天文学的作用十篇

天文学的作用篇1

我去一所村级小学调研，聆听了一位老教师给三年级学生上的作文课。上课前，这位老师告诉我，目前村级小学人数大减，自己带的三年级只有9个孩子，他上课常常用的是聊天法。

上课前，这位老师在办公室门前折了几朵花，捧在手中走进了教室。

师：这节课，我们写有关花儿的作文。看着老师手中的这束花儿，你想说什么？

生A：老师手中有一束花儿，这是。左边的一朵是白色的，中间的一朵是粉红色的，右边的一朵黄色的，它们的颜色真鲜艳。

师：你说出了花名，又按照从左到右的顺序写了颜色，还用了“鲜艳”这个词概括了颜色的特点。说得很精练。

生B：老师手中的花儿有一朵是粉红色的，它多像我妈妈抹了口红的嘴巴，漂亮极了。我爱鲜花，我更爱我妈妈。

师：你只说粉红色的花，而且由粉红色的花联想到了妈妈抹了口红的嘴巴，并表达了对花对妈妈的喜爱之情，很独特。

生C：老师手中的白花圆圆的，多像老师的一双大眼睛，也多像天上一闪一闪的星星，更像冬天飘落的雪花。

师：你的想象很逼真，很丰富。

生D：老师手中的花儿真鲜艳，真美丽，一定也很香的。这就使我想起了一件事：我们学校的厕所周围没有树，也没有草，如果在那些空地上种上花，厕所里的味道就臭得慢一点儿，厕所周围的景色也就美丽了。

师：你由花的香味想到的这件事很有创意，大家回头看，坐在后面听课的老师笑了，他也点头了，说明他很佩服你的创意和你说话的能力。

生E：看到老师手中的花儿这么鲜艳，这么美丽，我就懂得了妈妈常常给我头上扎花的意思。原来，妈妈要让我像花儿一样漂亮，我是妈妈的一朵花。

师：我们是妈妈心中的花朵，你读懂了妈妈的心思。老师告诉大家，“我们还是祖国的花朵”，这句话的意思大家慢慢去想。

师：过了“说”这一关，怎么把说的这些话很顺利的写下来呢？我建议大家“心诵快速写”，就是一边把心里要说的话放慢速度背，一边放快速度写，不会的字用拼音代替或空下来，写完后查字典再填写。

生：写。二十分钟后，学生写好了。

师：“哪位同学想把自己的作文读一读呢？”

生F：花儿有鲜艳的美丽的，让我们喜欢的；但也有鲜艳的美丽的，让我们讨厌的。爷爷说：“米兰花的果实是鸦片，鸦片是，小孩子千万不能喜欢它。”

师：美丽有时候是一种欺骗，爷爷的话对极了，一定要记在心间。

生E：去年的一天，我和爸爸去医院看望有病的阿姨。爸爸问：“我们拿什么呢？”我说：“拿蛋糕、苹果、还有奶粉、烧鸡。”爸爸说：“我们拿一束花儿吧！”“啊！拿花儿干什么？不能吃不能穿的。”爸爸说：“你慢慢去想吧。”今天我想出答案了，花儿是健康的最好的礼物。

师：你把人物对话写得很具体、很干练，也把爸爸的意思理解得很准确。

生G：老师把花园里的花儿折了拿在手中，我就想起一件事。上星期的一天，我滚铁环，不小心，铁环滚进花园，打折了一枝花。王龙告了我的状。老师在教室门前瞪着眼睛，大声喊我：“彭刚，你怎么不爱护学校的花草呢？”我低头走到老师身边，说：“铁环跑得快，我跑得慢，没追上，铁环进了花园，碰折了一枝花，我不是故意的。”老师笑眯眯地说：“今后跑快点，管住铁环，你去吧。”今天，老师折了花儿，校长会批评他吗？

师：听了你的这段话，老师很感动，一是因为你的这些句子把你的天真和老师处理事情时的不同态度不同表情写得真实流畅；二是你很关心老师，为老师折花的事担忧。

[点评]

天文学的作用篇2

关键词：《崇祯历书》；数学基础；天文学基础

《崇祯历书》中采用了几何算法和天体系统，清晰地引入了地球与地理经纬度的概念，同时采用了西方的计量单位，对欧洲天文学的基本理论、天文学仪器和必要的数学知识进行了详细的阐述，是我国较为全面的介绍欧洲天文学的著作，对天文学在我国的传播具有重要的意义。其中《测量全义》作为《崇祯历书》的基础文献，记载了西方球面天文学和三角学的相关知识，是《崇祯历书》数学和天文学研究的基础。

一、《崇祯历书》的天文学基础

（一）崇祯改历与天文学知识

在十七世纪的中国天文学逐渐出现改革。在封建社会里，历法的作用不仅在于告知民众时间，更是王权得以确立的条件。在明朝末期，由于钦天监采用的元朝郭守敬等人编制的《大统历》进行的日食推测，屡次不能够得到验证，使明朝官员对《大统历》中的天文学知识产生质疑，因而上书请博访知历人员对天文学知识进行改革。徐光启通过崇祯二年发生的日食现象，将传教士预推的时间和食分与《大统历》预推的时间与食分进行比较，得到传教士预推的时间和食分比较精准，而钦天监使用的《大统历》预推结果则出现偏差。长期参与历法编纂工作的钦天监五官正戈如实将情况汇报给了崇祯帝，崇祯帝这才同意了改历的申请，并命令徐光启、李天经和李之藻等人以及入华的耶稣会天文学家进行西法改历的工作。在徐光启、李天经等人的支持下，从崇祯二年到崇祯七年，中西学者共同努力编译了长达137 卷的长篇巨著《崇祯历书》，促使了明清之际的西学东渐渐趋高潮。

《崇祯历书》中“五目”指的是：法原，即天文学基本理论，包括球面天文学原理；法数，即天文数表，附有使用说明；法算，即天文计算必备的数学知识，包括平面和球面三角学几何学；法器，天文仪器知识；会通，指中国传统方法和西历度量单位的换算。“六次”指的是：日躔历、恒星历、月离历、日月交会历、五纬星历、五星交会历六种。包括日月五星运动，恒星方位，日月交食，节气，朔望等的中西换算。徐光启为了介绍一些基本的天文学理论，还特意在基本五目中设立了法原一目，在法原中着重介绍了哥白尼和第谷的天文学体系，还涉及到更早一些的托勒密体系的内容。这些传教士在中国采取了科学传教的策略，在传播天主教的同时，也将西方天文、历算等科学知识输入中国。在《崇祯历书》的天文学知识部分有大量与开普勒天文学相关的内容。在改历的过程中，欧洲传教士金妮阁曾奉命返回欧洲搜集与天文学相关的研究著作和寻找西方优秀的天文学家，最终其带回了七千多部著作回到中国，对《崇祯历书》的编撰工作产生了重大的影响。此外，开普勒在《崇祯历书》的编纂工作中与中国的传教士进行过大量的书信往来，详细回答了邓玉函在编纂工作中所出现的问题。

（二）《崇祯历书》中的天文学思想

《崇祯历书》中开普勒对天文学的主要贡献在于他对天体机械运动现象进行描述，并通过机械运动的知识来对天体运动现象进行解释，之后分析天体运动的原因，通过数学假设解释天体物理运动的本质。在《崇祯历书》中的观点认为天文学与物理知识是有一定的界限的。例如，书中认为天体实际的薄厚实际上是天体之间的距离，而脱离的距离及无法表述其与速度之间的关系，因此，其在开普勒天文学中是一个很重要的概念，同时也反映了当时的西方主流天文学的思想，即认为数学天文学与物理天文学之间没有必然的联系。

