關于地理的科學小實驗精選(九篇)

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第1篇：關于地理的科學小實驗范文

一、實驗融入課堂，轉變學習方式

將地理實驗融入課堂，可以激發學生探究地理學科的興趣，讓學生在實驗中習得知識，也是新課改的精神所在。實驗教學強調演示與參與，它能夠改變被動接受式的學習方式，讓學生在實驗設計、實驗操作、實驗觀察記錄、實驗分析研究的過程中主動獲取知識、得出結論。在設計實驗時，能鍛煉和培養想象能力和創新能力；在實驗操作時，需要精細敏銳的感知和觀察力去發現一些重要現象，從而培養了觀察能力。

例如，在季風成因的實驗中，關閉門窗，點燃兩根衛生香，使衛生香的煙垂直向上（不受室外氣流的影響）。在衛生香的等距離左右兩側分別放一只1000W的電爐、一面盆冰塊。將電爐通電5分鐘后，讓學生觀察衛生香煙的飄動方向。將電爐和冰塊交換位置，觀察煙的飄移方向。在這個實驗中，電爐上方空氣受熱，氣壓降低；冰塊上方空氣冷卻，氣壓升高。衛生香的煙總是飄向電爐上方，說明高低氣壓的“季節”轉換，產生了季風。在研究原因、結果、形成概念的過程中，通過分析、比較、判斷、推理等，能培養學生的邏輯思維能力和歸納、分析能力，此外，還能培養學生的組織能力、實際操作能力、解決問題能力等。

二、模擬展現過程，突破教學難點

受時間和空間的限制，中學地理教學不可能把所有或大部分自然過程直接引入地理實驗，只能用一些材料進行代替，設置類似的條件或環境，模擬地理演變過程。地理實驗是一種直觀、形象的教學方法，盡管地理實驗與實際地理過程有很大差別，但畢竟給學生提供了直接觀察的機會，能夠調動學生的多種感官，高效率、高質量地掌握地理基礎知識和基本技能。

例如，在關于太陽直射點移動的教學中，可以讓學生用地球儀、激光筆、三腳架來進行實驗。第一步，將激光筆固定在架子上，并使激光光束保持水平方向；第二步，調節三腳架高度，使激光光束穿過地球儀的中心；第三步，以地球儀為中心，將三腳架圍繞地球儀運動，觀察激光射點的位置移動范圍；第四步，以春分為起點，觀察激光射點的移動方向，畫出激光射點在地球儀上移動的方向。

實驗得出物體的運動是相對的，地球繞太陽公轉可以當做是地球不動而太陽繞地球在轉。激光束模擬的是太陽的直射光線，而激光束所在的平面實際上就是黃道面。激光束射在地球儀上的位置變化代表太陽直射點在地球上的變化，是在南北回歸線之間移動的，并且也可以得出太陽直射點南北移動的示意圖。從這里看出，如果使用實驗的方法，學生可以得出太陽直射點的移動范圍，同時還可以理解為什么太陽直射點會在南北回歸線之間移動，實驗效果非常明顯。

三、創設教學情境，培養科學素養

教師在課堂上生硬地向學生灌輸知識，顯得枯燥乏味，而利用探究實驗，讓學生自己動手，自己找出答案，既活躍了課堂氣氛，提高了學生學習的積極性，又使知識點較容易被掌握。地理實驗雖然不能全部再現自然界的真實情況，但作為科學實驗，必須盡量接近實際，這就需要控制好實驗條件，如使用的材料、馕倫純觥⑺分情況、實驗時間等，從而讓學生受到科學方法的訓練。有些實驗需要經歷多次失敗才能得到結果，在這樣的過程中，學生會逐漸形成濃厚的科學興趣、實事求是的科學態度、堅韌不拔的意志，這些無疑是新課程改革倡導的目標。

第2篇：關于地理的科學小實驗范文

根據低年級兒童的特點，我們著重進行了三個方面的課程統整：一是以兒童圖畫詩為例的自主性統整，二是以水循環為例的生成性統整，三是以深圳地理為例的預設性統整。

一、基于可視化表達能力培養的自主性統整：兒童圖畫詩

圖畫在兒童語文學習中有著非常重要的地位。蘇霍姆林斯基認為：“小學里的圖畫安排得怎么樣，教師在教學和教育過程中給予圖畫怎樣的地位，這個問題對發展學生的智力有直接的關系……圖畫詩是發展創造性思維和想象力的手段之一……兒童應該生活在美、游戲、童話、音樂、圖畫、幻想和創造的世界里。當我們想教會他們讀和寫的時候，仍然應該使他們置身于這個世界里。”圖畫詩，以生動的詞語、創造性的思考和可視化的表達成為兒童思維表達的支撐，使兒童的表達與生活形成了有效的鏈接。比如在學完《“八歲能讀會寫”實驗學本》第十五課兒歌《輕一點，再輕一點》和人教版語文第二冊第一課《柳樹醒了》以后，學生進行了兒童圖畫詩創作的嘗試（見圖1、圖2）。從學生所創作的“可愛的云朵正在睡眠”“樹葉正在睡午覺”“蝴蝶身上的翼正在舒展”“花朵正在盛開”“小朋友正在思考問題”等詩句中，我們可以感受到學生對美的追求和內心包容、體諒的美德。學生的詩句還明顯帶有模仿痕跡，但他們已經有了自己的思考，而且可以為自己的詩歌自由配圖了；在模仿的過程中，他們重新回顧了所學的課文，這是一次帶有任務的“自主回顧”，是一次嘗試習得能力的“回顧”。

學生中有特點的作品會被我們作為范本運用于課堂教學，以啟發班級學生下一步的思考和創作。借用學生的眼光，將學生的學習與生活聯系起來，學生便是課程融合的實施者，學生的作品就是新的課程資源。這樣的課程從作業入手，著力于學生對自身資源的重整和利用，很容易激發學生學習的熱情。

二、基于問題解決的生成性統整：水循環

人教版語文第一冊第十七課《雪地里的小畫家》和第十九課《雪孩子》，兩篇課文的主題一致，我們將這兩篇課文放在一起學習。依據教參對學生識字、誦讀及了解課文內容的有關要求，鑒于許多學生表示在幼兒園已經學過《雪地里的小畫家》這篇課文，我們便將這一課的教學重點放在誦讀上，之后便讓學生自主學習第十九課《雪孩子》，將《雪孩子》的教學重點放在課文的理解上。而課程統整的重點是學生依據“5W”提出問題，并進行相關的互動教學。以下是我為學生記錄下的課堂提問：

1.為什么雪人會動？（陳熙）

2.為什么白云變成了雪人的樣子？（鄭明宇）

3.為什么雪人跑的時候，雪就會掉下來？（鄭明宇）

4.為什么雪孩子要去救小白兔？（張雨熙）

5.為什么小白兔沒有意識到會發生火災呢？（葉佳鑫）

6.為什么小白兔住在房子里？（劉博浩）

7.雪人會變成云嗎？（黃愛雅）

8.為什么兔媽媽沒有帶小兔一起去買東西？（葉佳鑫）

9.柴為什么會燒出來，不是在爐子里面嗎？（吳浩睿、趙梓晨）

10.蓋著被子熱，房間有火也很熱，為什么小白兔不覺得熱呢？（鄭明宇）

……

17.雪人碰到火為什么會融化？（楊蘇潼）

……

21.雪孩子到底去哪兒了？（陶承希）

課后，學生選擇自己感興趣的問題進行深入研究，并在微信群里自己得到的研究結論。在整理學生的問題時我發現，學生的疑問從科學上講其實是集中在“雪的形成”上（如問題2、3、7、17、21）。為了解決學生的疑問，科學老師給學生上了一節關于水循環的課。學生在科學課上通過一個小實驗了解了水循環的原理（見圖3），課后又自己在家做了水循環實驗。

科學課上的實驗，有對照組和實驗組：對照組的水杯中裝的是冷水，實驗組的水杯中裝的是熱水。學生用手覆蓋杯子，幾分鐘后，實驗組的學生手掌有了濕潤的感覺，而對照組的學生沒有這種感覺。通過這組對比實驗，學生明白了水蒸汽遇冷凝結成水。以此為切入點，科學老師又跟學生討論了其他情況下水的形態變化。

科學課后，學生回家做實驗，用pages、圈點和美圖秀秀記錄下自己實驗的過程。圖4是104班李盈儀同學的水結冰實驗，實驗照著課堂的樣子設置了對照組、實驗組，實驗脈絡清晰；圖5是104班杜宇軒同學的水循環實驗，他利用冰箱里面的冰得到了液態水和氣液混合物水蒸汽，深化了課上的實驗；圖6為104班謝鎧璐的水滲透實驗，已經有了分子運動概念的萌芽。此外，瞿士杰小朋友還做了一個水檢測實驗，他利用試紙檢測了自來水和過濾水的酸堿性。課堂教學只是一個例子，這個例子激活了學生科學探究的熱情，并促成了他們回家以后的探究行動。

因為是生成性課程，我們在課程結束后對課程實施的過程進行了總結，形成了如下《水循環實施思維導圖》（見圖7）。這樣的生成性課程，能夠引發學生強烈的求知欲，但需要根據學生的問題即時調整學習內容和學習方式，以便于幫助學生完善知識系統。

