高職院校天文公選課的新探索

于 彤 張?zhí)烨?/p>

北京電子科技職業(yè)學(xué)院 北京 100176

天文普及教育對國家的科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的作用，發(fā)達(dá)國家的中學(xué)與高校都普遍開設(shè)天文學(xué)課程[1]。美國國家天文學(xué)聯(lián)盟副主席肯?威爾科克認(rèn)為：“對于學(xué)生，天文學(xué)是檢驗(yàn)他們一生對科學(xué)興趣的最好方法。”[2]

我國的學(xué)校天文教育與發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距[3]。我國現(xiàn)有職業(yè)院校1.17萬所，年招生928.24萬人(2018年)。盡管很多高校都開了天文公選課，但課程開設(shè)和規(guī)范程度還很不完善，很多高職學(xué)生天文地理知識貧乏[4]。據(jù)2018年我校學(xué)生的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，約80%的學(xué)生不能辨認(rèn)北斗星，75%不知道四季更替的原因，很多學(xué)生熱心于《星座與運(yùn)勢》等帶有迷信色彩的書籍及網(wǎng)絡(luò)信息。因此在高等職業(yè)院校(以下簡稱“高職”)中規(guī)范天文選修課教學(xué)，普及天文知識，是非常必要的。

我校將趣味天文第二課堂升級，2009年開設(shè)星空探秘公選課，至今累計(jì)選課人數(shù)528人次。隨著課程的不斷總結(jié)和改進(jìn)，星空探秘課程已成為學(xué)生喜聞樂見的一門公選課。本文論證天文公選課的必要性，介紹天文公選課的實(shí)施，探討天文教育的特征與模式，提出天文公選課所面臨的問題及對策。

1 天文公選課開設(shè)的必要性

按照教育功能理論，天文教育是提高職業(yè)學(xué)校學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)[5]。天文學(xué)與科學(xué)諸多領(lǐng)域存在天然聯(lián)系，天文知識很容易激發(fā)學(xué)生科學(xué)探索的熱情，幫助學(xué)生掌握科學(xué)思維方法，樹立正確的宇宙觀。

高職學(xué)生普及天文知識，有利于破除迷信、反對偽科學(xué)。天文研究天上存在的現(xiàn)象，很多迷信也恰源于天上。一些學(xué)生相信生肖星座與運(yùn)勢的所謂對應(yīng)關(guān)系，有些出版物過分吹捧這些論調(diào)，不利于社會良性發(fā)展。天文知識的普及可使學(xué)生樹立正確人生觀和科學(xué)思維方法，利于破除迷信和偽科學(xué)。

從2012年起進(jìn)行廣泛調(diào)研，就天文選修課累計(jì)收回432份問卷。被調(diào)查學(xué)生涵蓋高職生和中職生，來自4個(gè)學(xué)院的11個(gè)(含3個(gè)藝術(shù)類)專業(yè)。

問卷統(tǒng)計(jì)顯示，有學(xué)習(xí)天文知識愿望的占91%；獲取天文信息的途徑方面，少于2種途徑的學(xué)生占47%(問卷提供6類途徑)，用過5種或以上途徑的僅占2%，其中絕大多數(shù)人是由網(wǎng)絡(luò)或電視了解天文信息的?？梢姸鄶?shù)學(xué)生希望了解天文知識，但獲得知識信息的途徑很少。從天文基本常識的答卷結(jié)果看，學(xué)生了解的天文知識很膚淺且零散。

學(xué)生對天文知識的興趣點(diǎn)主要在星座與人生、外星人與UFO、流星及日月食、小行星撞地球、黑洞等方面。

表1是學(xué)生回答的選課動機(jī)統(tǒng)計(jì)表(多選)，可看出多數(shù)學(xué)生選課動機(jī)是積極的。學(xué)生希望拓展知識面和提高素質(zhì)，但也有部分學(xué)生選課目的是為修夠?qū)W分，這與目前供學(xué)生選修的課目數(shù)量不多有關(guān)。高職學(xué)生的天文基本常識匱乏，渴求天文知識，具有學(xué)習(xí)的動力。

問卷還基于家庭住址的觀星條件、對夜空的關(guān)注情況等項(xiàng)目，統(tǒng)計(jì)了學(xué)生對天文實(shí)踐的興趣度，研究了遠(yuǎn)郊區(qū)縣的天文觀測條件乃至近年來北京夜天空光的變化趨勢。

