“窗口”開向天體物理的探索與實踐

摘要：近年來，隨著天體物理學的迅速發(fā)展，我國228所高校已將天體物理學納入物理系的專業(yè)選修課，天體物理知識的普及與研究所文化的發(fā)展天文學教學質量的構建對促進學生科學文化素質的提高和天文學的發(fā)展具有重要作用。

關鍵詞：天體物理；教學質量；教學內容；教學方法與手段

引言：利用天文觀測的技術，天體物理這門學科取得了很大的進步，成為自然科學中最活躍的學科之一。天體物理學結合相關物理知識，預測了許多天文現象的命名方法。同時各種天文觀測現象也為物理規(guī)律提供了普通實驗室無法比擬的環(huán)境。

一、相關概述

為了提高教學質量，教師首先要提高，專業(yè)知識、科學方法和強烈的教學熱情是提高教學質量的基本要素。

（一）淵博的知識

天體物理學的內容廣泛，發(fā)展迅速，教師必須積極學習天體物理學的相關知識，了解這一領域的局限性，通過科研活動和相關前沿知識，我們發(fā)現了星系核的合成和星系核的年齡，長期的科研活動可能導致，教師將科研創(chuàng)新精神融入教學，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

（二）科學的方法

學習不僅需要必要的數學基礎，如高等數學、光學、原子物理、相對論、熱力學和統(tǒng)計物理，而且有些推導過程非常復雜，學生很難理解最終的物理結論。對于此時可能用到的一些定性和半定量的方法，在這種情況下，我們可以從趙開華的《定性與半定量》一書中學習到，對黑洞、紅層等許多問題的定性和半定量的解釋，有助于對相關問題的理解。

（三）濃厚的教學熱情

俗話說：“為師者信其道”，對教育和學生的強烈感情是保證教學質量提高的重要保證。教師要有強烈的奉獻意識，在教學過程中要有激情，教學語言要合理組織。既要保證規(guī)范化、科學表達，又要富有活力和感染力，同時要加強與學生的互動，達到良好的教育效果，高校師生交往主要局限于課堂，師生互動不暢，師生關系趨于表面化。因此，拓寬師生之間的交流渠道，促進師生之間的理解和交流就顯得尤為重要。此外，教師還可以參加相關的學生社團以及學生科技文化節(jié)等科技活動，為學生提供適當的專業(yè)建議；促進校園文化建設，促進師生交流，為構建和諧師生關系鋪平道路。

二、教學內容

為了提高教學質量，我們不僅需要優(yōu)秀的教師，而且需要合適的教學內容。（一）教材的選擇

與天體物理學有關的教材很多，各有特點。在李宗偉和興華的天體物理學是全面而詳細的，可以作為基礎參考書的同時，我們必須學習其他天體物理學教材，如徐仁新的天體物理學概論，于云強的物理宇宙學講義和蘇毅的新天文學觀，但除此之外，教師應積極學習和跟蹤最新研究成果，如美國宇航局的一些最新報告，并在課程中加以充實，提高教學課程的主題性，使學生充分感受到學科的活力，進而提高學生的積極性和主動性。

（二）教學內容的趣味性

尤其是對選舉的興趣對學習很重要。學生可以在教學中發(fā)現一些物理學家引導學生從物理學家的角度分析問題的典型行為，提高學生的參與意識和互動意識，以提高學生的學習興趣。在教學中確立了學生通過在課堂上再現這些美麗而壯觀的模擬，不僅對相應的天體物理現象有了形象的認識，而且大大提高了他們的學習興趣。

（三）實驗教學內容

天體物理學的目的是小衛(wèi)星、行星和整個宇宙。因此，有必要增加天體物理學的實驗教學內容，讓學生用肉眼觀察一些天體或天文現象，這是很有必要的。然而，由于實驗天文觀測平臺建設成本較高，我國擁有實驗天文觀測平臺的高校并不多，因此大多數高校并不能真正滿足天體物理學實驗教學的需要。經過學校的實驗手段，天文望遠鏡一般都能以幾千元或一萬元的價格買到，他們希望能對月球、行星、一些星云等天文現象進行觀察，并希望觀察和探索天體的奧秘，激發(fā)學生的興趣。

三、教學手段與方法

教材和教學方法是提高學生創(chuàng)新能力和教育質量的另一個關鍵。

平板電腦和多媒體的正確使用涉及天體物理學中的許多天文現象。利用多媒體技術，可以以文字、圖像等多種形式形象地直觀表現出來，幫助學生形成對各種天文現象的直觀認識。天體物理教學還必須利用物理學的基本知識來理解這些現象，不可避免地要用各種復雜的理論推導時間，使學生逐步思考，這樣他們就能夠快速地掌握所學知識。

（一）實驗教學

實驗教育是直觀的、可操作性和探索性。它促進了學生的興趣，促進了學生對科學知識的渴求，形成了科學嚴謹的工作方式來提高。如前所述，天文望遠鏡以適當的價格可以通過實驗手段獲得，向學生講解天文望遠鏡的工作原理和使用方法；閑暇時組織學生停止天文望遠鏡本身和月球的環(huán)形山、木星環(huán)、土星環(huán)等，太陽黑子和好霧不僅能提高學生的實踐能力和觀察力，而且有助于建立和諧的師生關系。

（二）知識與能力的結合與培養(yǎng)

提升學生的自主學習能力是時代發(fā)展的迫切前提。天體物理學中的許多天文現象都是已有的物理知識，在教學過程中要充分滿足學科的特殊性，教育的實施，培養(yǎng)學生的學習能力。比如，如果你解釋恒星的演化過程，就可以一步一步地對學生進行分析，這樣學生就可以獨立地思考在恒星公轉的不同階段，哪一種具有強大引力的力處于平衡狀態(tài)。這個問題涉及到熱力學和統(tǒng)計物理學的理解，如天體物理教學中霍布斯定律與多普勒頻移的關系，物理發(fā)現與引力的關系，恒星能量與核物理的關系等。

（三）教學效果的測評

教師可以根據學生的學習需要激發(fā)和保持學生的學習興趣，在學習過程中采取適當的獎懲措施，使我們能夠通過觀察、提問、復習作業(yè)和適應來理解學生學習過程要及時，才能提高。天體物理學作為一門專業(yè)的選課，期末考試可以采取畢業(yè)作品和班級代表的形式，鑒于學科范圍和所說的字數，老師允許學生選擇他們感興趣的學科。通過查閱文獻資料，搜集資料，最后撰寫相應的專題論文。另外，可以結合班級表現形式，以報告的形式呈現論文的主體部分，教師和其他學生通過畢業(yè)論文作業(yè)和班級代表考試表對學生的陳述和回答進行提問和評價，它能培養(yǎng)個體的思維和思維能力，獨立地發(fā)展思維和思維能力。

四、結語

總之，教師一方面要提高自身素質，不斷學習專業(yè)知識、教育學知識和物理學等相關知識，同時還要堅持教學與科研相結合，另一方面，學生還需要更多的資源。

參考文獻：

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作者簡介：楊曉玲（1987—），女，山東濟寧人，講師，博士，主要從事天體物理方向的研究。