天文科技.docx

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天文科技

2003年3月

一、天文科技

二、天文科技活动目的

三、晓庵天文组

四、晓庵天文台

五、天文科技活动的重点与难点

六、天文科技活动开展的方法及过程

七、天文科技活动预期结果表达方式

八、天文科技活动评价

一、天文科技

青少年是跨世纪的一代，正处于长身体长知识的时期，是锻炼体魄，磨练意志的时期，也是世界、宇宙观逐步形成的关键时期，中学教育在帮助青少年形成科学的宇宙观方面有义不容辞的责任。

中国近代伟大的人民教育家陶行知先生用“德、智、体、美、劳”概括了整个教育的内涵，也就是现在所提倡的素质教育的五个方面。

人的素质，主要也是体现在这五个方面，即思想心理素质、科学文化素质、体能健康素质、美学艺术素质和业务技能素质。

从学校目前教学实际来看，却是科学文化素质为主的模式，这并不是不重视其他方面的素质教育，而是在各门学科的教育中，都包涵了素质教育的有关成份。

学生有了全面的知识构成，才有广阔的视野，崇高的理想，健康的审美并形成于立足社会的能力。

因此，科学文化的摄入是整个素质教育非常重要的条件。

但在整个受教育阶段，由于未设天文课或天文选修课，亦没有合适的教师任教等种种原因，使广大中学生没有获得比较完整的天文知识。

在今后的社会上形成为数众多的不了解天文的“天文盲”，为诸如邪教“法轮功”之类兴风作浪留了一点机会。

因此，推广天文科技，不仅仅在于提高学生的素质，而在于提高全国国民的科学素质，弘扬科学精神，反对迷信和伪科学，抑制不良的社会思潮影响。

天文科技是融科技与教育于一体的，在科学文化素质中，没有天文知识，则知地不知天，知理不知源，是处在一种半知的状态，是不完全的知识，而天文知识不仅具有严密的内在系统，而且与其他的学科有着紧密的联系。

可见，天文科技教育在中学素质教育中有着巨大的作用。

二、天文科技活动的目的

中学天文科技教育，作为科技教育的基本组成部分和前沿阵地，肩负着启迪引导广大青少年热爱科学、勇于探索和创新的使命。

天文学以学科的特点去吸引广大青少年，用现代科学的方法和观点去净化学生的宇宙观，进而确立正确的人生观和世界观，为素质的全面提高，奠定一个良好的基础。

其开展活动的目的在于：

一、开拓视野，完善知识结构，提高科学素养

天文是自然科学六大基础学科之一，也是当代自然科学基础理论发展的前沿。

世纪之交，口径10米级的天文光学望远镜和大型空间天文仪器等一批宇宙探测设备投入使用，天文正面临自哥白尼日心说以来人类认识宇宙的第二次突破性进展。

天文的系统知识还能帮助人们正确理解自身在自然中的地位，珍惜几千年来人类文明发展的历史。

当代中学生如果对天文一无所知，不能不说是知识结构的一大欠缺。

长期以来，由于受儒家文化“学而优则仕”的价值取向的影响，在升学竞争的社会背景下，基础教育过分强调了教育的选择功能，教育被异化了，不少学校一切为了升学，一切围绕考试转。

为了升学，在沉重的学业负担重压，一代代莘莘学子的个性被压抑，被扭曲，变成了书本、作业的奴隶，多少学生那宝贵的好奇心，那探索自然奥秘，窥测宇宙的本能冲动被淹没在那一张张永无休止的试卷长河中。

经过天文科技教育，同学们普遍感觉到是为他们打开了一扇全新的窗口，了解到宇宙的无穷奥秘，拓展了思维空间，增加了广博的知识，对大自然有了更全面的了解，填补了对天文的无知。

知识广博是21世纪人才所必须具备的条件，天文科普为中学生提供了一个极好的学习机会，不仅对宇宙产生了清晰概念，还对诸如恒星演化这样专深的问题也能从物理机理上加以理解，由感性飞跃到理性，既开阔了视野，也学到了科学研究的方式和方法。

