科学研究的态度范文1
关键词：《科学》课程；情感态度与价值观教育；策略
中图分类号：G623.9 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）16-0034-03
新课改以来，“情感态度价值观”作为三维目标之一得到了前所未有的重视，《小学科学课程标准》明确提出该门课程的情感态度与价值观目标具体体现为科学学习过程中的兴趣浓厚、好奇进取、大胆想象、尊重证据、敢于质疑、团结协作、坚持性和开放性，面对大自然时的欣赏、敬畏、珍惜，对社会和人类利益的人文关切等。从理论视角来看，关于态度类目标的形成机制国内外的研究也已较为成熟，如加涅的《学习的条件和教学论》、朱小蔓的《情感教育论纲》、刘惊铎的《道德体验论》等都有深刻的阐述，而且普遍认同态度类目标的形成机制主要是体验学习。体验是一种包含感受、情感、理解、联想、领悟等诸多心理成分的复杂的心理活动。体验过程一般是从对事物的亲身感受开始的，在感受的基础上形成对事物的情感反应，情感又促进主体对事物进行深入理解和丰富联想，进而对事物产生领悟和生成意义。强调“寓教于情”和直接诉诸于儿童感官是儿童体验得以发生的前提性条件。
然而，由于态度类目标的内隐性和不可测量性，尽管理论研究已经有长足发展，但对于教师而言，依然无法较好地驾驭“体验学习”之于心灵感化、价值体悟的意义。本文遵循体验学习的“主体性、情感性、情境性”的特点，结合科学课程的学科特点，提出如下若干可操作性的策略。
一、非预期策略
非预期策略是指教师通过精心创设情境，恰当处理教学内容，使呈现的内容超出学生预期，引发学生的兴趣情绪，以有效调节学生的学习心向，提高其学习的积极性。同时，预期和实际结果之间的落差还能在无形之间引起学生对求真、质疑等科学精神品质的领悟、内化。
认知心理学研究表明，学生在学习新知识之前，已具有某种认知结构。在学习新知识时，总是试图以原有的认知结构同化新知识。当学习者发现不能用头脑中已有知识解释新问题或发现新知识与已有知识相悖时，就会产生“认知失衡”及相应的“紧张感”。为了消除紧张感，人就会产生认知需要，萌发渴望探索的强烈愿望。虽然设置认知冲突可以说已经是一种耳熟能详的教学方法，但过去一直是从学习新概念，至多是从发展思维的角度使用的。其实，在科学教育中如能善加利用，在促进学生养成积极的学科情感方面也具有显著的效果，因为认知冲突引发的探究愿望经多次强化后，学生对科学的情绪会由一开始不稳定的、中性的惊奇感逐渐转化为恒定的、正向的兴趣感，上升为一种普遍的学科情感。
这一策略在教学中运用的关键在于“出奇制胜”，即巧妙地利用尽可能超出学生预期的现象来创设情境，使其惊奇地发现其中不可思议的事实，引起学生认知失调，引发欲进一步琢磨、推敲的兴趣情绪。要达到非预期的效果，最根本地是要熟悉学生的已有知识基础和生活经验，进而有意识地利用已有知识经验和实验结果之间的“反差”性资源对学生的思想产生冲击。著名小学科学特级教师路培琦在《连通气球》一课中就设计了这样一个情境：“一个大一点的气球，一个小一点的气球，通过一根管子连接起来后，这两个气球会有什么变化吗？”这堂课的成功之处即在于教师事先已经预料到学生会根据原来持有的“平衡”概念去解决新问题。不出所料，全班49个人，有39个人都认为“大的变小，小的变大”或者“变成一样大”，只有1个学生认为“大的变大，小的变小”，学生产生了强烈的认知冲突和探究欲望，在反思环节实验假设和结果的鲜明对比又让学生对诸如求实、质疑之类的科学精神有了刻骨铭心的体验。这一策略的核心除了问题情境的设置外，还必须注意探究过程和探究活动结束之后，教师不能仅仅停留于实验结果的得出，还要引导学生对自己的猜想和实验结果之间的关系，以及如何从猜想到结果之间的过程进行反思评价，并提供表达感受的机会。这也是体验教学的一个环节。因为一方面儿童的抽象概括能力、自我评价能力和反思能力都还处于萌芽阶段，需要在教师的引导下才能更深刻的领悟活动的意义；另一方面，由于体验的主观独特性，个体体验到的内容及其深度和广度都存在差异，所以需要组织并引导受教育者互相进行开放性的对话，交流当下的感悟，共同提升体验的水平。
二、“触摸自然”策略
科学研究的态度范文2
关键词：组织行为学 神经科学 组织子氛围
引言
当前神经脑成像研究，为解释和解决大脑神经机制做出了卓越的贡献。这些贡献在神经心理学，神经管理学，神经经济学，神经营销学及人力资源管理等其他相关学科的发展起到了极大的推动作用，神经经济学是一个跨学科的研究领域，其研究为解释和了解人类的经济行为和决策提供了神经学的解释（Ochsner & Lieberman，2001），同样，在组织行为学领域中，也成为一种新的研究趋势和重要的研究范式。也就是组织行为学与神经科学结合的一门交叉学科，称之为组织神经科学，通过神经科学提供更加客观数据，准确的解释组织行为学中的各种现象。经过神经科学正以其优势盛行与当前的管理学科研究中，但是其范式和技术的局限性，在解释的过程中也更加谨慎。
通过国外的文献研究不难看出，当代的组织行为学研究中，已经将神经科学纳入到组织行为学的研究范畴中，成为新的研究趋势，其很多研究成果都发表在国外顶级的期刊中。神经科学只是对传统的方法进行一个补充，并不能取代传统的研究范式。组织行为学研究中的传统方法也不能忽视，这是组织行为学在长期的发展中形成的、稳定的、成熟的方法，有着得天独厚的优势。
但是国内的研究还相对较少，仍然基于传统的研究范式中，通过神经科学有助于探讨和研究认知、态度、行为、决策的深层机制，因此国内研究不能忽视这一研究趋势。国内的组织行为学研究者应该深入到神经科学领域中来，通过神经科学的范式，获得更加精确，清晰明了的结论。通过神经科学我们可以验证当前的理论假设，建立新的理论假设。从组织行为神经学这一角度，增加我们结论的和理论的统一性，这是因为神经科学能通过行为识别普通的神经过程。
组织行为学中最优的解释框架和研究范式莫过于神经科学，为当前组织行为学的发展提出新的思路。人类的大脑有极强的适应能力，能跨越时间和空间保持认知和行为的一致性。神经学家认为，人类的大脑经过几千年的进化，很多的都形成了自动机制（Lieberman，2007； Telzer & Berkman et al，2010）。我们关注的焦点在于几个具体有利于未来研究的例子，神经科学观为当前的理论和实践产生极具意义的作用。通过本文的阐述希望能为中国组织行为学研究者提出新的研究思路和方法，尽一点绵薄之力。
组织变革的神经阻力
企业的发展离不开革新，企业内部环境的变化和资源的不断整合与变动，都给企业带来机遇与挑战，这就要求组织在面对新的环境与政策中不断变革。组织变革是指运用科学和相关的管理方法，对组织的权利结构、沟通渠道、角色设定、企业文化及与其他组织之间的关系，以及对组织成员的观念、态度和行为，进行有目的的、系统的调整和革新，以适应组织所处的内外环境、技术特征和组织任务等方面的变化，提高组织绩效。
但在组织变革中常常以失败告终，导致失败的一个重要原因就是，在组织变革中要打破个体对变革的阻抗，在变革中往往要打破原有的利益平衡和稳定的心理机制。通常，大多数人并不喜欢改变更乐于现状。即使员工知道变革的好处，同时也表示很支持变革，但是其行为都大相迳庭。这种原因可能是来自于复杂的态度系统及与行为相关的因素。
神经科学研究认为对内隐态度，外显态度和情绪进行恰当的辨别十分重要（Cunningham，Zelazo， Packer，& Van Bavel，2007）。内隐态度（Implicit attitudes）是指以前的经验和已有的态度积累下来的一种无意识痕迹，在个体意识水平上这种痕迹对人们的影响是无法直接觉知的、快速的、不需要意识的，而它有潜在的影响个体对社会的情感取向、认知和行为的表现。相反，外显态度则是基于无意思的、缓慢的、慎重的反应。在一般的研究过程中，对态度采用的研究范式是自陈式个体报告，因此就无法测量真实的态度。态度的表达往往是人们的自我报告，例如参与问卷调查的被试，因考虑到各种社会期许、社会规范和环境等因素，未表达出自己真实的态度。许多研究者在研究过程中获得的是外显态度，显然这不是个体真实态度的表达，那么其结论和解释就受到怀疑。
有些研究者认为内隐态度和外显态度在态度表达过程中起到了相同的作用（Gawronski & Bodenhausen，2006）。然研究发现，内隐态度和外显态度是分开的，内隐态度在态度的表达过程中发挥了独特的作用。这是因为内隐态度和外显态度的神经基础不同导致的。刘俊生采用事件相关电位技术（ERPs）研究发现，外显态度和内隐态度相比在表达过程中，自动化及意识加工阶段，调用较少的认知资源对情绪刺激进行深入加工。也就是说，外显态度和内隐态度的神经基础存在差异。
