中學天文科普教學活動探析

1、中學天文科普教學活動探析無論是在全國天文奧林匹克競賽預決賽，亦或代表國家隊 參加各項國際天文學大賽，福州一中的學生都獲得了優(yōu)異的 成績（尤其是該校學生榮獲亞太天文學競賽銀牌、第四屆國 際天文學和天體物理學競賽金牌）。學生們能順利地一路過 關(guān)斬將，在國內(nèi)、國際大賽中摘金奪銀，與我校成熟的天文 科普教學活動有著密不可分的關(guān)系。回顧近年來所開展的活 動，筆者有以下幾點體會：1要營造濃厚的社團活動氛圍福州一中高中部，校園內(nèi)有眾多的學生社團，不僅是數(shù) 量，同時這些社團的活動質(zhì)量、活動成果都絲毫不遜色于一 些高校，學生社團有很高的活躍度，學生們開展活動的自主 性很強，并有很好的探究精神。天文社并不是福州一

2、中唯一 的特例，學校并不為某一個學生或少數(shù)學生提供特權(quán)，提供 特殊環(huán)境，而是通過一批領(lǐng)頭羊，引領(lǐng)學生不同的興趣發(fā)展, 為眾多學生的成長提供豐富的平臺。2激發(fā)學生對天文的興趣為了激發(fā)學生對天文的興趣，針對天文社的同學開設(shè)了以“宇宙奧秘”為專題的一系列講座。在開設(shè)這些專題講座 的過程中，筆者采取了一種全新的方式:首先是專題的產(chǎn)生。筆者先請?zhí)煳纳绲耐瑢W提出自己感 興趣的想了解的話題，一一列在黑板上，然后由同學根據(jù)課 時的安排，每個人從中選出他們公認的810個專題，最后 通過得票多少的統(tǒng)計，得出后一個階段要開設(shè)的專題講座題 目。其次，確定專題的主講人。并不是所有的專題都是由老 師主講。有一部分同學對一

3、些專題非常有興趣，且已經(jīng)有比 較深入的了解，由同學們自告奮勇的擔任主講。在老師的鼓 勵下，一些同學雖然對某一專題很感興趣，但尚無一定的研 究，不過，他很愿意在以后的幾周甚至一兩個月內(nèi)去研究這 一專題，收集有關(guān)的資料，并在準備較充分時，上臺與同學 們分享。在具體實施的過程中，有些專題涉及的面廣，且難 度較大，就根據(jù)各自的興趣和專長，自愿共同完成同一個專 題。他們有的負責收集資料，有的負責課件的制作，有的負 責整理并最終以報告的形式展示給大家。在這個過程中，同 學們學會了收集信息，加工處理信息的能力，增進了友誼， 培養(yǎng)了合作的意識，充分地鍛煉了自己。此外，老師還結(jié)合天文觀測發(fā)展歷史這一專題，給同學

4、 們介紹了 一些中外著名的天文學家，通過了解他們對天文事 業(yè)執(zhí)著追求的感人事跡，激發(fā)了學生對天文科學的向往與熱 愛。3要與學生的實際需求相結(jié)合在國家教育部新頒布的普通高中課程方案中規(guī)定：'學生畢業(yè)的學分要求：學生每學年在每個學習領(lǐng)域都必須 獲得一定學分”，其中“在選修ii中至少獲得6學分”，普 通髙中課程方案對選修ii的學分是這樣規(guī)定的：“學校 根據(jù)當?shù)厣鐣?、?jīng)濟、科技、文化發(fā)展的需要和學生的興趣, 開設(shè)若干選修模塊，供學生選擇”。因此我校將天文理論與實踐觀測作為一門校本課程 正式列為供學生選擇的選修ii模塊。學生在開展自己所喜 歡的天文理論學習與實踐觀測活動過程中，還獲得了學分， 一

