基本的天文学知识(6篇)

基本的天文学知识篇1

关键词：易学，科学，认知结构，独知，共识，境界，视角

OnYiTheoryandScience

Abstract:TheYitheoryandsciencealloriginatefromancientsorcery.Theyaredifferentstructuresofcognition.Scienceisbasedoncommonsense，andYitendstoself-realizedstate.ThescientificYiof20centuryisanewannotationabouttheclassicYitheoryunderthenewbackground.

Keywords:Yitheory，science，structureofcognition，self-realizedstate，commonsense，perspective

从中国几千年错综复杂的历史来看，二十世纪无疑是中国的社会格局由内到外发生根本性改变的一个百年。在这个世纪里，相对独立自足的中国思想和社会系统在保持几千年后随着世界各个文化体系的交互运动被动性地被带入了全球性的格局之中，原有的文化和经济基础随之发生动摇和裂变。这些改变迫使原先支撑整个中国社会精神和文化的传统哲学不得不面对一个新的语境的“甄别”，因此，在新的语境下“更新”话语就成了二十世纪中国思想界的一个重要“时尚”。易学也不例外，其中最具时代特征的就是被称为“科学易”的新易学的勃兴。

现代意义上的“科学”应该说产生于近代欧洲。但是，无可否认，科学的历史起点与人类文化的起点同出一源。文化人类学的相关研究表明，在原始社会时期，科学与巫术并没有明显的界域分野，并且，“巫术与科学在认识世界的概念上是相近的，都认定事件的演替是完全有规律的和肯定的，并因而是可准确地预见到和推算出来的。对那些深知事物起因并能接触到宇宙奥秘的人，巫术与科学这二者似乎都为他开辟了有无限可能性的前景。于是，巫术与科学都强有力地刺激着对于知识的追求”。巫觋是人类知识最早的总结者和掌握者，他们的职业与天象和地形有关，而关于天象和地形的种种知识构成了人们精神世界中时间与空间的基本框架。古代中国关于天圆地方、天道左旋、中央四方、阴阳变化、四季流转的意象，通过巫术操作象征的暗示和仪式的神化，逐渐沉淀在基础结构之中，成为各种具体知识共同的背景。由于在“绝地天通”后巫觋是沟通天地人神的唯一使者，因此，他们的关注对象必然是天地宇宙的结构和运动变化的规律，人类的生老病死以及人神交通的仪式、规则和语言，这样的关注和相关的实践活动促成了早期中国的知识系统的形成。这些知识包括：与“天”有关的天文历算、占星望气、式法选择、龟卜筮占、风角五音；与“地”相关的形法；与“人”相关的占梦、招魂、厌劾、服食、房中、导引等等。显而易见，这些知识也就是中国古代天文学、地质学、医学、数学等学科的最初源头，而《周易》则是对这些具体知识所体现的宇宙观和方法论的一个哲学化的总括。

《周易》，特别是《易经》的性质，古往今来一直是人们争论不休的一个话题，这与《易经》本身内容的丰富和杂驳有很大关系。就《易经》的卦、爻辞而言，无论选择怎样的诠释角度，都无法否认和忽略其中明显的占卜成份，结合近几十年的考古发现和古代文献的研究成果，有理由认为：历代围绕《周易》所展开的多层次、多向度的诠释和衍说——易学是作为华夏文明的精神起源和内核的巫史传统的典型体现。所谓“易道广大，无所不包，旁及天文、地理、乐律、兵法、韵学、算术，以逮方外之炉火，皆可援易以为说，而好易者又援以入易，易说至繁”。今天这个被称为“易学”的知识体系如果按照现在的学科分类标准，很难将其归入某个界域分明的专门知识之中，究其原因，乃是由于以“仰则观象于天，俯则观法于地，观鸟兽之文，与地之宜，近取诸身，远取诸物”为方法论基础的“易道”“广大悉备，有天道焉，有人道焉，有地道焉”，包含了先民在人生、社会、自然各方面的实践经验。这些经验经过具有高度智慧的哲人的加工和提炼，最终形成了一套以阴阳五行八卦的流转迁化、循环往复、生生不息为核心内容的，关于人与其生存所依托的世界关系的“图示”结构系统。这样的一个“图示”结构系统是植根于华夏民族精神深层的“天人合一”观念的具体反映，并且与巫史传统紧密结合在一起，构成了一种独特的认知结构和思维模式。两汉以后，随着作为中国思想元典的“五经”在话语权力的霸主地位的确立，“五经”之首的《周易》中所蕴含的上述思想和结构模式得以延续和发展，并在更广的范围内影响到其它各个知识门类的形成和发展。

从《周易》的文本来看，《易传》显然较之《易经》更具哲学思辨性，它通过对《易经》的筮法和卦爻象与卦爻辞的解释，揭示出其内在的整体性原则、变易性原则、阴阳互补原则、和谐均衡原则以及象意合一与象数合一原则。这些原则对于人们如何观察和认识世界，如何体认自身与环境的关系具有很强的指导意义，特别是《易传》中所表述的“一阴一阳之谓道”的命题对于中国古代科学范式中宇宙秩序原理、方法论原则的形成和发展无疑具有导向性的影响。明末方以智所谓“格致研极之精微，皆具于《易》”应该说是他对当时的天文地理等自然科学主要学科的成就“极深研几”后的深切体会。

从易学发展的历史来看，易学与其它门类知识的发展具有明显的互动关系。《易经》中有不少关于天文和气象的记载，《易传》所记述的筮法也明显受到当时历法天文学的影响。在易学以后的发展过程中，每一次重大的思想转变都受到时代思潮的影响，而随着时展而发展的科学技术也就自然地对这些转变起到一定的促进作用。汉代的卦气说就是以当时气象物候方面最新成果为基础而形成的，以易学为主干的宋明理学的形成也与当时的数理科学的发展有着密切的关系，而理学家们将《大学》的“格物致知”嫁接在《易传》的的“穷理尽性”上而提出“格物穷理”的主张后，这种认识方法在宋明以降经过不断的演进，对祖国科学理性精神的影响也日益显著。宋代易学的数学派、理学派、气学派之间关于数与象、数与理、数与物或气的讨论中所发展出的数理哲学，作为宋元数理科学家创造性思维的一部分，成为把数学和物理学推向中国传统科学最高峰的一大动力源泉。明代中国科学技术的一些重要成就，如李时珍的本草自然分类法、朱载十二平均律的发明、徐霞客的地形观察与分析学说，以及宋应星在声学、方以智在光学等方面的重大发展都与之密切相关。