三、基于任務學習的預設性統整：深圳地理

在對人教版語文第一冊有關課文以及《“八歲能讀會寫”實驗學本》教材進行研讀之后，我們從中提煉出“深圳地理”這一主題，語文老師和數學老師合作進行“深圳地理”這一統整課程的教學設計，形成如圖8所示的課程設計思維導圖，然后語文老師以人教版教材中《我們的城市》一課為切入點，引導學生開啟了“深圳地理”的學習之旅。

學生利用啪啪社區課文朗讀錄音；利用iPad上的pages進行打寫，記錄自己去過的地方和最喜歡的地方；利用思維導圖按照偏旁對去過的地方進行歸類。教師從學生的作業中選出他們喜歡的20個地方的名稱，最終在數學課上進行公投，選出深圳最受歡迎的五大景點。接著，學生分組合作，利用百度搜索或再次旅游等方式深入了解景點內容，分工收集照片，利用初頁這一App制作簡單的景點介紹。最后是學生在語文課上以小組為單位，每組推選出一個或兩個匯報員來分組介紹本組研究的景點，展示本組的研究成果。整個學習過程，關注學生的朗誦、打寫、可視化思維表達、數學分類與統計、口語交際等多方面能力的培養；學生在分享初頁的過程中，既回顧了學習過程，又深化了合作學習和任務解決的理念。以下是佳鑫小朋友在學習完《我們的城市》之后進行的打寫練習，表達了他對深圳的“最喜歡”：我喜歡深圳的寶安圖書館！我很喜歡書。有關于恐龍的，有關于動物的，還有漫畫。我最喜歡關于恐龍的書，因為我想了解恐龍是怎樣滅絕的。我很喜歡書，還可以借書回家看！我很喜歡保安圖書館。

圖9、10、11是學生做的思維導圖，其中，圖9、10是學生利用思維導圖記錄自己的足跡，圖11是學生將地名進行了分類。圖12是數學課上學生們公選的最受歡迎景點的票數統計圖。

這樣的課程在實施之初就有各科教師的協調，有既定的學習活動和教學活動，避免了單一內容的重復教學，也能夠強化知識重點。從生活出發，學生既能夠隨時回到生活中去了解自己喜歡的東西，也能夠在課文中找到表達的范式。

第3篇：關于地理的科學小實驗范文

1.1 語文。語文的知識點往往是通過詩歌、散文、俗語、謎語、成語等方式對生物教材和試題的滲透。

1.1.1 舉例。如在七年級上冊第一單元的第二節生物與環境的相互影響中，通過詩歌“竹外桃花三兩技，春江水暖鴨先知”；“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”揭示了環境對生物的影響，通過俗語中的“大樹底下好乘涼”向學生揭示了生物對環境的影響和植物的蒸騰作用的原理和意義。

1.1.2 策略。中華文化源遠流長，廣大勞動人民在日常的生活和生產中，通過長期對生物及生物現象的觀察、實踐，積累了豐富的經驗，他們通過詩歌、散文、俗語、謎語、成語等多種文學形式去描述生物和生物現象。教師在引述時，應培養學生從文學角度去理解分析所蘊含的生物知識，更要培養學生的文學審美能力和對祖國文化的熱愛，進一步提高生物學的科學素養。

1.2 數學。數學的知識點主要是通過數學原理、數學圖形、表格數據等形式對生物教材和試題的滲透。

1.2.1 舉例。如在《顯微鏡的結構和使用》的內容中，關于顯微鏡倍數的計算，應用數學知識讓學生理解：顯微鏡放大的倍數=目鏡的倍數×物鏡的倍數，同時對于顯微鏡的倍數與看到的細胞體積和數量的關系，使學生理解：顯微鏡的倍數與看到的細胞體積成正比例關系，與看到細胞數量成反比關系。

1.2.2 策略。數學知識在生物學中的滲透作用主要有兩個，一是一些生物現象和規律需要借助數學知識進行輔助理解；二是讓學生在數學圖形和表格數據中獲取信息，從而提高學生獲取信息的能力和綜合分析能力。所以教師在講授或實驗過程中，注意將數學基礎知識有機地與生物知識結合，從中引導學生對圖表數據的分析、理解、整合，拓展學生的知識層面。

1.3 化學。在各學科中，化學與生物的聯系最緊密、滲透最有深度、交叉更有廣度，綜合更全面。在生物教材和試題中，化學知識與生物學的滲透主要體現在生物實驗、動植物的生理活動過程中。

1.3.1 舉例。在《光合作用》的一系列演示實驗中，證明綠色植物在光下釋放氧氣的實驗里，金魚藻在光下產生一種氣體，這種氣體能使帶火星的小木條復燃，從而證明了光合作用下產生氧氣。

1.3.2 策略。對于化學知識在初中生物知識中的滲透，由于初一、初二學生還未學習過化學課，所以教師在講授時一定要把握好三個原則：一是把握深度原則，即講授時只需要求學對化學知識的識記、理解這一層次上，點到為止，讓學生識記實驗中出現的化學藥品的作用和特性就行，切不可把化學知識中一系列反應原理、過程進行講述。二是把握廣度原則，對于生物實驗中出現的化學知識，一定要根據實驗中所涉及到化學知識來進行講解，避免以點展線、以線帶面講授化學知識，使學生不能有效地消化吸收。三是通俗易懂原則，學生從未涉及的化學知識，教師盡量把化學原理、化學物質的特性簡單化、形象化、通俗化。

1.4 物理。物理知識在生物學中的滲透主要涉及光學、力學、聲學等內容。

1.4.1 舉例。在《顯微鏡的結構》中，顯微鏡的原理其實就是光學原理，通過光線的傳播媒介必須是透明，所以我們在制作臨時裝片要求所要觀察的生物材料制成簿的、透明的，有利于光線的穿透。

1.4.2 策略。學生對一些相對繁雜原理的理解存在一點的難度，所以教師不妨在上課前，先給學生做一些簡單、有趣的物理小實驗，通過小實驗揭示生產中、生活中、甚至人體中存在的一些物理現象，從而導入新課，讓學生在學習生物課程時也學到了物理知識，使他們有很大的滿足感，同時激發對生物的學習興趣。

1.5 地理。地理知識在生物教材與試題中的滲透主要涉及氣候、地形、海洋、動植物資源等內容。

1.5.1 舉例。如在《生態系統的類型》、《生物與環境》和《生物的進化》中，生物圈中存在不同的地形、氣候，同時環境影響生物、生物也能影響環境，生物也能適應環境；生物與環境共內構成了一個生態系統。

1.5.2 策略。地理知識在生物學科中的滲透較為廣泛，所以，教師在講授涉及地理方面的生物知識時，一定要兩學科緊密地、有機地的聯系起來，通過專業的地理知識對生物教材加深理解及應用。

2 對生物教師的要求

2.1 轉化教育教學思想觀念。面對生物學中存在各學科知識的滲透，新課程標準提出三條課程理念：即面向全體學生、提高生物科學素養和倡導探究性的學習。所以，教師必須轉化教育教學觀念，進一步拓展學生的知識層面，注重多種能力和意識的培養。

2.2 加強專業學科學習。現代生物科學發展非常迅速，所以生物教師不能只是守住舊時的生物知識，跟上時代的步伐，與時俱進，加強對專業學科的學習和研究，豐富自身的專業知識，進一步提高自身的生物科學素養。

2.3 既做專才，更要做通才。面對現代生物科學的發展和生物學中存在各學科知識的滲透，教師應更多去注意其它學科的學習和發展。

作為一線的教育工作者，在新課標的改革浪潮中，我們應正視和反思在生物教學中遇到各種問題。教育觀念，教學方式方法，教育評價手段等將隨改革的深入而發生顯著的變化，只有努力學習業務知識，深入鉆研教材，拓展生物的知識層面，提高自身的文化素養，把新課程改革的理念內化為教師本身的教育思想，才能融入的教學中去，才能保證學生全面，均衡，富有個性地發展。

參考文獻

[1]教育部，《全日制義務教育生物課程標準（實驗稿）》

第4篇：關于地理的科學小實驗范文

關鍵詞：高中地理；新課程；教學

很多人認為，地理就是由地理學的知識體系構成的。其實，地理學科是一門邊緣學科，所謂邊緣，就是與其他學科之間的交叉性。當代科學發展的一個重要特點是學科之間的相互交叉、相互滲透，除地理知識體系外，地理科學中含有更為重要的東西，那就是獲得科學知識的途徑和方法，此外，還包括科學工作者在研究科學過程中的特殊情感、態度和心理體驗。著名理論家維特羅克的認知建構主義學習研究表明：學習是知識整合重建的過程，通過新知識在舊知識的基礎上認知滲透，學生的認知水平得到提升，更上一層樓。學生對意義的建構需要理解、消化，才能內化為自己的思維模式。一方面，獲得新知識，要以原有知識為基礎，通過建立聯系，融入到原有的經驗當中；另一方面，新知識滲透到舊知識當中，會產生“化學反應”，形成新的知識結構。因此，在地理教學中，我們應利用地理學科與其他學科交叉性的特點。教師將生活實際與地理知識聯系，不僅激發學生對學習活動的興趣，更重要的是重設教學情境，給學生完全不同的教學氛圍，很好地調動了學生學習積極性。地理學核心素養之一是綜合思維。與地理學科本身特點是非常吻合的。地理學科的綜合性體現在與其他學科的廣泛聯系，與數學、物理、生物、歷史、語文等學科密不可分，結合其他學科，進行跨學科教學。有利于培養學生全面分析和思考問題的思維習慣，對在今后的學習、工作、生活中也受益匪淺。