二、对学科之间的相互渗透加深理解，学习方法有所改进。

天文是观测科学，同时也是综合科学，它处于几乎所有自然科学知识的文化点上，与当代物理、化学、生物都有广泛的联系，天文还不断从应用光学、电子学及各种工程技术中汲取营养，创造独特的观测手段，而天文的进一步发展又给这些技术学科带来发展的前景，同学们感受到数学的严密，物理的奥妙，化学的神奇，都在宇宙的神秘和谐中充分体现，学习天文能愈加体会人类科学知识的累积性和不同学科之间相互借鉴依赖促进的连通性。

在提高学习兴趣，培养科学思维能力，改进学习方法等方面，天文科技知识都能起到一种催化剂的作用。

在数学中的三角、测量、误差分析、解析几何和微积分，在物理学中的力学、电学、光学、粒子物理、热力学等，化学中元素、光谱、有机分子，在语文和历史课中有一些有关天文的描述和有关天文的历史事件、科技史等内容，美术中有太空美术的新画派，音乐中有太空音乐，许多以天文名词命名的乐曲等等，在电脑课中有彗星的轨道计算，CCD的储存和分析等，都是和天文学有明显联系的部分，事实上天文学有许多内容已渗透到各学科中，只是在教材和教法中并没有明确地突出而已。

因此，天文并不是孤立的，总是和其他学科有着紧密的联系。

具备天文知识，将有助于学好其他学科。

三、启迪人生，陶冶情操，对人生观世界观有潜移默化的影响。

康德曾说过：

“世界上有两件东西能够深深地震撼人们的心灵，一件是我们心中崇高的道德准则，另一件是我们头顶上灿烂的星空。

”无论几十年前还是几十年后，无论你走到地球上什么地方，永恒的星空总以它那无比的庄严和静谧，向你展示着神秘而和谐的宇宙图景，使你心驰神往，无限遐思，心灵得到净化。

在浩瀚的宇宙面前，个人简直太渺小了。

然而正因为如此，人类应该更加珍惜自己的生命。

生命的历程，犹如流星一样，在宇宙中留下了刹那的痕迹。

四、晓庵天文台

震泽中学晓庵天文台座落在校园的东北角，与我国明末清初天文学家王锡阐（号晓庵）的祠堂一墙之隔，所以天文台就以“晓庵”命名。

  晓庵天文台的发展得到了学校的大力支持，成立之初，学校专门建造了一个方型的观测台，购置了MIZAR150口径的卡塞格林望远镜一台，当时整个苏州就只有2台。

天文台建成以后的二十个春秋中，震泽中学天文爱好者们先后进行了哈雷慧星、太阳黑子、狮子座流星雨、月相等一系列的观测活动。

跨入新世纪，一个直径6米超半球的天文圆顶，一台更高档更先进的AT-220型的折射式望远镜、五台T90S折射式天文望远镜和一台114反射式天文望远镜已投入使用，新世纪的晓庵天文台将与国际接轨，以崭新的姿态迎接辉煌的明天。

三、晓庵天文组

1、晓庵天文组简介：

震泽中学晓庵天文组成立于1983年3月16日，1984年的暑假，首届全国中学生天文夏令营在震泽中学开营，我国著名天文学家叶叔华等亲自莅临指导，晓庵天文组现为全国天文学会的团体会员，苏州天文学会的团体会员。

