中学天文科普教学活动初探

福州一中 李玉能



中学天文科普教学活动初探

福州一中 李玉能

福州一中的学生在学校浓厚的社团氛围中，充分利用学校天文台、天象馆的先进设备，在学校的大力支持与老师的指导下，积极开展相应的天文理论学习与实践观测活动，并取得了很好的成绩。

中学天文 社团活动 理论学习 实践观测

无论是在全国天文奥林匹克竞赛预决赛，亦或代表国家队参加各项国际天文学大赛，福州一中的学生都获得了优异的成绩（尤其是该校学生荣获亚太天文学竞赛银牌、第四届国际天文学和天体物理学竞赛金牌）。学生们能顺利地一路过关斩将，在国内、国际大赛中摘金夺银，与我校成熟的天文科普教学活动有着密不可分的关系。回顾近年来所开展的活动，笔者有以下几点体会：

1 要营造浓厚的社团活动氛围

福州一中高中部，校园内有众多的学生社团，不仅是数量，同时这些社团的活动质量、活动成果都丝毫不逊色于一些高校，学生社团有很高的活跃度，学生们开展活动的自主性很强，并有很好的探究精神。天文社并不是福州一中唯一的特例，学校并不为某一个学生或少数学生提供特权，提供特殊环境，而是通过一批领头羊，引领学生不同的兴趣发展，为众多学生的成长提供丰富的平台。

2 激发学生对天文的兴趣

为了激发学生对天文的兴趣，针对天文社的同学开设了以“宇宙奥秘”为专题的一系列讲座。在开设这些专题讲座的过程中，笔者采取了一种全新的方式：

首先是专题的产生。笔者先请天文社的同学提出自己感兴趣的想了解的话题，一一列在黑板上，然后由同学根据课时的安排，每个人从中选出他们公认的8～10个专题，最后通过得票多少的统计，得出后一个阶段要开设的专题讲座题目。

其次，确定专题的主讲人。并不是所有的专题都是由老师主讲。有一部分同学对一些专题非常有兴趣，且已经有比较深入的了解，由同学们自告奋勇的担任主讲。在老师的鼓励下，一些同学虽然对某一专题很感兴趣，但尚无一定的研究，不过，他很愿意在以后的几周甚至一两个月内去研究这一专题，收集有关的资料，并在准备较充分时，上台与同学们分享。在具体实施的过程中，有些专题涉及的面广，且难度较大，就根据各自的兴趣和专长，自愿共同完成同一个专题。他们有的负责收集资料，有的负责课件的制作，有的负责整理并最终以报告的形式展示给大家。在这个过程中，同学们学会了收集信息，加工处理信息的能力，增进了友谊，培养了合作的意识，充分地锻炼了自己。

此外，老师还结合天文观测发展历史这一专题，给同学们介绍了一些中外著名的天文学家，通过了解他们对天文事业执著追求的感人事迹，激发了学生对天文科学的向往与热爱。

3 要与学生的实际需求相结合

在国家教育部新颁布的《普通高中课程方案》中规定：“学生毕业的学分要求：学生每学年在每个学习领域都必须获得一定学分”，其中“在选修II中至少获得6学分”，《普通高中课程方案》对选修II的学分是这样规定的：“学校根据当地社会、经济、科技、文化发展的需要和学生的兴趣，开设若干选修模块，供学生选择”。

因此我校将《天文理论与实践观测》作为一门校本课程正式列为供学生选择的选修II模块。学生在开展自己所喜欢的天文理论学习与实践观测活动过程中，还获得了学分，一举两得，受到学生的欢迎，并得到了家长的支持。因此我校在开展课外天文兴趣活动时，学生有很高的参与热情。

我校还成立了天文社团组织，以社团活动的形式面向全校开展活动，社团设正副社长若干名（由综合能力强的同学担任），下设天文台、天象馆（由天文实践操作能力强的同学担任正副台、馆长）、宣传（由文笔、美术水平高的同学负责）、外联（由热心组织工作、擅长沟通的同学负责）、学术（由天文理论水平较高的同学担任）等部门。通过这种形式，让一批爱好天文的同学还在综合能力方面得到了锻炼。

我校的天文台展示着历届学长们参与全国乃至世界天文奥赛所获得的荣誉，榜样的力量是无穷的，他们在激励后来者。这些在全国乃至世界级的天文竞赛中获奖的选手，有许多是学弟学妹们的偶像，也往往是他们在天文领域里的奋斗目标（至少在中学阶段是这样的）。在这样的环境熏陶下，在自愿的前提下，我校坚持组织历届天文社的学生积极参与各级别的天文奥赛。无论是参与的过程，还是那一张张捧回的奖状，都是学生们的收获。

4 必须注重实际观测、操作活动

我校天文社的同学充分利用天文台、天象馆的先进设备，进行实际观测与操作。作为一个天文爱好者，熟悉四季星空的主要星座是最起码的要求。天文社的同学多次到天象馆进行训练。天象馆模拟的星空栩栩如生，非常逼真，老师结合模拟的星空讲解四季星空的出现和分布规律。经过一段时间的训练，下一步就是实地观测星空，绘制星空图。