明代以后，随着中西文化交流领域的拓展，西方近代科学的一些成果陆续开始被系统地介绍进来，并在知识阶层有了一定程度的传播。出于不同的动机，在这几百年间有不少人在不同的背景之下尝试中西这两种不同文化体系之间的会通努力。在明清两代，虽然中国文化已经与西方文化正面遭遇，但中国文化的根基尚很稳固，以儒学为代表的主流话语依然能够控制整个社会的意识形态，因此，这个时期的中西文化会通不可避免地只能在“西学中源”、“中体西用”之类的观念指导下进行。由于易学在传统思想领域不可替代的重要地位，将易学与近代西方科学进行会通一直是人们努力的主要方向。这其中以徐光启、方以智、江永、焦循为代表。以方以智为例，他出身三代易学世家，二十岁就立下以易学为终身之志，试图实践中国传统文化诸领域之间的会通。同时，他对当时传入国内的西学也怀有浓厚的兴趣，并结交了包括汤若望在内的多位西方传教士，广泛研读了由这些传教士带来的西方天文、地理、数学等专著。在此基础上，他试图调合中西，以易学改造西学。他的“质测”兼“通几”的方法论见解所反映的正是一种会通意识。其代表作《通雅》和《物理小识》中包括了天文、地理、算学、动植、矿物、医学、声音文字、文学艺术等多方面的“志艺”之学，其中充溢着易学“弥纶天地之道”的精神。然而，从结果来看，他的努力并不成功。近人任道斌有着中肯的评价：“在西学东渐过程中，方以智对西学采取批判吸收的态度，同时对中国的文化科技作了调查整理。方以智试图改正西学的不足，然而，三代学《易》家庭的影响，虽给他带来了自然的朴素辩证法，但这不能完全解释宇宙，以至使他陷入了形而上学。由于先天的不足，他不可能像牛顿那样，从科学实践中去寻求三大定律式的科学观，只能从《周易》、《河图》、《洛书》中检出神秘主义作为改进西学的武器，所以他的尝试归于失败”。从现代角度来看，方以智的失败是中西文化内在差异相互冲突的深刻体现，其个人身上所反映出的不足是整个文化某些缺陷的折射，具有相当的普遍性。如果说明清两代方以智等人会通易学和西学的努力还是局部的个人行为甚至被排斥于主流话语之外的话，二十世纪易学研究中易学与西方科学的会通则已经凸显出来，并成为易学的一个新的分支——即所谓的科学易。大批的研究专著在此期间先后涌现出来，其中具有代表性的有：沈仲涛的《易卦与科学》、薛学潜的《易与物质波动力学》、刘子华的《八卦宇宙论与现代天文学》、周士一、潘启明的《周易参同契研究》、黄本英的《易经科学》、沈宜甲的《科学无玄的周易》、乌恩溥的《易经——古代中国的世界图示》、杨力的《周易与中医学》、江国梁的《周易原理与古代科技》、徐道一的《周易科学观》和《周易与当代自然科学》、郑军的《太极太玄体系》、董光璧的《易学与科技》、《易图的数学结构》和《易学科学史纲》等。严格说来，科学易是从传统的象数易学中演化而来，象数易学中的一些图式和规则与自然科学的某些知识结构相类似，很容易使人将二者联系起来。从目前科学易的研究状况来看，大致有三种倾向：一是研究易学与古代科学技术的相互关系；二是用现当代科学的某些成果重新解释传统易学；三是用现代科学比附传统易学。

所谓的科学，其本质特征在于运用诸如范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的属性和规律，是人类的一种知识体系。科学的发展，如爱因斯坦所指出的那样：“是以两个伟大的成就为基础，那就是希腊哲学家发明的形式逻辑体系（在欧几里德几何学中），以及（在文艺复兴时期）发现通过系统的实验可能找出因果关系”。逻辑思维是科学的基本思维模式，它以抽象出事物的特征、本质而形成概念，并在认识过程中借助概念进行判断和推理来反映现实过程为其特征。因此，如果撩去人为笼罩在科学上的种种神圣光环和面纱，“科学只不过是知觉的显现、意图的说明、常识的完善和精确的语言表述”。换言之，科学是人类的认知结构模式之一。十七世纪以后，科学思想由于挣脱了中世纪神学的束缚，在欧洲取得了长足的发展，进而极大的扩展了人类的视域，并带动各门类的专门技术，从根本上促进了工业革命的发生，从而创造出人类历史上从未有过的巨大物质财富，成为社会生产力的中坚力量。这些辉煌的成就以及科学思想所依托的概念的精确性和逻辑演绎的条理性使得科学的观念得以在最广泛的范围内传播并取得大众的共识，这种共识随着科学技术创造出越来越多的神话般的惊人成就而不断得到强化，最终在现代社会中成为无可匹敌的霸权话语。

正如本文开篇所指出的，二十世纪是中国社会发生翻天覆地变化的一个百年，科学观念在强大的物质力量的裹挟下迅速登陆中土，并且随着中国社会原有经济基础的瓦解而在新诞生的社会意识形态中占据统治地位。在这样一种态势下，原有的一些思想和话语为了求得生存，或主动或被动地进行话语的“更新”以求在新的语境下得到新的“共识”也就很自然了。从这个角度说，二十世纪易学所取得的许多发展，包括文字和历史的考据在内，与科学易试图以科学重新诠释易学（这与方以智等以易学诠释西学的努力方向已有了根本的改变）的尝试一样，自觉不自觉地都是在科学求真务实的观念指导下为易学在新的话语体系中重新定位的一种努力。