《崇祯历书》系列历法采用的是第谷体系，这一点很多文献已经证明。《崇祯历书》系列历法中的日躔也是参考了第谷的理论。《崇祯历书》中强调了太阳在天体中的中心位置，认为太阳是万光之源，其他所有的天体都在或多或少地接受太阳的光源，太阳的地位就像君主在群臣中的地位一样。这样的观点与托勒密在《至大论》、哥白尼在《天体运行论》以及开普勒在《天文光学》中所阐述的观点是相一致的。然而，在具体的论述中托勒密、哥白尼与开普勒对太阳中心位置的具体论述是不尽相同的。托勒密在论述中采用midpart一词，强调太阳是在天体的中间部分，而哥白尼则是采用near center一词，强调太阳是在中心位置附近，这两位天文学家都是在数学意义上强调太阳的中心位置，而开普勒不仅认识到了太阳在天体中数学上的中心位置，而且认识到太阳在天体中物理上的中心位置。他阐述，太阳是天体光与热的直接来源。从物理力源的角度强调了太阳是天体运动的中心，认为太阳为天体的运动提供了动力来源，并提出天体的运动是由于太阳的旋转，太阳是一个巨大的磁体，吸引天体围绕其运动。《崇祯历书》融入了欧洲天文学的基本思想，尤其是开普勒的天文学物理思想，对《崇祯历书》的编撰工作产生了重要的影响。

（三）《崇祯历书》与天文仪器

天文学的作用篇3

一、天文观测课程教学内容

1.讲座培训

由多学科教师共同承担。①由物理教师对学生进行天文望远镜制作原理和使用方法的讲座，并训练学生使用我校天文望远镜进行观测。②由地理教师对学生进行天文知识的讲授，例如进行星空观测方法培训，要求学生熟识星空，掌握天文基础知识，如恒星、行星、星云的特点及不同天象的成因等，我们开展了“灿烂的星空”“斗转星移”“天狗吃月的真相”“带你去看流星雨”“将宇宙留在镜头里”等丰富多彩的讲座；学生观看录像以增加天文知识等，如《火星的过去、现在和未来》等。③由信息技术教师教学生如何通过电脑软件或网络寻找所观测星空的相关知识、利用信息技术进行学校天文知识库的充实等。

2.实践过程

学生实践是天文观测课程最重要的教学环节。我们让学生进行了以下实践活动：①动手制作星空图，带领学生进行星空观测、月相观测；②学习天文望远镜的操作使用，掌握天文观测技巧，提高利用数码相机进行天体照相的技巧等；③运用天文望远镜进行月球、行星及猎户座观测，并认识月球表面的环形山及月海，观察分析木星的四大卫星位置的变化及土星光环的视角变化等；④进行太阳黑子的跟踪记录；⑤进行月食、日食的全过程记录；⑥进行水星、金星凌日的记录；⑦带领学生进行流星雨的观测；⑧天体摄影及作品欣赏；⑨上网查阅天文信息等。

二、天文观测课程技术的设备支持

第一，天文圆顶为地理天文观测活动创造了优越的条件，天文圆顶中有设备齐全的天文观测仪器（其中天文望远镜为美国产Meade 7〃Model 178ED复消色差折射望远镜，配有整套美国原装Meade178目镜、摄像头等），这里是完成天文观测教学最重要的阵地。在这里要求学生独立完成各种型号望远镜装配调试、观测操作全过程等。

第二，学校专为天体摄影配备的专用数码相机尼康COOLPIX 4500，要求学生亲手独立完成和掌握机械相机的固定摄影和跟踪摄影以及数码相机的拍摄。需熟练做到以下步骤：首先通过目镜等找到目标天体；然后利用转接环把数码相机的镜头固定到天文望远镜的目镜上；微调天文望远镜，使得数码相机的显示屏能够显示目标天体；调整数码相机曝光参数进行天文拍摄。

第三，现代化的地理数字实验室，配备着数字星球系统，并装有小型天象穹顶。这里是天文观测教学进行讲座的场所，讲座中教师的讲解和数字星球系统――多媒体球幕投影演示仪的使用相互配合，教学以直观形象和学生乐意接受的形式呈现，学生兴趣大增。例如“灿烂的星空”讲座中，当星球仪完整逼真地呈现出行星的外部形态时，学生不断发出惊叹，知识深深印在脑海中；“斗转星移”中利用天象穹顶，学生犹如置身户外，抬头仰望天空，在室内感受着星空的魅力，这也是一种全新的体验。数字星球系统的使用，使教学“从平面到立体”“从静态到动态”，帮助学生拓展了天文视野，培养了学生良好的科学态度，以其强烈的视觉冲击力和感染力吸引着广大学生更加热爱天文观测课程。

第四，学校强大的信息技术设备，校园网及多个多媒体网络教室为师生的教学提供了广阔的空间。在教学及教师讲座中师生互动，完全可让学生通过互联网进行自主学习，解决教师提出的诸多问题；在学生进行天文观测实践时，遇有天文学知识及观测技巧上的困难即可通过网络查询来解决自己的疑问；同时学生的作业也需在网络教室完成。信息技术引入天文观测，不仅满足学生的求知欲，能极大地丰富学生天文知识的积累，还能使学生在信息技术上迈上一个新的台阶。例如，一般的天文观测并不能完全满足学生心理需求，教师要有意识地要求学生和自己一起随时关注各种天象的预报，通过观测手段进行天文观测，并指导学生从相关杂志、网站中搜集有关资料，并将其纳入学校天文信息知识库，充实学校天文资料。神舟号系列飞船的一次次成功发射，特别是“天宫”与“神九”载人交会对接成为中国航天史上新的突破，所有这些在中国大地上掀起了一场天文科学热，这也极大地刺激了我校学生的天文学习热情，尤其是一些特殊的天象更是极大地吸引着学生。地理教师和学生一起通过信息网络查阅，及时地将2012年我国可观测天象总表发给学生并张贴在地理实验室中，对一些学生可观测的天象，例如金星伴月、木星伴月、火星伴月、三星伴月、天龙座流星雨、日月食等，学生都充满了观测热情，积极参与，还提醒教师即将到来的天象。

天文观测课程的重点是如何使学生尽快自己掌握观测方法及相关天文信息知识的查找、搜索和整理。这需要教师多为学生创造实践的机会，开放天文圆顶和网络教室，充分信任学生，教师由牵着手教他们一步步走路，逐步大胆放手让学生变为天文观测的主人，让学生的潜能得以发挥。

在天文观测的整体教学中，教师要不断鼓励学生利用学校先进的天文观测器材，积极探索宇宙的奥秘，发现问题，提出问题，并能够利用信息技术解决问题。教师要让学生真正成为使用天文器材和信息技术的主体，真正成为学习活动的积极的、主动的参与者，知识的构建者，而不是一个观察者、被动的接受者，这种开放性的实践活动，学生的能动性展现得淋漓尽致。

