综合性大学开设天文学通识选修课的探索——以华南农业大学为例

钟克友，王蕾迪

（华南农业大学农学院，广东 广州 510640）

星空总是以其无与伦比的浩瀚、深邃、美丽及神秘激起人类永恒遐想。“上知天文，下知地理”常用来形容一个人的知识广博。“井蛙不可语海，夏虫不可语冰”，天文学从时间和空间两个维度超越一般人的想象，开阔人的视野和思维。

1 天文学是一门好的通识选修课

通识选修课，是高校课程体系中的重要组成部分，它既是高校深化教学改革的产物，也是践行通才教育理念的重要途径。对于促进文理交叉渗透、拓展学生的知识领域、完善学生的知识与智能结构、增强学生的社会适应力等方面有重要作用[1]。

天文学是自然科学的基础学科之一，既是一门古老的学科，也是一门年轻的学科，在长期发展的历史进程中，始终处于自然科学前沿，直到今天它仍然充满青春活力。天文学的每一次重大突破都对人类文明、现代尖端科学技术有着重大而深刻的影响。自20世纪70年代至今，先后有11个项目17位天文学家因为在天文学方面的卓越贡献而获得诺贝尔物理学奖[2]。几乎所有发达国家都十分重视大学生的天文素质教育，学生也对天文学有兴趣。在西方，很多大学生唯一选修的自然科学课程就是天文学[1]。

天文学与人文科学有关。中国是一个文明古国，古文献中有很多天文、天象记录和历法知识。历法的编排以天文学上昼夜交替、月相变化、季节更替为依据，与星体的运动相关。历法编排既要符合天象，又要符合人们的生活习惯，还要指导农业生产，因而历代各国统治者都把历法的改革看成国家的大事对待。通过历法学习可知道节气与节日的由来，并知道怎样尊重民俗和自然规律[3]。

2 学生对天文学知识的了解现状

以华南农业大学为例。它是所以农业科学、生命科学为优势，农、林、理、经、管、法、艺等多学科协调发展的综合性大学。学校学科门类齐全，有101个本科专业，截至2021年10月，有全日制在本科生近4万余人[2]。学校一直没有开设天文学方面的通识选修课，这种现象应该有一定的普遍性，因为在中国只有少数大学设有天文专业，而天文学专业相对来说是比较冷门的、小众的专业，对于大多数没有天文专业的大学来说，开设天文学通识选修课的最大障碍是没有相应的师资力量。

笔者通过三年多的教学实践，发现学生基本可分为两类。一类是少数学生对天文学知识有浓厚的兴趣，强烈的好奇心，天文基础知识扎实，有一定的天文观测实践经验，热爱星空摄影，多是学校天文协会的会员，有意思的是，这些同学在其他学科方面也很优秀。

另一类，占绝大多数，对天文知识的了解基本是空白的，用他们自己的话说是“天文小白”。不知道月相的变化规律，不知道下弦月与上弦月有什么区别，出现在什么时候；虽然经常说农历新年，但不知道农历与阴历和阳历是怎么回事，不知道阳历和阴历各有什么长处，多数人以为农历就是阴历；虽然听说过星座这个名词，但很多人不知道星座到底是什么东西，从来没有实际观看过任何一个星座；知道满天繁星，但说不出任何一个明星的名字，从来没有实际观看过北斗七星、牛郎星、织女星、天津四、轩辕十四、天狼星、大角星等，根本不知道猎户座、双子座、处女座等星座在哪里，有的同学甚至不知道东西南北[3]。

更深层次的知识，比如，天文学家是如何研究遥远的天体的？天上的星星是什么东西？为什么会闪闪发光？星星为什么会有不同的光色？星星是如何形成的？太阳是不是星星？有没有上帝？如果没有上帝，宇宙万物是如何来的？如何看宇宙大爆炸理论？等等，绝大多数同学所知甚少。