晓庵天文组成立后，周雄老师、陆兴虎老师、吴兆雄老师、姬惠光老师、吕士革老师等先后担任小组的辅导员。

在近20个春秋中小组成员在辅导员的带领下进行了月相、太阳黑子、流星、彗星等观测活动，也积极参加各种天文活动。

晓庵天文组曾多次获得苏州市中学生天文知识竞赛的团体一等奖。

1986年进行了哈雷慧星的回归观测，并将观测的材料和学生撰写的科普论文寄往北京天文馆，得到天文馆领导的好评和鼓励。

1989年度，晓庵天文组被评为“苏州市科普先进单位“。

近年的流星雨观测。

获得了丰富的原始材料，经整理后，寄往南京紫金山天文台，获得了天文学家的认可，并加入全国流星雨观测网。

新世纪，学校将全力打造天文科普这一品牌。

晓庵天文组将继续秉承“学究天人”王锡阐“仰观天象，静作历法”的探究精神，以新的姿态迎接明天新一轮的太阳。

第二十届（2002-2003年）晓庵天文组成员合影：

2、晓庵天文组历年活动成果：

∙1984年全国中学生首届天文夏令营在震泽中学开营

∙1985年观测哈雷彗星并拍摄到照片，寄往北京天文台获得好评。

∙1986年参加苏州市首届中学生天文知识竞赛，获得团体一等奖。

∙1988年参加苏州市第二届中学生天文知识竞赛，获得团体一等奖。

∙1989年被评为苏州市先进科技集体

∙1990年观测象限仪流星雨，材料寄往南京紫金山天文台。

同年加入全国流星雨观测网

∙1991年组织学生观测火流星，获得苏州天文站领导的好评。

∙1992年观测火星大冲，拍摄到照片并取得第一手材料。

∙1993年观测木星及其卫星

∙1994年观测彗木相撞，取得大量的观测材料

∙1995年观测日全食，拍摄了日全食全过程

∙1996年观测海尔-波普彗星

∙1997年观测月相，并拍摄月相照片

∙1998年观测狮子座流星雨，材料参加苏州市评比，获得市优胜奖。

∙1999年观测月球，并描出月球正面地形图

∙2000年观测太阳黑子，描绘材料获得天文专家的肯定。

∙2001年参加全国首届中学生天文知识竞赛，获得二等奖。

∙2002年开展《太阳活动对地球影响》课题研究，研究成果获得天文学家方成院士来信表扬和好评。

（参阅）

五、天文科技活动的重点与难点

从天文科技活动的形式讲，它既有一定理论讲解，更注意实践——观测、动手制作；它既有教师的讲课、辅导和引导，更注意学生的主体活动；它既有学生独立的个体活动，又有大量要相互紧密配合的集体活动；它既需要学生动手又需要学生的理性思考，加上天文观测记录及整理过程的规范和科学严密，这些对培养学生的自立意识、合作精神、理论与实践联系的品质、动手能力、科学素养、科学方法都是其他学科所难以替代的。

在开展活动的过程中须把握的重点：

1、普及功能

让天文台、天文组成为向全体师生普及天文知识、提高科学素养的一个主阵地。

可开展如图片展览、专题讲座、特殊天象解释、天文观测辅导、天文知识竞赛、小小天文报发行、天文科普录象等。

2、观测功能

可对一般天象开展常规观测，如月球的月相变化、太阳黑子、四季星空、行星和恒星等，这种观测活动既使初学者获得启蒙入门的训练，也为具备相当天文知识的人作深入观测提供了可能。

一些特殊重大的天象则是天文科技活动的主要观测目标。

3、研究功能

独立进行或借助于专业教师的指导，天文组的成员可开展一些适宜的课题研究项目，如太阳黑子的研究、彗星研究、流星雨的研究、月相变化研究等。

同时对天文科技活动的思路、方法、模式进行实践性的研究。

研究功能是体现天文科技活动水平的标志。

4、教学功能

天文台为教学提供了一个广阔的展示空间，成为深入教学、外延知识、拓宽思维空间的实践基地。

天文科技活动的开展过程中，难免会碰到这样或那样的问题。

1、中学天文师资的缺乏。

2、学生获得天文知识的渠道少。

3、光污染对天文观测的影响。

4、在活动过程中，如何将天文作为突破口，与新课程紧密联系起来。

5、天文仪器的维修和保养

6、天文科技活动的连续性和正常教学活动之间的冲突

7、天文科技活动的日常管理及完善

8、天文科技活动形式的多样性及如何激发学生的科学兴趣

六、天文科技活动开展的方法及过程

方法一————天文观测（例案：

春季星空）

一、观测前辅导：

讲座《春季星空观测指南》内容包括春季星空有哪些星座、各星座的形状、分布及主要亮星、春季大三角、春季大曲线、春季大钻石、望远镜操作要点等。

二、观测前训练：

春季星空观测实战训练

1、春季大三角指_______、_________、____________。

2、春季大钻石指____________________________________________。

3、春季，北斗七星的斗柄指向______________。

（北斗七星属于______星座，由_____________________________________________________七颗星组成，形状像__________。