一、聯系生活實際，引發學生共鳴

在教學中，我發現很多教學內容可以和生活中的現象聯系起來。大氣污染如今已經成為全球性的環境問題。在城市化教學中，可以聯系城市化對地理環境的影響提出“霧霾”“PM2．5”等熱門概念，激起學生興趣，還可進一步聯系天氣對空氣污染的影響。例如大風降水天氣，空氣質量較好；晴朗無風天氣不利于污染物擴散，空氣質量較差。廣告短片是一種濃縮的視覺藝術，有些廣告不僅能起到傳播信息的作用，還能形象的反映地理原理。例如水循環部分的教學，我用法國依云礦泉水廣告作為補充教學，學生能更直觀的理解水的三態變化和循環的過程。

二、與其他學科聯系，融會貫通

第5篇：關于地理的科學小實驗范文

例1：（2012年張家界市卷）如圖所示，重為100N的木塊放在一水平地面上，小李用20N的水平拉力拉木塊，木塊未動，則木塊受到的摩擦力為 N。接著他把拉力增至30N時，木塊恰好向前做勻速直線運動，則此時木塊受到的摩擦力為 N。

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教學銜接啟示：關于摩擦力的教學，初、高中的要求有較大的區別，初中課程標準中對摩擦力的表述是“通過常見事例或實驗，了解摩擦力”，可見課程標準給編寫教材和實際教學留下了創造的空間。對摩擦力概念的要求可以明確點出靜摩擦、滑動摩擦、滾動摩擦的名稱，也可以點出名稱并做簡要說明。例1巧妙地解決了這一問題，試題中沒有具體點出物體受到的摩擦力的名稱，但很明顯，學生肯定知道當物體靜止時受到的摩擦力是靜摩擦力，而當物體勻速運動時受到的摩擦力是滑動摩擦力，且由“二力平衡”的知識不難求出兩種情況下摩擦力的大小。這道中考試題很好地銜接了高中階段的摩擦力的教學，為學生理解靜摩擦力和滑動摩擦力的特點打下了基礎。

例2：（2012年株洲市卷）2011年11月3日凌晨，我國自主設計的“神舟八號”飛船與“天宮一號”成功實現安全對接，攜手遨游太空。對接后，“神舟八號”相對于“天宮一號”是______的（填“運動”或“靜止”）；它們沿橢圓形軌道繞地球運行時，動能較小的點是________（填“近地點”或“遠地點”）。

教學銜接啟示：在人教版九年級《物理》第十五章的第五節《機械能及其轉化》中，以科普的形式簡單地介紹了“人造地球衛星”。這短短的一頁內容為學生在高中階段學習“萬有引力定律”及“人造地球衛星”打下基礎，做好鋪墊。在初中階段解釋衛星運動時動能和勢能的轉化雖有點牽強，但讓他們知道“近地點”動能大、勢能小，而“遠地點”動能小、勢能大這一結論，對他們在高中階段的學習很有益處。反過來學生在高中階段通過學習“開普勒三定律”之后，會更好地理解初中有關“人造地球衛星”運行時動能和勢能的轉化規律。這道中考試題，雖然取材于教材，沒有多大的新意，但在銜接初、高中物理教學上，有積極的導向作用，減緩了知識的坡度，促進學生對高中知識的同化和順應。

例3：（2012年婁底市卷）如右上圖所示，是探究“動能的大小與哪些因素有關”的實驗：

（1）用質量不同的A、B兩個小球（ ）碰撞靜止在同一水平面上的紙盒，實驗中控制小球的高度相同，是為了控制兩球到達底端時_______相同；實驗中通過觀察紙盒被推動的距離的大小，可以比較A、B兩個小球的_______大小。

（2）將（甲）與（乙）兩實驗比較可知，小球動能的大小與小球的_______有關。將（甲）與（丙）兩實驗比較可知，小球動能的大小與小球的_______有關。

（3）本次實驗采用物理最常用的一種實驗方法是___________。

第6篇：關于地理的科學小實驗范文

景觀地理學是誕生于德國與俄羅斯的一個地理學學派［1，2］，可說是源遠流長。經一個多世紀的發展，充分吸收了生態學、系統學與人類科學的重要思想，逐步推陳出新，至本世紀80年代，更是形成了以景觀生態學為代表的新一代的景觀科學。景觀生態學將生態學中結構與功能關系的研究與地理學中人地相互作用過程的研究有機融合，形成了以不同時空尺度下格局與過程、人類作用為主導的景觀演化等概念為中心的理論框架，形成強調自然與人文因子相結合的景觀規劃與管理等實際應用領域。景觀規劃建筑學則體現了景觀學與工程科學的交叉，它將生物措施與工程措施相結合，營建能充分展示景觀多重價值的人居環境［3～5］。本文系統論述了現代景觀科學的形成與發展，從科研認識論的角度對景觀生態學的核心概念做了重點介紹。

1　景觀地理學的源流

本世紀初景觀地理學在德國的興起，標志著用發生學的觀點和綜合分析的方法劃分地表類型并研究其發展演變的近代地理學的誕生。景觀一詞源于德語Landschaft，具有地表可見景象的綜合和某個限定性區域的雙重含義［6］。施呂特爾(O.Schluter1872-1952)是德國景觀學派的創始人，他是從自然與人文現象的綜合外貌角度來理解景觀，倡導景觀研究作為地理學的中心問題，探索由原始景觀變成人類文化景觀的過程。帕薩格(S.Passarge)創造了景觀地理學一詞，于1913年建立了一套地理學性質的景觀學體系，強調對分類要素的描述和解釋。他在小區域的詳細考察方面及在全球范圍內對景觀學的發展作出了貢獻。其代表作有：《景觀學基礎》和《比較景觀學》，他還提出了城市景觀、空間景觀等概念，力求完善景觀形態與分類的解釋。由于中歐地區有限的生態地理空間和較長的開發歷史，使得景觀外貌呈現出高度的人文化，同時由于德國地理學研究有著很深的地質地貌學淵源，因而德國的景觀地理學以重視人文景觀及具有強烈的地理、地貌學色彩為其特色，制圖分析是其主要研究方法［7～9］。1939年特羅爾(G.Troll)在利用航空像片判讀進行東非土地利用研究時，提出了“將地理學的區域空間分析與生態學的結構功能研究相結合“的景觀生態學新方向，這一思想對歐美各國的景觀學研究產生了重大影響。

美國的景觀地理學深受德國的影響，索爾(C.O.Sauer)也是從地貌入手轉入文化地理研究，他于20年代中期發表的著作“景觀形態學“，把景觀看作地表的基本單元，認為景觀是由自然與文化要素兩部分疊加而成。以他為代表的伯克利(Berkeley)學派研究了大量景觀變遷的實例，揭示了人在改變地球面貌中的作用，促進了景觀學派的發展。

按照A.F.伊薩欽科的觀點(1959)，景觀學說與自然地理分異理論和綜合自然區劃一起構成了俄國與蘇聯景觀地理學的三大理論成就［2］。與德國和美國的地理學家不一樣，原蘇聯的地理學家多偏重于自然景觀的研究，認為自然景觀即自然綜合體是自然地理學的主要研究對象，景觀的類型方向和區域方向并存。這當然是與原蘇聯的國土遼闊、開發程度較低有關。貝爾格(L.S.Berg)發表了“蘇聯景觀地帶“提出了關于自然區以下尺度土地單元的等級與類型劃分的景觀學說，主要依據植物群落和地形單元的組合。1942年蘇卡切夫(V.N.Sukachev)提出了與生態系統相近似的生物地理群落概念，并將其作為景觀的最小單元，重點研究群落各組成成分之間的物質循環與能量交換。60年代，蘇聯開始了景觀結構與功能的定位實驗研究，著重于水熱平衡、生物地球化學過程的監測和實驗，波雷諾夫(B.B.Poleinov)建立了景觀地球化學的研究方向，卡列斯尼克(S.V.Kalesnik)提出景觀學定義和景觀分類、類型和結構等概念。A.A.克勞克利斯的“實驗景觀學“和B.Б.索恰瓦的“地理學系統學說導論“作為其理論總結，反映了蘇聯地理景觀研究的實驗思想、系統思想和生態學方向的新趨勢［2］。