当前的神经科学研究发现，外显态度是内隐态度的出发点，此外，态度的表达是内隐态度和外显态度的整合（Cunningham et al.， 2007；Gawronski & Bodenhausen， 2006）。通常内隐态度的改变是神经元长期连接的过程，深植于内隐记忆中，因而若要改变内隐态度，就要使用与当前刺激不一致的行为，时间相对也要更久。外显态度的改变相对就容易一些，因为外显态度的产生是基于推理过程的，通过细致的分析过程、扩展信仰系统、社会规范及广泛的背景信息的最终表达（Cunningham et al.，2007；Bodenhausen & Todd， 2010）。
在态度的表达过程中，往往始于内隐态度，结束于外显态度，在长期的组织变革中管理者可能会在短期内的改变中犯一些错误，但是经过长期的变革刺激其内隐态度的神经机制也会发生转变，因而内隐态度也会发生转变，同时行为也会发生变化，最终组织变革才能成功。
组织氛围的镜像神经机制在日常工作和学习中，看到别人做什么，就好像自己也做了同样的事情一样，看见别人踢球，就感觉自己浑身是力气；看到别人抽烟，自己就蠢蠢欲动。那么这种潜移默化来自哪里呢？神经科学帮我们找到了答案，我们脑中的镜像细胞起了作用。在脑中神经网络通常用来储存特定的记忆，而镜像神经元负责编码和储存这些特定的行为信息。镜像神经元的发现使人们认识到，大脑对社会现象的自适应过程（Goleman，2006）。
李佐拉根据颅磁刺激和正电子断层扫描技术研究发现人类的镜像神经元，其中一部分位于大脑的布罗卡区（控制语言动作和语言理解的区域）。他进一步指出，人类正是凭借着镜像神经元系统，来理解别人的行为和意图，进而与他人交流。科勒在后续的研究中发现，视听镜像神经元，具有分辨不同动作的能力，特别是动作同时具有听觉和视觉信息的时候，镜像神经元对其分辨率达到了97%，这有利于通过观察别人进行学习。
因此，在组行为学中，可以从神经科学角度整合当前重要的理论和现象，促进组织行为学研究。特别是镜像神经元对非语言交流、隐式协调等广泛的社会职能的支持，使人类能模拟行为、意图甚至是他人的心理状态（Rizzolatti & Craighero，2004；Rizzolatti & Fabbri-Destro，2008）。
镜像神经元在相互依存的团队中，能够提供两种理解组织氛围形成的方式（Kuenzi &Schminke，2009）。当团队成员相互交往时，员工的镜像神经元就能感知对方的行动、身体语言和微表情，从而更加容易融入到组织中。这种能力有利于团队成员之间的角色界定和协调默契的形成。
工作拖延的神经机制
拖延是人类行为中常见的缺点之一，拖延指的是推迟行动，对当前的目标和信息没有及时的采取行动。神经科学的研究为人们了解为什么目标导向容易产生拖延的解释（Reddish， Jensen， & Johnson， 2008）。
研究发现人类的大脑中存在两套决策系统，分别是基于计划的决策系统和基于习惯的决策系统，人类具有计划和执行长期目标的能力来源于基于计划的决策系统。前额叶皮层是计划决策系统的重要组成部分，在构想目标导向时起到了关键作用（Miller， 2000）。计划决策系统的能力在于模拟多种行动方案的过程和预测结果，对所有现行方案进行评价，选择最优的可执行方案。
与此相反的是基于习惯的决策系统，其工作机制完全不同于基于计划的决策系统，对即将执行的行动没有进行分析评估，而是基于原有经验的、自动的加工和匹配。大脑的目标导向系统取决于稳定的身体和心理状态（Camerer， Lowenstein， & Prelec， 2005），焦虑、疼痛和消极情绪都会影响其正常功能。奖励和积极情绪产生的舒服感集中于前运动神经区。基于习惯的决策系统可以做出快速的行动，而基于计划的决策系统主要负责制定理性目标。
要想实现目标就要打破原有的习惯和稳定的反应，最后建立新的习惯。神经决策研究者提出了一种新的可行性方案来克服这一缺点。首先，解决问题就要打破当前的状态，从而促使其有意识的执行计划。其次，新的发展目标必须容易评估，否则可能导致组织冻结。最后对满意的行为要及时奖励，使其产生愉悦感，从而个体想要恢复和还原原有的习惯就会被大脑拒绝。通过这种方式改变决策环境，原有的习惯系统就能被新的取代。通过上述方式，人们对拖延的偏爱就能被克服，最终从跟不上消除它。一旦计划系统的依赖性被消除，雇员就会更加积极的实现组织当前的目标。
结论
综上所述，本文认为从当前组织行为学在神经科学中的研究可以看到一个新兴的神经科学研究取向。实验研究的出现和发展使组织行为学家可以在实验室中研究人类的行为，大量的实验研究成果为探究组织行为的神经机制提供了坚实的数据基础。神经科学的研究取向给我们研究组织行为提供新的视角。
上文只是相关的几个例子，其实神经科学的研究贡献还有很多。OB研究者应该积极的学习神经科学方式，挖掘潜在的研究方向，提供科学的解释。OB研究者应该把神经科学作为另一个工具箱去探究本领域里的问题，补充当前的研究方法，丰富研究。
1.Bechara ， A. Risky business ： Emotion ， decision2making ， and addiction. Journal of Gambling Studies ， 2003，19（1）
2.Camerer， C.， Lowenstein， G.， & Prelec， D. （2005）. Neuroeconomics： How neuroscience can inform economics. Journal of Economic Literature， 43， 9-64
3.Camerer， Colin and Ernst Fehr （2006）， "When Does 'Economic Man' Dominate Social Behavior？" Science， 311 （5767）
4.Crano， W. D.， & Prislin， R. （2006）. Attitudes and persuasion. Annual Review of Psychology， 57， 345-374
5.Cunningham， W. A.， Zelazo， P. D.， Packer， D. J.， & Van Bavel， J. J. （2007）. The iterative reprocessing model： A multilevel framework for attitudes and evaluation. Social Cognition， 25， 736-760
6.Gawronski， B.， & Bodenhausen， G. V. （2006）. Associative and propositional processes in evaluation： An integrative review of implicit and explicit attitude change. Psychological Bulle tin， 132， 692-731
7.Goleman， D. （2006）. Social intelligence： The new science of human relationships. New York： Bantam Books
科学研究的态度范文3
研究生教育的重要目标是培养具有创造性的创新型人才，而学术生态环境以研究生为中心，为研究生创新能力的培养提供了各种有利条件和环境支撑，促成创新型人才的产出。从以上分析可得出，学术生态环境对研究生创新能力影响重大，且为直接的作用。高校学术生态环境存在诸多生态因子，可概括地分为物质资源环境因子、制度体制环境因子和社会人文环境因子三大类。由于这些生态因子的特性、强度各不相同，对于研究生的作用也不尽相同。对于研究生创新能力的培养来说，一旦找到起关键作用的“限制因子”，就找到了研究生创新的突破口。同时，学术生态环境中的生态因子不是孤立单独地存在，而是相互制约、相互组合，构成了多种多样的学术生态环境。此外，某个因子的变化会在一定程度上影响其他因子的变化。因此，以上所述的高校学术生态环境三大类因子可以适时调整，重新组合，形成新的“生境”类型。
二、高校学术生态环境与研究生创新
(一)研究设计与资料收集