其中大多数为_________等星，）

4、北极星属于___________星座，如何找到北极星_________________

__________________________________________________________。

5、春季可观测到的主要星座有_____________________________________

_________________________________________________________________

____________________________________________________________。

6、狮子座流星雨的辐射点在_____________________________________

_________________________________________________。

7、请描写乌鸦座的形状_________________________________________-

_____________________________________________________。

8、春季星空中有全天分布最长的星座___________________。

它的背部自东向西依次为_________________________________三个小星座。

9、请说出下列恒星分别属于什么星座：

常陈一（）

老人星（）

摇光（）

角宿一（）

南河三（）

天狼星（）

10、请在背面画出春季星空简图，要求：

星座分布位置、星座的大体形状、星座主要亮星、天体图的空间位置、标出天赤道和黄道。

三、观测春季星空：

要求找到主要星座及主要亮星、春季星空的主要特征（大曲线、大三角、大钻石）、北极星与北斗七星等等。

四、观测心得。

要求学生通过观测看到了什么、学到了什么、领悟了什么。

方法二————天文课题的研究（例案：

太阳活动对地球的影响）

一、课题的提出：

配合高一地理新教材第一单元〈宇宙环境〉第二节中的太阳活动对地球的影响的知识内容，拓宽知识面，开展有关〈太阳活动对地球的影响〉的课题研究。

研究有计划、有步骤地开展，要求如下：

1、制定课题研究的详细计划。

2、认真按照制定的计划有步骤地开展研究。

3、研究中要多发现问题、提出问题、研究问题、分析问题、解决问题。

4、要求教师辅导、晓庵天文台的每一位成员人人参与课题的研究。

5、积极参加课题论坛、发表主见，在讨论和研究中增长知识、锻炼能力

6、要求每一位晓庵天文台成员撰写有关太阳活动对地球的影响的科普论文。

7、制作课题网页。

8、天文专家的评定

二、课题研究计划：

《太阳活动对地球的影响》课题研究时间安排：

2002年10月开题、收集材料并讨论

2002年11月构思并撰写课题研究的论文

2002年12月材料汇总并制作网页

2003年1月邀请南大天文系教授指导并结题

课题研究安排

课题

子课题

负责教师

参与研究的学生

太阳活动对地球的影响

太阳活动

陆兴虎

6名学生

太阳黑子对地球的影响

姬惠光

6名学生

太阳耀斑对地球的影响

孙海平

6名学生

太阳风对地球的影响

陈岚婷

6名学生

三、收集材料、研究掠影、课题论坛、课题论文、研究感悟、结题报告（略）

四、天文专家评定

震泽中学晓庵天文台：