德國和蘇聯在景觀地理學方面的理論成就，特別是關于自然區劃和土地單元的等級、類型劃分的理論與方法，在第二次世界大戰以后激發了歐美各國廣泛的應用研究，包括景觀及其以下尺度的土地資源分類、評價和區劃規劃、景觀制圖、景觀設計和綜合管理。其中荷蘭、捷克斯洛伐克、加拿大、澳大利亞和英國等國的工作形成了很有特色的理論和方法體系，特別是引進生態學的思想和方法，廣泛應用遙感和地理信息系統手段為景觀學的新發展注入了強大的活力。概言之，1950年以前的景觀學主要是地理學性質，植被、土地利用與環境的關系只是作為自然綜合體中不同要素的相互關系。其后的景觀學經過三十多年的應用與發展，生態系統概念的影響日漸深入，生物(包括人類)與環境的關系問題成為景觀結構的中心，研究從分析走向預測。80年代以來，景觀學再次成為地理科學中的矚目問題，在景觀的形態與發生、景觀的穩定與演化、景觀的分析與綜合、景觀與環境、景觀的價值與應用等方面都有長足的發展，并產生了若干新的分支，如景觀生態學、景觀地球化學、人文景觀學等。

2　景觀地理學的推陳出新

景觀學本來是從綜合自然地理學中脫胎而來，在蘇聯經多方面發展，景觀地理學形成了第一個高峰，但是后來一些學者的經院式研究使其逐步進入了死胡同。80年代以后北美景觀生態學的興起，為景觀學帶來了新的理論突破，加之在廣泛應用中的技術發展，形成了景觀學的第二個高峰。目前新一代的景觀科學可以景觀生態學為代表，在理論層面上包括原有的景觀地理學和景觀地球化學等，在應用層面上包括景觀建筑規劃學，景觀生態建設(建設地理學與建設生態學)等和眾多的交叉分支學科。除了研究范圍的擴大與原有研究內容的深化，景觀科學的推陳出新還突出表現在以下幾個方面：

1)新一代景觀科學突破了原先只是從類型和區域角度對自然綜合體進行研究，發展到從過程與類型(或區域)兩方面對自然-人文綜合體進行有強烈應用色彩的研究。除空間結構與地域分異以外，地理過程與生態過程也成為研究的重心［10］。

2)從單純的地理過程研究發展到人地相互作用過程的研究。人地關系中地域關系的優化是區域可持續發展研究的基礎，而以可持續空間格局的研究為熱點。在景觀和區域尺度上對人地關系的調整和構建可稱之為景觀生態建設，這應成為建設地理學的研究重點［11］。

3)學科的交叉融合極大地豐富和發展了景觀科學，并形成了若干新的學科框架體系。如理論地理學與宏觀生態學的交叉形成了景觀生態學；而在應用層面上，可以說建設地理學與生態工程學的交叉形成了景觀生態建設這一新的研究范疇。國際景觀生態學會的新會章中對于景觀生態學作出了如下的新定義(IALE mission statement， 1998)：“景觀生態學是對于不同尺度上景觀空間變化的研究，它包括景觀異質性的生物、地理和社會的原因與系列，無疑它是一門連接自然科學和相關人類科學的交叉學科。“可見景觀研究還涉及自然與人文科學的交叉，如景觀生態美學、生態經濟學與環境倫理學等。

關于景觀生態建設可定義為一定區域、跨生態系統、適于特定景觀類型的生態建設措施，以景觀單元的空間結構調整或重新構建為基本手段，改善受脅迫或受損失的生態系統的功能，提高景觀系統的總體(生物)生產力。其主要內容包括：景觀空間結構的調整，優化組合原有景觀組分或引入新的成分；控制人類活動的方式與程度，補償與恢復景觀的生態功能；按生態學規律進行可更新自然資源的開發與生產活動；建設與自然系統和諧協調、適于人類生存的可持續景觀模式等［11］。 　 3　景觀生態學的理論貢獻

景觀生態學在當代景觀科學中的“一枝獨秀“，是因為其認識論和方法論上的進步，為一種正在形成中的“尺度-等級系統“新模式作出了重要的理論貢獻［12］。從科研認識論的角度對于景觀生態學的核心概念和一般原理可作如下歸納［13］：

3.1　景觀系統的整體性和景觀要素的異質性

景觀是由景觀要素(elements)有機聯系組成的復雜系統，含有等級結構，具有獨立的功能特性和明顯的視覺特征，是具有明確邊界、可辨識的地理實體。一個健康的景觀系統具有功能上的整體性和連續性，只有從系統的整體性出發來研究景觀的結構、功能和變化才能得出正確的科學結論。景觀系統同其它非線性系統一樣，是一個開放的、遠離平衡態系統，具有自組織性、自相似性、隨機性和有序性等特征。異質性本是系統或系統屬性的變異程度，而對空間異質性的研究成為景觀生態學別具特色的顯著特征，它包括空間組成、空間構型和空間相關等內容。異質性同抗干擾能力、恢復能力、系統穩定性和生物多樣性有密切關系，景觀異質性程度高有利于物種共生而不利于稀有內部種的生存。景觀格局是景觀異質性的具體表現，可運用負熵和信息論方法進行測度。景觀異質性也可理解為景觀要素分布的不確定性，其出現頻率通常可用正態分布曲線描述［10］。

3.2　景觀研究的尺度性

尺度是研究客體或過程的空間維和時間維，可用分辨率與范圍來描述，它標志著對所研究對象細節了解的水平。在景觀學研究中，空間尺度是指所研究景觀單元的面積大小或最小信息單元的空間分辨率水平，而時間尺度是其動態變化的時間間隔。景觀生態學的研究基本上對應于中尺度范圍，即從幾平方公里到幾百平方公里、從幾年到幾百年［14］。

格局與過程的時空尺度化是景觀生態學的研究熱點，尺度分析和尺度效應受到格外重視和發展［15］。尺度分析一般是將小尺度上的斑塊格局經過重新組合而在較大尺度上形成空間格局的過程，與之相伴的是斑塊形狀趨向規則化以及景觀類型的減少。尺度效應表現為：最小斑塊面積和隨尺度增大而增大，其類型則有所轉換，景觀多樣性減小。通過建立景觀模型和應用GIS技術，可以根據研究目的選擇最佳尺度，并對不同尺度的研究成果進行轉換。由于景觀尺度上進行控制性實驗代價高昂，因此尺度的轉換技術愈顯重要。尺度外推涉及到如何穿越不同尺度約束體系的限制，至今仍是一難點。

時空尺度的對應性、協調性和規律性是一重要特征，通常研究地區越大、相關的時間尺度越長，生態平衡即自然界在動蕩中表現出的與尺度有關的協調性。生態系統在小尺度上常表現出非平衡特征，而大尺度上仍可體現出與平衡模型相似的結果，景觀系統常常可以克服其中局部生物反饋的不穩定性。

尺度性與持續性有著重要聯系，細尺度生態過程可能會導致個別生態系統出現激烈波動，而粗尺度的自然調節過程可提供較大的穩定性。在較高尺度上，作為非線性耗散系統演化中一種普遍現象的混沌可提高景觀生態系統的持續性而避免碎裂種群(Metapopulation)滅絕。大尺度空間過程包括土地利用和土地覆蓋變化、生境破碎化、引入種的散布、區域性氣候波動和流域水文變化等。在更大尺度的區域中，景觀是互不重復、對比性強、粗粒格局的基本結構單元。景觀和區域都在“人類尺度“上即在人類可辨識的尺度上來分析景觀結構，把生態功能置于人類可感受的范圍內進行表述，這尤其有利于了解景觀建設和管理對生態過程的影響。在時間尺度上，人類世代即幾十年的尺度是景觀生態學關注的焦點。

3.3　景觀結構的鑲嵌性(Mosaic)

景觀空間異質性通常表現為梯度與鑲嵌，后者的特征是對象被聚集形成清楚的邊界，連續空間發生中斷和突變。土地鑲嵌性是景觀的基本特征之一，forman提出的斑塊-廊道-基質模型即是對此的一種理論表述［16］。

景觀斑塊是地理、氣候和生物、人文因子影響所成的空間集合體，具有特定的結構形態，表現為物質、能量或信息的輸入與輸出單位。斑塊的大小、形狀不同，有規則、不規則之分；廊道曲直、寬度不同，連接度也有高有低；而基質更顯多樣，從連續到孔隙狀，從聚集態到分散態，構成了鑲嵌變化、豐富多采的景觀格局。空間格局是景觀功能流的主要決定因素，而這些景觀形態結構又是昨天的流所產生。結構和功能，格局與過程之間的聯系和反饋是景觀生態學的基本命題。

景觀鑲嵌的測定包括多樣性、邊緣、中心斑塊和斑塊總體格局測定等方面，包括多樣度、優勢度、相對均勻度、邊緣數、分維數、斑塊隔離度、易達性、斑塊分散度、蔓延度等指標。此外，網絡理論、中心位置理論、滲流理論(隨機空間模型)等也被用于景觀空間結構的研究。

3.4　生態流的空間聚集與擴散

生物物種與營養物質和其它物質、能量在景觀組分間的流動被稱為生態流(eco-flow)，它們是景觀中生態過程的具體體現。受景觀格局的影響，這些流分別表現為聚集與擴散，以水平流為主，它需要通過克服空間阻力來實現對景觀的覆蓋與控制。物質運動過程同時總是伴隨著一系列能量轉化過程，斑塊間的物質流可視為在不同能級上的有序運動，斑塊的能級特征由其空間位置、物質的組成、生物因素以及其它環境因素所決定。