虽然科学易的研究方法得到很多人的积极响应，虽然科学和易学一样有着共同的古代巫术的源头并且两者之间确有不少可以相互契合互释的领域，但是必须正视这样一个具有本质意义的差异：易学和科学严格说来是两种不同的思维模式下两种不同的认知结构，它们是人类看待世界所选取的不同的视角。科学思维中最重要的一个环节是对观察结果的逻辑分析，这种分析是在一系列严格的规则引导下进行的，这些规则经过了最大限度的共识检验因而保证了分析推理结果在共识中的可验证性。与之有着本质不同的，代表易思维最典型特征的易象思维是意象性的，它在很大程度上不可解析，其演化的结果具有很强烈的个人色彩，是思想者个体在某种目前尚不能解释的特殊心理状态下所获得的认识。《易传》中所谓“《易》无思也，无为也，寂然不动，感而遂通天下之故”，说的正是易象思维这种与众不同的“感通”特征。这种思维模式是“天人合一”观念最根本的体现，而“天人合一”本身与其说是一种观念，不如说是一种“境界”，所以《易传》的作者才接着说：“非天下之至神，其孰能与于此”？传统易学中有许多今天看来是神秘主义的东西，一定程度上就在于易象思维所达到的境界是独知性的，某种现象、状态或感受之所以“神秘”，就是因为它们超出了受现实局限的“共识”可以理解的范围。

有了“独知”和“共识”这样的一个视角，我们对科学易也就有了一个相对客观的认识。应该说，科学易是在新的语境下重新诠释传统易学，以期为易学建立一个新的“共识”基础。这其中虽然有生拉硬扯甚至生吞活剥的成分，也有被学者批评的“丑科学”、“伪科学”现象出现，但它毕竟使得易学在新的形势下获得一个新的立足点，并且为越来越多在科学话语中熏陶下成长起来的人们了解和认识易学提供了一个切实可行的入门之道，并为中西文化的交融提供了新的途径。

注释:

弗雷译：《金枝》，转引自蒋广学等编《二十世纪文史哲名著精义》，江苏文艺出版社1992年版，第695页。

永容、纪昀主编：《四库全书总目提要》，海南出版社1999年版，第2页。

任道斌：《方以智简论》，转引自董光璧：《关于科学与易学研究的回顾与展望》，《国际易学研究》第四辑，华夏出版社1998年版，第10－11页。

基本的天文学知识篇2

【关键词】露天与金属矿山开采教学内容改革

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）01C-0060-02

深化高等教育教学改革、提高人才培养质量，是新时期加强高等教育质量内涵建设的重要举措。笔者以中国矿业大学（北京）为例，结合露天与金属矿山开采课程的特点和多年的教学实践，提出重构课程教学内容的必要性，探讨教学内容改革的途径，以期为打造精品课程和采矿工程部级特色专业的建设奠定基础。

一、露天与金属矿山开采课程的特点

露天与金属矿山开采是中国矿业大学（北京）采矿工程专业本科一门重要的核心课程。通过该课程的学习，采矿工程专业的学生能够掌握矿床露天开采的基本工艺与设计方法，以及金属矿床地下开采的主要方法与参数设计，为今后从事露天矿山、金属矿床地下开采方面的教学、科研、生产等工作奠定必要的理论与技术基础。露天与金属矿山开采课程具有以下特点：一是课程内容多且杂。课程涵盖固态矿床露天开采与金属矿床地下开采两部分内容，涉及上述领域的开拓方式、生产工艺、采矿方法和设备选择，主要内容包括露天矿山的矿岩松碎、采装、运输、排岩、露天开采境界、矿床露天开拓、露天矿生产能力与采掘进度计划、露天矿边坡稳定与控制，以及金属矿床地下开拓方式、回采工艺、采矿方法选择与适用条件、矿柱回收与空区处理等，知识涵盖面广，课程系统性差，教学难度较大。二是课程学时较少。露天与金属矿山开采课程综合了矿山地质学、矿山机械、爆破工程、岩土力学等多个学科的理论和知识，还需适时补充有关爆破作用机理、矿山公路铁路线路设计等内容，故课程的综合性和实践性较强。然而，根据中国矿业大学（北京）新版教学大纲（2011版），该课程的授课时间由原来的40学时减至32学时，学时少而内容多，这给教师的“教”与学生的“学”均增加了困难。

二、重构课程教学内容的必要性

高等院校实现人才培养的基本途径是教学，其中最主要的是课程教学。在专业范围内，根据教学需要，将知识体系按照学科的内在规律，分解成若干个具体的知识体系，每个具体的知识体系即课程；每门课程都有其独特的内容，其载体是教材。

课程建设是提高教学质量的一项综合性建设，课程建设主要包括教学内容、师资队伍、教材、教学条件、教学方法与手段、课程体系、管理机制、实践教学等几个方面的建设，其主要目的是解决好如何为学生提供好的教学内容和教学方法的问题。

教学内容是体现教育目标的重要组成部分，是该领域前人研究成果的总结，并且随着科学研究的进展而不断发生变化。根据普赖斯知识指数增长模型，到2022年人类知识总量将达到每73天翻一番的速度。这就要求教师要从广阔的知识海洋中汲取营养，改善自身的知识结构，开展科学研究，这也是提高自身水平、适应社会发展的一条途径。教师只有将反映科学技术、经济社会发展的最新研究成果，及时充实到新的教材及课堂讲授中，才能为学生探索新事物、培养创造能力奠定基础。

教学内容的改革是教学改革的核心，必须符合人才培养目标的总体要求。教学内容改革既涉及各门课程内容之间的衔接与组合，以及每门课程的内容选择和优化，又涉及教学设计、教学方法和手段、教材选用等因素。露天与金属矿山开采课程作为采矿工程专业的核心课程，涉及范围广，内容更新快，重构课程知识体系，优化整合课程内容，改变教学内容陈旧、脱离科学发展前沿的现象，形成开放的课程体系刻不容缓。

