開設(shè)天文學(xué)公選課10年的實踐和經(jīng)驗

姚建明

（浙江海洋學(xué)院物理系，浙江 舟山 316022）

天文學(xué)是自然科學(xué)的6大基礎(chǔ)學(xué)科.是人類在認識大自然的過程中最早發(fā)展起來的兩門學(xué)科（另一門為醫(yī)學(xué)）之一.“黑洞”、“N維度空間”這些近代科學(xué)詞匯使學(xué)生充滿了好奇心和學(xué)習(xí)的欲望；同時，“星座”、“占星術(shù)”等容易迷惑人的“邊緣”知識，也讓許多學(xué)生“無所適從”——信還是不信？它們算是科學(xué)嗎？天文學(xué)的神秘、高深吸引著學(xué)生們的眼球，需要為他們答疑解惑，需要從科學(xué)普及和為社會服務(wù)的角度開展天文學(xué)的普及工作.

1 情況介紹

最早在我校開設(shè)天文知識基礎(chǔ)的公共選修課是基于兩個原因.一個是學(xué)生的要求；另一個是學(xué)校為了豐富教學(xué)層次、拓寬學(xué)生知識面和提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣而要求教師開設(shè)各類公共選修課.是學(xué)生素質(zhì)教育的需求，也是學(xué)校教學(xué)層面拓展、更新的需要.而10年的教學(xué)經(jīng)歷告訴我們，它更是社會進步、發(fā)展的需求.

1.1 學(xué)生類型

天文知識基礎(chǔ)課程適用于所有的學(xué)生.從2003年開始我校開設(shè)天文學(xué)公選課，幾乎每屆學(xué)生我們都會做關(guān)于課程的“問卷調(diào)查”.通過分析發(fā)現(xiàn)，此課程對兩類人群應(yīng)該是更加適合.一個是好奇心很強，對天文學(xué)知識充滿神秘感的男生群體；另一個就是對理科知識有“偏見”，但是對所謂的“星座知識（科學(xué)）”盲目相信的文史類女生群體.

1.2 上課人數(shù)和方式的變化

最早的選課人數(shù)為30人，選課時發(fā)現(xiàn)很快就選滿了.后來發(fā)展到60人、100人、120人最多時150人.從學(xué)生的興趣和生源來看，10年的經(jīng)驗告訴我們學(xué)生對天文學(xué)是很喜歡的.目前選課人數(shù)為100人，筆者認為理想狀況為50人.

上課方式，開始時比較古板，后來發(fā)現(xiàn)學(xué)生更喜歡圖片、動畫、視頻等.學(xué)生普遍對天文觀測有很強烈的期待，天文學(xué)也是一門實踐性很強的學(xué)科.為此，學(xué)校增加了實踐（觀測）類課時，目前課時數(shù)是26（理論）＋6（實踐）.

1.3 課程內(nèi)容的變化

2003年時，國內(nèi)開設(shè)天文學(xué)課程的高校很少，當(dāng)時筆者只有兩份參考資料，一份是讀大學(xué)時《普通天文學(xué)》的教材（油印版）和筆記，另一份是上海天文臺網(wǎng)站上的天文學(xué)入門課程.針對一般大學(xué)生的天文學(xué)課程，講什么內(nèi)容？程度如何？“科普”的東西對他們會是“小兒科”；“專業(yè)”估計聽不懂.從興趣出發(fā)，會使得課程失去生命力；對天文學(xué)進行系統(tǒng)性的講授，一是課時不允許、二是也會把許多學(xué)生“講跑”.所以關(guān)于上課內(nèi)容，我們有一個漸近的過程.

1.4 教材的選擇

開始時沒有教材，只能是根據(jù)基礎(chǔ)性的天文學(xué)知識和互聯(lián)網(wǎng)上的天文學(xué)“事件”來制作課件.逐漸地在課件的基礎(chǔ)上寫出教案，最后整理成文.2008年與清華大學(xué)出版社合作，出版了《天文知識基礎(chǔ)》（1版）.由于比較受歡迎，在2013年初我們就又出了《天文知識基礎(chǔ)》（2版）.在編寫教材和講課的過程中，筆者最大的體會是，關(guān)于天文學(xué)方面的教材、圖書，呈現(xiàn)出一種“啞鈴”狀分布.很科普一類的，被學(xué)生們戲稱為“小兒科”的圖書很多，一直都是在講太陽光芒萬丈、星星閃閃亮，似乎科普作家的知識更新還不及當(dāng)代的青少年；另一類就是講恒星演化理論、雙星能量交換機制等的天文學(xué)專業(yè)書籍.層次在兩者之間的很少！我們編寫的《天文知識基礎(chǔ)》一書，很想去填補這個空白.