选择一个晴朗的夜晚(最好是基本不受月亮干扰的阴历的下半月，且星空周边地区基本没有光污染)，观测相应季节的实际星空，必要时辅之以星空图(注意：黑暗夜晚必须用红光手用筒作为看图的照明光源，若是白光手电筒可以在手电筒前蒙一层薄薄的红纱布。仅仅是观测不足以加深印象，且没有一种很好的成就感，所以笔者常常要求同学们将当晚看到的主要的星座绘制在图上(特别注意要标明绘制星图的特别的方向，并注明观测地点与准确的时间)，并将自己绘制的星空图和相应季节的专家绘制的实际星空图进行对照。当同学们发现自己亦能正确绘制简单的星空图时，特别兴奋。

天文社的同学最向往的事就是登上天文台，亲自动手操作设备，观测到神秘的天文现象。

首先，笔者让少量的特别执著的动手能力较强的同学，率先学会天文望远镜的基本操作。然后让这些已经掌握设备操作的同学互相切磋，交流操作要点体会，以达到再提高的目的。并请他们担任小老师，负责培训天文社的其他成员。此外，还请一些操作水平过硬，责任心强的同学轮流掌管天文台的钥匙，并做好交接工作。之所以不是固定由一位同学长期负责，是由于这项工作要消耗大量的时间，怕影响学生正常的学习。轮流分担，则影响不大，还能激发更多同学的积极性。掌管天文台的钥匙是一件很荣耀的事：因为这是贵重的复杂的精密仪器，是许多同学向往的地方，能掌管天文台的钥匙，意味着业务水平高，工作认真负责，且深得老师信任。轮值天文台长的工作既锻炼了学生，又给天文社的活动增添了活力。

为了让天文观测活动不至于枯燥无味，笔者常常给他们增加新的任务，如：观测月相，笔者让他们观测不同的月相(新月，上旋月，满月)，比较所观测到的月球上的环形山等目标的效果有何不同。而且不仅仅是观测到逼真的环山就行了，笔者还让他们绘制观测到的月相图，标明月球上的一些著名的环山和“海”的名称，并对照专业人士已绘制的月相图，进行比较，通过下一次的观测进行修正。

又如，观测木星的卫星时，笔者就要给他们讲解为何木卫1，木卫2，木卫3，木卫4被称为伽利略卫星。讲解围绕哥白尼的日心说的各种矛盾与斗争，说明了一项科学发现所经历的艰苦历程和科学家为之作出的牺牲。所以人们把它们命名为伽利略卫星。一颗离地球8亿公里远的气体星球的卫星，居然解决了智慧生命的一个极为关键的哲学问题！同学们一听，天文观测有如此重大的意义，更加激发了他们对天文观测的热情和重要性的认识。

为了训练学生实地天文实践观测能力，适应野外夜间操作天文望远镜的要求，亦根据我校校本课程《天文理论与观测》的教学特点与需要，我校天文社的学生多次前往福州鼓岭观测实际的星空、流星雨、金星等天体。

我们还关注一些重要的天文现象的出现，及时发布消息，并组织同学们进行观测，观测对象的丰富多彩，就不会使天文观测活动显得枯燥无味，这也是天文观测活动能够持续进行的重要原因。

5 了解一些与实践观测活动密切相关的天文理论

天文研究与天文观测都需要一定的理论作为指导，为此，天文兴趣小组开设了一系列的理论课程，例如：什么是视星等与绝对等、日食或月食发生的条件、哈伯定律与宇宙膨胀有何关联、在实地确定子午线的方法与理论依据（尤其是北半球为何要在冬至前后测定子午线为最佳时间）、天文望远镜的介绍（发展历史、类型、结构、工作原理、具体的操作使用方法以及保养方面的注意事项等）等等。

为结合天文奥赛，除了开设上述的理论课外，还关注重大的天文时事新闻。在天文奥赛的备战工作方面，我们没有搞题海战术，主要靠同学们的兴趣。同样，对理论课程的安排与实施办法，亦参照前面所提到的专题课程的方法实行，老师更多的是起组织和引导的作用。学生们无论是在全国天文奥林匹克竞赛预决赛，亦或代表国家队参加各项国际天文奥林匹克竞赛，都获得了较好的成绩（尤其是董辰兴同学荣获2010年第四届国际天文学与天体物理学竞赛中国代表队的唯一一块金牌；张昆晟同学荣获2007年亚太天文学竞赛银牌）。

总之，笔者觉得在中学开展天文兴趣活动，首先是要激发学生的兴趣，因为兴趣是最好的老师。其次，在活动的过程中，既要有理论学习与指导，又要有丰富多彩的实际观察活动。第三，既能让学生从事自己喜欢的活动，还与学习不相矛盾（如同时还获得学校、教育主管部门认可的学分）。第四，要充分调动和发挥同学们集体的力量与智慧。如果这样做了，就一定能把天文科普这门校本课程开展得有声有色。

[1] 余明．简明天文学教程[M]．北京：科学出版社，2007．

[2] 邹惠成．青少年天文观测指南[M]．福州：福建科学技术出版社，2009．

[3] 忻迎一．宇宙与人[M]．武汉：湖北少年儿童出版社，2009．

[4] 景海荣．解密日全食[M]．北京：北京科学技术出版社，2009．

[5] 赵君亮．超级黑太阳[M]．上海：上海科学普及出版社，2009．

李玉能，福州第一中学，高级教师。