3 教学内容选择

天文学知识内容繁多，有的也很深奥[4]，如何选择教学内容是很重要的环节。太浅显了，学生觉得没学到知识，没意思，过深了又会学不下去，失去兴趣。选修课的重要特点是机动灵活，既要注重知识性、科学性，又要注重趣味性，引起学生的兴趣，难度要适中，学生经过努力可以学得下去，有所收获，有获得感。这样的选修课才能有学生来选[4]。

（1）天文历法。针对很多学生认为天文学知识与自己关系不大，不知道阴历和阳历各有什么优点，不知道农历与阴历关系，选择讲解天文历法，结合中国诗词文化中大量与月亮有关的诗词，讲解月相的变化规律，阴历的优点。

（2）星座与天球坐标。绝大多数学生，尤其是女生对星座感兴趣，选择讲解星座文化知识，并加入天球坐标，四季星空，中国的星空文化等，这也是天文学重要的基础知识。

（3）星光的秘密。天文学家正是通过对光的研究获取天体的各种信息。各种各样的光，黑体辐射规律，星光光谱等知识，有难度，但必须要讲。

（4）星际介质和星云。这是容易被忽略的内容，也是一般学生不了解的部分。各种各样的星云是形成恒星的材料，也是宇宙星空风景最精华的部分。

（5）走近上帝。太阳对于地球文明来讲，是上帝般的存在，是老天爷。是一般人熟悉而又陌生的天体。太阳就是一颗最普通的星星，了解太阳就是了解天上无数星星。

（6）恒星的演化。在了解太阳的基础上，顺理成章系统讲解各类恒星的演化，是课程的重点内容，既具科学性又具趣味性。

（7）来自星星的你。恒星与元素的合成，宇宙万物皆是星尘。

（8）宇宙大爆炸理论。水到渠成，讲述宇宙万物的来源。

4 教学方式方法

以哈勃空间望远镜为代表的大量天文望远镜成功研制和应用，使天文学的发展在近几十年来取得了令人难以想象的成就，拍摄了大量精美绝伦的宇宙星空图片和视频资料，使人类对宇宙天文的理解提升到了一个前所未有的高度，为天文学的教学提供了丰富多彩的资源和形象生动的教学手段。

5 师资问题的解决途径

气象专业的教师可承担这一任务。

多数大学没有天文专业的教师，是影响天文学通识课开设的重要原因。非天文专业背景的教师一般不会冒出开设天文学的想法。在天文学发展日新月异的时代，中国的“天眼”，嫦娥探月工程、“祝融号”火星车家喻户晓，天宫号空间站即将建成，让更多大学生多学点天文知识是很有必要的。笔者是气象专业的，出于对星空的好奇和天文的爱好，自学了天文专业知识[5]，并看了大量天文相关的视频资料，深深感到气象专业的人完全可以上好天文学通识课，让更多的人分享美妙星空。比如，气象学中的黑体辐射定律，太阳辐射光谱，大气对各波段电磁波的吸收、散射、反射，太阳方位，太阳高度变化规律，太阳视运动轨迹等很多知识，是和天文学高度相关的，我国的天文科普馆常和气象科普馆在一起，也是有原因的。

6 学生的学习感受

笔者将这门天文学课程取名为“凝望大美星空”，一是担心“天文学”这个名字会把很多学生吓跑，出现没人选修的情况，毕竟天文学是个高高在上的名词；二是因为宇宙星空确实有大量不为常人所知的奇妙美景。结果每次选课人数是满额，还有很多同学选不上，出乎意料。很多学生的学习感受是：超出他们的期望，没想到天文学还挺有意思，值得选。这在意料之外，也在情理之中，现在的天文学不是以前的天文学了[5]。

天文学让学生们初步体检到宇宙的浩瀚、深邃、美丽及神秘，天长地久，海枯石烂，沧海桑田，认识到了地球、人类、个人在苍茫宇宙中的客观位置，对年轻学生心境胸怀的影响是显而易见的。天文学严谨科学地解释了太阳、恒星等的形成演化过程，及元素的来源，以至生命的起源，使上帝、老天爷、玉皇大帝各位天神无立足之地，对于树立科学的世界观，破除封建迷信有独特的作用。