1．研究假设研究的基本前提是:硕士研究生创新能力受到学术环境的影响，学术环境由物质环境、制度环境和人文环境组成，共同影响着研究生创新能力培养。具体而言，研究假设1:物质资源环境对于研究生创新能力具有影响。研究假设2:制度环境对于研究生创新能力具有影响。研究假设3:人文环境对于研究生创新能力具有影响。2．研究方法本次调查采取随机抽样和非随机抽样相结合的方法，于2011年4月在清华大学、北京大学、北京科技大学、中国石油大学和首都师范大学进行调研，共发放问卷500份，收回有效问卷470份。所有问卷均由学生当场填写，可选择署名或匿名。录入数据并建立数据库，并利用SPSS17．0进行统计学分析。
(二)调查结果与分析
1．总体评价结果调查显示，硕士研究生创新能力评价分值为3．40(满分为5分)，标准差为0．829，其中提炼表达能力(2．44)最弱，组织构思能力(3．26)和前沿把握能力(3．26)一般，知识消化能力(3．34)较好。研究生创新能力的克伦巴赫系数总体为0．865，接近0．9，说明该问卷创新能力测试部分具有高度的一致性，即问卷信度较好，如表1所示。2．学术环境对于研究生创新能力各个维度的影响(1)学术环境各因素对于知识消化能力的影响按照sig．≦0．05为显著相关，从表3可以得出结论:影响硕士研究生知识消化能力的环境因素有招生侧重点、课程内容面、科研训练、导师指导的次数、指导的质量和效果。其中，招生侧重点与硕士研究生知识消化能力呈负相关，课程面、科研训练、导师指导学生的次数、导师作用的发挥与硕士研究生知识消化能力成正相关。课程内容是学生获取知识的主要源泉，课程面的宽窄直接影响到研究生学术视野及知识面。覆盖面广、涵盖交叉课程的课程设计能够为研究生提供一个丰富的知识源流。科研训练是知识的重要转化途径，科研训练目的是使研究生将课堂上所学知识合理融入实践中，在实验中运用知识，检验知识，发掘新知识。我国研究生实行导师负责制。自入学以来，导师引导研究生走上正确的科研之路，为研究生掌握知识、运用方法提供帮助，而且在为人处世等方面影响研究生。导师不仅以其高度的责任心，将大量的时间和精力用于指导和帮助学生，而且引导学生科学检索知识、注重积累知识和合理迁移知识，使研究生掌握更多、更新的知识和正确的方法。招生制度直接关系到生源的质量。回归系数显示:招生制度与硕士生的知识消化能力呈负显著相关，这反映了目前高校招生对于知识基础的重视还不够，调查发现，50．9%是侧重综合素质，而16．8%侧重知识基础。对知识消化能力而言，知识基础是硕士研究生知识消化能力的前提，知识基础越扎实，知识面越宽广，知识结构越完善，其消化能力的总体水平越高。因此，假设2和假设3制度得到了证明，即制度环境中的课程面、科研训练和人文环境中导师指导的次数、指导的质量效果对于硕士研究生的知识消化能力有显著的正影响，而制度环境中的招生侧重点起到显著负影响。(2)学术环境对于组织构思能力的影响从表4中可以得出结论:研究生构思能力受到课程前沿性、课程面和科研训练的影响，均为正相关关系。课程的前沿性使研究生能够掌握本专业最新研究动态，课程面使研究生能够涉及广阔的知识面，具有开阔的学术视野。所谓“站得高，望得远”，有了广阔的知识面和学术视野，研究生设计的课题更有针对性，建构的模型或提出的观点更有新意。调研结果显示，我国高校硕士研究生的课程前沿性和课程面宽度均处于中上等水平，因此证明了研究生的课程面和课程前沿性与硕士研究生研究构思能力呈正相关。科研训练计划为研究生研究能力的锻炼提供了一个实践的平台，是研究生参与科研活动的一个最直接的机会。研究生从选题到组织构思，再到验证，培养自主发现问题的意识，提高独立思考的能力，形成提出设计并进行某种发明创造的能力。调查发现，我国68．5%的高校具有系统的科研训练计划，研究生参加科研训练的人数占到开展科研训练的72%。因此，假设2得到了证明，即制度环境中的课程前沿性、课程面和科研训练对于硕士研究生的组织构思能力有显著正影响。(3)学术环境对于前沿把握能力的影响由表5可以得出结论:课程前沿性、教学方式和实习实践对研究生前沿把握能力产生显著性的影响，且均为正相关。课程的前沿性帮助研究生了解最新的专业动向，掌握最新的研究成果。因此，课程前沿性是前沿把握能力的基础和前提。调查发现课程前沿性“中等及以上”占78．1%，说明我国高校研究生课程设置充分考虑到前沿性，有利于硕士研究生立足前沿探究未来发展趋势。在传统教育模式中，教师讲授，学生被动接受知识是研究生教学的常态。随着研究生教育教学改革的深入，传统教育方式日渐为现代化的教学模式所取代，小组讨论、活动不仅使研究生教学形式更加丰富，而且通过讨论本专业动态，探究最新案例，使研究生接触到最新的研究成果和动态趋势。社会实践是研究生接受锻炼、增长知识的舞台，也是新思想、新文化、新科技的“源头活水”，还是能更好地将科技新成果与社会实际需要结合起来的有效途径。社会实习实践有助于研究生及时把握实践生产中的动态，并将课本知识与实践活动紧密联系起来，帮助研究生在了解社会需求的基础上学以致用。因此，假设2得到了验证，即制度环境中的课程前沿性、教学方式和实习实践对于研究生前沿把握能力产生显著的正影响。(4)学术环境对于提炼转化能力的影响由表6可以得出结论:课程前沿性、科研训练、实习实践，导师的影响对于硕士研究生提炼转化能力有显著的影响，且均为正相关。课程的前沿性是取得科研成果的基础和前提。具有前沿性的课程除了促进研究生把握专业前沿，还能够如风向标为研究生科研导航。调查发现，我国大部分硕士研究生接受前沿性强的课程，使他们能够在把握前人研究成果的基础上，取得新的研究成果。专门的科研训练计划是研究生取得创新成绩的必要环节。在频繁、有效的科研过程中，硕士研究生锻炼了各方面的能力，积极调动创新潜能，以书面论文等形式进行提炼表达，最终形成智力成果。实习实践是研究生能够取得创新型成果的动力和源泉。研究生通过实地调研或到一线单位实习，将课上所学的知识转化为现实生产力，通过实践报告或者论文的形式表达出来，也有理工科学生创造出发明、专利等。作为是学生的引路人，导师对学生学术创新、事业发展和人生道路起到至关重要的作用。“名师出高徒”，优秀的导师高标准、严要求，以高尚的学术品质感染研究生。如果学生没有创新，导师启发研究生再积累、再思考、再探索，直至做出创新成果。因此，假设2和假设3得到了证明。制度环境中的课程的前沿性、教学方式、科研训练以及人文环境中的导师的影响对于硕士研究生提炼转化能力有显著的正影响。综合以上分析，研究得出结论，学术生态环境影响研究生创新能力，其中课程前沿性、课程面、教学方式、科研训练、实习实践、导师的指导及影响、招生制度起显著作用，即研究假设得到了证明。
三、营造和优化学术生态环境，提高研究生创新能力
本研究从营造和优化学术创新的整体环境出发，基于学术生态显著因子———课程教学环境、科学研究环境、导师育人环境等学术生态环境的子系统，尝试提出优化适合创新的学术环境以提升硕士研究生创新能力的建议。
(一)学术氛围倡导自由民主和宽容，营造自主创新
研究生创新能力的培养植根于高校的创新环境。宽松、自由、诚信的学术环境是创新的保障。营造宽松的学术氛围应尊重研究生的好奇心，允许他们有不同于导师、权威的观点，宽容他们的错误和失败，形成一种民主平等、和谐融洽的师生关系。营造自由的学术氛围应保证研究生发表学术观点、探讨学术问题、质疑和批判权威不受干涉，保证研究生有权利参与教育管理评议，并能够自由行使参与学术的权利。彻底改变僵化的管理制度，摒弃权威式的管理态度，，使研究生从被命令、被训导、被摆布的地位提升到主体性地位上来。营造诚信的学术氛围。受到社会功利主义思想的影响，目前论文抄袭现象反映了研究生急功近利的心态，高校应当鼓励自主创新，倡导严谨治学的学术态度，严惩学术造假和学术不端行为。
(二)课程教学注重知识面和前沿性，改革教学模式
应明确各类课程的地位和作用。基础课和选修课是为了构建全面的知识结构和提高综合素质能力，专业基础课是核心基础和精髓，专业课反映专业领域的重大成就和前沿问题，注重学科交叉与融合。多选用反映最新成果的教材，加大学科前沿知识所占分量，拓展国际化视野。多开设实践活动课程，以提高研究生实践操作本领。增设研究方法课程，使研究生运用科学方法分析、解决问题;增加任选课比重，激发研究生个体兴趣和求知欲。开设论文写作、学术规范等课程，促使研究生提高表达水平。改变单纯传授知识的传统教学模式，教师应采用讨论式、探究式、案例式多种方式鼓励研究生主动学习、积极思考，勤于探讨，大胆质疑，勇于批判，在学习中发现问题，培养创新思维、提高创新能力。
(三)科研训练鼓励风险和创新选题，加强过程管理