5、舉兩得，受到學生的歡迎，并得到了家長的支持。因此我 校在開展課外天文興趣活動時，學生有很高的參與熱情。我校還成立了天文社團組織，以社團活動的形式面向全 校開展活動，社團設(shè)正副社長若干名（由綜合能力強的同學 擔任），下設(shè)天文臺、天象館（由天文實踐操作能力強的同 學擔任正副臺、館長）、宣傳（由文筆、美術(shù)水平高的同學 負責）、外聯(lián)（由熱心組織工作、擅長溝通的同學負責）、學 術(shù)（由天文理論水平較高的同學擔任）等部門。通過這種形 式，讓一批愛好天文的同學還在綜合能力方面得到了鍛煉。我校的天文臺展示著歷屆學長們參與全國乃至世界天 文奧賽所獲得的榮譽，榜樣的力量是無窮的，他們在激勵后 來者。這些在全國乃至世

6、界級的天文競賽中獲獎的選手，有 許多是學弟學妹們的偶像，也往往是他們在天文領(lǐng)域里的奮 斗目標（至少在中學階段是這樣的）。在這樣的環(huán)境熏陶下, 在自愿的前提下，我校堅持組織歷屆天文社的學生積極參與 各級別的天文奧賽。無論是參與的過程，還是那一張張捧回 的獎狀，都是學生們的收獲。4必須注重實際觀測、操作活動我校天文社的同學充分利用天文臺、天象館的先進設(shè) 備，進行實際觀測與操作。作為一個天文愛好者，熟悉四季 星空的主要星座是最起碼的要求。天文社的同學多次到天象 館進行訓練。天象館模擬的星空栩栩如生，非常逼真，老師 結(jié)合模擬的星空講解四季星空的出現(xiàn)和分布規(guī)律。經(jīng)過一段 時間的訓練，下一步就是實地觀測星

7、空，繪制星空圖。選擇一個晴朗的夜晚（最好是基本不受月亮干擾的陰歷 的下半月，且星空周邊地區(qū)基本沒有光污染），觀測相應(yīng)季 節(jié)的實際星空，必要時輔之以星空圖（注意：黑暗夜晚必須 用紅光手用筒作為看圖的照明光源，若是白光手電筒可以在 手電筒前蒙一層薄薄的紅紗布。僅僅是觀測不足以加深印 象，且沒有一種很好的成就感，所以筆者常常要求同學們將 當晚看到的主要的星座繪制在圖上（特別注意要標明繪制星 圖的特別的方向，并注明觀測地點與準確的時間），并將自 己繪制的星空圖和相應(yīng)季節(jié)的專家繪制的實際星空圖進行 對照。當同學們發(fā)現(xiàn)自己亦能正確繪制簡單的星空圖時，特 別興奮。天文社的同學最向往的事就是登上天文臺，親自動

8、手操 作設(shè)備，觀測到神秘的天文現(xiàn)象。首先，筆者讓少量的特別執(zhí)著的動手能力較強的同學， 率先學會天文望遠鏡的基本操作。然后讓這些已經(jīng)掌握設(shè)備 操作的同學互相切磋，交流操作要點體會，以達到再提高的 目的。并請他們擔任小老師，負責培訓天文社的其他成員。 此外，還請一些操作水平過硬，責任心強的同學輪流掌管天 文臺的鑰匙，并做好交接工作。之所以不是固定由一位同學 長期負責，是由于這項工作要消耗大量的時間，怕影響學生 正常的學習。輪流分擔，則影響不大，還能激發(fā)更多同學的 積極性。掌管天文臺的鑰匙是一件很榮耀的事：因為這是貴 重的復雜的精密儀器，是許多同學向往的地方，能掌管天文 臺的鑰匙，意味著業(yè)務(wù)水平高，