1.5 目的和意義

從高層次來說，對學(xué)生進行素質(zhì)教育、開拓視野、提高文化素養(yǎng).本課程達到的具體效果，包含了以下幾點：

（1）滿足學(xué)生選修課學(xué)分的需求.這一目的看來是完全達到了，天文學(xué)課是學(xué)校最早開設(shè)并一直人氣很旺的幾門選修課之一.

（2）普及天文學(xué)知識.上課過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生中大概有1／3的人分不清方向（東南西北），天文學(xué)起碼可以教會他們辨別方向和更好地認識季節(jié).

（3）提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.我們有6個課時實踐課，參與的學(xué)生都很興奮，感覺很開眼界.

（4）引導(dǎo)和豐富學(xué)生社團的工作.學(xué)生社團“魚目混珠”，而且開展的活動也不是很吸引人，作為課程的延伸，學(xué)校成立了“天文愛好者協(xié)會”，經(jīng)常組織講座、圖片展覽、知識競賽、出外觀測、參觀等.

（5）有一定的社會輻射作用.報社、電視臺經(jīng)常就科學(xué)和日常生活的問題來學(xué)校做專門的采訪.關(guān)于日全食，日本大地震、核輻射，轉(zhuǎn)基因食品等做過許多次節(jié)目.都體現(xiàn)了課程的社會輻射作用.

2 課程的具體實施

2.1 課程的具體形式

開始是純講課的方式進行教學(xué)，逐步發(fā)展為課堂授課、觀看視頻、動畫和課外觀察、觀測等多種方式.目前課時是20（理論講授）＋6（相關(guān)視頻播放）＋6（野外的觀察），也就是每兩個課時的理論課講授之后，穿插進一次相關(guān)視頻或是野外的觀察（測）.

2.2 課堂講授的內(nèi)容

課堂講授的內(nèi)容突出了3大方面.即最基本的天文學(xué)知識、天文學(xué)前沿知識和吸引大眾眼球的知識等.用天文學(xué)基礎(chǔ)知識作為課程的骨干，起到串聯(lián)內(nèi)容的作用.比如，天文學(xué)學(xué)科介紹、天文學(xué)研究對象的介紹（地月系、太陽系、銀河系、河外星系等）、天文學(xué)現(xiàn)狀和研究歷史等等，大約占到課程內(nèi)容的1／3.對天文學(xué)前沿知識進行“重點”介紹，用了最少1／3的時間詳細地、系統(tǒng)性地、專業(yè)性地介紹諸如“黑洞”、“活動星系核”能源機制、“外星人（UFO）”探索之類的知識.并要求和鼓勵學(xué)生們自己去搜索感興趣的知識.余下的內(nèi)容采取“講故事”、開討論課的形式介紹“星座”、“占星術(shù)”，同時引導(dǎo)學(xué)生們對流星（雨）、彗星、極光，更重要的是對認識星空、確定方位等日常生活聯(lián)系密切的知識產(chǎn)生興趣.

2.3 教材的選用

天文學(xué)的內(nèi)容極其豐富，很難在一個學(xué)期的課程安排中講完整.我們采取的措施是，課堂講授結(jié)合課下學(xué)生自己閱讀，再加上給學(xué)生布置業(yè)余時間需要完成的任務(wù).比如，第一次課的作業(yè)，就是要求學(xué)生針對教材的目錄，選擇自己“喜歡的”內(nèi)容.以便于有重點地講解.再如，學(xué)習(xí)了星座和星空的知識后，要求學(xué)生自己去觀察星空，然后繪制主要的星座和自己的星座（黃道十二宮），并要求他們發(fā)揮想象力，自己“創(chuàng)造”星座（雖然開始時很不理想，許多同學(xué)都創(chuàng)造的是“三角座”.但經(jīng)過啟發(fā)都變得效果很好）.所以，教材可以廣泛一點，可以和學(xué)生一起在其中“挑選”.