景觀空間要素間物種的擴散與聚集，礦質養分的再分配速率通常與干擾強度成正比，穿越邊緣的能量與生物流隨異質性的增大而增強。無任何干擾時，景觀水平結構趨勢于均質化，而垂直結構的分異更加明顯。

生態流的傳輸機制有風、水、飛行動物、地面動物和人，其驅動力可分為擴散、傳輸和運動，后二者是景觀尺度上的主要作用力。擴散形成最少的聚集格局，傳輸居中，而運動可在景觀中形成最明顯的聚集格局。

景觀的邊緣效應對生態流有重要影響，它可起到半透膜的作用，對通過的生態流進行過濾。此外，在相鄰景觀要素處于不同發育期時，可隨時間轉換而分別起到源和匯的作用。

3.5　景觀演化的不可逆性與人類主導性

景觀變化的動力機制有自然干擾與人類活動影響兩個方面。由于當今世界上人類活動影響的普遍性與深刻性，對于作為人類生存環境的各類景觀而言，人類活動對于景觀演化無疑起著主導作用，通過對變化方向和速率的調控可實現景觀的定向演變和可持續發展［17］。

景觀穩定性取決于景觀空間結構對于外部干擾的阻抗及恢復能力，其中景觀系統所能承受人類活動作用的閾值可稱為景觀生態系統承載力。其限制變化為環境對人類活動的反作用，如景觀空間結構的擁擠程度、景觀中主要生態系統的穩定性、可更新自然資源的利用強度、環境質量以及人類身心健康的適應與感受性等。

景觀系統的演化方式有正、負反饋兩種。負反饋有利于系統的自適應和自組織，保持系統的穩定，是自然景觀演化的主要方式；而不穩定則與正反饋相聯系。從自然景觀向人工景觀的轉化多為正反饋，如圍湖造田、毀林開荒和城市擴張等。耗散結構理論揭示，非平衡不可逆性是組織之源、有序之源，通過漲落達到有序。景觀系統的演化亦符合這一規律，人類活動打破了自然景觀中原有的生態平衡，放大了干擾，改變了景觀演化的方向并創造出新的生態平衡，重新實現景觀的有序化。

3.6　景觀價值的多重性

景觀作為一個由不同土地單元鑲嵌組成，具有明顯視覺特征的地理實體，兼具經濟、生態和美學價值，這種多重性價值判斷是景觀規劃和管理的基礎。景觀的經濟價值主要體現在生物生產力和土地資源開發等方面，其生態價值主要體現為生物多樣性與環境功能等方面，這些均已研究清楚。而景觀美學價值卻是一個范圍廣泛、內涵豐富，比較難以確定的命題。隨著時代的發展，人們的審美觀也在變化，人工景觀的創造是工業社會強大生產力的體現，城市化與工業化相伴生；然而久居高樓如林、車聲嘈雜、空氣污染的城市之后，人們又企盼著親近自然和返回自然，返樸歸真成為時尚。

關于景觀美學值量的量度可從人類行為過程模式和信息處理理論等方面進行分析，不同民族和文化傳統對此有深刻影響。如中國的園林景觀和歐洲相比特色較鮮明，它注重野趣生機、自然韻味，情景交融、意境含蓄，以小見大、時空變換，增加景觀容量與環境氛圍。

價值優化是管理和發展的基礎，景觀規劃和設計應以創建宜人景觀為中心。景觀的宜人性可理解為比較適于人類生存、體現生態文明的人居環境，包括景觀通達性、建筑經濟性、生態穩定性、環境清潔度、空間擁擠度、景觀優美度等內容，當前許多地方對于居民小區綠、靜、美、安的要求即是這方面的通俗表達。景觀特別重視景觀要素的空間關系，如形狀和大小、密度和容量、連接和隔斷、區位和層序……，如同它們所含有的物質和自然資源質量一樣重要。如城市景觀規劃應注意合理安排城市空間格局，相對集中開敞空間(open space)，建筑空間要疏密相間；在人工環境中努力顯現自然；增加景觀的視覺多樣性；保護環境敏感區和推進綠色空間體系建設。 　 4　景觀規劃建筑學的實際應用與發展

景觀規劃建筑學(Landscape Architecture)是適應現代社會發展需要而產生的一門工程應用性學科，它是景觀科學與建筑學的交叉，城市規劃、風景園林設計與景觀生態學的交叉。這門學科在美國已有百余年的歷史，F.L.Qlmsted于1863年就提出了Landscape Architecture的概念，并首先在紐約中央公園的設計和建造中提出了一系列建設城市公園綠地系統的思想，?quot;創造性地利用景觀，使城市環境變得自然而適于居住“，使自然與城市生活相融合，將生態思想與景觀設計相結合，美國許多大學開設“景觀規劃建筑“課程遠早于景觀生態學，但是80年代以后北美景觀生態學的興盛無疑為景觀建筑與景觀規劃注入了新的活力。這一階段有3本有影響的書，即I.Mcharg 1969年出版的“設計結合自然“(Design With Nature)， C.A.Smyser1982年出版的《自然的設計》(Nature“s Design)和H.Hough1984年出版的《城市形態與自然過程》(City from and Nature Process)，他們在應用中豐富和發展了景觀生態學的思想，并將景觀規劃建筑學納入到現代景觀科學的范疇。

關于“景觀建筑“(Landscape Architecture)通常定義為集中活動區建筑物與周圍環境的整體配置與構建，可分為小區(Site)、城市(Urban)和區域(Region)等不同尺度的景觀設計和規劃，包括土地發展規劃、生態規劃、景觀設計和人文因素等不同側重點。近來關于人居環境的研究漸成熱點，其內容包括自然環境、人口(居民)、社會結構、建筑與城市以及交通、通訊網絡等。景觀規劃建筑學在人居環境研究中起到了十分重要的作用。城市屬于一種人工創造的、以建筑物為基質的特殊人類文明景觀，具有高密度(空間擁擠)、高流量(能流、物流、信息流大)的特點，景觀建筑規劃追求的目標是把自然引入城市和使建筑體現文化。這門應用學科的發展具有鮮明的時代特征，符合人類走向綠色文明的浪潮，同時也推動了景觀科學的革新和發展。

5　我國景觀生態學研究的重要成果

第7篇：關于地理的科學小實驗范文

1 景觀地理學的源流

本世紀初景觀地理學在德國的興起，標志著用發生學的觀點和綜合分析的方法劃分地表類型并研究其發展演變的近代地理學的誕生。景觀一詞源于德語Landschaft，具有地表可見景象的綜合和某個限定性區域的雙重含義。施呂特爾(O.Schluter1872-1952)是德國景觀學派的創始人，他是從自然與人文現象的綜合外貌角度來理解景觀，倡導景觀研究作為地理學的中心問題，探索由原始景觀變成人類文化景觀的過程。帕薩格(S.Passarge)創造了景觀地理學一詞，于1913年建立了一套地理學性質的景觀學體系，強調對分類要素的描述和解釋。他在小區域的詳細考察方面及在全球范圍內對景觀學的發展作出了貢獻。其代表作有：《景觀學基礎》和《比較景觀學》，他還提出了城市景觀、空間景觀等概念，力求完善景觀形態與分類的解釋。由于中歐地區有限的生態地理空間和較長的開發歷史，使得景觀外貌呈現出高度的人文化，同時由于德國地理學研究有著很深的地質地貌學淵源，因而德國的景觀地理學以重視人文景觀及具有強烈的地理、地貌學色彩為其特色，制圖分析是其主要研究方法。1939年特羅爾(G.Troll)在利用航空像片判讀進行東非土地利用研究時，提出了"將地理學的區域空間分析與生態學的結構功能研究相結合"的景觀生態學新方向，這一思想對歐 美各國的景觀學研究產生了重大影響。

美國的景觀地理學深受德國的影響，索爾(C.O.Sauer)也是從地貌入手轉入文化地理研究，他于20年代中期發表的著作"景觀形態學"，把景觀看作地表的基本單元，認為景觀是由 自然與文化要素兩部分疊加而成。以他為代表的伯克利(Berkeley)學派研究了大量景觀變遷的實例，揭示了人在改變地球面貌中的作用，促進了景觀學派的發展。

按照A.F.伊薩欽科的觀點(1959)，景觀學說與自然地理分異理論和綜合自然區劃一起構成了俄國與蘇聯景觀地理學的三大理論成就。與德國和美國的地理學家不一樣，原蘇 聯的地理學家多偏重于自然景觀的研究，認為自然景觀即自然綜合體是自然地理學的主要研 究對象，景觀的類型方向和區域方向并存。這當然是與原蘇聯的國土遼闊、開發程度較低有關。貝爾格(L.S.Berg)發表了"蘇聯景觀地帶"提出了關于自然區以下尺度土地單元的等級與類 型劃分的景觀學說，主要依據植物群落和地形單元的組合。1942年蘇卡切夫(V.N.Sukachev)提出了與生態系統相近似的生物地理群落概念，并將其作為景觀的最小單元，重點研究群落各組成成分之間的物質循環與能量交換。60年代，蘇聯開始了景觀結構與功能的定位實驗研究，著重于水熱平衡、生物地球化學過程的監測和實驗，波雷諾夫(B.B.Poleinov)建立了景觀地球化學的研究方向，卡列斯尼克(S.V.Kalesnik)提出景觀學定義和景觀分類、類型和結構等概念。A.A.克勞克利斯的"實驗景觀學"和B.Б.索恰瓦的"地理學系統學說導論"作為其理論總結，反映了蘇聯地理景觀研究的實驗思想、系統思想和生態學方向的新趨勢。