震泽中学有那么多的同学热爱科学、关注天文；晓庵天文台组织了那么好的天文课题活动；同学们写出了那么多有趣而生动的小科普论文：

这些都使我感到特别欢欣鼓舞！

衷心感谢辛勤辅导的老师们，衷心祝贺努力学习的同学们！

我想你们在全国的中学天文教育中也是堪称模范的！

真诚祝愿你们在新的一年里取得更大的成绩！

热诚欢迎有志于献身天文事业的同学们加入到我国天文教学、研究和科普的队伍中来，成为新一代的出色的天文学家！

南京大学天文系

方成

教授、院士

2003年元月16日

方法三——————小小天文报的发行（例案：

晓庵天文报的编辑和发行）

一、每两周发行一期，每期由四位天文组成员负责编辑，两人供稿，一人负责发行，另一人负责美工。

二、每学期天文报的内容为一个专题，上学期配合课题研究太阳活动对地球的影响，专门出版了一个太阳系列，本学期配合课题研究月球开发畅想曲，也专门出版了一个月球系列。

附天文报一份

太阳黑子的秘密：

黑子是如何聚集的

从伽利略时代起人们就对太阳黑子有了浓厚的兴趣，因为当时人们普遍认为天体应该是完美无暇的。

黑子充满着神秘色彩，因为第一次看见它们时，总以为它们不久便会消失了。

可是，恰恰相反，它们可以连续存在数周甚至更长。

“它们符合观测科学的基本准则：

观测到的事注定发生，”SOHO的MDI主任、斯坦福大学的PhilipScherrer说：

“我们现在已经有了一点线索。

”

天文学家知道黑子是太阳表面的强磁场区域。

当儿时玩磁铁时就发现磁极会互相排斥。

按理说，太阳的强磁场区域也同样应该互相排斥。

可事实上，天文观测清楚地显示太阳表面有物质从黑子流出。

斯坦福大学的AlexanderKosovichev和赵俊伟（音译，JunweiZhao）以及NASA戈达德飞行中心的ThomasDuvall使用MDI的独特技术观测到了黑子表面下的情况，并且首次观测到向内流动的物质流。

“我们发现向外流动的物质流仅是表面的特征，”赵俊伟说：

“如果你在往更深一点的地方看你就能看到物质急速向内流动，形成一个行星大小的漩涡。

这些物质流也会将磁场拉扯到一起。

”

太阳天文学家长久以来就知道，太阳黑子下面存在强磁场，它阻止能流从太阳的内部垂直涌出，进而使黑子冷却并且使它比周围的环境要暗。

对这种对流运动的遏制就像是一种塞子，它阻止了太阳内部的能量抵达太阳表面。

位于“塞子”上的物质的温度会变得比较低，并且会变得比较稠密，由新的观测发现这个“塞子”会以每小时3000英里的速度向下降。

这使得周围的等离子和磁场朝向黑子的中心。

聚集的磁场进一步冷却，冷却的等离子下沉带动更多的等离子，由此形成了一个循环。

只要磁场足够强，冷却效应会维持一个向内的物质流，并且保持其结构的稳定。

表面的喷流被确定位于一个很薄的层内。

因为“塞子”阻止了太阳内部的热量抵达表面，“塞子”下的区域会变得更热。

1998年6月的一次观测证实这一点。

“我们对太阳黑子如此之薄感到非常的惊讶，”Kosovichev。

观测到的3000英里之下的音速相当的高，预示太阳黑子的根部比周围的环境要热的多，正好与表面的情况相反。

“黑子中较冷的部分就像是一堆硬币，”他补充道。

“较冷的向下的物质流在向上的物质流分叉的地方发生耗散，”Duvall说，“这些数据无法使我们建立起一个清晰的物理图像来解释一些细节。

直到现在，我们仍是在黑子的上方朝下观测黑子，就像从树梢向下望只能看到树梢的叶子。

现在我们第一次能观测到这棵树的树枝和树干了，有了一棵树的印象。

但是这棵树的根仍是一个谜。

”