在西方，其学术发展是由一整套制度来保证的，如公认的学术准则和规范，严格的学术训练，公正的学术评价制度，以及透明的学术评价程序。针对我国研究生培养，我们也应当借鉴和反思。在选题阶段倡导研究生选择立意新、起点高，有一定难度的题目，风险选题要求研究生具有独立的构思能力、严密的逻辑、敏锐的观察以及开阔的视野，同时极大地锻炼了研究生的科研能力。在论文实施阶段加强管理和监控，按照论文创新的评价标准对研究生进行开题答辩、中期检验的考核，针对不符合要求的研究生实行延期答辩。同时加强学术道德建设，通过宣传教育使研究生明确学术道德的基本要求，把学术规范内化为自身的道德品质，形成诚信的学术人格。完善研究生学术的激励制度，要针对研究生的层次性以及所学专业的差异性，实施有效的激励手段和方法，将激励方式、激励内容与研究生的个性特点及专业的特性相结合，以达到最佳的激励效果。
(四)导师育人坚持学术和人格引导，发挥集体优势
导师直接影响研究生创新能力主要表现在创新方法的运用、创新思维的启发和创新品质的塑造等方面。首先，导师是研究生学术领域的引路人，也是研究生创新的引导者、激发者和欣赏者。导师要在了解学生研究兴趣的基础上，结合导师研究优势，力求使硕士研究生的课题具有科学性、可行性和创新性。第二，导师的水平不仅表现在学术水平上，也表现在导师卓有成效的指导风格上。导师应当言传身教，身体力行地以自己的人格魅力、科研精神正面感染硕士研究生。第三，在培养过程中，导师应培养研究生自主学习、独立思考、科学分析、大胆质疑、勇于批判的良好习惯，营造一个与研究生共同探讨学术问题的环境。建立平等对话的师生关系，教师将学生看作与自己平等的、具有独立人格的个体，给学生发表意见的机会，尊重学生在交流过程中的质疑甚至批判，使研究生真正成为学术研究的主人。导师的指导水平还与自身创新能力密切相关，因此在导师选拔聘任方面，应选拨具有交叉学科、跨学科学历背景的导师，或者建立导师组协同指导研究生，鼓励研究生跨学科选题，使学生有机会与其他领域的学者交流，充分发挥个体专长和集体效应。
(五)社会实践建立实习和创新基地，促进产学研用
科学研究的态度范文4
Abstract: This paper first analyzed the characteristics of collaborative research in biological industry, and defined research team collaborative eco-efficiency according to the perspective of sustainable development. Second, it proposed the corresponding metrics as following: ①Completion efficient of the project;② Quantity and quality of results; ③The contribution force on technological innovation; ④The degree of enhance of scientific research ability; ⑤Teamwork cooperation satisfaction; ⑥ Reasonable use of funds, etc. Third, a systematic architecture of sustainable development capacity of research team was presented. Finally, it proposed some problems that are worthy to study in later, to explore the effective way to improve the sustainable development ability of scientific research team, and then promote technological innovation of major bio-industry in Yunnan.
关键词:创新型科研团队;团队协同生态效能;可持续发展能力体系
Key words: innovative scientific research team;collaborative eco-efficiency of team;sustainable development capacity system
中图分类号:F272.9 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)34-0008-02
0引言
云南生物多样性资源非常丰富,并且在生物质能源、生物药、特色野生蔬菜、花卉园艺、反季节特色农业等方面具有独特优势和广阔的开发前景。然而由于云南地处边疆,生物产业科研人员受其特有文化背景的影响,科技创新效能总体还比较低,主要表现在:①个体对科研与科技创新的认知匹配性不佳;②个体的科研素质和科技创新能力不足;③科研团队的异质性知识交互不畅;④团队协作意识不强,协同程度低,不能够有效开展联合攻关等。云南特有资源优势得不到及时有效地开发与利用,使云南经济发展速度受阻。如何提升云南生物产业的科技创新效能成为促进云南经济发展的关键问题。
科研是科技创新的基础,只有不同知识领域的科研人员以团队形式聚在一起,通过发挥各自的智慧、相互协作,最终产生的协同效应才能有助于科技创新的实现。目前与团队协同效能相关的研究主要从团队效能、团队绩效的影响因素及协同理论与协同技术等方面展开。团队效能方面,Henna的研究表明,协同设计过程中的协同模式、设计目标的分享程度、设计过程的控制和个人对资源的利用情况等影响成果数量(服装设计数量)[1]。有学者基于“Input-Process- Output”模型针对医疗行业,研究团队结构特征、团队过程(社会情感行为)和团队效能(任务绩效、协作满意度、会议满意度)之间的关系,研究表明:团队过程在团队结构特征与满意度之间起到完全调节作用,但在团队结构特征与绩效之间只起到部分调节作用[2]。Federico提出了一个通过团队激励设计提高团队有效性的理论模型,指出针对团队成员采用不同的薪酬分配方式可以提高团队效能[3]。团队绩效方面,Margaret认为通过提升团队成员的决策、情景意识及沟通技能可以改进团队绩效[4]。曹科岩、龙君伟基于研究与开发团队、工程技术团队和技术服务团队的实证研究表明,团队共享心智模式通过团队成员间的知识分享行为对团队绩效产生影响[5]。协同理论与协同技术方面,Tian提出按小组成员的能力及完成工作所需要的时间来分配任务和资源,可以提高协同效率[6]。Liang Ying-Hu等基于商业资源共享程度和虚拟的商业集体技术提出了网络制造的应用平台网格结构,该平台被应用于一个大型电子制造公司,提高了公司的协同效率[7]。Tanja等以计算机协同学习为研究对象的研究表明,知识意识工具可以提高团队协同效率[8]。
分析国内外文献可知,目前有关团队协同生态效能的研究尚存在以下问题:在研究团队绩效或团队效能影响因素时,针对性和可操作性不强;衡量团队绩效和团队效能时,大多采用项目产品生产的主观衡量指标或直接打分,对态度和行为产出考虑不多,而且很少考虑诸如能力提升度、对科技创新的贡献力、未来合作意愿、团队未来生存力等递延性的指标。如何增强团队效能或团队绩效的措施尚不多见等;要实现云南重大生物产业的高效科技创新,首先必须弄清楚“团队协同生态效能”的测度、关键影响因素及影响机理,然而相关研究还未见报道。本文以云南生物产业科研团队为对象,重点探讨团队协同生态效能的内涵及体系架构。
1科研团队协同生态效能的内涵
1.1 科研团队协同生态效能的定义效能是效率与绩效的延伸,强调行为目的和手段的正确性、过程的高效性和结果的有效性。科技创新离不开科学研究活动,生物产业科学研究活动不但要有效率,更要有效能,即不但要求科研团队具备发现科学问题的能力,还要具备探索有效科学手段正确解决科学问题的能力。按照达尔文的进化论观点,任何生态体必须与生态环境相互适应,从自然环境中汲取物质能量不断进化,才能有效发挥其存在的生态效能。根据这一观点,科研团队的科研能力也应该具有“生态”效应,即团队协同生态效能。
本研究将科研团队协同生态效能定义为:为既定的科研目标,一群具有不同专业知识背景的科研人员,通过分享各自的隐性知识,在和谐的科研环境中相互协作共同提升,在对科技创新工作做出较大贡献的同时,团队成员各自的科研能力得到较大提升的一种科研效能,即团队科研能力高效良性循环不断提升的发展态势。
