CESs价值评估结果与研学主题、课程质量、地理环境及学生参与度高度相关,评估结果可定位实践教学优势与不足的地点与课程,为后续设计研学任务、师资分配和场地利用提供重要依据 |
| 专业理论与实践教学 | 各类CESs价值评估结果与各专业培养目标、应试难度、学生兴趣和就业方向高度相关,教师可挖掘承载较高CESs价值的景观图文开展案例教学或研讨,为就业或升学意向学生提供个性化学习支持,实现因材施教 | 各类CESs价值评估结果与实习地环境、实践资源及实践能力高度相关,评估结果可作为学生实践课程质量评价的重要参考,为后续优化实习目标、选择实践基地及安排实习任务提供重要依据 |
| 多学科交叉融合教学 | 各类CESs价值评估结果与所学专业知识体系的横断性、交叉学科培养目标、学生兴趣和就业方向高度相关,教师可在把握学生学情的前提下合理规划交叉内容的比重与难度,确保教学契合学生水平以发挥较高CESs价值课程资源的效益 | 各类CESs价值评估结果与研学主题、涉猎学科、地理环境及学生的学科背景高度相关,评估结果可作为优化多学科知识衔接教学的重要参考,为后续跨学科实践活动的方案策划、人员招募提供重要依据 |
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