天文学的作用篇4

怎样开放设计语文定量作业？我认为下面几个方面值得一试：

一、开放作业内容设计

语文定量作业的内容可以是新课标教材内容，也可以是教材以外的内容。

教材内容可以是课文后的习题，也可以是教师编写的课文导学案或同步练习，还可以是学生课堂笔记或学生根据课文自己设计的问题，如识记理解、分析综合、鉴赏评价、探究等。

教材以外的内容可以是读书笔记、日记、周记、习作，也可以是文章背诵、摘录、改写或赏析，还可以是课外语文活动方案、社会调查报告以及演讲、朗诵、讲故事、听新闻等具体的语文活动。

总之，只要是与学习和运用语文有关的内容或行为都可以作为语文定量作业的内容。作业内容的全开放，为学生每天完成语文定量作业提供了十分广阔的选择空间，能更好地彰显学生作业的个性，提高学生语文作业的质量，使学生的语文作业真正落到实处。

二、开放作业形式设计

语文定量作业的形式除了书写，其他形式也可，如背诵、朗诵、演讲、讨论、讲故事、听新闻、读名著、制作知识卡片等。开放语文定量作业的形式，有利于学生根据语文学习与运用的实际内容灵活选择他们喜欢的作业形式，增加语文学习的趣味性与有效性，极大地调动学生语文学习与运用的积极性，为语文教学注入无限活力与生机，有效促进学生听说读写综合素质的全面提升。

三、开放作业定量设计

魏书生老师让他的学生每天做500字的语文定量作业的做法值得借鉴。用字数定量便于学生操作，也便于检查和评估。在具体实施时，还可以根据学生实际变通执行。学生每周作业天数和每天完成字数都可在教师设定的基数上上下浮动。上可不封顶，满足学有余力的学生的学习需要；下可要求学生在书面申请中写清每周能完成的天数和每天能完成的字数，满足学习吃力学生的学习要求。学生每天的作业写好日期，并在语文定量作业登记本上逐天逐项登记并标注字数。每周只要完成规定的作业天数和字数的基数就行。开放语文作业的定量，学生作业更轻松。每天的成就感会让学生对语文学习更自信，学习与运用语文的兴趣一定更浓。

四、开放作业评估设计

学生作业，教师批改，这是传统的作业评估做法。新课改下，学生语文定量作业的评估，可由学生自主完成。每个学习小组每天可以安排一人负责检查当天本组成员语文定量作业的完成情况并签名，也可以小组成员间每天相互检查并签名，写了申请书的学生的定量作业按申请书上的定量检查。每周由合作学习小组长或小组指定轮值人员统计汇总小组各成员定量作业完成情况并报语文课代表登记。语文课代表对各小组定量作业完成情况登记查实后，对优秀小组和个人在班上予以表彰，并把检查结果在班上张榜公布，同时上报给语文老师。语文老师可根据课代表汇报的情况，有针对性地抽查一些项目的学生作业，然后根据学生作业倾向布置一些重点习题让学生进行强化训练。当然，这项工作也可以由语文教师指导语文课代表完成。

天文学的作用篇5

从众多资料来看，中国古代天文学的历史之悠久，可以追溯到上古时期。传说在少昊氏时，人人私下研习天文，都搞起了沟通上天的巫术，致使天下大乱。颛顼帝命令重、黎二人“绝地天通”，禁止了平民与上天沟通交流。之后与天交流的权利就专属于天子，也只有天子钦定的巫觋才有资格去沟通上天。从此天文学在古代中国就成了皇家的专属品，而天子也开始拥有了对“天命”的解读权。这也就是中国漫长天文学史的开端。

二、中国古代天文学的发展

我国天文学至于夏商周代时已经有了一定水准的历法。特别是到了周代，已经有人开始观测流星、行星等天象及星辰。相比于上古时代，这已经有了很大的进步。

传统的天文学体系是在春秋战国时期正式完成的。在这一时期，不仅二十八星宿体系确立，而且在历法方面有了重大的进步。我们古人开始通过观测日影长短的周年变化来确定冬至和夏至的日期。并且在这一时期流传了大量人们观测流星、彗星等天象的详细记录。这些都成了我国历史上的宝贵资料。

自从春秋战国时期传统天文学大框架建立之后，秦、汉、魏晋南北朝、隋、唐、宋时期，天文学进一步蓬勃发展。不仅历法得到统一，二十四节气，浑天仪等天文知识以及天文学仪器的进一步发明使得我国的天文学一路高歌猛进。到了元朝，由于铁木真缔造了一个横跨欧亚大陆的辉煌帝国，我国古代天文学甚至传到阿拉伯等国，可谓是盛极一时。明清时期，中国开放了千年来“严禁私习天文”的禁令，使得我国古代天文学有机会走向一个新的巅峰。

三、对中国古代天文学的质疑

也正是因为我国古代天文学在很长一段时间是服务于皇室，很多中西方学者就质疑中国古代天文学是否是真正的科学。甚至有些激进派的学者直接将中国古代天文学打入伪科学的深渊。在此，笔者持有不同看法。

马克思主义的科学观认为，科学是历史发展总过程的产物，它抽象地表现了这一历史发展总过程的精华，这个精华显然包括自然科学与社会科学。每一种不同的运动形式都构成每一门具体科学的研究对象，而整个物质世界和精神世界在总体上便构成总体科学的研究对象。因此，所谓科学就是对自然界和人类社会运动、变化规律的概括，都是人们在感觉经验基础之上用“理性方法”整理概括的结果。此外在科学的本质与功能上，马克思还突出强调了科学技术是生产力，科学是一种在人类历史上起推动作用的、革命力量的思想。

按照马克思的观念，我们反观中国古代天文学，这是一门有着上千年悠久历史的学科，毫无疑问它也是历史发展的产物。无数古代先贤们定历法、造仪器、编文献来研究这浩渺天空中天体运转的奥秘。这分明就是在研究自然界的运动变化规律。更为重要的是，我国古代天文学对社会发展变革起了很大的推动作用。

中国古代天文学最重要的应用领域之一便是航海。早在战国时期中国人就根据天文学中观测到的星辰位置，发明了具有指向性功能的“司南”。这在当时的世界上是独一无二的。这为日后开辟海上丝绸之路做出了不可磨灭的贡献。

天文学的作用篇6

一、专家引领，激发兴趣

1、大众天文科普系列讲座

提起天文，大多数人会望而却步，因为它往往跟“高深莫测”等词语联系起来。为了消除大家的这种固有观念。我们长期聘请苏州市内天好者陈韬先生、天文科普教育专家梅苞老师等来校给学生及家长作专题讲座。

通过如《日全食观测》、《流星雨目视观测》等讲座，让大家了解日全食的成因、欣赏日全食的魅力；让大家知道流星雨形成的原因，美丽的流星雨观测的技巧等。拉近学生及家长跟这些天文现象的距离。

2、天文摄影专家专题讲座

浩瀚的宇宙，那么多星体，我们看到的似乎永远都只是一个光点，“走进”这些光点，又会是怎样一番味道呢？

学校通过邀请台湾中央大学鹿林天文台观测员、著名天文摄影家、“鹿林”彗星发现者林启生先生莅校做题为“同一个天空”的天文知识讲座。希望通过美图的欣赏，让大家感知宇宙之美，从而激发他们探知宇宙的兴趣。而林先生也不负所望，在《同一个天空》的讲座中，以大量珍贵的图片资料、幽默风趣的语言为与会者展现了一个绚丽而又神奇的宇宙空间，把大家引入了妙趣横生的天文世界。他还根据自己拍摄的天文照片为大家讲解了星空图片的拍摄技巧。这一活动后，参加活动的50对亲子家庭天文热情高涨。纷纷要求有机会再请大师来校讲学。