1.2 生物产业科研团队协同工作的特征“大科学”时代,学科间的交叉性、渗透性和综合性日渐明显,科学研究活动的集体性、开放性日益凸显,以团队协同形式开展的科研活动已成为科技创新的一种新方式。生物产业的科学研究呈现出由单一学科、单一部门走向多学科、综合化、多部门联合攻关、多学科不断交叉、融合与相互渗透的发展态势;比如,在研究适宜云南不同地区的农作物多样性最佳套种模式,就需要农业机械、作物栽培、植物病理、运筹与优化等学科领域的科研人员以团队协同的形式反复沟通、协调,才能够研究出“作物高产、少病虫害、高效机械化耕作”等最优配置的最佳套种模式,进一步促进云南的粮食安全。在这种新方式下,生物产业科研团队协同科研工作的特征表现为:
1.2.1 知识是基本的生产工具,且具有动态性(个人对新知识不断学习、吸收和转化)、异质性(学科领域的差异使团队成员对异质性知识有很高的互惠式依赖)和集成性(团队显性知识的有效交互和隐性知识有效转化产生的集成效应);
1.2.2 工作方式以协同为主,科技创新所需的知识和技能日趋复杂,需要多学科领域的异质性知识不断交叉、相互渗透;
1.2.3 科研目标具有挑战性、成果具有不确定性;
1.2.4 科研工作过程具有动态性、协同性和认知匹配性等。动态性表现为:研究对象不固定(可能是生物产业中的各种问题)、团队成员构成不稳定(根据需要,随时需要补充不同学科领域的异质性知识人员)、求解问题的方法和工具多样化、工作过程非程序化及结果不确定等;协同性表现为:对科学问题感知、求解方法、工作模式等的协同,具体包括团队成员的思维协同、行为协同、创新能力和管理能力协同、人脉资源和网络资源协同等;认知匹配性表现为:团队成员对科研目标、科研结果预期、知识共享与利益分配机制、协同工作模式、异质性知识交互模式等的认知协调。
1.3 科研团队协同生态效能的度量方法按照国家对科技创新可持续发展的客观要求,云南生物产业科研团队协同生态效能也应该具有可持续性,其含义有二:第一,科研团队协同研发能力的可持续性;第二,生物产业科技创新的可持续性;即团队协同科研能力及生物产业创新的高效良性循环态势,为此,科研团队协同生态效能高应体现在以下方面:①项目完成效率较高;②成果数量多、质量好;③对科技创新的持续贡献力大;④各成员的科研能力提升度明显(或者团队未来生存力强)⑤团队协作满意度高(或者未来合作意愿强烈);⑥完成项目的经费使用较合理;根据这些体现形式提出科研团队协同生态效能的度量指标如表1所示。
只用上述的任何一项或几项指标都不能全面的衡量科研团队协同生态效能,只有将上述各指标按照一定的权重组合,才能全面衡量科研团队协同生态效能。
2科研团队良性可持续发展能力体系
科研是科技创新的基础,要使科技创新具有可持续性,科研团队的科研能力也应具备可持续性,这种可持续需要从人才构成方式、认知协调能力、团队协同能力、实践能力、学习能力、科研素养、学历层次等方面来考察,因此提出可持续发展的高效能科研团队应符合图1所示的体系架构才可能实现良性可持续发展。
3总结
到目前为止,有关团队协同科研能力可持续发展的研究不多,对团队协同工作中的递延性指标关注得不够。本文从可持续发展的角度,在分析生物产业科研团队协同科研工作特点的基础上,定义了团队协同生态效能,并提出了相应的度量指标;同时提出科研团队良性可持续发展的能力体系。为寻求提升科研团队良性可持续研发能力的有效途径,进而促进云南重大生物产业的科技创新,提出本课题下一步要研究的几个问题:①开发“科研团队协同生态效能”的测度工具;②构建“科研团队协同生态效能”的评价指标体系;③探索影响“科研团队协同生态效能”的关键因素;④探明各种因素对“科研团队协同生态效能”的影响机理。
上述问题的研究成果可以为科研管理部门制定团队管理政策提供理论依据;同时对有效整合异质性知识资源、深度挖掘团队协作潜能、促进云南重大生物产业科技创新具有理论意义和实用价值。
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科学研究的态度范文5
关键词：米槠天然林；强度择伐林；物种多样性
中图分类号：S718
文献标识码：A文章编号：16749944（2017）12016303
1引言
20世纪60年代至80年代初我国南方各林区常采用强度择伐方式进行森林采伐，即择伐其中粗大树木。这种经营方式，对森林生态环境和林地持续的影响研究资料较少。
为此，试图通过福建省南平市延平区塔前乡石城村80年代初天然米槠林强度择伐迹地上开展研究，本项研究对于恢复中亚热带地带性植被，保护生物多样性，维护生态系统平衡，都具有重要的意义。
2材料与方法
2.1调查区概况
调查区位于福建省南平市延平区塔前镇石城村（东经118°02′，北纬26°36′），属亚热带海洋性季风气候，延平区雨量丰富，全年多年年均降水量在1000.5～2093.9 mm，年均气温19.3℃，年均相对湿度78%，样地前身系以米槠为主的天然米槠林，平均海拔高450 m左右，坡度25～35°，坡向南，母岩为花岗岩，土壤为厚度大约1m。
该群落20世纪80年代初以“拔大毛”形式择伐，同时选择一片地形位置相似未经干扰天然米槠林作对照。
2.2研究方法
强度择伐米槠林迹地中连续设立3个20 m×20 m标准地，计1200 m2，每个标准地内划分16个5 m×5 m小样方，共48个。调查小样方内乔木、灌木、草本和藤本的种类、个体数、直径和高度，以小样方为统计单位，分别计算种的多度、频度、优势度、重要值和物种多样性指数等，本文对该群落物种多样性进行研究。
3结果与分析
3.1米槠天然林和强度择伐林种类组成
根据统计（表1）天然林45科75属108种，强度择伐林40科62属99种，三大类群中，蕨类植物天然林（5科5属5种）少于强度择伐林（6科7属7种）；裸子植物天然林仅1科1属1种，为松科Pinaceae松属Pinus马尾松P.masoniana，而择伐林1科1属1种，为杉科Taxodiaceae杉属Cunninghamia杉木C.lanceolata；被子植物天然林（39科69属102种）多于人工林（33科54属91种），其中天然林双子植物为34科61属89种，而强度择伐林双子植物为29科49属82种，天然林单子植物为5科8属13种、而强度择伐林双子植物为4科5属9种（表1）。
3.2科、属、种比较分析
天然林和强度择伐林共有的科34个，仅限于天然林的科11个，仅限强度择伐林
的科6个；天然林和强度择伐林共有的属45个，仅限于天然林的属23个，仅限强度择伐林的属10个；天然林和强度择伐林共有的种77个，仅限于天然林的种33个，仅限强度择伐林的种10个，天然林超过6种以上的科6个，占该群落总科数的13.3%，3～5种的科8个，占该群落总科数17.7%，1～2种的科31个，占群落科数69%；而强度择伐林超过6种以上的科4个，占群落总科数10%，3～5种的科8个，占群落总科数20%，1～2种的科28个，占该群落总科数70%。
这说明天然林和强度择伐林共有科属种较多（表2），各科含种数目的比例基本相等。
3.3物种多样性比较
（1）乔木层物种多样性从表3可看出，米槠天然林乔木层第一亚层至第三亚层物种多样性指数（Dsh）呈梯度增高，分别为1.28、1.39、3.68；从均匀度（Jsh）上看，从第一亚层至第三亚层亦呈增加趋势，分别为0.52、0.73、0.78；而生态优势度（C）正与物种多样性指数（Dsh）和均匀度（Jsh）相反，从第一亚层至第三亚层呈递减趋势，分别为0.49、0.45、0.22。
这反映出乔木第一亚层优势种明显，而第三亚层物种多样性高。另从标准地调查资料可以看到，天然林乔木第三亚层枯立木最多，表明这一层不但物种多样性高，各个体间对资源的竞争也最为激烈。而强度择伐林乔木于天然林第三亚层，分别为0.78、0.83、0.28。
（2）灌木层物种多样性指数（Dsh）、均匀度（Jsh）、生态优势度（C）米槠天然林灌木层，虽然种类和个体多于强度择伐林，但二者多样性指数基本相等（表3），天然林分别为4.46、0.84、0.05，强度择伐林分e为4.51、0.76、0.06。
（3）草本层物种多样性指数（Dsh）、均匀度（Jsh）、生态优势度（C） 米槠天然林草本层种类和个体少于强度择伐林，而多样性指数天然林高于强度择伐林（表2），天然林分别为3.71、0.86、0.04，强度择伐林分别为2.21、0.65、0.04。
（4）层间物种多样性指数（Dsh）、均匀度（Jsh）、生态优势度（C）层间植物种类和个体数二者近相等，而物种多样性和均匀度天然林高于强度择伐林（表3），天然林分别为4.36、0.69、0.09，强度择伐林分别为2.77、0.56、0.23。表3中：
Dsh=∑Pilog2Pi；