三、教学内容改革的途径

全面推进采矿工程专业人才素质教育，是培养能适应社会主义现代化建设需要，德、智、体全面发展，基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，具有创新意识和创新能力的采矿工程技术人员和研究人员的要求。针对当前课程教学中存在的问题，结合笔者所承担的“中国矿业大学（北京）露天与金属矿山开采课程建设”项目，探讨采矿工程专业露天与金属矿山开采课程教学内容改革的途径。

（一）优化教学内容。教学内容的调整，应注重将工程素质的要素转化为具体的教学内容和教学活动，强调以科研促进教学，形成贴近工程实际的教学内容。露天与金属矿山开采课程涉及的预备知识和相关领域较多，课程横向跨度大，其与矿山地质、矿山机械、岩土力学、爆破工程等课程联系密切。在新版课程教学大纲的指导下，对原有露天与金属矿山开采课程的教学内容进行取舍，在合理保留传统内容的基础上，注重课程内容的更新，通过在课堂教学中补充本学科的发展前沿，提高学生的学习兴趣。例如，原先在讲授“露天矿山爆破”时，需要增加2学时来补充有关炸药基本组成与岩石爆破作用机理等内容，但根据新版采矿工程专业本科培养计划，已新增爆破工程课程，因此，在讲授“露天矿山爆破”时，无需重复这部分内容，从而有助于提高课程的教学效率。又如，浅孔留矿采矿法虽在许多小型金属地下矿山仍普遍运用，但其存在机械化程度低、工人劳动强度大、安全作业条件差等不足，不符合“安全、高效”的采矿发展之路，故在教学过程中应对这部分内容进行删减。再如，随着矿产资源开发逐步向深部延伸，解决深部开采引发的高温、高压、岩爆等问题已成为当前研究的热点，适时补充深部开采理论与安全生产技术，有助于提高学生对采矿学科的深入认识和思考。

（二）加强教材建设。教材是传播知识的载体，教材建设是教学内容和课程体系改革的组成部分，是课程内容、教学体系建设和改革思想的具体反映，一本好教材是取得出色教学效果的基本保证。因此，编写与教学计划、课程教学大纲配套的系列教材是教学改革成果的载体和改革得以实现的手段，也是实现教学计划的重要保证。教材既要求内容丰富、系统完整、重点突出，并能反映国内外最新的进展和发展趋势，又要求能突出基础理论、基本知识和基本技术的教育。露天与金属矿山开采课程内容涉及固体矿床露天开采和金属矿山地下开采两部分内容，曾选用教材是根据教育部1998年颁布的大采矿专业要求编写的，不能充分满足新版教学大纲的要求。因此，在调整和优化教学内容的同时，依托中国矿业大学（北京）教材建设项目，按新的思路组织编写课程配套教材――《金属矿床露天与地下开采》。与现有同类教材相比，该教材是针对煤炭院校本科生采矿教学的特点，适当补充固体矿床露天开采与金属矿床地下开采的有关内容；并在原有教材的基础上，补充了爆破作用机理、矿山公路铁路线路设计等内容，力求反映近年来矿业领域较为成型的新概念、新成果、新方法，如地下深井矿山胶结充填采矿理论与技术、露天煤矿吊斗铲剥离倒堆开采工艺等。《金属矿床露天与地下开采》荣获2011年北京市精品教材。

（三）明确教学重点。露天与金属矿山开采课程表面看起来，知识点多、内容庞杂，实际上这是对教学内容理解不系统造成的。明确教学重点是提高教学质量的关键，而教学重点的确定又必须建立在熟悉教学内容的基础上。因此，必须认真钻研教材，处理好教材与教学内容的关系，对教材内容进行有益的深化和适当的扩展或删减。然而，教材毕竟只是教学中的主要参考书，对教师而言，还要参阅大量的参考文献，在熟悉内容、吃透教材的基础上对教材内容进行重新组织、加工精炼，以最有效的方式将一些基本原理、方法及技能传授给学生，使学生在尽可能少的时间内获得尽可能多的知识。例如，在讲授金属矿山地下开采方法时，可按照“采场结构参数―采准工作―切割工作―回采工作―采矿方法评价”的思路开展；在讲授露天煤矿大型采装设备吊斗铲时，可引出“吊斗铲倒堆剥离开采工艺”，并通过我国黑岱沟露天煤矿“定向抛掷爆破+吊斗铲倒堆剥离”实例深入阐述此类开采工艺。这种教学方法不仅使露天与金属矿山开采课程的知识系统化，从而使学生容易接受和掌握，而且培养了学生解决问题的能力。

（四）引入科研成果。露天与金属矿山开采领域的新理论、新技术和新方法不断出现，这就要求教师要不断从知识海洋中汲取营养，改善和提高自身的知识结构。科研工作是提高和体现教师学术水平的重要途径之一，通过参加科研实践来丰富自己的工程实践经验，并将反映科学技术、经济社会发展的最新成果及时充实到新的教材及课堂中，既不会使单纯的理论知识讲解枯燥无味，又能为学生探索新事物、培养创造能力奠定基础。例如，在讲授金属矿山地下采矿方法选择时，结合教师正在进行的科研项目“夏甸金矿深部高温高压环境下安全高效开采关键技术研究”，详细论述了选择采矿方法的基本要求、影响采矿方法选择的主要因素和采矿方法选择的步骤，收到了良好的授课效果。

露天与金属矿山开采是一门实践性非常强的课程，通过鼓励学生参加大学生创新性实验项目或参与教师的科研项目，将露天与金属矿山开采课程的知识点融入科研项目中，增强学生运用科学知识和方法解决实际问题的能力。例如，利用中国矿业大学（北京）充填采矿实验室在仪器设备上的优势，先后组织本科生参与“全尾砂固结充填胶凝材料研究”、“尾砂胶结充填体自立性能研究”、“高地温环境下全尾砂固结胶凝材料研究”等多项大学生创新性实验计划项目。通过参加相关科研工作，学生的创新能力和综合素质得到显著提高。

总之，教学内容改革是课程建设的基础和依托，可通过优化教学内容、加强教材建设、明确教学重点、引入科研成果等途径，力争实现科研和教学的有效结合，使课程内容能及时反映本学科的最新研究成果，提高学生的创新能力和实践能力。