3、天文科学家言传身教

在对天文有所了解，有所震撼后，我们学校又大力度的聘请了中国科学院方成院士等为学校科技教育高级顾问，想利用方院士等名人的言传身教来持续学生及家长的天文情缘。因为我们知道有时一个名人的身影，一句名人的话语就能改变一个人一生的志向。

于是，今天11月20日上午，在学校的精心准备下，开展了“中国科学院院士走进长桥小学暨《天文望远镜家庭轮值》活动启动仪式和紫金山天文台天文科普基地接牌仪式”的活动。活动中，通过学生家长代表、学生代表及教师代表等与方成院士、苏州市教育学会顾会长、吴中区宣传部乐部长三位嘉宾的对话，让学生了解了许多的天文科技教育的知识及意义。这样的活动相信也将成为孩子们成长史上难忘的一笔。

二、专题培训，软件保障

有了内在的动力——对天文的兴趣。要开展《望远镜家庭轮值》活动，则还需要技术能力支持。在这活动中，家庭所需要的基本技术能力就是天文望远镜的安装使用和天文观测的基本能力。

为了让感兴趣的家庭能真正通过自己的努力看到宇宙中的天体，我们组织了《天文望远镜安装维护》和《月球观测常识》两期培训。让孩子和家长们在专业技术人员的培训下，掌握一定的望远镜操作使用维护能力，懂得一些观测天体的基本技巧。也正是有了这扎实的专题培训，学校的天文望远镜才能在培训过的家庭中顺利漂流。没有这样的软件保障，《望远镜家庭轮值》也只能是空谈。

三、课题操作，规范程序

在整体天文科技氛围熏陶下，通过培训，参与《望远镜家庭轮值》活动的家庭也掌握了一些望远镜操作和使用的方法。那如何能让学校天文望远镜在学生家庭间合理有效漂流，则需要有规范的漂流程序才能科学指导活动的开展。于是我们在天文科普教育资深专家，江苏省天文学会副理事长梅苞老师、南京大学天文系李旻老师、紫金山天文台科普部葛主任及张主任还有江苏省教科院等领导专家的帮助下，我们申报了《学校天文望远镜轮值进入学生家庭的试验研究》省级课题。该课题方案被评审团高度肯定，并定为了省级重点课题。

目前，我们初步制定的轮值流程如下：

参加培训对照轮值要求，核实轮值家庭情况签订轮值协议履行轮值义务归还器材或续签协议核查器材情况，提供有关数据。

随着活动的开展，我们还将进一步完善。

我们选定“学校天文望远镜进入学生家庭试验研究”这个试验课题，也是为了试图从教改开发需要和我校教改实际出发通过研究和实践，摸索一些方法，寻找一些规律，充分发挥科学实践活动的魅力，进一步深化素质教育，推动校科技教育特色的发展。

四、课程开发，服务大家

我校天文科普教室内用于天文科普教育的主要有：黄道十二宫星座天文演示系统、多功能电光纤四季星空穹顶演示系统、星球仪、触摸式天文图库（天体称）和移动天文台（望远镜）一套等。我们希望通过学校老师联合编写的极具学校特色的《玩转天文全攻略》科技教育校本教材来提升学生对天文的兴趣，来满足对天文感兴趣的学生及家长对天文知识的进一步探索。根据现有器材现状，校本教材将分成4个单元来架构。第一单元四季星空；第二单元黄道十二宫；第三单元星际旅行；第四单元仰望星空。

本教材根据各单元主题结合学校天文科普教育器材，设计了大量的综合实践活动，希望学生们在活动中快乐地了解天文知识，培养他们的天文兴趣，锻炼他们的综合能力。通过较有条理，较系统的学习，掌握天文科普教室内所有天文科普仪器的操作方式，了解各仪器的设计理念，掌握相关的天文知识。

当然，《望远镜家庭轮值》活动只是一个承载着学生发展的活动平台，在这样一个平台上，能上演出怎么样的“精彩剧目”，是我们所不能完全臆测归结的，但我们唯一能确信的是，这一活动已经在学生及家长们心间得到认可，我们的天文望远镜使用率有了提升，对天文感兴趣的家庭越来越多。这一活动的开展，通过家长们的言谈，我们也发觉它还能起到调节孩子与家长之间的亲情关系的作用。

天文学的作用篇7

威廉・赫歇尔被誉为恒星天文学之父，是恒星天文学的创始人，同时也是著名的古典作曲家、音乐家；他的妹妹卡罗琳・赫歇尔作为首位发现彗星的女科学家而被人熟知，她也曾经是哥哥所在威廉圣乐团的主音；他的儿子约翰・赫歇尔继承父业，首次创立了以儒略纪日法来记录天象日期的方法，他亦在摄影发展方面作出过重大贡献；他的孙子亚历山大・赫歇尔也是以研究彗星和流星雨著名的天文学家。

当音乐遇上科学

1981年4月25日，“纪念赫歇尔音乐演奏会”在英国格林尼次海军大学举行。演奏会现场“锣鼓喧天、鞭炮齐鸣、红旗招展、人山人海”。那天演出的所有节目，不论是交响乐、奏鸣曲，还是协奏曲，全都是当年威廉・赫歇尔创作的作品。所有与会的音乐家和天文学家，都称赞威廉是世上少有的“音乐界和天文学界的双星”。

威廉在音乐上的杰出成就，大概也与遗传基因有关。他的父亲艾萨克是一位双簧管手，在禁卫军乐团服役。因此，威廉从小就喜欢音乐，并且很早就显露出了这方面的天赋。他4岁时就跟随父亲学习拉小提琴，后来开始学习吹奏双簧管，并很快成为一名出色的双簧管演奏者。由于家境遇到困难，16岁的威廉离开了学校，和父亲一样加入了禁卫军乐团，在那里担任小提琴和双簧管演奏员。“七年战争”爆发后，威廉不堪忍受战争之苦，于是设法脱离军队，逃亡到英国，并凭借着自己在音乐上的才华，成为了一个小有名气的作曲家，还先后担任过音乐教师、演奏师，每周指导的学生多达35名。

威廉在演出和作曲之外，利用闲暇时间学习英文、意大利文和拉丁文，同时，广泛阅读牛顿、莱布尼茨等科学家的自然哲学、数学、物理学著作。据说，威廉的父亲不仅精通乐理，而且是一名天好者。在父亲的影响下，威廉也对天文知识产生了浓厚的兴趣。为了研究乐理，他开始钻研剑桥的罗伯特・史密斯的《注音》。结果他意外地从该书提供的线索中，买到了史密斯撰写的两卷本经典著作《光学》，这是一部能够在理论和实践上对制作望远镜和显微镜有指导性作用的光学著作，其中一章名为“望远镜对恒星的发现”，这些内容激发了威廉从事观测、研究天体的强烈愿望和雄心。从此，他走上了研究星星的路程。

当望远镜遇上天王星

天王星是太阳系由内向外的第七颗行星，其体积在太阳系中排名第三，质量排名第四。天王星的发现，在天文学领域引起了巨大的轰动，因为这不仅首度扩展了太阳系已知的界限，也是第一颗使用望远镜发现的行星。发现天王星的人，正是威廉・赫歇尔，而他发现这颗星星所用的望远镜，也是他自己发明制作的。

在天文望远镜的发展史上，威廉的贡献是无与伦比的，他本人也是制造望远镜最多的科学家。据说，他一生共制作了四百多支望远镜，这些望远镜不少还卖给其他天文学家，据说其中有一台还被送往了中国。而他制作的这些望远镜的镜头，全部都是他亲手磨制而成的。