Jsh=logN-1/N∑nilogni/logN-1/N[α（S-β）logα+β（α+1）log（α+1）]；
C=∑Mi（Mi-1）/[M（M-1）]。
式中N为所有种的个体总数、Pi为第i种个体总数中出现的概率、Ni为第i个种的个体数、S为总种树、α=（N-β）/S、β为N被S整除后的余数，M为取样中所有植物的重要值总数、Mi为S个种中i种的重要值百分率。
4结语
通过设置临时标准地对福建省南平市延平区塔前乡石城村天然米槠林强度择伐后20多年生米槠群落进行群落组成和物种多样性的研究。
结果表明：米槠天然林乔木层第一亚层至第三亚层物种多样性指数（Dsh）和均匀度（Jsh）呈现梯度增高，而生态优势度（C）正与此相反呈递减趋势。
天然米槠林科属种数较强度择伐林为多；它们的共有科、共有属和共有种较多，分e为34个科、45个属和77个种；强度择伐林乔木层层次分化不太明显，仅一层，该层物种多样性指数接近于天然林第三亚层，其它层次物种多样性指数天然林都高于强度择伐林。
通过以上分析，从中说明强度择伐属于中等干扰。
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科学研究的态度范文6
关键词：生态水文学 西部地区 生态需水
1、生态水文学的发展
水文学(Hydrology)是地球科学的一个重要分支，它研究地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等变化规律，并运用这些规律为人类服务的知识体系[1]。自从科学界公认水圈、岩石圈和大气圈都从地圈中分离出来，并作为地球的独立圈存在后，水文科学的形成就有了其基础和地位[23]。
人类进入20世纪末，由于社会经济发展，人与自然的冲突加大，生态环境问题愈来愈突出，如湿地的退化、河道断流、入海水量减少、水体污染加剧等等。近20年来，生态学家们愈来愈意识到水文过程对生态系统功能的重要影响。但是，缺乏了解水文过程与生态系统植物群落变化与相互制约的内在联系。同样，过去水文学家关心最多的是洪水与干旱的成因、工程水文的实际的设计应用等。但是，随着生态与环境问题的重视与提出，愈来愈多的水文学家开始关注与水相关的生态问题，例如流速如何影响河道内的植物生长？河川径流的情势与滨岸生境生态过程之间是如何相互作用与联系的？由于水文循环联系地球系统地圈~生物圈~大气圈的纽带作用，水文循环过程的变化与其相关的生态环境的变化交叉研究与社会需求，产生了新的学科生长点，即生态水文学(Eco-hydrology)。
生态水文学是20世纪80年代以后逐步发展的一门新兴交叉学科[1-20]。它重点研究陆地表层系统生态格局与生态过程变化的水文学机理，揭示陆生环境和水生环境植物与水的相互作用关系，回答与水循环过程相关的生态环境变化的成因与调控。利用生态水文学原理可以积极地用来保护和改善自然景观，正确指导生态环境脆弱地区的生态环境建设与水资源管理。
生态水文学的提出与发展大致在20世纪70年代以后。早期的生态水文学主要定义在生态湿地系统范畴。例如，1996年Wassen等学者专门撰文[44]，认为“生态水文学是一门应用性的交叉学科，旨在更好地了解水文因素如何决定湿地生态系统的自然发育，特别在自然保护和更新方面有重要价值”。
1971年，联合国教科文组织（UNESCO）正式启动人类生物圈（MAB）计划，水生生态系统研究成为该计划中的一个重要项目。第一阶段的会议于1986年在法国图卢兹召开，主要讨论了土地利用对水生生态系统的影响。会议期间，确定了一个具有决定性意义的主题：陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡带，对生物化学循环和景观镶嵌体具有重要的调控作用。因此，过渡带的研究被推荐为UNESCO未来生态系统工作的重点。它是生态水文学发展的雏形阶段。
1988年，UNESCO组织了过渡带研究的国际专题研讨会。期间，国际应用系统分析协会和匈牙利科学研究院筹划了水陆过渡带功能方面的合作研究项目，试图通过对生态过程的充分理解，确定过渡带恢复或重建的管理思想。
1996年9月在法国召开了“小流域生态水文学过程”研讨会。会议共收到30篇论文，研究集中在小尺度上，内容主要包括土壤和大气相互作用的模拟，径流产生过程和水流路径、水量和水文生物地球化学行为等。在这次会议中，还讨论了分区和尺度的影响问题，分析了气候变化对水文行为和数量的影响。1997联合国教科文组织出版了“小流域生态水文学过程”会议文集。
联合国教科文组织（UNESCO）国际水文计划（IHP）是由世界各个国家政府组织参加、在国际上有重要影响的水科学及其相关的水资源和环境科学的大型国际研究计划。从1965-1974联合国科教文组织实施国际水文十年（IHD）计划后，IHP已经执行了五个阶段，其中：第一阶段（IHP-I，1976-1980）着重人类活动影响，水资源与自然环境之间关系的研究；第二阶段（IHP-II，1981-1985）着重于把研究领域扩大到各个特定的地理、气候区域，并向着综合利用水资源的水问题方向发展；第三阶段（IHP-III，1986-1990）定名为“为经济、社会发展合理管理水资源的水文学和科学基础”，除继续把水文科学作为重点外，把计划内容扩大到合理管理水资源；第四阶段（IHP-IV，1991-1995）研究计划重点是“大气-土壤-植被”之间的水循环关系，全球气候变化对陆地水文过程的影响。
IHP第五阶段（IHP-V，1996-2001）方向是“脆弱环境中的水文水资源开发”，由三个模块、八个主题和31个计划项目组成。模块1的资源过程与管理研究中主题2是“地表生态过程”。生态水文学是IHP计划的核心内容[14-19]。之后，生态水文学得到了迅速发展。从1996年到2002年，联合国教科文组织国际水文计划召开了一系列生态水文学研讨会。
1997年国际水文计划出版了专集：生态水文学—水生资源可持续利用的新范例。文集指出生态水文学主要是为了研究水循环过程、机制与生物、非生物之间的相互关系。水生环境的水量、水质和某些过程，不仅受气候因素的控制，而且在很大程度上受生物因素的影响。因此，生态学和水文学知识的综合，被认为是一个研究水和生物关系的合适的新工具。这本书首次提出了新的、具有挑战性的概念——生态水文学，建立淡水资源可持续发展的基础。图1表明了生态水文学与以往生态学和水文学思维的不同方式：
1998年5月在波兰召开了UNESCO IHP-V2.3-2.4工作组会议。同年，出版了会议文集，主要包括以下4个方面的内容：1）介绍了生态水文学的框架和研究领域；2）提出了当前存在的缺点和未来发展路线；3）宣传生态水文学的概念，认为河流生态系统是受水文过程控制的“超有机体”。确定生态水文学研究的目标为：（a）比较和评价现有的水文和生态过程相互关系的信息；（b）评论预测的潜力、确定未来研究最重要的方向；（c）识别与水文过程相关联的环境问题层次；（d）定量生物因素、非生物因素之间的联系以及它们在水中的沉积物质、营养物质和污染物质运输、转化中的作用，以确定从区域到流域尺度上的转移路径；（e）以可持续发展为目标，建立可操作性的程序交互平台以及科学家、政策制定者和决策者之间新的思维方式。这一出版物为生态水文学的研究提供了指导作用。
1999年9月8日至22日，IHP-V组织了生态水文学研究进展方面的会议，在不同科学团体之间交流了生态水文学的研究成果。会议为来自24国家的不同领域的年轻科学家提供了辩论的机会。在生态水文学和水资源管理方面，科学家交换了基础性研究和应用研究的最新观点。基于研究过程中得到的数据和知识，科学家讨论和提议了生态水文解决环境问题的潜在办法。2000年出版了生态水文学研究进展文集。
需要指出，IHP-V中生态水文计划的核心目标旨在从流域观点、从河流系统与自然社会经济的联系中，理解生物和物理过程的整体性，以提高水资源的管理水平。专家们认为，当今世界范围的水资源问题已经受到来自全球气候变化和人类自身经济开发活动的巨大影响与挑战。在面对不断变化环境的水资源管理中，生态水文学的研究方法和思想将是最好的、可持续的方法。这一范例认为，流域就好像一个超有机体，它具有反抗压力的抗性和弹性特征，是面对变化环境下水资源可持续管理的最有效的一个工具。
1999年，为倡导生态水文学方面的科学研究，国际知名的英国水文研究所正式改名为“生态水文学研究中心”。