【参考文献】

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[2]吕永震，王光.创新课程建设体系，全面提升课程建设水平[J].现代教育科学，2009（4）

[3]勾攀峰，宋常胜.岩石力学课程的教学改革与实践[J].高教论坛，2009，（5）

[4]蔡美峰.对本科生教材改革的若干思考[J].中国冶金教育，2001（5）

基本的天文学知识篇3

中学地理学科最突出、最基本的特点应该是区域性和综合性。在现行的各种版本的地理教材中，如人教版、苏教版、湘教版，区域地理知识是最基本的知识。我们有些老师在讲解区域地理知识同人类活动的环境、地理环境的关系时，常常会出现简单、机械地罗列地理知识的现象，重视“地”的知识介绍，而忽视“理”的知识分析，不重视地理现象和地理事物之间的内在联系。地理老师要想方设法改变这种教学现状，要充分认识到地理学科区域性和综合性的特点，帮助学生构建地理知识的基本框架，使学生把所学的地理知识都归纳到知识框架中。达到这个目的的方法也许有很多，但结构教学法无疑应该是其中最为有效的方法之一。

一、讲清知识间的内在联系，形成一个个相关的知识系列

中学地理教学要讲清各种知识间的内在联系，以便构成地理知识序列。例如讲到上海地区的地理特征时，就要说明它是长江的入海口，是世界上最大的港口之一。从上海站沿着沪宁线向西，分别是苏州、无锡、常州、镇江、南京等经济发展较为迅猛的地区。上海海、陆、空交通发达，人口密集，不仅汇集了中国的高新技术，也汇集了世界上的一些高新技术。上海是我国重要的重工业基地。上海不仅是中国的政治、经济、文化中心之一，也是世界上的大都市。例如讲到天津地区的地理特征时，要说明它既位于华北平原，又靠近海河的入海口，塘沽港不仅是我国的一个大港口，也是世界上大港口之一，附近还有驰名中外的长芦盐场。天津距离北京、东北等一些重工业基地较近，天津的地理位置优势同上海有很多相似之处。讲上海、天津这两个大城市，如果把这两个大城市的有关地理知识看成是互不联系的，学生就很难将这些知识构建成一个网络。如果从上海、天津的地位位置和地理特点来讲，介绍它们的历史，说清它们海洋资源开发以及同周边城市的关系等，这样，上海、天津地区的地理知识便不是孤立的知识了，而是一个有机的整体。这样既可以加深学生对知识的理解，又可以培养学生概括综合能力。

二、采用结构教学，引导建立地理学科的基本结构

根据《普通高中地理课程标标（实验稿）》（人民教育出版社，2003年）规定，中学阶段是基础性教育，在这个阶段所学的地理知识都是基础性知识，还要让学生养成良好的学习习惯，同时掌握学习地理的基本方法。学习地理基础知识要有选择性，要学习那些最基本、最关键的知识。对这些最基本、最关键的地理知识要给学生讲清讲透，但不能讲得太深、太难、太偏、太怪。例如，学习地理基础知识肯定要学习到地球自转、地球形状、经线、经度、纬线、纬度、区时、日界线、昼夜更替等一系列知识，学习这些基础知识最关键的是地球自转的绕轴运动这个重点，讲解这一重点我们就要多花一些时间，一定要把它讲清讲透。让我们的学生能够认识到：假如没有地球自转，就没有地轴；假如没有地轴，就没有两极；假如没有两极，就没有地理坐标；假如没有地理坐标，就没有时区、日界线。由此可见，地球的绕轴运动是这一系列知识中的核心知识。搞懂了这个核心，学生也就构建了这个知识的框架。现在我们搞经济建设，不能以破坏环境为代价，社会发展要科学发展，可持续发展，人和自然要和谐统一。那种先发展后治理的观点是错误的，我们应该把“环保”落到实处。这里要讲清“经济发展”与“保护自然”的关系，其中最核心的知识或理念就是“科学”两个字。

三、采用结构教学，应巧妙运用地图和多媒体

中学地理教学离不开地图，地图是我们地理教学最重要的工具。地图具有整体性、形象性、直观性的特点，地图能够清楚地展现地理要素的分布，所以运用地图成了地理教学的重要手段，也是结构教学不可缺少的手段。地图既是学生获得地理感性知识的源泉，也是为我们提供对不同区域进行比较分析、查明其间地理事物的共性和地域差异性的极好园地。当然，当我们老师指导学生读图和运用地图时，也应该时时提醒学生不要忘记空间结构，要认识到地球不过是不可展开的球面的展开图，在不同的地图上，区域的形状、大小、距离是有差异的，而且还会有失真之处，不要被地图的平面性所迷惑。另外，地理教学要充分利用多媒体，以便增强教学的直观性、形象性。现代科学技术的发展为我们教学提供了便利，这在地理学科方面体现得更为明显。但遗憾的是，现在我们还有不少地理老师不会用或很少用多媒体来组织教学，这是一个应该引起我们高度重视的问题。

基本的天文学知识篇4

关键词：师范天文教学

中图分类号：Pl-4

文献标识码：C

DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.135

天文学与数学、物理、化学、生物、地球科学并列为六大基础自然学科。天文学从其诞生之初起就为人类社会提供定位、时间和历法等服务。时至今日，天文学理论已发展成为含天体测量学、天体力学和天体物理学三大分支的完整学科体系，天文学的应用已经渐拓展到人类生产生活的方方面面。然而，中国现行的天文普及教育尚未形成完整体系，零散的天文学内容通常归并人中小学的《地理》或《科学》课程中，包括大学生在内的大众天文知识的缺乏正在从教育体制问题衍生成社会问题。建立大众正确的宇宙观和世界观，是现实生活的需要，也是社会和谐发展的需要。高等院校师范生是基层科学普及工作的主要参与者和实施者，科学教育和地理教育的专业师范生成为基层天文学普及师资的主要来源，提高相关专业高校师范生的天文学素养成为天文普及教育工作的当务之急。然而，传统强调数理基础和观测实践的天文教学，面临着专业师资缺乏和仪器简陋等诸多现实问题，影响了天文学的教学和普及效果。笔者通过长期面向不同层次师范生的基础天文学教学实践，系统探讨了师范院校基础天文学的教学和普及经验，为区域科普天文教育人才的培养和中小学天文教育工作的开展提供参考。