从1773年起，威廉就开始了磨制望远镜镜头的工作，而这一磨就是半个世纪。这是一项极为枯燥又繁重的工作，要把一块坚硬的铜盘磨成规定的极其光洁的凹面形，表面误差比头发丝还要细许多倍，中途还不能停顿，其难度可想而知。有时，威廉要连续工作10多个小时，吃饭时只能由妹妹喂他。刚开始制作时更是接连失败了200多次，以至于他的弟弟都失去了耐心，离他而去。坚韧的威廉终于在自己的努力下取得了成功，1774年，他终于制成了一架口径15厘米、长2.1米的反射望远镜。此后，他开始使用这架望远镜进行星空“巡视”观测工作。

威廉的星空巡视工作，对于天文学的发展有着重要的意义。被后人称为“第一期星空巡视”的工作历时长达19年。1781年，在第三次全面观测星空的过程中，威廉发现了一颗新的行星。经过一段时间的观测之后，天文界终于确定这是太阳系中的一颗新行星，它与太阳之间的距离，比当时所知最远的行星土星的距离远了一倍。威廉发现新行星的消息引起了极大的轰动，它后来被命名为天王星（取自希腊神话中土星父神的名字），而威廉也随之声名大噪。荣誉和名气成为了威廉刻苦研究的动力，在英王乔治三世的大力支持下，通过3年多的不懈努力，1789年，威廉又制造出了称雄世界多年的最大望远镜。它的镜筒直径达1.5米，差不多要3个人才能合围，镜筒长12.2米，竖起来有4层楼高，光是镜头就重2吨。这架像巨型大炮似的望远镜在使用的第一夜，就发现了土星的第一颗卫星――土卫二，2个月后又发现了土卫一。威廉的这些成就，全部都是他自学成才的结果。

当星星遇上星星

在太空中，也存在着形影不离、互相绕转着的“星界鸳鸯”，称为双星。双星是观测天文学的名词，是指在空间中视位置比较靠近的两颗星。由于彼此引力作用而沿着轨道互相环绕运动的，称为物理双星。远看彼此很靠近，实际上在空间相距很远，并不互相环绕运动的两颗星，称为光学双星。组成双星的两颗星均称为双星的子星。天狼、南门二、五车二、南河三、角宿一、心宿二、北河二、北斗一和参宿三等著名亮星都是双星。

双星的颜色五彩缤纷，两颗子星又双双争艳。双星的主星质量有比伴星大的，也有比伴星小的。从双星的子星分类来看，五花八门，应有尽有，有的子星是爆发变星，有的则是脉动变星，还有的是白矮星，也有的是中子星，甚至是黑洞。有的双星包含在聚星之中。许多星团又包括了双星。

双星是天体物理学中一个重要研究课题，双星的研究在天文学中占有重要的地位，分析双星的轨道运动，首次在太阳系外验证了有万有引力定律。大辐射X射线双星是探测黑洞最有希望的场所。通过对某些双星的研究，能可靠地直接定出子星的质量。对食双星光变曲线的研究可得知其子星的形状和大小。

1782年，威廉编制成了第一个双星表，他还发现了多数双星不是表面上的“光学双星”，而是真正的“物理双星”。威廉在一生中共发现了848对双星，并证实了维系着双星的是牛顿的万有引力理论，其运动则遵循着开普勒定律。而威廉的儿子约翰发现的双星则多达3347对。

兄与妹

威廉的妹妹卡罗琳・赫歇尔堪称一位了不起的女性，她终生未婚，与哥哥朝夕相处了50年。在威廉的所有天文成就中，几乎都有她的一份功劳。

早在威廉做音乐时，他就说服了母亲，把妹妹带到英国帮他操持生活。卡罗琳曾经是威廉圣乐团的主音，并获邀出席伯明翰音乐节，但她却推辞了这个演出机会。后来威廉全身心投入天文学，卡罗琳则成为了他的全职助手。她不仅悉心照料家务，而且用极详细的日记，留下了威廉整整五十年的工作史。每天晚上，只要不受月光和天气等观测条件的妨碍，她总要陪同哥哥一起观测夜空。同时，她也向威廉学习英语和数学。

1782年，威廉被英王乔治三世聘用为天文学家，卡罗琳亦随他迁往斯劳。在那里，卡罗琳协助威廉观测及计算数据。她空余的最大兴趣是透过一台小型牛顿式反射望远镜欣赏星空，这台望远镜让她于1783年发现3个星云，于1786年至1797年发现8颗彗星，其中5颗在历史上曾被人观测过，包括恩克彗星。她于1786年8月1日发现的第一颗彗星――35P/Herschel-Rigollet也是首颗被女性发现的彗星，让她赢得了不少赞誉。翌年，她被乔治三世发薪聘用为威廉的助手。1797年，她向英国皇家学会提交了一份弗兰斯蒂德观测资料的索引，并给出了561颗英国星表（British Catalogue）中遗漏的恒星和勘误表。

在威廉去世后，卡罗琳回到家乡，但她并没有放弃天文研究。1828年，她整理好自1800年起威廉发现的2500个星云列表。1828年，英国皇家天文学会向她颁发金奖章，并于1835年推选她为该会的荣誉会员。1846年，她获普鲁士国王颁发金奖章。为纪念她在天文学上的贡献，小行星281“卢克雷蒂娅”以她中间的名字命名，此外在月球的虹湾上亦有一个名为叫C. 赫歇尔的环形山。卡罗琳的一生发现了14个星云、8颗彗星，对星表做了修订、补充了561颗星。1848年，98岁的卡罗琳永远地离开了我们。

父与子

由于天文学研究需要花费大量的时间，威廉直到50岁才娶了一位非常富有、同时又全力支持他工作的寡妇玛丽为妻。1792年，约翰出生于威廉的观测楼内。而威廉的这个独生子出世时，他已是54岁的老人了。

俗话说，“虎父无犬子”，在这样一个天文学世家里，约翰的科学成就自然十分卓著。他是英国著名的天文学家、数学家、化学家及摄影师，是英国天文学会理事会创始人之一，而且是它的第一任国外书记。他甚至被誉为是“一个时代最伟大的科学家之一”。

约翰・赫歇尔于1807年进入剑桥大学圣约翰学院，成绩十分优异。他早期的数学成就已颇不平凡，21岁便当选为皇家学会会员，但他却转而去学习法律了。

1816年，24岁的约翰回到斯劳，接替78岁高龄的父亲承担大量的观测工作，在父亲指导下制造望远镜，同时还继续研究纯数学。为了将父亲的巡天和恒星计数工作扩展到南天，约翰于1834年初携妻子和3个孩子前往非洲好望角，在那里工作了4年，编制了南天的星云星团表。1838年他返回伦敦，花费了数年时光撰写南天普查工作的详细总结，但直到1847年才发表。他还写了一本科普书《天文学概要》，综合当时天文系发展的最新成就，于1849年出版，很受欢迎，被翻译成多国文字出版，并于1859年由李善兰和伟烈亚力合作翻译成中文，书名为《谈天》，在当时的中国引起了不小的反响。他于1849年写成的《天文学纲要》，在几十年内一直是普通天文学的标准教本。