德國和蘇聯在景觀地理學方面的理論成就，特別是關于自然區劃和土地單元的等級、類型劃分的理論與方法，在第二次世界大戰以后激發了歐美各國廣泛的應用研究，包括景觀及其以下尺度的土地資源分類、評價和區劃規劃、景觀制圖、景觀設計和綜合管理。其中荷蘭、捷克斯洛伐克、加拿大、澳大利亞和英國等國的工作形成了很有特色的理論和方法體系，特別是引進生態學的思想和方法，廣泛應用遙感和地理信息系統手段為景觀學的新發展注入了強大的活力。概言之，1950年以前的景觀學主要是地理學性質，植被、土地利用與環境的關系只是作為自然綜合體中不同要素的相互關系。其后的景觀學經過三十多年的應用與發展，生態系統概念的影響日漸深入，生物(包括人類)與環境的關系問題成為景觀結構的中心，研究從分析走向預測。80年代以來，景觀學再次成為地理科學中的矚目問題，在景觀的形態與發生、景觀的穩定與演化、景觀的分析與綜合、景觀與環境、景觀的價值與應用等方面都有長足的發展，并產生了若干新的分支，如景觀生態學、景觀地球化學、人文景觀學等。

2 景觀地理學的推陳出新

景觀學本來是從綜合自然地理學中脫胎而來，在蘇聯經多方面發展，景觀地理學形成了第一個高峰，但是后來一些學者的經院式研究使其逐步進入了死胡同。80年代以后北美景觀生態學的興起，為景觀學帶來了新的理論突破，加之在廣泛應用中的技術發展，形成了景觀學的第二個高峰。目前新一代的景觀科學可以景觀生態學為代表，在理論層面上包括原有的景觀地理學和景觀地球化學等，在應用層面上包括景觀建筑規劃學，景觀生態建設(建設地理學與建設生態學)等和眾多的交叉分支學科。除了研究范圍的擴大與原有研究內容的深化，景觀科學的推陳出新還突出表現在以下幾個方面：

1)新一代景觀科學突破了原先只是從類型和區域角度對自然綜合體進行研究，發展到從過程與類型(或區域)兩方面對自然-人文綜合體進行有強烈應用色彩的研究。除空間結構與地域分異以外，地理過程與生態過程也成為研究的重心。

2)從單純的地理過程研究發展到人地相互作用過程的研究。人地關系中地域關系的優化是區域可持續發展研究的基礎，而以可持續空間格局的研究為熱點。在景觀和區域尺度上對人地關系的調整和構建可稱之為景觀生態建設，這應成為建設地理學的研究重點。

3)學科的交叉融合極大地豐富和發展了景觀科學，并形成了若干新的學科框架體系。如理論地理學與宏觀生態學的交叉形成了景觀生態學；而在應用層面上，可以說建設地理學與生態工程學的交叉形成了景觀生態建設這一新的研究范疇。國際景觀生態學會的新會章中對于景觀生態學作出了如下的新定義(IALE mission statement， 1998)："景觀生態學是對于不同尺度上景觀空間變化的研究，它包括景觀異質性的生物、地理和社會的原因與系列，無疑它是一門連接自然科學和相關人類科學的交叉學科。"可見景觀研究還涉及自然與人文科學的交叉，如景觀生態美學、生態經濟學與環境倫理學等。

關于景觀生態建設可定義為一定區域、跨生態系統、適于特定景觀類型的生態建設措施，以景觀單元的空間結構調整或重新構建為基本手段，改善受脅迫或受損失的生態系統的功能，提高景觀系統的總體(生物)生產力。其主要內容包括：景觀空間結構的調整，優化組合原有景觀組分或引入新的成分；控制人類活動的方式與程度，補償與恢復景觀的生態功能；按生態學規律進行可更新自然資源的開發與生產活動；建設與自然系統和諧協調、適于人類生存的可持續景觀模式等 轉貼于 3 景觀生態學的理論貢獻

景觀生態學在當代景觀科學中的"一枝獨秀"，是因為其認識論和方法論上的進步，為一種正在形成中的"尺度-等級系統"新模式作出了重要的理論貢獻。從科研認識論的角度對于景觀生態學的核心概念和一般原理可作如下歸納：

3.1 景觀系統的整體性和景觀要素的異質性

景觀是由景觀要素(elements)有機聯系組成的復雜系統，含有等級結構，具有獨立的功能特性和明顯的視覺特征，是具有明確邊界、可辨識的地理實體。一個健康的景觀系統具有功能上的整體性和連續性，只有從系統的整體性出發來研究景觀的結構、功能和變化才能得出正確的科學結論。景觀系統同其它非線性系統一樣，是一個開放的、遠離平衡態系統，具有自組織性、自相似性、隨機性和有序性等特征。異質性本是系統或系統屬性的變異程度，而對空間異質性的研究成為景觀生態學別具特色的顯著特征，它包括空間組成、空間構型和空間相關等內容。異質性同抗干擾能力、恢復能力、系統穩定性和生物多樣性有密切關系，景觀異質性程度高有利于物種共生而不利于稀有內部種的生存。景觀格局是景觀異質性的具體表現，可運用負熵和信息論方法進行測度。景觀異質性也可理解為景觀要素分布的不確定性，其出現頻率通常可用正態分布曲線描述。

3.2 景觀研究的尺度性

尺度是研究客體或過程的空間維和時間維，可用分辨率與范圍來描述，它標志著對所研究對象細節了解的水平。在景觀學研究中，空間尺度是指所研究景觀單元的面積大小或最小信息單元的空間分辨率水平，而時間尺度是其動態變化的時間間隔。景觀生態學的研究基本上對應于中尺度范圍，即從幾平方公里到幾百平方公里、從幾年到幾百年。

格局與過程的時空尺度化是景觀生態學的研究熱點，尺度分析和尺度效應受到格外重視和發展。尺度分析一般是將小尺度上的斑塊格局經過重新組合而在較大尺度上形成空間格局的過程，與之相伴的是斑塊形狀趨向規則化以及景觀類型的減少。尺度效應表現為：最小斑塊面積和隨尺度增大而增大，其類型則有所轉換，景觀多樣性減小。通過建立景觀模型和應用GIS技術，可以根據研究目的選擇最佳尺度，并對不同尺度的研究成果進行轉換。由于景觀尺度上進行控制性實驗代價高昂，因此尺度的轉換技術愈顯重要。尺度外推涉及到如何穿越不同尺度約束體系的限制，至今仍是一難點。

時空尺度的對應性、協調性和規律性是一重要特征，通常研究地區越大、相關的時間尺度越長，生態平衡即自然界在動蕩中表現出的與尺度有關的協調性。生態系統在小尺度上常表現出非平衡特征，而大尺度上仍可體現出與平衡模型相似的結果，景觀系統常常可以克服其中局部生物反饋的不穩定性。

尺度性與持續性有著重要聯系，細尺度生態過程可能會導致個別生態系統出現激烈波動，而粗尺度的自然調節過程可提供較大的穩定性。在較高尺度上，作為非線性耗散系統演化中一種普遍現象的混沌可提高景觀生態系統的持續性而避免碎裂種群(Metapopulation)滅絕。大尺度空間過程包括土地利用和土地覆蓋變化、生境破碎化、引入種的散布、區域性氣候波動和流域水文變化等。在更大尺度的區域中，景觀是互不重復、對比性強、粗粒格局的基本結構單元。景觀和區域都在"人類尺度"上即在人類可辨識的尺度上來分析景觀結構，把生態功能置于人類可感受的范圍內進行表述，這尤其有利于了解景觀建設和管理對生態過程的影響。在時間尺度上，人類世代即幾十年的尺度是景觀生態學關注的焦點。

3.3 景觀結構的鑲嵌性(Mosaic)

景觀空間異質性通常表現為梯度與鑲嵌，后者的特征是對象被聚集形成清楚的邊界，連續空間發生中斷和突變。土地鑲嵌性是景觀的基本特征之一，forman提出的斑塊-廊道-基質模型即是對此的一種理論表述。 景觀斑塊是地理、氣候和生物、人文因子影響所成的空間集合體，具有特定的結構形態，表現為物質、能量或信息的輸入與輸出單位。斑塊的大小、形狀不同，有規則、不規則之分；廊道曲直、寬度不同，連接度也有高有低；而基質更顯多樣，從連續到孔隙狀，從聚集態到分散態，構成了鑲嵌變化、豐富多采的景觀格局。空間格局是景觀功能流的主要決定因素，而這些景觀形態結構又是昨天的流所產生。結構和功能，格局與過程之間的聯系和反饋是景觀生態學的基本命題。

景觀鑲嵌的測定包括多樣性、邊緣、中心斑塊和斑塊總體格局測定等方面，包括多樣度、優勢度、相對均勻度、邊緣數、分維數、斑塊隔離度、易達性、斑塊分散度、蔓延度等指標。此外，網絡理論、中心位置理論、滲流理論(隨機空間模型)等也被用于景觀空間結構的研究。