1整合资源和营造氛围

天文学是研究宇宙的学科，而肉眼看到的宇宙是极其有限的，所以天文学从某种程度上是基于“望远镜”的科学。国际天文热唤醒了人们的天文热情，也引发了网络和现实天文教学资源的大爆发。基于现代教育技术的多媒体课件设计和制作是开展天文科普教学的首选方法，多媒体手段通过图片、动画、音频和视频等形式可真实再现望远镜里的宇宙，从而缩短学生与天体之间的距离感，但多媒体手段是对宇宙空间的简化和抽象，与现实的宇宙尚存在距离。而综合多媒体技术、虚拟现实技术和空间观测技术最新成果的计算机和手机星空模拟软件（Stellarium，StarryNight，SkyView）通过虚拟的三维数字宇宙，更是为基础天文学教学提供了一个综合性的全天候的虚拟教学平台。学生学习过程中仿佛置身于真实的天空之下，根据需要演示即时即地的天文现象，并通过随时更新的天体数据库了解目标天体的基本特征。基于星空模拟软件的基础天文学教学突破传统的“先讲授后演示”的传统教学模式，使学生在现实中学习，在现实中应用，减少不必要的教学环节，大大提高了课堂效率，更重要的是切实提高了学生对于天文学基本原理和基本方法的应用能力，特别适合于基础天文教学，值得普及和推广。

2热点导入和激发兴趣

激发学生的学习动机是基础天文学教学的首要环节。国际盛行的天文热使天文现象和天文事件常常见诸于报端，大众对基本天文概念似乎都已耳熟能详，但对于基本概念背后的天文学原理却不得而知。教师应即时抓住学生这种基于有限的感性认识而引发的求知欲望，结合近期天文热点，激发学生的学习动机，导人理论课程内容，使学生的学习从零散转向系统，从感性到理性，从被动接受到主动探索，这种教学模式符合人的心理认知规律，也符合建构主义的教学理念。如讲授“太阳系”时，可结合狮子座流星雨、火星探测、冥王星的归属等太阳系的相关科学问题等；而讲授“地月系”时，可结合日月食和月球探测等；讲授“星空区划”时，可结合国际星空区划中的“星座神话”和中国星空区划中的“星官”和“分野”制度等。从而使学生从天文现象人手，自觉迈人天文学习的殿堂。

3侧重过程和注重类比

现代天文学包括天体测量学、天体力学和天体物理学三大学科分支，而这也代表了天体研究由浅人深的三个层次，不同尺度天体由于观测条件的差异研究程度自然也不尽相同，反映在天文学教材上不同尺度天体介绍的详略不同。但传统天文学教材对此并未说明，从而使初涉天文的学生往往对这种相对凌乱的知识体系准备不足，对课程的重难点也把握不准，深陷于海量的天体数据和轨道参数等天体测量学特征，无暇顾及测量学特征背后的天体力学和天体物理学原理。鉴于此，面向非天文专业学生的基础天文学教学应强调面向天体运动过程的原理解释和现实意义，测量学内容作为天体静态特征可随时查阅。此外，宇宙是不同天体系统形成的自组织结构，不同尺度天体的形成、分类和演化具有类似的特征。实际天文学教学中在从宏观到微观讲授天体系统时，应注意教学内容前后的逻辑性和类似性，以点带面，合理分配学时。如宇宙的演化、星系的演化、恒星演化、太阳系的演化的教学；再如星团的分类、星系的分类、星云的分类等内容均可实现类比，不仅有效提高了理论课堂的教学效果，增强了学生对于天文学原理的迁移能力，而且可将更多的精力放在更为重要的天文学应用的教学中。

4仪器演示和数字模拟

天文学相对抽象的理论内容需要学生有丰富的空间想象能力和敏锐的逻辑思维能力，而初涉天文的学生的宇宙框架尚未完全建立，实际教学通常配合配备相当数量的天文演示仪器辅助理论教学，加深学生对天文学原理的理解和认识。常用天文演示仪器有天象仪、天球仪、三球仪、电子活动星图等等。值得注意的是，考虑到地区天文发展水平的差异，天文演示仪器的选用在经济条件有限的前提下应尽量小型化、便携化、自制化、数字化和拟人化，在保障课堂演示效果的同时，有效降低教学成本，更重要的是使学生有机会自己重复实验过程，便于课后巩固和复习，也利于天文学的普及和推广。近年来数字星空模拟软件的成熟为这种教学思路提供的契机，该类软件可集中展现天体周日视运动、周年视运动、四季星空、日月食、行星凌日、五星连珠、彗星回归和流星雨等诸多天文演示功能，从而在有多媒体教学条件的课堂中成为最佳的教学和实验平台，大大提高了教学效果。

5角色扮演和时空对应

天文学的基础教学通常不可避免的涉及到基本概念的识记和理解，也成为天文科普教学中常见的门槛。例如，星空区划是是科普天文教学的重点，但其中涉及的全天88星座的记忆是实际教学中的难点，也是学生识别四季星空的基础。实际教学中，教师按照传统方法根据当地星空的可视情况对多星座进行简化的同时，可将特定星座的名称和相对位置与学生的姓名和籍贯的地理位置逐个对应起来，每个学生扮演一个星座，地球表面的学生籍贯的相对位置也对应星座在天球上的相对位置，而且教学时也要求“对号入座”，保持彼此间的相对位置关系，从而使教学过程中的每一次“点名”和“落座”都成为星空区划知识的复习巩固。更重要是，在课时有限的前提下，调动了学生的积极性，使学生从抽象晦涩的天文学理论中解脱出来，在轻松的氛围中到达满意的学习效果。