天文学的作用篇8

关键词：天文教育；公选课；教学实践

引言

科学技术领先的发达国家都非常重视大学生的天文普及教育，发达国家及一些发展中国家的中学与高校也都普遍开设了天文学课程。美国国家天文学联盟副主席肯·威尔科克认为：“对于学生，天文学是检验他们一生对科学兴趣的最好方法”[1]。

我国的天文教育目前很薄弱，与发达国家相比差距很大。我国现有高校3152所，在校生超过2000万，其中高职高专1281所，开设天文选修课的高职院校不到20所[2]。近几年一些高校纷纷开设天文公选课，但目前高职院校中开设天文选修课的仍是凤毛麟角，多数学生天文地理知识贫乏。例如，许多学生不能辨认北斗星、不知道四季更替的原因，或热心于“占星学”，相信网上传播的带有迷信色彩的信息。因此在高职院校中开设天文选修课，普及天文学知识，不仅非常必要，而且势在必行。

我院在校学生有1200余人。自2003年开设“趣味天文”第二课堂，2009年起开设“星空探秘”公选课。至今已运行天文公选课4个学期，选课人数累计198人。随着教学实践的深入，我们不断总结经验改进教学，将天文公选课开成学生喜闻乐见的一门课程。本文分析了天文选修课的必要性，结合近年来我校教学经验体会，介绍我院天文公选课的实施。探讨天文教育的特征、模式、选修课所面临问题及其对策。

1.天文选修课的必要性

人类有别于其他动物的重要标志之一是有思维活动，人的思维活动涉及到其所处环境，包括宇宙环境。高职院校的天文教育，是提高学生科学素养不可或缺的重要环节。天文领域的相关知识和新的发现，能激发学生的科学热情，帮助学生掌握科学思维方法，树立正确的宇宙观。

在高职学生中普及天文知识，对破除迷信、反对伪科学具有重要意义。天文是研究天上发生的现象的学问，而很多迷信也恰恰来源于“天上”。例如，很多学生迷恋“生肖、星座与命运”的所谓对应关系，社会上一度有许多出版物，对这一不科学的论调起了推波助澜的作用，相信所谓“生肖”的因果对应的思潮，对社会良性发展危害性很大。天文知识的普及，正是让学生知晓正确的天文知识、树立正确人生观和科学思考方法、破除迷信和伪科学的有力武器。

大量调查数据的分析，说明学生需要天文知识。公选课实施以来，针对天文公选课，我们进行了连续多个学期的问卷调查。累计发出问卷198份，收回182份。被试学生涵盖高职生和中职生，来自4个学院的9个专业，其中3个文科或艺术类专业。

结果表明，有89%的学生希望学习天文知识。对于学生获取天文学信息的途径，我们让学生在以下6种途径中进行多项选择：⑴多媒体网络⑵电视⑶报刊杂志⑷科普书⑸科普展览或天文馆⑹课外活动。统计显示，使用过小于或等于2种途径的学生占46%，使用过3种途径的占23%，4种途径的占15%，5种或以上的途径的仅占2%，其中绝大多数人是由网络或电视中了解天文信息的。上述结果说明，绝大多数学生很希望了解天文知识，但是获得天文知识信息的途径还很少。问卷中还设计了少量天文基本常识题，从答卷结果看，学生的天文知识很肤浅而零散。

关于学生对天文知识的兴趣点，问卷结果显示了以下几个方面：星座与人生、外星人与UFO、流星及日月食、小行星撞地球、黑洞。

表1是学生回答的选课动机统计表（问卷为多项选择）。可以看出，多数学生的选课动机是积极的。学生希望拓展知识面和提高素质，但也有部分学生的选课目的是为修够学分，其部分原因是可供选择的选修课数量尚不多。

综上可见，高职学生的天文基本常识还很欠缺，他们对天文知识是渴求的，这种渴求正是探索宇宙和认识自然的原动力。因此在高职院校中很有必要提供途径，使学生有机会了解和学习天文知识。

2.天文选修课的教学实践

2.1教学目标的研究与确定

学校应根据学生特点来设置教学目标，这个原则对于选修课更为重要[3]。我院天文选修的授课对象是全院学生，他们专业分散，大部分是二年级学生，五年制高职生约占60%的比例。学生数理基础很差，已有的天文知识很零散且肤浅，基本知识往往局限于一些科技史话或科幻故事等。

根据学生情况，参照其他院校的经验，我们将天文选修课的教学目标定位于：通过本课程的学习，一方面了解一些天文常识和前人的研究历程，拓宽知识面，帮助学生形成较科学的理性思维习惯。另一方面使学生了解天文新成就和进展，激发他们对天文的兴趣。

2.2教学内容的取舍

鉴于选修课的特点和我们的现有条件，我们首先明确一个主导思想：打破纷繁复杂的天文知识体系，根据既定教学目标制订教学内容。经过多学期教学探索，筛选出一些重要的、有趣味性的、适合我校实际情况的内容，重构成为天文选修课的授课内容。制订教学内容时我们设计了两条主线，一是天文现象与天文观测，因为这是天文理论与实践的基础，而且从现象入手的教学更容易为学生所接受。二是天文新成果，介绍一些天文研究最新成果，经常结合媒体报道的科技新闻，以通俗易懂的方式引入相应天文知识或常识，拓宽学生知识面的同时，提高学生的学习兴趣。

教学内容的选取上，我们特别注意了教学内容的趣味性[4]。例如，第二课的题目是“从干支纪年谈起——天文简史”，最后一课“外星人存在吗——探索地外文明”，题目吸引了学生的兴趣。课堂教学中，我们一般选择有趣的事例或经典故事引入教学内容。还利用一些名人轶事、历史典故等，活跃课堂气氛，集中学生注意力[5][6]。另外，教学中还介绍一些科技发展史，一些重要天文成果产生的背景，对学生的思维习惯和能力起到潜移默化的培养作用[7]。

天文公选课没有合适的教材，课题组开发编纂了讲义。内容源于相关图书资料、天文馆资料、图片、官方网站资料、有关科技新闻等。网络资源中有极多可以利用的素材，但也需要花很大精力去选取和浓缩。讲义涉及经典核心知识、历史、研究方法、趣味实验、天文新发现等。教学内容动态变化，紧跟科技发展形势，也是教学内容之一大特点。

2.3教学方法的研究

按照天文选修课的特点，本课特别适合采用活动教学、案例教学和多媒体教学。我们在教学中大量采用多媒体教学方式。多媒体教学手段可以容纳大量知识信息，另一方面还可以展示丰富的、多彩绚丽的天文图片和视频内容。除此之外，还利用多种教学形式，如主题讨论、室外观测、器材及星图使用、观测记录讲评等，多样的课堂形式和大量的信息交流，活跃课堂气氛，学生在活动中既学习了知识，又提高的思维水平。

比如在第一次课上，教师引导做一个有趣的假想“旅行”[8]：多媒体课件演示，从教室出发，由近及远渐渐远离地面、地球、地月系、太阳系、银河系…，直至“宇宙边缘”。这个假想的旅行，展示了宇宙之大而给学生以震撼，学生正确认识了我们人类在宇宙中的地位，同时又进一步提高学习兴趣。这个“开篇”为学生所喜闻乐见，也得到很多教师的好评。

作为天文类课程的重要环节，实地观测是必不可少的。借助逐步完善的观测条件，我们组织学生进行天文观测。利用不同的学期时段所发生的天象，布置和指导学生完成定期和不定期的观测与记录[9]。这些活动有：课程前4周的月相观察和记录；星图的使用练习；夜晚辨认识别星座和认星；二分二至午时太阳高度角的测量；赤道仪和折射镜的使用等。这些活动往往联系着诸多知识、历史神话、常识等，活动使学生拓展了知识、开阔了心胸、陶冶了情操、锻炼了能力。