同年，英国谢菲尔德大学（Sheffield University）自然地理系 Andrew J． Baird博士和德比大学（Derby University）自然地理系高级讲师、美国国家大气研究中心项目科学家Robert L． Wilby博士共同编著出版了《生态水文学》。它是综述有关陆生环境和水生环境植物与水分关系问题方面的第一本书，阐述和探讨了各种环境植物与水分相互作用问题。该书对于水文学家、生态学家、自然保护学家以及研究生态系统、植物生活和水文过程的其他学者有很大的参考价值。中国科学院寒区旱区环境工程研究所赵文智和王根绪博士翻译出版了该书的中文全文[44]。
目前，在生态水文学或水文生态学的研究领域，活跃着一大批科学团体，使得这一领域的研究有了很大的发展。在联合国教科文组织国际水文计划（UNESCO IHP）-V(2.3/2.4)的支持下，由Maciej Zalewski 组织出版了一系列“生态水文学”专集，是一个里程碑。以后“生态工程杂志（EEJ）”杂志、“水文科学杂志（HSJ）”都出版了“生态水文学”专刊。以Zalewski为特约主编致力于生态水文学研究的新期刊。国际水文科学协会（IAHS）也专门由Acreman博士主编了“水文生态学”有关专集。
进入21世纪后，国际水文计划（IHP）实施2002-2007年新的第六阶段计划，方向确定为“水的相互作用：来自风险和社会挑战的体系”。主要的不同点是需要考虑下面若干方面新的研究与挑战的问题，即：地表水与地下水、水文循环的大气与陆地部分、淡水与咸水、全球化的流域与河流尺度、质与量、水体和生态系统、科学与政治、水与文化。它由五个主题组成：主题1、全球变化与水资源；主题2、流域地表水与地下水动力学集成；主题3、陆地生境水文学；主题4、水与社会；主题5、水教育与培训。其中主题3的陆地生境水文学仍然是生态水文学核心内容。
总之，生态水文学是现代水文科学与生态科学交叉中发展的一个亮点，它以生态过程和生态格局的水文学机制为研究核心，以植物与水分关系为基础理论，将尺度问题贯穿于整个研究之中，研究对象涉及旱地、湿地、森林、草地、山地、湖泊、河流等。因此，生态水文学的发展对我国生态环境建设，将会有重要的促进和推动作用。
2. 国内外生态需水研究的问题
生态需水（Ecological water requirements）是生态水文学中的一个重要的研究课题。凡是联系到与水相关的生态系统自然发育、气候变化和人类活动干预下的生态系统退化等问题，都需要回答维系生态系统所需求的水或者河川径流等问题。在国际上提出生态需水的概念与研究生态需水的理论与方法，已经有了一段历史。在我国，生态水文学的研究刚刚起步，生态需水理论与方法还有待于发展与完善。
早在20世纪四十年代，随着水库的建设和水资源开发利用程度的提高，美国的资源管理部门开始注意和关心渔场的减少问题。美国鱼类和野生动物保护协会对河道内流量与鱼类生长繁殖、产量的进行了许多研究，提出了河流最小环境(或生物)流量的概念，已有学者撰文强调了河川径流作为生态因子的重要性。
在20世纪70年代后，澳大利亚、南非、法国和加拿大等国家针对河流生态系统，比较系统都开展了关于鱼类生长繁殖、产量与河流流量关系的研究。以大马哈鱼的河流生境（habitat）需水为例，加拿大哥伦比亚大学（UBC）有关学者通过大量的实地调查，分别获得了维系大马哈鱼到淡水河流繁衍所必需的河流生境的基本生态需水基本数据，其中包括适宜的流速和水深等。进一步，他们绘制了大马哈鱼繁衍所必需的河流生境质量的高低与基本生态需水（流速和水深）之间的曲线关系。
为了保护水生生物或生境，通常是基于河流物理形态、鱼类和无脊椎动物确定最小或最佳的生态需水流量。但是，这一流量仅仅考虑了渔业的流量需求或者湿地对水的需求，并没有体现生态系统的完整性。国外学者G. E., Petts认为，在河流管理中生态的需要与河流流量变化特征相联系应该至少考虑3个方面，即：（1）纵向的连接；（2）洪泛平原的流量；（3）维持河道的流量，包括最小的和最适宜的流量。基流流量的自然频率和持续时间也应加以考虑，无论何时，都要尽可能地保持生态可接受的流量变化。
Gleick提出了基本生态需水量的概念（basic ecological water requirement），其概念实质是生态建设（恢复）用水[10]。Falkenmark区分了绿色水（green water）和蓝色水的概念，指出从“蓝色”水的社会利用部门转向利用“绿色”水的生态系统中来，这种“绿色”水储存在土壤中用于蒸发或合成植物有机体。事实上，“绿色”水就是生态需水的概念，这种“绿色”水的概念适用于水生生态系统和陆地生态系统。
直到20世纪90年代，随着国际水文计划等大的项目推进，研究的对象开始打破过去局限于所关心的物种（如鱼类）或某一单一目标的情景，人们才开始考虑维持河流系统完整性的生态流量需求，提高对河流生态系统保护的有效性。但是，由于在西方发达国家，并没有中国西部如此生态问题的多样性和复杂性，因此，他们对生态需水的研究主要集中在维系自然生态系统平衡的方面，比较少考虑高强度人类活动大量挤占生态需水的现实问题。
中国是一个降水时间空间分布非常不均匀、人口压力大的发展中国家。人口、资源与环境的矛盾比较突出。就中国西部地区而论，20世纪90年代以前的水资源规划与配置管理中，很少涉及生态环境建设与生态需水问题。水资源可持续利用与合理配置是从国家“九五”攻关项目开始，提出的“生态需水”是一个新生事物。在中国，由于生态水文学基础研究起步比较晚，大家对于“生态需水”概念的理解也不尽相同。许多国内文献书籍、研究报告出现有“生态需水”、“生态用水”和“生态耗水”多个名词。有人认为它们的概念与涵义是不同的，但是有人认为它们都是指一回事（见文献[22]、[26-46]）。
1989年，中国科学院地理研究所汤奇成较早提出生态用水问题[45]。他认为“为了保证塔里木盆地各绿洲的存在和发展，必须要保护各绿洲的生态环境，而生态环境的保护也离不开水，这部分水可统称为生态用水”。1995年[46]，他认为“对生态环境用水很少或根本没有安排，这种情况必须彻底加以改变，否则干旱区绿洲外的环境将日益恶化；应该在水资源总量中专门划出一部分作为生态环境用水，另一部分为国民经济各部门的用水，包括工、农业及城市生活用水等”。以后许多专家学者对生态需水、生态用水和生态耗水等，提出不同的观点、定义和研讨，丰富了生态需水的理论与学术研究。
2001年，由钱正英、张光斗主编正式出版了的中国工程院重大咨询项目研究成果“中国可持续发展水资源战略研究”[27]。提出我国水资源的总战略必须以水资源的可持续利用支持经济的可持续发展；建议从防洪减灾、农业用水、城市和工业用水、生态环境建设等8个方面实行战略性改变，在中国大地上真正展开一场提高用水效率的革命。在该报告中，对生态用水做的定义是：“从广义上说，维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水，包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等，都是生态环境用水；狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐步改善所需要消耗的水资源总量。”。
在学术研讨方面， 潘启民等把生态用水理解为生态需水量（状态值）和生态耗水量（动态概念）两个概念[47]。严登华等把河流水可划分为生态水、资源水和灾害水[30]。王芳等通过她的博士论文研究探讨了生态需水理论问题[38-39]，将生态需水概念界定为：为维护生态系统稳定，天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。将生态需水划分为可控（非地带性）与不可控（地带性）生态需水和天然与人工生态需水。刘昌明强调要在研究水循环和水量转化规律的基础上确定生态需水的理论内涵，提出陆地系统中的水可分解为资源水、灾害水、生态水和环境水。生态需水研究面临许多新的挑战。
笔者们参加了中国工程院重大咨询项目“西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究”。有几个不同的观点：（1）我们理解的国际水文计划（IHP）研究意义上的生态需水，是指以水文循环为纽带、从维系生态系统自身生存和生态功能角度，相对一定生态环境品质目标下客观需求的水。例如，为了维系河流某鱼类的生境，需要必须的基本水文特征值保证（如一定的河川基流、一定的水流速度、水深要求等），生态系统对水资源需求的大小需要通过科学实验与观察获得，并不是人们主观要给出什么样的水资源配置。水的配置是针对水资源管理、不同水的用户即用水而言。因此，就应该有生态耗水和用水的概念，它们与生态需水有区别也有联系。（2）中国工程院重大咨询项目中所指的“生态需水”不同之处，在于为水资源的合理配置服务、为生态建设（林草，河道生态功能要求）服务的生态需水。所以，国际上提出的生态需水概念需要讨论与扩展。通过讨论，有比较一致的看法是：
