江蘇省南通中學(xué)(226000)李紅華
天文學(xué)是一門充滿奧秘的學(xué)科,是孩子們與生俱來的興趣所在,特別能激起學(xué)生的求知欲與探索欲。開展天文課外活動(dòng),讓學(xué)生抬頭仰望可以引起他們無限遐想的星空,可以激發(fā)他們探索宇宙無窮奧秘的興趣。開展天文課外活動(dòng)不僅有助于擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,更重要的是通過學(xué)習(xí)天文知識(shí)、天文制作、天文觀測(cè),以及通過參觀、訪問、宣傳等活動(dòng)對(duì)學(xué)生全面素質(zhì)的培養(yǎng)具有非常積極的作用。現(xiàn)結(jié)合我校實(shí)踐,談?wù)勚袑W(xué)開展天文社團(tuán)活動(dòng)的思路和方法。
我校每學(xué)年初都要召開社團(tuán)招新活動(dòng),學(xué)生可以根據(jù)自己的特長和興趣報(bào)名參加不同的社團(tuán),天文社團(tuán)是一個(gè)比較熱門的社團(tuán),一般每次都有五六十名學(xué)生報(bào)名。我們根據(jù)調(diào)查分析報(bào)名同學(xué)現(xiàn)狀,嚴(yán)格選拔社團(tuán)成員,著重從有興趣、有精力、有堅(jiān)持不懈精神、數(shù)學(xué)成績好、有良好的心理素質(zhì)等方面選拔成員,每次錄取三十個(gè)新成員,包括高二、高三老社團(tuán)成員在內(nèi),社團(tuán)總?cè)藬?shù)大概六十人左右。社團(tuán)全體成員通過民主選舉三位社團(tuán)社長,一正二副,每人負(fù)責(zé)一個(gè)年級(jí),另外選舉六個(gè)小組長,每個(gè)組長負(fù)責(zé)十個(gè)社團(tuán)成員。社長和組長負(fù)責(zé)社團(tuán)活動(dòng)的主題策劃、組織、通知、宣傳等日常事務(wù)。教師積極和學(xué)校主管領(lǐng)導(dǎo)溝通爭取社團(tuán)活動(dòng)的各種軟硬件配備。硬件配備:例如專用教室(主要用來講授天文基礎(chǔ)知識(shí)、播放科普視頻、課件)、天文望遠(yuǎn)鏡等觀測(cè)儀器、購買天文科普讀物(如《天文愛好者》、《紫金山天文臺(tái)臺(tái)刊》、《天文學(xué)進(jìn)展》等雜志)、學(xué)校網(wǎng)站開辟“天文社團(tuán)在活動(dòng)”專欄。軟件配備:教程講義《天文基礎(chǔ)入門指導(dǎo)》電子教材、天文演示軟件等。在天文社團(tuán)的組建過程中要充分發(fā)揮學(xué)生的組織能力,協(xié)調(diào)能力,要求每個(gè)社團(tuán)成員不但有集體意識(shí),而且有協(xié)作精神。
社團(tuán)活動(dòng)主要采用專題講座與實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合的形式。首先根據(jù)社團(tuán)成員的天文基礎(chǔ)知識(shí)水平,分年級(jí)進(jìn)行一些基本內(nèi)容的講座。隨著學(xué)生天文知識(shí)水平的提高,逐步把實(shí)踐活動(dòng)(主要包括設(shè)備使用培訓(xùn)和觀測(cè)活動(dòng))和開放性學(xué)習(xí)(做一個(gè)小的天文課題)引入社團(tuán)活動(dòng)中去。在此過程中還將穿插介紹國際國內(nèi)的最新天文活動(dòng)信息(例如天宮一號(hào)、嫦娥二號(hào)發(fā)射、神州飛船的發(fā)射等消息),以引起學(xué)生的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的能力,激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造力。