3.4 生態流的空間聚集與擴散

生物物種與營養物質和其它物質、能量在景觀組分間的流動被稱為生態流(eco-flow)，它們是景觀中生態過程的具體體現。受景觀格局的影響，這些流分別表現為聚集與擴散，以水平流為主，它需要通過克服空間阻力來實現對景觀的覆蓋與控制。物質運動過程同時總是伴隨著一系列能量轉化過程，斑塊間的物質流可視為在不同能級上的有序運動，斑塊的能級特征由其空間位置、物質的組成、生物因素以及其它環境因素所決定。

景觀空間要素間物種的擴散與聚集，礦質養分的再分配速率通常與干擾強度成正比，穿越邊緣的能量與生物流隨異質性的增大而增強。無任何干擾時，景觀水平結構趨勢于均質化，而垂直結構的分異更加明顯。

生態流的傳輸機制有風、水、飛行動物、地面動物和人，其驅動力可分為擴散、傳輸和運動，后二者是景觀尺度上的主要作用力。擴散形成最少的聚集格局，傳輸居中，而運動可在景觀中形成最明顯的聚集格局。

景觀的邊緣效應對生態流有重要影響，它可起到半透膜的作用，對通過的生態流進行過濾。此外，在相鄰景觀要素處于不同發育期時，可隨時間轉換而分別起到源和匯的作用。

3.5 景觀演化的不可逆性與人類主導性

景觀變化的動力機制有自然干擾與人類活動影響兩個方面。由于當今世界上人類活動影響的普遍性與深刻性，對于作為人類生存環境的各類景觀而言，人類活動對于景觀演化無疑起著主導作用，通過對變化方向和速率的調控可實現景觀的定向演變和可持續發展。

景觀穩定性取決于景觀空間結構對于外部干擾的阻抗及恢復能力，其中景觀系統所能承受人類活動作用的閾值可稱為景觀生態系統承載力。其限制變化為環境對人類活動的反作用，如景觀空間結構的擁擠程度、景觀中主要生態系統的穩定性、可更新自然資源的利用強度、環境質量以及人類身心健康的適應與感受性等。

景觀系統的演化方式有正、負反饋兩種。負反饋有利于系統的自適應和自組織，保持系統的穩定，是自然景觀演化的主要方式；而不穩定則與正反饋相聯系。從自然景觀向人工景觀的轉化多為正反饋，如圍湖造田、毀林開荒和城市擴張等。耗散結構理論揭示，非平衡不可逆性是組織之源、有序之源，通過漲落達到有序。景觀系統的演化亦符合這一規律，人類活動打破了自然景觀中原有的生態平衡，放大了干擾，改變了景觀演化的方向并創造出新的生態平衡，重新實現景觀的有序化。

3.6 景觀價值的多重性

景觀作為一個由不同土地單元鑲嵌組成，具有明顯視覺特征的地理實體，兼具經濟、生態和美學價值，這種多重性價值判斷是景觀規劃和管理的基礎。景觀的經濟價值主要體現在生物生產力和土地資源開發等方面，其生態價值主要體現為生物多樣性與環境功能等方面，這些均已研究清楚。而景觀美學價值卻是一個范圍廣泛、內涵豐富，比較難以確定的命題。隨著時代的發展，人們的審美觀也在變化，人工景觀的創造是工業社會強大生產力的體現，城市化與工業化相伴生；然而久居高樓如林、車聲嘈雜、空氣污染的城市之后，人們又企盼著親近自然和返回自然，返樸歸真成為時尚。

關于景觀美學值量的量度可從人類行為過程模式和信息處理理論等方面進行分析，不同民族和文化傳統對此有深刻影響。如中國的園林景觀和歐洲相比特色較鮮明，它注重野趣生機、自然韻味，情景交融、意境含蓄，以小見大、時空變換，增加景觀容量與環境氛圍。

價值優化是管理和發展的基礎，景觀規劃和設計應以創建宜人景觀為中心。景觀的宜人性可理解為比較適于人類生存、體現生態文明的人居環境，包括景觀通達性、建筑經濟性、生態穩定性、環境清潔度、空間擁擠度、景觀優美度等內容，當前許多地方對于居民小區綠、靜、美、安的要求即是這方面的通俗表達。景觀特別重視景觀要素的空間關系，如形狀和大小、密度和容量、連接和隔斷、區位和層序……，如同它們所含有的物質和自然資源質量一樣重要。如城市景觀規劃應注意合理安排城市空間格局，相對集中開敞空間(open space)，建筑空間要疏密相間；在人工環境中努力顯現自然；增加景觀的視覺多樣性；保護 環境敏感區和推進綠色空間體系建設。

4 景觀規劃建筑學的實際應用與發展

景觀規劃建筑學(Landscape Architecture)是適應現代社會發展需要而產生的一門工程應用性學科，它是景觀科學與建筑學的交叉，城市規劃、風景園林設計與景觀生態學的交叉。這門學科在美國已有百余年的歷史，F.L.Qlmsted于1863年就提出了Landscape Architecture的概念，并首先在紐約中央公園的設計和建造中提出了一系列建設城市公園綠地系統的思想，?quot;創造性地利用景觀，使城市環境變得自然而適于居住"，使自然與城市生活相融合，將生態思想與景觀設計相結合，美國許多大學開設"景觀規劃建筑"課程遠早于景觀生態學，但是80年代以后北美景觀生態學的興盛無疑為景觀建筑與景觀規劃注入了新的活力。這一階段有3本有影響的書，即I.Mcharg 1969年出版的"設計結合自然"(Design With Nature)，C.A.Smyser1982年出版的《自然的設計》(Nature“s Design)和H.Hough1984年出版的《城市 形態與自然過程》(City from and Nature Process)，他們在應用中豐富和發展了景觀生態學的思想，并將景觀規劃建筑學納入到現代景觀科學的范疇。

關于"景觀建筑"(Landscape Architecture)通常定義為集中活動區建筑物與周圍環境的整體 配置與構建，可分為小區(Site)、城市(Urban)和區域(Region)等不同尺度的景觀設計和規劃，包括土地發展規劃、生態規劃、景觀設計和人文因素等不同側重點。近來關于人居環境的研究漸成熱點，其內容包括自然環境、人口(居民)、社會結構、建筑與城市以及交通、通訊網絡等。景觀規劃建筑學在人居環境研究中起到了十分重要的作用。城市屬于一種人工創造的、以建筑物為基質的特殊人類文明景觀，具有高密度(空間擁擠)、高流量(能流、物流、信息流大)的特點，景觀建筑規劃追求的目標是把自然引入城市和使建筑體現文化。這門應用學科的發展具有鮮明的時代特征，符合人類走向綠色文明的浪潮，同時也推動了景觀科學的革新和發展。

5 我國景觀生態學研究的重要成果

第8篇：關于地理的科學小實驗范文

新課程的實施，最突出亮點是加強以實驗活動的學習，增強學生親自動手操作的能力，最直接的益處是提高了學生對學習科學這門課的興趣和自覺性。能有更多機會親自動手操作，這是每個學生最為歡迎的。枯燥乏味的理論、定義，輔之以眼明手巧的實驗操作，其身臨其境的感受，對獲得的知識的量或掌握知識的度是不一樣的，在很大程度上它能加深和鞏固所學知識及提高學生的學習熱情。如，對植物一的生長認識，教師在課前先分發給學生一些花籽，有地雷花（紫茉莉或夜嬌嬌等）、鳳仙花、牽牛花等花籽，讓他們自己去培養種植和觀察，從種子萌發到開花結籽，整個過程自己親自嘗試，再回到課堂上學生間的互相交流，收獲了極大的認識，對今后的科學探究活動形成良好的科學素質。又如，觀察蝸牛和蚯蚓、大氣壓強的認識、能量的存在，氧氣的制取、電路的連接等等，通過實驗獲得直觀的知識，使學生在實踐中學會發現，學會探究，學會創新，進一步提高學生綜合科學素養，毫無疑問我們的教學要的就是這種效果。然而，科學又是一門理論性非常強的課，當我們在大量關注實驗操作的同時，千萬不能忽視基礎理論的學習。理論指導實踐，基礎理論不學好，實驗的行動就是盲目的，否則一堂科學課會被誤解為一堂活動課了，也就不能對科學知識有深刻的認識，只有基礎理論學好了，再通過實驗來檢驗和鞏固科學理論，并在此基礎上探究自己的猜想，這樣的教與學才能為現在的教育帶來事半功倍的效果。在科學探究的這個過程中，從提出問題到猜想，實驗設計方案的提出和實踐到最后的得出結論，直至課堂上的合作與交流，基礎理論知識的學習是必要的，也是必不可少的，是與學生自主思考密切相關的。相比于實踐，理論是指導和印證的關系，因此，對兩者關系的辨證把握是科學教學的重要落腳點。