表1 學(xué)生選課動機(jī)分布表(含多選)

2 天文公選課的教學(xué)實(shí)踐

2.1 教學(xué)目標(biāo)

公選課應(yīng)根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)設(shè)置教學(xué)目標(biāo)[6]。公選課面向全校各類專業(yè)學(xué)生，我校大部分是三年制高職學(xué)生，另有五年制高職生約占20%。學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)較差，天文知識膚淺且零散。吸取相關(guān)院校的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)我校調(diào)研學(xué)生情況[7-11]，將天文公選課教學(xué)目標(biāo)定位在兩方面：一是了解天文常識和科學(xué)史，拓寬知識面，形成科學(xué)思維習(xí)慣。二是了解天文新方法、新成就和新進(jìn)展，激發(fā)對天文的興趣。

2.2 教學(xué)內(nèi)容

主導(dǎo)思想是打破紛繁復(fù)雜的天文知識體系，根據(jù)既定教學(xué)目標(biāo)制訂教學(xué)內(nèi)容。經(jīng)過教學(xué)探索篩選出一些重要和趣味性強(qiáng)的部分，作為天文公選課的主要內(nèi)容。制訂課程標(biāo)準(zhǔn)時(shí)設(shè)計(jì)兩條主線：一是天文現(xiàn)象與天文觀測，因?yàn)閺默F(xiàn)象入手的教學(xué)更容易被學(xué)生接受。二是借助新成果引入天文知識，提高學(xué)習(xí)興趣。

教學(xué)內(nèi)容的趣味性在公選課中顯得尤為重要[12]。生動有趣的題目更能吸引學(xué)生關(guān)注，例如，第二課《從干支紀(jì)年談起》，最后一課《外星人存在嗎》等。課堂經(jīng)常選擇有趣的事例或經(jīng)典故事引入教學(xué)[13,14]，利用名人典故、科學(xué)史話等，活躍課堂氣氛和集中注意力。還介紹一些重要天文成果產(chǎn)生的背景，對學(xué)生的思維習(xí)慣和能力起到潛移默化的培養(yǎng)作用[15]。

公選課沒有固定教材，項(xiàng)目組編纂了一套講義，匯集包含網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的多種資源，經(jīng)過篩選重構(gòu)，現(xiàn)已籌備出版。講義涉及經(jīng)典核心知識、歷史、研究方法、趣味實(shí)驗(yàn)、天文新發(fā)現(xiàn)等。教學(xué)內(nèi)容動態(tài)變化，緊跟科技發(fā)展形勢，也是教學(xué)內(nèi)容之一大特點(diǎn)。

2.3 教學(xué)方法

多媒體和主題講座等手段非常適合天文公選課。多媒體教學(xué)容納大量知識信息，展示豐富多彩的圖片和視頻內(nèi)容。采用多種教學(xué)形式如主題討論、調(diào)研報(bào)告、夜空觀測、記錄講評等，滿足信息交流、活躍氣氛的要求，學(xué)生在活動中既學(xué)習(xí)了知識，又提高了思維水平。

例如，首次課開篇視頻《空間旅行》[16]，用多媒體課件演示從教室出發(fā)，由近及遠(yuǎn)漸漸遠(yuǎn)離地面、地球、地月系、太陽系、銀河系……直至宇宙邊緣。假想的旅行展示了宇宙之大給學(xué)生以震撼，學(xué)生正確認(rèn)識人類在宇宙中的地位，進(jìn)一步激發(fā)天文興趣。這個(gè)開篇為學(xué)生所喜聞樂見，也得到學(xué)校教師的好評。圖1為天文公選課課堂。

圖1 天文公選課課堂

實(shí)地觀測是課程必不可少的重要環(huán)節(jié)。利用我?，F(xiàn)有的星特朗CGE及博冠馬卡等系列器材，組織學(xué)生進(jìn)行天文觀測，在不同時(shí)段指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行特殊天象觀測與記錄。這些觀測活動有：月相觀測、星圖使用、緯度測量、全球環(huán)保學(xué)習(xí)與觀測(GLOBE at Night)活動[17]、日晷制作等。針對城市光害研究[18]，還學(xué)習(xí)使用星圖軟件[19,20]、虛擬天文臺數(shù)據(jù)下載[21]等。這些活動常關(guān)聯(lián)浩繁的知識、歷史知識及常識。