基礎(chǔ)天文知識(shí)學(xué)習(xí)是天文初學(xué)者的必經(jīng)階段,可以為其他方面的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。該部分從天文學(xué)的簡介開始,讓社團(tuán)成員對(duì)天文學(xué)有一個(gè)概括的認(rèn)識(shí)。然后講解星座、星空和天體的運(yùn)動(dòng)等。后面則要根據(jù)不同層次和不同年級(jí)的社團(tuán)成員選擇不同的內(nèi)容,但是如太陽系及其行星、恒星的結(jié)構(gòu)與演化、宇宙的大爆炸等內(nèi)容還是應(yīng)該有所涉及。講座主要有輔導(dǎo)教師完成,一些比較容易理解的專題(例如四季星空,地球系統(tǒng)等專題)可以由社團(tuán)資深成員完成。
主要講座安排如下:
第一講 天文學(xué)基本概念
第二講 天球系統(tǒng)
第三講 天體運(yùn)動(dòng)與星空
第四講 太陽系
第五講 地球系統(tǒng)
第六講 太陽系常見天象及觀測(cè)方法
第七講 恒星系統(tǒng)及其演化
第八講 銀河系及河外星系
第九講 宇宙學(xué)說
第十講 深空天體及其觀測(cè)方法
天文社團(tuán)的學(xué)生多數(shù)初中未學(xué)習(xí)過天文知識(shí),對(duì)天文儀器的操作和實(shí)驗(yàn)也很陌生,所以有必要對(duì)學(xué)生進(jìn)行一些天文儀器操作培訓(xùn)。培訓(xùn)的任務(wù)由天文社團(tuán)有經(jīng)驗(yàn)的骨干成員和指導(dǎo)教師一起完成。內(nèi)容包括天文望遠(yuǎn)鏡、活動(dòng)星圖、指星筆的使用方法和流星雨觀測(cè)、記錄方法以及野外觀測(cè)的注意事項(xiàng)。社團(tuán)成員在參加觀測(cè)技能的培訓(xùn)中,通過動(dòng)手、動(dòng)眼、動(dòng)腦實(shí)踐,操作能力和觀察能力有了明顯的提高。
(1)望遠(yuǎn)鏡使用方法
先利用課件或視頻資料,介紹天文望遠(yuǎn)鏡的基本結(jié)構(gòu)和名稱,由天文社團(tuán)骨干學(xué)員現(xiàn)場安裝望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行演示,然后由參加培訓(xùn)學(xué)生自行再次組裝。安裝調(diào)試完畢后,通過望遠(yuǎn)鏡讓學(xué)生觀察遠(yuǎn)處高樓,學(xué)會(huì)和熟悉望遠(yuǎn)鏡的使用方法。學(xué)會(huì)使用望遠(yuǎn)鏡后,有條件的同學(xué)可以自己購買一個(gè)望遠(yuǎn)鏡,自主完成小的主題觀測(cè)(例如觀測(cè)土星環(huán)、一年中行星位置變化等)。
通過自己策劃和完成主題觀測(cè),學(xué)生能夠大大提高自主學(xué)習(xí)能力。
(2)活動(dòng)星圖使用方法
給社團(tuán)成員每人發(fā)一張活動(dòng)星圖,由指導(dǎo)老師教學(xué)生先觀察星圖的主要內(nèi)容,然后指點(diǎn)星圖的使用方法,教學(xué)完畢后學(xué)生每人按照活動(dòng)星圖上的星座,自己在紙上畫一些四季星空的主要星座,熟悉這些星座形狀的主要特點(diǎn)并進(jìn)行記憶。有天象館的學(xué)??梢詭鐖F(tuán)全體成員到天象館,詳細(xì)觀察四季星空主要星座,把各個(gè)季節(jié)主要星座涉及亮星的名稱和位置熟記在心。
(3)流星雨觀測(cè)方法
指導(dǎo)老師或天文社骨干成員通過幻燈片、視頻等形式向?qū)W生介紹比較容易出現(xiàn)流星雨的英仙座、獅子座、天琴座等星座各個(gè)季節(jié)位置、形狀,以及這些星座流星雨產(chǎn)生的起因、特點(diǎn)、觀測(cè)記錄方法和觀測(cè)注意事項(xiàng)。
(4)電子星圖的使用方法
隨著電腦技術(shù)發(fā)展,現(xiàn)代家庭筆記本電腦和平板電腦日益普及,在天文觀測(cè)中,電子星圖輔助作用越來越大。我們主要使用了starrynigh觀星軟件。starrynigh是較專業(yè)的一個(gè)軟件,軟件安裝的步驟比較復(fù)雜,教師應(yīng)提供給學(xué)生完整的軟件資料包,并給予具體的演示,確保每個(gè)學(xué)生能順利安裝軟件。安裝后,該軟件能實(shí)時(shí)模擬設(shè)定地區(qū)的星空。軟件使用主要包括如何確定方向,如何讓軟件顯示星座連線、星座名稱、星座想象圖,以及顯示選定星星的名稱及星等,有一定電腦水平的學(xué)生在教師的示范下掌握起來并不困難。