二、主觀想象與客觀規律的關系

科學新課程實施一輪以來，無論是學生還是教師都有一種全新的感覺，就是新課程的靈活性。新課程追求以學生為主體，以實驗為基礎，讓學生自主地進行科學探究式學習，不僅能充分發揮學生的主觀能動性，創造性也得到很好的啟發。這不能不說是一個教學上嶄新的里程碑，其中能讓學生充分想象，培養學生的創新思維是一個重要環節。學生想象翅膀的展開，那認知的天空就無限廣闊了，科學有時要借助想象，鼓勵學生廣開思路，積極探索，借助想象的翅膀，鏈接其中的知識要點，使學習更有興趣，也更輕松。在科學新課程的教學中，這實際上是學習科學課程的方法。要讓學生明白，科學這門課程講究實事求是的知識，需要尊重客觀規律。它包含著天文地理、物理、化學，日常生活中的各種生命運動等，這些現象是不以人的主觀意志為轉移的客觀規律。這是學習科學課程的原則。因此，在科學的教學當中，教師就要注意把握學生主觀想象與客觀規律認識的關系。既要發揮學生的主觀能動性，又要充分展示學生的個性特點，挖掘學生的內在潛質，但仍要尊重掌握客觀規律，加深對其相關知識的深刻認識。這樣學習的方法是靈活的，而知識的積累是扎實的。

三、有的放矢與舉一反三的關系

科學新課程實施一輪以來，對老師和學生而言都是一個新天地，充滿著期待和要求。尤其對教師而言，由于新課程內容變更后，量多而廣，最明顯的是課堂教學環節比以前更緊湊，在教學上特別注重對課程重點內容的把握，如何在有限的課堂時間里突出重點，析難解惑，是面臨科學新課程教學的一個難題。因為新課程的實施大大提供了學生敢想、多想、深想的機會，他們主動參與的意識更強，思維更活躍了，他們已經由過去的被動轉變為主動。作為教師而言需要換位思考，從學生的角度出發，了解學生想知道什么，了解什么是科學課程的重點。怎樣去掌握其中的知識點，這需要科學引導，化深奧為簡約。突出重點就是最有效地利用課堂時間，也就是有的放矢，就教師而言，是講我所想講，既不是泛泛而論，更不是普降細雨，要有主次之分。對學生而言是學我所想學，學生在課堂上所學到的知識和方法是課后所學不到也補不上的，怎樣做到這點，關鍵是舉一反三。有的放矢是目的，舉一反三是手段，只有通過舉一反三的正確引導，才能拓展學生的思路和把握答題的主動權。在遇到貌似陌生的所謂新題時，處亂不驚，從容可應對。如去年中考有一題關于勢能影響的幾個物理量，學生已掌握勢能大小與質量和被舉高的高度有關，再看題中圖表顯示另一個地理位置的物理量，學生在認真審題的同時，采用老師所教授過的科學方法———控制變量法合理分析和運用就不難解這個題了。遇到這類題目，實際上就是要求學生對平時所學的知識能融會貫通，舉一反三，以不變應萬變，這也是我們新課程教學的目的所在，使學生成為一個會學習、能學習的人。

四、教學互動與水漲船高的關系

從科學新課程教學實施一輪實踐看，學生對學習這門課的興趣和自覺性比以前有所提高，這主要跟新課程內容更注重學生個性發揮有關。從以前更多注重記憶的知識到現在重在理解為主，在理解的基礎上的靈活運用。大大減輕了學生的負擔，這也可以說是應試教學轉變到素質教學帶來的新面貌。這個新變化，著重體現在教學的互動上，學生真正成為學習的主人，他們通過自己動手和動腦，在課堂上的合作與交流，展示自己的潛能，這是教學上的互動。重視了學生與學生之間的小組討論與合作，學生與老師之間交流互動。無論是課堂教學節奏的加快，還是課堂內容涉及寬而廣，都要求教師作出相應調整，探究式教學更要注重引導，當然教師知識結構必須不斷更新，知識面要不斷拓展。一個優秀的教師不能墨守成規，針對學生心理，要有自己獨特的授課思路和目標。如新課程中，大量的相關的實驗課，地理知識的擴充對教師而言有些也是陌生的。這就需要教師領先一步，積極探索，首先設計和提出合理有效的實驗操作步驟，主動查找有關的知識資料，再讓學生通過學習和體驗，使學生的初中科學知識不斷完善和提高，并幫助解決學生提出的新問題。水漲船高，是我在教學新課程過程中的深刻體會，也是對教師最直接的要求。

五、結語

第9篇：關于地理的科學小實驗范文

【關鍵詞】探究性學習 學習興趣 學習情景

探究性學習指學生通過類似于科學家科學探究活動的方式獲取科學知識，并在這個過程中，學會科學的方法和技能，以及科學的思維方式，形成科學觀點和科學精神。探究性學習是以學生為主體，鼓勵學生自主探究、體驗學習的過程。探究性學習能培養學生的研究能力，運用所學的知識解決實際問題。在物理教學中，適當采用探究性學習方式，可以激發學生學習物理的興趣，提高學生的動手能力和思維能力。這里，我結合實際的教學經歷來談談探究性學習在物理教學中的應用。

一、探究性學習的策略

1 激發學生學習物理的興趣。學習興趣是學生能學好物理這門學科的一個很重要的因素。教師在備課時可以從學生的興趣出發，通過生動的語言或有趣的實驗來吸引學生注意力，使學生對接下去的內容產生期待，這就是學習興趣的產生。例如：在《照相機和眼睛視力矯正》的教學中，教師先拿照相機給學生拍照，雖然拍照對學生來說是習以為常的，但是對于在課堂上教師給學生拍照的事學生會感到新鮮，這樣學生的興趣一下就來了。教師再將所拍的照片立刻投影給學生看，同時提問學生照片是怎么拍成的，引起學生思考。再拿一架自制的照相機模型展示給學生看，學生就自然而然地想知道照相機的結構是怎么樣？照相機的成像原理又是怎么樣？再由學生通過復習凸透鏡成像規律的實驗來自己找到照相機成像的原理。接著，教師就說，其實我們每個人都帶著架神奇的照相機。學生就會想，我們沒帶照相機，老師說的照相機在哪兒呢？學生的興趣上來了，這個時候有的學生自然能想到是眼睛，接下來教師就可以進行關于眼睛成像的教學。在這個過程中，學生的學習興趣一次次地被教師激發，求知欲強，這就有利于學生學好這節課的教學內容。

2 設計探究性學習情境。在教師的啟發引導下，以教學內容為基礎，設計探究性學習的情境，使學生通過情境接受所學的知識。比如：在密度的教學中，學生對于密度是第一次接觸，密度的概念對于學生來說很抽象，很難理解什么是單位體積某種物質的質量。這時可以為學生設計情境。本班30個同學在一個教室里，同學之間顯得寬敞，而讓隔壁班的30位同學也來到我們的教室，那同學之間就比較擁擠了。教室的空間是固定的，就比做是單位體積，學生就比做是物質，一個班的學生在教室里時就好比物質的質量小，學生之間距離大，稀松密度小；兩個班的學生在教室里時就好比物質的質量大，學生之間距離小，稠密密度大。這樣，學生就能形象地理解密度的概念了。

二、探究性學習的形式

1 實驗式。實驗是科學研究的重要方法，也是學習物理知識的主要手段。實驗探究通常分為以下步驟：以探究“為什么小球下落后反彈的高度不一樣”為例分析。

（1）提出問題：學生對日常生活所看到往往都會有好奇心，渴望了解，進而提出問題。看到小球反彈高度不同時，會提出“為什么小球的反彈高度有這樣的差異”的問題。

（2）做出猜想：對根據觀察到的現象做出解釋。小球下落后反彈高度可能與下落的高度有關。

（3）設計實驗：有了猜想后就要針對猜想的內容設計相應的驗證實驗來證實猜想的正確性。學生的猜想各不相同，猜想是否正確，需要實驗來驗證。可以讓小球在2樓的陽臺和3樓的陽臺分別下落，落在同一個地點，觀察小球反彈的高度。

（4）分析論證：在做探究實驗時需要學生對現象進行觀察并記錄。在實驗中可看到，小球在2樓下落后反彈高度比在3樓下落后反彈高度要低，這就說明下落高度會影響小球下落后反彈的高度。

（5）得出結論：通過對實驗現象分析得出相關的結果，結果與假設符合，則假設正確；結果與假設不符，則假設錯誤。根據分析，小球下落后反彈的高度與小球下落的高度有關。

（6）交流合作：完成實驗報告，和其他組進行交流。

以上是學生進行探究性學習的一般步驟。當探究的問題不同時，步驟也可以有所差異，根據實際情況設計出最佳方案。

2 理論式。探究性學習不能單純地理解為做實驗，探究實驗對于探究性學習來說確實是個重點，但并不是全部。在進行探究實驗的同時，還要進行資料的收集和理論的推導，只有這幾方面有機地結合，才能完成研究性學習。

三、探究性學習的特點

1 自主性。探究性學習是以學生為主體，始終圍繞學生的學開展教學活動，以學生能力嘗試去思考和解決在探究過程中遇到的問題，從而鞏固知識。教師在整個過程中只是起到引導啟發的作用。

2 開放性。探究性學習能目標靈活，內容開放，充分發揮學生的想象力和創造力。探究性學膽提出問題，解決問題得出結論，培養學生的創造力和創新意識。