2.4 對教師的“要求”

許多高校開設(shè)天文學(xué)選修課的教師，并非是“科班”出身，沒有天文學(xué)的“背景”.但是，他們都具有對天文學(xué)強烈的興趣和很扎實的數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ).針對授課的對象和教師的具體授課條件，選擇授課的形式、方法和內(nèi)容.筆者的體會是不一定（也不可能）要面面俱到，而且，有些知識和內(nèi)容還要充分發(fā)揮學(xué)生的作用.因為，許多學(xué)生是真正的天文愛好者，他的天文學(xué)知識很可能不亞于你.所以，教師在不斷自我提高的基礎(chǔ)上，應(yīng)多發(fā)揮學(xué)生、社團（天文協(xié)會）、視頻、天文教學(xué)軟件等的作用，充分調(diào)動各方面的積極性.

3 建議

（1）課時數(shù) 我們認為50左右的課時最好，其中要有1／3的實踐環(huán)節(jié).若沒有條件，最少也要安排我們目前的課時數(shù)（20＋6＋6）.

（2）對教師要求 能有專業(yè)的天文學(xué)教師最好.據(jù)筆者所知，90%的高校沒有這個條件，但起碼是合格的“天文愛好者”.筆者在上課時就遇到過多位學(xué)生，他們的天文學(xué)知識是很豐富的.

（3）教材和上課內(nèi)容 這方面的教材基本沒有.關(guān)于天文學(xué)的書籍很多，但淺到小學(xué)生、娃娃的讀物，深到只有專業(yè)人士才能看懂.從2003年一直到2008年我們是用課件和給學(xué)生抄筆記.

從2008年，我們開始和清華大學(xué)出版社合作，出版了《天文知識基礎(chǔ)》——你想知道的天文學(xué)，目前已經(jīng)是第2版了，自信此書可以作為天文學(xué)選修課的教材使用.

上課內(nèi)容可以根據(jù)自己的情況和特點設(shè)置.但是，需要注意系統(tǒng)性、連貫性，更要強調(diào)學(xué)生們的興趣和知識面的拓寬.比如，關(guān)于宇宙學(xué)的知識、宇宙大爆炸等等，可以針對學(xué)生的層次做不同的講解.對文史類的學(xué)生講故事、對理工類的學(xué)生講現(xiàn)象、對物理系的學(xué)生講原理.

（4）培訓(xùn)和提高 非天文學(xué)科班出身的教師，講授天文學(xué)的課程的確很難.建議多關(guān)注天文學(xué)的發(fā)展，多留意各種介紹天文知識的平臺，比如天文學(xué)、宇宙學(xué)的相關(guān)報道和網(wǎng)站.也可以利用好清華大學(xué)出版社這樣一個平臺，每年為全國的高校培訓(xùn)講授天文學(xué)選修課的教師提供教材、課件，以便更好地講授天文學(xué)的選修課.

（5）服務(wù)社會 雖然“2012年世界末日”已經(jīng)離去，俄羅斯小行星“撞擊”事件已經(jīng)成為過往，但是社會對天文學(xué)的興趣是有增無減.“嫦娥二號”、美國的宇宙探測計劃等，都在極大地吸引著人們的眼球.我們提出兩點希望和建議：第一，從國家和教育部的角度出發(fā)，增加科普活動資金和人力的投入，多支持科普方面的研究工作.比如，設(shè)置科普專項研究課題、資金支持科普讀物（教材）出版、定期舉辦科普宣傳人員全國或是分省、地區(qū)的培訓(xùn)等等；第二，關(guān)于天文學(xué)的課程應(yīng)該走出高校，開設(shè)到一般大眾之中，更多地登上諸如“民眾大講臺”之類的舞臺，讓“星座文化”、“占星術(shù)”等容易困惑人的邊緣知識更少地出現(xiàn)在人們的視野中，為提高民眾的整體科學(xué)素質(zhì)盡力、服務(wù).

［1］ 姚建明.天文知識基礎(chǔ)［M］.2版.北京：清華大學(xué)出版社，2013.

［2］ 程民治，朱愛國，王向賢.A.S.愛丁頓：卓著的天文學(xué)家和理論物理學(xué)家［J］.物理與工程，2011，21（3）：26－30.