生态需水是指维系一定环境功能状况或目标（现状、恢复或发展）下客观需求的水资源量。进一步，对中国西部生态环境建设研究工作的目标，生态需水可以理解为维系一定生态功能的环境目标（例如维系现状生态系统不再退化、恢复某个时期的生态景观、或者具体目标如黑河水必须要到东居延海等）下科学意义下生态系统需求的水资源。它是生态环境建设重要的科学依据。
生态耗水是指现状多个水资源用户（生产、生活和生态）或者未来水资源配置（生产、生活和生态）后，生态系统实际消耗的水量。它需要通过该区域社会经济与生态耗水的平衡计算确定。生产、生活耗水过大，必然挤占生态耗水。
因此，生态需水与生态耗水是有不同的含义，既有联系又有区别。例如，在黄河上游地区，自然降水条件下一般能够满足天然植被蒸散发对水的需求（降水P大于蒸散发E），因此，生态需水估计的数量比较小。但是，由于人的行为通过水土保持等措施建设林地，耗用（减少）了输送到河流下游的水资源量。人们往往称这部分耗用（减少）的实际水量为生态耗水量。所以，在黄河上游地区生态需水量与生态耗水量是有不同的。
相比之下，在西北内陆地区河流的下游，由于内陆地区河流的下游降水非常少，为维系胡杨林生态系统生存，估计的生态需水将完全占用河川径流量。维系胡杨林生态系统的生态环境用水也完全取决与能够提供给下游的河川径流量。在某种意义下，维系胡杨林生态系统的生态需水量也就是生态耗水量。
因此，生态需水与生态耗水的概念在西部地区既有联系又有区别。通过生态需水的估算，能够提供维系一定的生态系统与环境功能所不应该被人所挤占的水资源量基本的信息，它是西部地区水资源可持续利用与生态环境建设的基础，它也是估计在一定的目的、生态环境建设目标或配置条件下，生态环境耗水大小的基础。通过对生态需水和生态耗水的估计，能够分析人对生态需水挤占的程度，决策生态环境建设对生态环境用水的合理配置。
3. 中国西部地区生态需水研究的挑战
水是干旱区的关键生态因子,植被的组成和结构由水密切控制,同时在各种尺度上对水产生重要的反馈作用。因此，在干旱区，研究生态学和水文学的相互关系，研究生态需水问题，对干旱区生态建设的模式和生态恢复至关重要。一方面，干旱区水文过程对植被生理特征和格局成因产生影响，同时植被对水土流失具有控制作用。
生态需水的实质是生态系统结构、功能和水分之间相互关系问题。生态需水是生态水文学研究的重要内容之一，只有建立在流域水循环基础上通过生态水文学理论的指导，生态需水量的确定才会更合理。目前在生态需水估算方面，面临许多挑战的问题。主要有：
3.1 干旱区植被对缺水的适应机制研究
研究表明，干旱区的某些植物具有水分补偿能力，即利用冬季（低强度）降水补偿夏季干旱用水，冬季干旱就以夏季降水来补偿，这大概是灌木在这种环境中得以与一年生植物竞争的一种手段。另外，在干旱区，植物为了适应荒漠环境，具有许多生理结构上的变化。国外学者Ewenari 把荒漠植物分为两类：一类是随水变植物，这类植物对极端干旱具有许多生理上的适应性；但大多数植物属于恒水植物，这些植物对干旱有许多适应机制。不同植物的水分利用效率的、对水分亏缺的生理响应机制等研究，将为植被建设和恢复提供理论支持。
3.2 植被格局成因的控制性因素研究
干旱区植被最显著的特点就是低覆盖度。研究表明，如果干燥度系列从P/Etp >1（降水量与潜在蒸发量的比值）降到<0.3，就会发现潜在植被从全面覆盖而经一系列破碎的植被冠层到植被处于斑块状分布状态。近期研究表明，在黑河下游，随着上游来水的减少，不同景观类型的面积、数目和优势植被发生了很大的变化。在干旱区，胡杨、柽柳的空间分布普遍呈紧缩分布现象，当干旱程度有所减缓时，植被在空间上的分布相对较为分散。在防止土壤侵蚀的人工植被建设方面，由于只考虑植被盖度和高度，忽视了斑块格局及其配置方式。所以出现了北方人工植被土壤旱化、稳定性低的问题。以上说明了水分动态影响植被的分布格局，但这种分布格局如何响应水文过程的变化，它的生态学意义何在？植被的这种自然分布格局能否指导干旱区植被恢复等均有待研究。在今后的研究中，应加强植被类型、格局的生态水文学和生态需水研究。
3.3 植被格局对水土流失、土壤侵蚀的定量化研究
在干旱地区，植被多呈斑块状分布，这种分布对改变水分径流的路径、减缓水蚀，提高斑块内的土壤水分含量等都具有重要意义。尽管对植被斑块的丛生状况有所认识，近来理论方面的研究和模拟方面的研究也有助于了解这一过程，但对这种现象的生态机制却知之甚少。这种缀块分布格局如何影响径流？这种格局的生态学意义何在，都是值得探讨的问题。另外，应加强大时空尺度上的植被格局和水文过程的关系研究。
分析干旱植物在水分胁迫下的群落组成结构、分布格局与演变过程，始终是干旱区生态水文科学研究的重要领域，迄今为止，关于这方面的研究未能取得突破性进展，尤其是群落演变的生态机理仍然处于未知阶段。近年来，关于干旱区植物分布如何影响径流和水分分布，以及如何调节干旱区侵蚀等问题的研究受到广泛重视，同时，大尺度“土壤—植被—大气”传输相互作用以及干旱区植被随气候变化的演化也是目前生态学家和水文学家共同感兴趣的话题。
3.14 区域生态需水估算方法研究
我国的生态水文学基础研究刚刚起步。尽管在一些方面已经取得令人鼓舞的成果，如陈亚宁在新疆塔里木下游生态需水方面新的研究等，但总的看，目前处在初期发展阶段，没有比较成熟的估算方法，还存在这样或那样的问题，需要多途径比较与发展。
现行的区域生态需水估算方法主要思路是：依据不同气候带与降水等条件，开展自然生态系统分区，确定生态需水计算的不同类别的生态-水文参数；利用遥感提供中国西部区域土地利用信息，确定生态需水计算的不同类别的范围；通过不同植被类型的蒸散发计算、流域降水-径流计算确定河道外生态需水（地带性和非地带性的生态需水）以及河道内生态需水；最后利用水资源分区的水量收支平衡控制，估算生态需水或生态耗水总量。
由于对于生态需水概念理解的不同，实际中生态需水估算的方法就有不同或者差异。例如，按维护现状生态系统不再退化的理解，就会有一套基于2000年的遥感图，依生态分区，分类以及用总水量平衡核算的核算方法。按生态建设目标（过去，现状和未来），又有不同数量的估算方法。
客观说，基于生态水文学的研究思路是估算生态需水的基本途径，它从成因观点估算流域的生态需水，有比较好的理论依据。但是，由于西部地区生态环境问题的复杂性，特别是缺乏必要的生态水文过程与空间变化的资料，由点的植被蒸发扩展到面的植被耗水机理的尺度问题等，导致目前估算有一定困难与结果的差异。现行的水量平衡方法估算生态耗水，能够从宏观总量上给予控制，但是生态需水的精度取决于水资源平衡中其它耗水部门估算的正确与否。因此，在区域生态需水估算方法不成熟的情况下，鼓励多种途径方法的相互比较和佐证，可能比一种方法为好，这也是新生事物学科发展所需要的。如何在有限水文水资源资料和生态监测资料条件下，获得更为客观与科学的生态需水估计，的确是一个重要的挑战性任务与课题。
4. 结 语
生态水文学是一种对环境有利、经济可行和社会可接受的有效方式。由于生态退化等问题的出现，生态水文学成为国际研究的热点问题之一。本文回顾了生态水文学的发展历程，讨论了生态需水研究明亮的问题与挑战。它们作为生态环境建设的基础与学科发展，有如下几点认识与建议：
（1）优先、重点保护原则：在西北地区，由于水资源匮乏，不可能保护所有的生态系统，只能优先保护控制性生态系统，满足控制性生态系统对水分的需求。在此基础上，进一步形成保护干旱区生态系统的网络结构。干旱区流域下游荒漠绿洲是外来径流作用的产物，绿洲景观结构及组成类型的空间分布严格受河流廊道影响。因此，若把河流两岸乔灌木林和河岸灌丛草甸视作河流廊道的构成要素，则荒漠绿洲的高级生物组成实质就是河流廊道。在干旱区河流廊道不仅具有传输能量与养分的功能，而且是绿洲生物流的载体和传导源，为维持整个流域生态系统的稳定发展奠定了坚实的基础。所以干旱区河流廊道就是控制性的生态系统，生态需水应该优先得到满足。
（2）以生态水文学为基础研究生态需水问题：生态水文学是生态学和水文学的交叉学科，它所关心的是水文过程对生态系统配置、结构和动态的影响，以及生物过程对水循环要素的影响。水文循环深刻地影响着全球生态系统的结构和演变，包括自然界中一系列的物理过程、化学过程和生物过程，是其它物质循环的基础。因此，确定某一生态系统需水时，只有以水文过程为基础，结合生态系统的特性需求，才能较为合理地计算生态需水量。这也是今后生态需水理论与实践研究重要的发展方向。