2.4 課程考核

根據(jù)天文公選課的特點(diǎn)，采取靈活多樣的方式考核。考核成績主要由參與度、課業(yè)成績、小論文成績和綜合文獻(xiàn)查詢等4部分構(gòu)成。經(jīng)過近幾年的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)了一套適應(yīng)天文公選課的考核方法。

采用觀測天象記錄、知識競賽、討論天文新發(fā)現(xiàn)、撰寫小論文等方式，考核學(xué)生對天文知識與技能的掌握程度。例如，2016秋季，根據(jù)新視野號飛掠冥王星的主題開展了深入廣泛的討論；2018年利用紀(jì)念霍金的熱點(diǎn)，充實(shí)了有關(guān)宇宙論的知識。

學(xué)生結(jié)課論文的評價(jià)應(yīng)側(cè)重質(zhì)量，學(xué)生針對所感興趣的內(nèi)容發(fā)表看法，寫出自己的認(rèn)識或觀點(diǎn)，不能抄襲或下載，引用文獻(xiàn)要注明出處等。促使學(xué)生發(fā)揮出主觀能動性，寫出言之有物、觀點(diǎn)明晰的論文。結(jié)課論文培養(yǎng)了實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)精神。

3 若干問題的思考

天文學(xué)是對人類文明影響最大的學(xué)科之一[22]，天文學(xué)與社會政治、宗教、文化、藝術(shù)等領(lǐng)域也有久遠(yuǎn)的關(guān)系。天文學(xué)的基本知識，對于高職學(xué)生是值得學(xué)習(xí)的。通過天文知識學(xué)習(xí)和觀測活動，使高職院校學(xué)生獲得關(guān)于天體和宇宙的各種知識，科學(xué)地認(rèn)識宇宙，了解宇宙環(huán)境和探索宇宙，開拓學(xué)生視野，提高科學(xué)素質(zhì)。

3.1 授課內(nèi)容與方式

天文公選課內(nèi)容包含天文學(xué)簡史、認(rèn)識星空、天球坐標(biāo)系、天體測量、太陽系、恒星和星系、現(xiàn)代宇宙學(xué)等。實(shí)踐包括天文望遠(yuǎn)鏡觀測、星座辨認(rèn)、行星觀測、其他天象觀測、簡易儀器制作等。根據(jù)學(xué)校條件可對以上內(nèi)容進(jìn)行取舍。

針對天文公選課特點(diǎn)，理論內(nèi)容采用課堂講座方式為主、視頻材料和學(xué)生討論為輔的開放式教學(xué)模式。實(shí)踐部分可適時(shí)做基本觀測實(shí)習(xí)，或針對當(dāng)時(shí)特殊天文現(xiàn)象組織觀測活動，豐富和活躍學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容。還可參與適合大中學(xué)生的梅西耶馬拉松、GLOBE at Night、科德維爾天體搜尋等活動[14]。

3.2 天文公選課的實(shí)施效果

利用期末的調(diào)查問卷，統(tǒng)計(jì)學(xué)生對天文公選課的基本評價(jià)。表2所示為2018下半學(xué)年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，認(rèn)為天文公選課“有用”和“有收獲”的都占到90%以上。

表2 學(xué)生對天文公選課的基本評價(jià)

4 結(jié)語

高職院校開設(shè)天文公選課仍有以下需完善的方面：定位教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)如何平衡系統(tǒng)性與趣味性、合理使用資源、實(shí)踐活動設(shè)置、觀測器材購置等。

天文公選課的目標(biāo)應(yīng)該是：了解天文發(fā)展歷史、研究方法和成果，拓寬知識面，使學(xué)生形成科學(xué)理性的思維，培養(yǎng)克服困難的意志。

課外作業(yè)對學(xué)習(xí)效果影響頗大。作業(yè)形式可以是對某個(gè)科學(xué)問題的思考、閱讀后的討論、調(diào)研報(bào)告、觀測記錄等。布置作業(yè)要保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)其探索興趣。

在結(jié)課論文講評時(shí)還發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象，文科生的學(xué)習(xí)感悟和追求往往與理科生有所不同。在知識的本體之外，學(xué)生更側(cè)重天文奧秘中蘊(yùn)含著的人類思想的美麗，更善于理解星語、品位內(nèi)涵，悟出做人的道理，自我培養(yǎng)凈化的心靈。教師不妨將這一學(xué)習(xí)特點(diǎn)和感悟，引入天文選修課目標(biāo)中，使理科學(xué)生具有更高的人文素質(zhì)[23]。