6来源现实回归现实

天文学是来源于现实的科学，与人类生产生活息息相关。而面向非天文专业师范生的基础天文学教学的最终目的也是将有限的天文知识运用到学生自己的专业和社会实践中。理论课程讲授要从现实出发，最后又回到现实。引导学生从天文现象的感性认识出发，探讨的天文现象背后的基本原理，了解研究这些基本原理涉及的基本方法，进行总结归纳分类，然而再推而广之。实际教学中，可针对学生不同的知识背景设计不同专题应用内容，如面向文科生的“天文年代学”教学，面向理科生的“天文气候学”、“天体物理学”等专题。这种面向现实的基本教学理念应渗透到天文学基本原理和方法的教学环节中，减少不必要的中间教学环节，切实提高学生对天文学基本原理和方法的实际应用能力，而且为自己将来的教学和科普奠定基础。

21世纪以来，以载人航天和空间探测为主题的天文热开始在全球盛行，现代天文学进展和各种天文现象开始受到越来越多的大众关注，良好的社会氛围为我们开展天文科普工作提供了契机。高等师范院校是区域天文科普教育的中心，提高科普天文教育人才的培养质量，促进地方天文科普事业的发展，是区域高等师范院校应履行的社会责任。高等师范院校应充分整合天文教学资源，灵活运用教学方法，并结合丰富的天文实践，使高质量的天文科普教育通过高校辐射到基层中小学，从而使天文学真正从书本回归社会。

参考文献：

【1】胡中为，萧耐园.天文学教程（第二版）上册【M】.高等教育出版社，2003.

【2】余明.简明天文学教程（第二版）【M】.高等教育出版社，2007.

【3】金祖孟，陈自悟.地球概论（第三版）【M】.高等教育出版社，1997.

【4】朱慈.天文学教程（第二版）下册【M】.高等教育出版社，2003.

【5】苏宜.天文学新概论（第三版）【M】.华中科技大学出版社，2005.

【6】胡中为.普通天文学【M】.南京大学出版社，2003.

【7】刘学富.基础天文学【M】.高等教育出版社，2004.

【8】袁启荣.高校天文选修课教学实践中的困难和挑战【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：233-235.

【9】王志刚，王庆禄.如何在理论力学课中加强天文教学【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：255-257.

【10】毕雄伟，朱肇瑞，张雄.云南师范大学天文学教育的发展与展望【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：249-251.【11】孙艳春.天文专业基础课的教学改革和全校天文公选课的设想【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：241-243.

【12】苏宜.以人为本说理而不说教学生评书不为应试为修身【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：252-254.

【13】张燕平，杨静，杜升云，刘学富，张同杰.多媒体教学手段在天文教育中的应用――天文教学系列软件“探索宇宙”简介【J】.北京师范大学学报（自然科学版），2005，（3）：297-299.

基本的天文学知识篇5

关键词：校本课程；物理学史；航天物理学；万有引力

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148（2016）3-0049-3

随着高中物理新课程改革的进行，校本课程成为了中小学实施素质教育的重要体现之一。所谓校本课程，指以学校为本位，由学校自己设计制定课程，它与国家课程、地方课程相对应。大力实施校本课程，能够使学生在基本学习任务的基础上，拓展学科视野，对提升学生的学科素养具有重要的理论与实践意义。物理课程是高中阶段学生必修的自然科学课程之一，现有的课标教材在内容体系上已经相当完善，但还是以学科基础知识与基本理论的讲授为主。因此，将物理校本课程渗透到课堂教学中，既能扩大学生的物理视野，又能提升学生的物理基本素养。在此以人教版高中物理必修2第六章《万有引力与航天》的物理学史角度为例，设计了本章的校本课程。为一线物理教师设计校本课程提供一定的参考。

1课程题目

“航天物理学发展史”

2课程分析

人类对行星运动规律的认识过程和牛顿建立万有引力定律的过程是对学生进行“过程与方法”和“情感、态度与价值观”教育难得的好材料。托勒密的地心说、哥白尼的日心说、第谷布拉赫的观测和开普勒行星运动定律，生动地体现了勇于创新和实事求是的科学态度、科学精神和科学思维方法[1]。牛顿根据前人的发现进一步总结，提出了万有引力定律，并进一步放眼宇宙说明了万有引力定律和引力常量的意义，这部分知识是圆周运动在航天中的应用，包含着丰富的物理学史。教师在本章教学过程中将物理学史渗透其中，不仅能有助于学生对知识的理解，更能激发学生对航空航天事业的热爱，从情感、态度与价值观方面让学生认识到物理学习的意义所在。

3学生分析

本校本课程针对的学生群体是普通高中的文科实验班学生。这类学生具有以下特点：1）具有良好的感性思维，认识事物与理科生相比较感性。2）基础知识扎实，对知识有良好的接受能力，所学内容的知识面可以更宽泛一些。3）多数文科生对物理学科不感兴趣，这就需要加强兴趣的培养。

4课程目标

《基础教育课程改革纲要》中提出：“改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。”“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。”这为我们校本课程的制定明确了方向和目标。本课程旨在全面培养学生的“过程与方法”和“情感、态度与价值观”目标。通过物理学史的教材内容引导学生更加主动、富有兴趣地学习物理概念与规律。另一方面，物理学史是培养学生科学本质观的重要手段。通过了解科学家探索物理学科未知领域的过程，突出科学知识、科学探究以及科学事业的多种本质属性，让学生感受到物理的学科魅力和人类艰苦卓绝的不断努力[2]。同时，本课程的物理学史介绍有多处留白，这能够让学生自己搜集更多的资料进行汇总、分析、整理，提高学生的信息处理能力。

5课程内容设置

本校本课程共设计了4节的内容，均是以人教版高中物理必修2第六章《万有引力与航天》的教材内容为依托，挖掘教材中包含的物理学史。具体目录的设置如表1所示。校本课程目录与教材课程目录相对应，教师在实施校本课程时，需充分挖掘与航空航天有关的物理学史，并将这部分内容有针对性地渗透到物理必修2《万有引力与航天》对应章节的教学活动中。学生在理解教材知识的同时，能体会到科学家在探索过程中付出的艰辛与努力。每节目录下对应的课程内容设置如表2所示。