9、工作認真負責，且深得老師 信任。輪值天文臺長的工作既鍛煉了學生，又給天文社的活 動增添了活力。為了讓天文觀測活動不至于枯燥無味，筆者常常給他們 增加新的任務(wù)，女口：觀測月相，筆者讓他們觀測不同的月相 （新月，上旋月，滿月），比較所觀測到的月球上的環(huán)形山等 目標的效果有何不同。而且不僅僅是觀測到逼真的環(huán)山就行 了，筆者還讓他們繪制觀測到的月相圖，標明月球上的一些 著名的環(huán)山和“海”的名稱，并對照專業(yè)人士已繪制的月相 圖，進行比較，通過下一次的觀測進行修正。又如，觀測木星的衛(wèi)星時，筆者就要給他們講解為何木 衛(wèi)1,木衛(wèi)2,木衛(wèi)3,木衛(wèi)4被稱為伽利略衛(wèi)星。講解圍繞 哥白尼的日心說的各種矛盾與斗爭，說明

10、了一項科學發(fā)現(xiàn)所 經(jīng)歷的艱苦歷程和科學家為之作出的犧牲。所以人們把它們 命名為伽利略衛(wèi)星。一顆離地球8億公里遠的氣體星球的衛(wèi) 星，居然解決了智慧生命的一個極為關(guān)鍵的哲學問題！同學 們一聽，天文觀測有如此重大的意義，更加激發(fā)了他們對天 文觀測的熱情和重要性的認識。為了訓練學生實地天文實踐觀測能力，適應(yīng)野外夜間操 作天文望遠鏡的要求，亦根據(jù)我校校本課程天文理論與觀 測的教學特點與需要，我校天文社的學生多次前往福州鼓 嶺觀測實際的星空、流星雨、金星等天體。我們還關(guān)注一些重要的天文現(xiàn)象的出現(xiàn)，及時發(fā)布消 息，并組織同學們進行觀測，觀測對象的豐富多彩，就不會 使天文觀測活動顯得枯燥無味，這也是天文觀測活

11、動能夠持 續(xù)進行的重要原因。5 了解一些與實踐觀測活動密切相關(guān)的天文理論天文研究與天文觀測都需要一定的理論作為指導，為 此，天文興趣小組開設(shè)了 一系列的理論課程，例如：什么是 視星等與絕對等、日食或月食發(fā)生的條件、哈伯定律與宇宙 膨脹有何關(guān)聯(lián)、在實地確定子午線的方法與理論依據(jù)（尤其 是北半球為何要在冬至前后測定子午線為最佳時間）、天文 望遠鏡的介紹（發(fā)展歷史、類型、結(jié)構(gòu)、工作原理、具體的 操作使用方法以及保養(yǎng)方面的注意事項等）等等。為結(jié)合天文奧賽，除了開設(shè)上述的理論課外，還關(guān)注重 大的天文時事新聞。在天文奧賽的備戰(zhàn)工作方面，我們沒有 搞題海戰(zhàn)術(shù)，主要靠同學們的興趣。同樣，對理論課程的安 排與實

12、施辦法，亦參照前面所提到的專題課程的方法實行， 老師更多的是起組織和引導的作用。學生們無論是在全國天 文奧林匹克競賽預決賽，亦或代表國家隊參加各項國際天文 奧林匹克競賽，都獲得了較好的成績（尤其是董辰興同學榮獲2010年第四屆國際天文學與天體物理學競賽中國代表隊的唯一一塊金牌；張昆晟同學榮獲2007年亞太天文學競賽 銀牌）。總之，筆者覺得在中學開展天文興趣活動，首先是要激 發(fā)學生的興趣，因為興趣是最好的老師。其次，在活動的過 程中，既要有理論學習與指導，又要有豐富多彩的實際觀察 活動。第三，既能讓學生從事自己喜歡的活動，還與學習不 相矛盾（如同時還獲得學校、教育主管部門認可的學分）。第四，要充分調(diào)動和發(fā)揮同學們集體的力量與智慧。如果這 樣做了，就一定能把天文科普這門校本課程開