2.4考核方法的探索

选修课的考核类型一般为考查。经过近几年的教学实践，我们总结了一套适应天文选修课的考核方法。

根据天文选修课程特点，本课不宜闭卷考试。我们采用观测天象记录、知识竞赛、讨论天文新发现、撰写小论文等方式，考核学生对天文选修课的掌握程度。例如在2010年，结合科技新闻“发现最年轻的黑洞”的讨论题，学生写出自己的看法或深度解读，经过查找资料和讨论，评出单元成绩，每个学生都不觉得是在考试，但是掌握了科技新知识。在结课考核的学生论文要求时，学生往往很关心如何要求论文的字数，我们对字数的要求很宽泛，字数不做特别要求，重在论文质量。规定学生可以针对其所感兴趣的内容（天文范畴），发表自己的看法，写出自己的认识或观点，不能抄袭或下载，引用文献要注明出处等。这样的要求下，学生能够发挥出主观能动性，写出言之有物、观点明晰的小论文。培养了他们实事求是的科学态度和严肃认真的治学精神。

3.若干思考

在高职院校中开设天文选修课，是普及天文知识的一种很有效的方式。天文学是对人类文明影响最大的学科之一，天文学与社会政治、宗教、文化、艺术等领域也有久远的关系。天文学的基本知识，对于当代大学生，无论将来从事何种职业，都是值得学习的。

通过对天文学基本知识的学习和观测活动，可以使高职院校学生获得关于天体和宇宙的各种知识，科学地认识宇宙，了解人类生存的宇宙环境和探索宇宙的科学方法，从而开阔学生的视野，树立正确的世界观和人生观，提高科学素质和综合知识水平。

3.1授课内容与方式

天文选修课的授课内容可以包括：天文学简史、认识四季星空、天球坐标系、天体测量概述、太阳及行星系统、恒星和星系、现代宇宙学知识。实践部分包括：普通天文望远镜基本知识、星座辨认、大行星的观测、河外星系观测、彗星及其它天象观测、简易天文望远镜的制作知识等。根据学生学习情况和教学条件的配备，可以对以上内容进行一定的取舍。

针对该课程知识性强，与其它学科的交叉、综合性强，学生好奇性强的特点，理论部分采用课堂讲座方式为主、学生讨论为辅的开放式教学模式。实践部分可适时做基本观测实习，或针对当时特殊天文现象，组织观测活动，丰富和活跃学生学习内容。

3.2天文选修课的实施效果

通过调查问卷，我们要求学生评价课程对自己的“作用”和学习“收获”。表2显示了学生对天文选修课的基本评价。认为天文选修课“有用”和“有收获”的都占到90%以上。

3.3存在的问题与建议

在高职院校开设天文选修课是一项新的教改实验，尚有以下问题要解决：如何定位教学目标、教学内容的组织、平衡教学内容的系统性与趣味性、课外作业内容问题、网络资源的利用、实践活动内容的设置、观测器材购置。

天文选修课的目的应该是：通过选修课学习，了解天文发展历史、天文发现方法和成果，拓宽知识面，帮助学生形成一种科学的、理性的思维方式，培养学生克服困难的意志，提高学生学习的主动性和创新性。

课外作业的选取对学生学习效果影响颇大。作业形式可以是：对某一问题的思考、课外阅读后的课堂讨论、小论文、观察记录、观测数据计算推演。研究和布置的作业要保护学生的学习积极性和热情，进一步引发其探索兴趣。

在教学中发现，文科生的感悟和追求与理科生有所不同。他们在知识的本体之外，更侧重天文奥秘中蕴含着的人类思想的美丽，更善于理解星语、品位内涵，悟出做人的道理，自我培养净化的心灵。我们不妨将他们的这一学习特点和感悟，引入到天文选修课目标中，使理科学生具有更高人文素质。

[参考文献]

[1]樊军辉.对我国高校天文学选修课开设的思考[J].湖南师范大学教育科学学报.2009（5）

[2]李华南.普通高校天文公选课的构建[J].沈阳教育学院学报.2008（10）

[3]赵娟.天文公共选修课教学的一点体会[J].北京师范大学学报（自然科学版）.2005（6）

[4]叶壬癸.天文知识选讲[M] .科学出版社.2002.4

[5]王玉民.星座世界[M] .辽宁教育出版社.2008.7

[6]

[7]【美】卡尔·萨根著.李元等译.宇宙[M] .吉林人民出版社.1998.10

天文学的作用篇9

关键词：高等教育；大学物理；天文学；教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）41-0072-03

一、引言

大学物理作为面向理工科专业的一门基础课、必修课，其知识的掌握程度和能力的培养对后续专业知识的学习有着直接的影响，其重要性不可言喻。当然，有很多学生，特别是他们处在低年级，对这种重要性并没有直观的印象。所以，在实际教学活动中适当穿插一些相关专业或者前沿科技的知识，让学生感受物理是如何被应用的，从而提高学生对物理学习的兴趣，激发其主动性和创造性。穿插的内容也应是学生普遍感兴趣的，比如对学生所学专业或者是一些重大的科技进展。除此之外，我发现天文学是一个很好的穿插对象。天文学是研究宇宙空间天体、宇宙结构和发展的学科，是一门古老的学科，也是当代最活跃的前沿学科之一，本身具有强大的吸引力，很容易抓住学生的注意力。而且关于天文学的新闻时常出现在各种媒体，对一些字眼和基本概念，学生也不会感觉太陌生，这样也就容易拿来当作素材介绍，用物理理论来讲解会让学生对之理解得更深入透彻。本文通过几个实例来介绍天文学知识是如何穿插在大学物理教学中的。

二、应用实例

恒星是天体中大家都比较熟悉和关注的，比如离我们最近的恒星——天阳。下面我们就以恒星为例子，看看里面包含哪些物理过程。首先关于恒星的形成，恒星是分子云引力塌缩形成的。那在什么条件下分子云才可能塌缩形成恒星？如果仅仅只是引力，那么分子云内任何微小的密度涨落必将导致引力塌缩，很自然就会形成恒星。刚刚学过气体运动理论，就会想到分子热运动不可避免。因此，分子云内部必然存在着引力相抗衡的热压力。其结果是，较小的密度涨落产生的引力会被热压力所克服，并不能导致塌缩。只有当分子云本身密度较大时，才可能存在较强的密度涨落，从而引起引力不稳定性，并导致塌缩。此时，热压力不足以抵抗引力导致的塌缩。这里只需要利用理想气体压强的概念，学生很容易顺着这条思路找到答案。下面，我们来简单估计产生引力不稳定的临界条件。假设分子云为理想气体，温度为T、密度为ρ。考虑半径为r的球，其质量为M∝r3ρ，球体受到的引力为∝GM2/r2，热压力为∝Pr2。若气体分子的平均分子质量为m，利用理想气体状态方程，气体压强为P=ρkT/m。这样就可以得到引力不稳定发生的临界尺度和临界密度：r>rJ≈■，ρ>ρJ≈■ （1）.