6时间及教职资源分配

校本课程实施时间安排在高中一年级第二学期，在学习完高中物理必修2第六章《万有引力与航天》后开设，时间为一个月，授课时数为5课时。教职资源分配可以按照以下两种方案进行：1）各个班级的物理专业老师进行授课。2）学生课下自主阅读，上课时师生互相交流。

7注意的问题

在实施该校本课程教学时，教师要注重物理学史与社会发展的融合，将物理学家曾经的航天探索与如今我国航天事业的发展做简单的联系。全面提高学生的科学素养与人文素养，通过物理学史激发学生未来为科学事业献身的科学精神。在校本课程实施的过程中会遇到一些问题，如有的内容抽象性太强，学生不容易理解；还有的内容不容易激发学生的阅读兴趣[3]等。在这里，需要教师在进行该课程教学时要把握好文科学生的学习能力与知识储备，遇到抽象性太强的内容可以通过列举示例将其形象化，将多媒体教学与课程内容充分地结合能进一步激发学生学习的兴趣。

参考文献：

[1]陈洪云.物理科学方法在卡文迪许扭秤设计及实验中的妙用[J].物理教师，2015，36（2）：15—17.

[2]侍敏.浅谈物理学史的教育作用[J].中学物理教学参考，2015，44（7）：16—17.

基本的天文学知识篇6

关键词：天文；科普教育；四季星空

四季星空是天文普及教学的一个重要环节。如果教师引导得法，会极大地提高学生对天文科学的兴趣。通过对星空的认识，学生可以形成对周日、周年视运动的感性认识。通过对恒星的了解，学生会对恒星物理性质的多样性，演化的必然性产生理性的认识。

一、星空的季节分期

根据周年视运动的规律，我们可用四季来划分星空，即所谓的“四季星空”。具体是：春季3月至5月，夏季6月至8月，秋季9月至11月和冬季12月至次年2月。需要注意的是，因为周日视运动规律的作用，四季星空实际适用于该季节的上半夜。

由于广州是北半球低纬度的城市，恒显星区面积只有1710平方度，仅占全天球面积的4.14%，所以在不同的季节，拱极星区的星座会有所变化。如秋季的上半夜，大熊座会位于地平线下。我们可以把仙后座和小熊座结合讲解，既能让学生了解两个星座的相对位置，又能学习由仙后座找北极星的方法。而到了春季上半夜，仙后座沉于地平之下，则要用大熊座来指示北极星了。

二、四季星空的基本教学流程

可将教学流程分为两个步骤。第一步：分东南西北和天顶五个方位介绍当季星空，使学生能初步了解当季星空的主要星座的相对位置，及寻找和辨认星座的基本方法。第二步：对当季的主要星座进行有特色的深入讲解。简而言之就是“先方位后星座”的教学策略。

笔者用下列表格说明各季节各个方位需要讲到的主要星座。

试以春季星空为例说明第一步的教学流程。

1.指向北方找到大熊座的北斗七星，通过北斗的指极星找到位于小熊座的北极星。

2.从指极星到北极星的连线延伸下去，会找到仙后座。从大熊座顺时针到仙王座，在两个星座之间可以看到天龙座和仙王座。

3.由北斗斗柄的弧线可以找到位于天顶附近牧夫座大角星。大角星北方的5颗亮星构成一个不规则的五边形。

4.由大角星向东可以找到狮子座。狮子座“头部”类似一把镰刀，“尾部”则是由三颗较亮的星组成的三角形。其中最亮的一颗叫“五帝座一”。

5.从狮子座往南会找到室女座，室女座的最亮星叫角宿一。北斗、大角的弧线最终可以落到角宿一的位置。大角、五帝座一和角宿一构成了“春季大三角”。

6.指向南方，我们会找到全天最大面积的长蛇星座。

7.指向西方，冬季星空的巨蟹、双子等星座快要西沉了。

8.指向东方，夏季星空的天秤、蛇夫等星座慢慢升起了。

一般地，讲解季节的星空，可以先从北方入手，经天顶到南方，然后就兼顾西方（上个季节的部分星座）和东方（下个季节的部分星座）。讲解过程中注意引导学生观察主要星座亮星的分布，主要星座间的相对位置等内容，将能加强学生对星座辨认的能力。

三、根据学生的不同层次进行有效的星空教学

我们将面对小学、初中和高中不同层次的学生开展四季星空的教学。上述的基本流程主要是从天文学的学科角度来进行考虑的。具体到不同层次的学生，在组织教学方面应有不同的策略。

1.小学生。小学生思维活跃，喜欢与教师交流，不过专注程度会相对较弱一些。教师应通过生动、有趣的语言吸引住学生，边回答他们的问题，边引导他们观察星空。教学内容可偏重于介绍星座和亮星的位置，教师多用比喻手段，令学生加深对星空星座的感性认识。多给学生讲述星空的传说，提高他们的兴趣和专注度，并适时地渗透最基本的天文知识，如星等，光年等。

2.初中生。初中生的思维特点从感性思维为主向理性思维转变。教师一方面要以生动、形象的方式介绍星空的基本情况，指导学生辨认星座。可以提及一些关于星空的神话，传说，加强讲解的吸引力。教师还要联系初中地理、数学、物理等学科知识来介绍天文的常识，增加知识容量。如通过天文软件（或天象馆的演示），引导学生思考纬度与星空的关系，初步了解地平坐标与赤道坐标的联系。

3.高中生。各季节星空概况的基本介绍方式可以参考对应初中生的方法。由于高中生在地理、物理和数学上获得的知识和技能要多于初中生，所以教师可以更多地介绍有关天体物理的初步知识，天球坐标的基本知识。在介绍中，要不断启发学生思考，加强互动环节的设计，而不要简单地叙述孤立的知识点。

四、各种星空教学资源的优劣势比较及应用的原则

四季星空的教学离不可教学资源的使用。教学资源可包括：真实的星空，天象馆的人造星空，天文软件的虚拟星空，星图（包括挂图，活动星图及多媒体课件中的星图照片）。

参考文献：