2002年太阳黑子

2002年10月13日的日面图：

太阳黑子主要分布在太阳的中低纬并成群成对分布

七、天文科技活动预期结果表达方式

天文科技活动预期结果：

一、天文观测：

1、能认识夜空中的主要星座

2、能指出星空中的主要亮星

3、能熟练掌握望远镜的使用和观测

4、能掌握有关天象的观测要领和注意点

二、课题研究：

开展研究性课题研究的目的，在于提高学生的研究问题、分析问题的能力，使学生掌握开展科学研究的方法和手段。

我们研究太阳活动对地球的影响，使学生能够：

1、掌握有关太阳活动的知识，开辟第二课堂，使学生的完善和全面。

2、撩开太阳活动的神秘面纱，以科学的态度来研究和分析其对地球的影响。

3、开展科普论文的写作，理论联系实际，使学生的知识提高档次。

4、开展课题的研究，感悟人生的真谛，确立正确的人生观和世界观。

三、天文报的编辑和发行：

1、锻炼学生的办报及文字编辑能力

2、在实践中掌握一种技能

3、通过办报使学生掌握更多的天文知识

4、通过天文报这一窗口达到天文普及的效果

四、天文知识竞赛：

1、扩大学生知识面，开拓学生视野

2、在竞赛中掌握更多的天文知识

3、人人参与、天文普及

天文科技活动的结果表达方式：

一、天文观测1、观测报告

2、观测心得

二、天文课题研究1、学生论文

2、研究感悟

3、专家评定

4、课题研究结集成书

三、天文报1、二周发行一次

2、天文报12期评比颁奖

四、天文知识竞赛1、每一年举办一次全校天文知识竞赛

2、并对竞赛优胜者颁奖

八、天文科技活动评价

我们根据天文科技活动的特点，用不同的方式对活动成员进行评价，以鉴定其活动效果：

一、天文学基础理论知识的考查，采用书面闭卷考试的方法。

着重考查学生对基本的天文知识的理解和掌握情况，考查知识较浅，但实际且有一定的灵活性。

这部分内容占总成绩的40%。

二、观测实践能力的考查，采用分小组现场面试的方法，着重考查学生对天体的寻找辨认能力和对各种仪器的操作使用技能。

这部分内容占总成绩的20%。

三、课题研究能力考查，采用论文写作、研究感悟、论坛交流、结题报告等方法，着重考查学生发现问题、提出问题、分析问题、研究问题、解决问题的能力及如何将研究的成果以论文的形式表达出来，这部分内容占总成绩的20%。

四、天文报编辑能力的考查，采用报面、内容、美工评比，着重考查学生的办报能力。

这部分内容占总成绩的20%。

附表二份：

表一

震泽中学晓庵天文台2002年——2003年第一学期具体活动日程

活动时间

活动地点

指导教师

活动内容

2002年9月14日晚6：

30——8：

30

天文活动室（科技楼四层）

全体指导教师

1：

宣布第20届天文组成立

2：

制定天文组活动计划

9月15日8：

00——10：

00

王晓庵纪念堂

全体指导教师

1：

参观晓庵纪念堂

2：

瞻仰先辈

9月21日

天文台

陆兴虎吕士革

学习使用望远镜一

9月22日

天文活动室

陆兴虎

讲座《宇宙环境》

10月12日

天文台

陆兴虎吕士革

学习使用望远镜二

观测技能考查

10月13日

天文活动室

陆兴虎吕士革

观看天文VCD《宇宙》

10月19日

天文台

陆兴虎吕士革

观测秋季星空

10月20日

天文活动室

姬卫光陆兴虎

讲座《星座漫谈》

10月26日

天文台

陆兴虎吕士革

课题研究开题会

10月27日

天文活动室

孙海平陆兴虎

讲座《太阳和太阳系》

11月9日

天文台

陆兴虎吕士革

观测月球

11月10日

天文活动室

全体指导教师

课题研究讨论会

11月16日

天文台

陆兴虎吕士革

观测月相

11月17日

天文活动室

陈岚婷陆兴虎

讲座《月球》

天文基础知识考查

11月23日

天文台

陆兴虎吕士革

黑板报评比和奖励

11月24日

天文活动室

陆兴虎吕士革

VCD《太阳和太阳系》

12月7日

天文台

陆兴虎吕士革

观测五大行星

12月8日

天文活动室

陈媛吕士革

讲座《地球》

12月14日

天文台

陆兴虎吕士革

观测冬季星空

12月15日

天文活动室

全体指导教师

课题研究材料汇总

12月21日

天文台

陆兴虎吕士革

观测冬季星空

12月22日

天文活动室

全体指导教师

学校橱窗天文图片展览

2003年1月4日

天文台

全体指导教师

课题研究准备工作

1月5日

天文活动室

全体指导教师

课题研究结题会

课题研究成绩评定

1月11日

天文台

全体指导教师

天文知识竞赛

1月12日

天文活动室

全体指导教师

工作总结、颁奖