上面的式子就是天文学中常用的金斯不稳定性判据，更严格的解比上面的会多出一个常数π，但是作为量级来估计，（1）式已经足够了。

这里用的物理知识都很简单基础，很容易让学生入手。通过这个例子，学生感觉自己也会用物理知识，而且跟天文更近了。

是不是满足金斯不稳定性引起引力塌缩就能形成恒星呢？这里还有一个关键的问题是关于恒星的点火条件。我们知道恒星能量来源于轻核聚变，例如天阳中心的氢核聚变。但是恒星内部是否能够发生核聚变呢？

事实上，核聚变会受到原子间库仑势垒的阻碍。下面我们可以简单估计该势垒的大小。在原子核物理简介这一章，我们学习过原子核中核子半径为rN=R0A1/3≈1.2A1/3fm，其中A为原子核质质量数。在大于rN的区域，库仑作用主导，则两个核电荷数分别为Z1和Z2，质量数为A1和A2的原子核之间的库仑势垒为：Vc=■≈1.2■MeV （2）.

恒星中心典型温度约107K，原子核的动能只有≈kT≈1keV？垲VC。因此，用经典物理知识我们甚至无法理解太阳为什么会发光这样基本的问题。但是，微观粒子具有波粒二象性，这里需要考虑量子隧道效应，只要核子动能足够大，还是可以大规模穿过库仑势垒的，从而“点火”。这要求星体中心温度不能太小，被称为点火温度。通过这个例子，学生感觉到像太阳这样的宏观天体，其核心的基本物理过程也需要借助微观的量子效应。

关于恒星的特征温度，天文学中常用维里温度来估算。这里需要用到维里定理是：E■■=-■Egr （3）.其中，Egr为星体的自引力能，E■■为星体的总热能。上式表明，当星体收缩时，一半的自引力能被辐射掉，剩下的一半将转化为热能，增加恒星的温度。我们可以用它来估计恒星内部的特征温度。

星体自引力能可以估计为Egr=-GM2/R，星体热能Eth=■NkTvir，于是有■NkTvir≈■■=■■ （4）.这样给出的温度Tvir被称为维里温度。就以太阳为例，在上式中代入太阳质量和半径后，估算的特征温度为Tvir≈6×106K，与标准模型得到的结果量级一致。

上式（4）其实也很容易理解，只是用了气体动理论里面的一些基本知识。关键是维里定理怎么来的，下面我们给出一个简单推导，同样是用到这部分的基础知识。

考虑星体内部的流体静力学平衡，某一半径r流体元受到的引力与压强梯度平衡，即：■=■ （5）.其中M（r）是半径r所包围的质量，式子两边同乘以4πr3dr，并从星体中心到表面（假设恒星半径为R）进行积分，即：■4πr3■dr=-■4πr3■dr （6）.

上式右边为星体的自引力能Egr.我们对（6）式左边做分部积分，即：■4πr3■dr=4πr3P（r）■■-3■4πr2P（r）dr （7）.一般将P（R）=0的地方定义为星体表面，因此右边第一项为零。右边第二项可以改写为：-3■4πr2P（r）dr=-3V■=-3VP （8）.

其中P为星体的平均压强，这与求平均速度的方法类似。综合以上（6）～（8）式，我们得到引力束缚系统的维里公式：3VP=-Egr （9）.

仍然把星体内气体分子当作经典理想气体。利用理想气体状态方程PV=NkT，和气体热能Eth=■NkT，我们得到 P=■■。对其两边同乘以4πr2dr并积分有：PV=■E■■（10）.联立上面的（9）式和（10）式，即可以自然得到维里定理。

还有其他一些天文学问题，如当恒星演化至晚期，恒星中心合成铁元素后，若再进一步核聚变需要吸热，在原子核物理章节，其中给出的核子的平均结合能曲线就是这个意思。其结果是晚期星体核心必然塌缩，通过核聚变的方式合成比铁重的元素是不可能的。这些都是能够紧密结合所学内容，提出一些有趣的天文学问题，让学生通过自己思考，能够找到合理的解释。只要留心，还能找到很多类似的例子。

三、总结

天文学本身具有很强的吸引力，容易引发学生的好奇心，因此在大学物理课程中穿插一些天文学知识能够起到较好的教学效果，让学生通过积极思考，感受如何运用物理知识，从而激发学习的主动性和创造性。另一方面，天文学作为一门古老的学科，作为自然科学的源泉，其发展对于人类的自然观产生了重大影响，也最容易激发人们的求知欲望，理应更受重视。在国外，高校大都开设有天文课，而国内相对很少。我国是世界上天文学发展最早的国家之一，曾经在天文观测和研究中取得了不少世界瞩目的成就，但在近代却陷于停滞，落后于西方。目前国内也仅有5所高校开设有天文专业，高校天文普及教育还亟待提高。在当前背景下，通过这样的结合也有助于天文学知识的普及，让学生在感受美妙的天文现象的同时，也思考其中的物理奥秘，切身感受到运用物理知识的确能使我们更加了解天文。

参考文献：

[1]徐仁新.天体物理导论[M].北京：北京大学出版社，2006.

天文学的作用篇10

一、给学生树立信心

成功的前提就是自信。对于刚刚进入小学的儿童来说，树立习作自信就是引领学生成功迈入作文殿堂的第一步。作为教师，必须在教学中注意自己的言行举止。不少语文老师在第一次习作教学课上有意夸大习作难度，以引起学生的注意却适得其反。但也有不少教师善于引导学生树立自信，如某位教师的第一节作文课，她是这样教学的：“说话同学们会吧？”学生听到老师问这样幼稚的问题随即哄堂大笑，这谁能不会呢。教师顺势又对学生说：“同学们都会用嘴巴来说话，这一节课，我们要用笔来说话，看谁说得好。”导入有趣、机智，由浅入深，在学生的脑海中留下这样一个印象――写作文就是用“笔”来说话。学生轻松地接受了习作课，没有产生恐惧心理。

二、让学生模仿文本

提高学生启蒙作文水平的方法之一便是让学生从模仿文本开始。教学活动中，教师要引导学生积累课文中的好词好句和优美片段。一是要把这些好词语好句子摘抄在专门的笔记本上，二是要把课文中精美的语段熟读成诵，记在脑子里，进而在习作的时候有话可说、有词可用。笔者又一次在语文测试卷上设计了一道半命题作文“我爱家乡的_____”，有一个学生以“我爱家乡的果树林”，文中有些片段写道：“春天的家乡美丽极了，柳树抽出了嫩嫩的新芽，葱郁的树叶密密层层，就像一把天然的伞把树林遮挡得严严实实……夏天，果林的叶子绿得苍郁，那绿简直就要往下滴，使人垂涎三尺……秋天，果林的叶子渐渐变黄了，丰收的季节来到了，苹果、梨、桃子等果子一个个像涨红了脸的婴儿，可爱极了……冬天的雪花飘飘洒洒在果林的树梢上，好像给果树林盖了一床薄薄的羽绒被，美丽极了。”从学生所用的语句来看，不少来自于已经学过的课文，由于平时的不断积累，已经形成了知识储备。

三、每天训练日记

勤于习作，笔耕不辍。让小学生学会写日记，对于启蒙作文教学有益无害。笔者有一次检查日记时发现一个孩子写道：我今天上课开小差、不认真听讲，被老师批评了。“批评”二字学生不会写，用的是拼音代替，还有不少没有标点，读起来不顺口。尽管如此，学生还是把自己的心里话表达出来，写出了真情实感。教师每天可以选择一些优秀的日记，让爱读书的孩子站在讲台前读给学生听，让学生的习作拥有更多的听众。

四、个性评价习作