無論是天文基礎(chǔ)知識(shí)講座還是天文觀測(cè)技能的培訓(xùn),主要目的就是為了社團(tuán)成員能夠進(jìn)行真正的天文戶外觀測(cè),天文觀測(cè)使學(xué)生在戶外通過親身體驗(yàn)落實(shí)整合宇宙空間知識(shí)內(nèi)容,才能真正促進(jìn)宇宙空間整體概念的形成,形成正確的宇宙觀和世界觀。天文戶外觀測(cè)有助于學(xué)生多種能力提高,是整個(gè)天文社團(tuán)活動(dòng)的核心內(nèi)容。一般天文觀測(cè)活動(dòng)的開展主要包括如下步驟。
(1)確定觀測(cè)內(nèi)容和觀測(cè)計(jì)劃
由社團(tuán)的核心成員(三個(gè)社長和六個(gè)組長和輔導(dǎo)教師)討論確定整個(gè)學(xué)期觀測(cè)計(jì)劃和每次觀測(cè)內(nèi)容,觀測(cè)內(nèi)容的確定可以結(jié)合當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)匕l(fā)生的大的天文事件(例如流星雨、月全食、日食、日環(huán)食、火星大沖、火星合月等天文現(xiàn)象)也可以是一些常規(guī)的天象觀測(cè)(例如太陽黑子、日冕、耀斑、土星環(huán)等天文現(xiàn)象觀測(cè))。核心成員要制定詳細(xì)觀測(cè)方案(包括觀測(cè)時(shí)間、地點(diǎn)、集合地、行走線路、交通工具準(zhǔn)備、觀測(cè)儀器的準(zhǔn)備、結(jié)束時(shí)間、后勤保障、應(yīng)急預(yù)案等)。這個(gè)準(zhǔn)備過程也是社團(tuán)成員組織能力和協(xié)調(diào)能力的培養(yǎng)過程。
(2)觀測(cè)前知識(shí)培訓(xùn)和安全教育
確定觀測(cè)內(nèi)容后,及時(shí)通過各個(gè)組長通知組員,并在每次觀測(cè)前要進(jìn)行和這次觀測(cè)主題相關(guān)的培訓(xùn)。例如要觀測(cè)獅子座流星雨前,社團(tuán)成員要復(fù)習(xí)獅子座的位置、形狀,主要亮星的位置和名稱,獅子座流星雨成因及出現(xiàn)的位置等。天文觀測(cè)大部分是在夜間,所以安全問題是天文觀測(cè)活動(dòng)成敗的關(guān)鍵,要求所有參加觀測(cè)活動(dòng)的社團(tuán)成員由家人負(fù)責(zé)接送,要特別強(qiáng)調(diào)觀測(cè)紀(jì)律。
(3)實(shí)地觀測(cè)活動(dòng)
觀測(cè)活動(dòng)當(dāng)天,教師和社團(tuán)核心成員要提前到達(dá)觀測(cè)地,提前架設(shè)和調(diào)試好天文觀測(cè)儀器。等社團(tuán)成員到齊后,按照預(yù)先分組進(jìn)行有序觀測(cè)活動(dòng)。對(duì)于天文觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)少的同學(xué),教師安排有經(jīng)驗(yàn)的老社團(tuán)成員指導(dǎo)觀測(cè)方法,及時(shí)為他們提供幫助。對(duì)于具有豐富觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)的成員,在完成老師布置的觀測(cè)任務(wù)后,可以根據(jù)自己的興趣和愛好自主確定主題進(jìn)行自主觀測(cè)和研究。在觀測(cè)過程中可能會(huì)有一些不可預(yù)測(cè)事情發(fā)生,例如天氣突然變化,不能進(jìn)行正常觀測(cè)了,要根據(jù)事前準(zhǔn)備預(yù)案及時(shí)應(yīng)對(duì)。
(4)活動(dòng)討論和總結(jié)
當(dāng)晚觀測(cè)活動(dòng)結(jié)束后,觀測(cè)學(xué)生應(yīng)及時(shí)填寫、記錄觀測(cè)到的信息。教師將組織所有參與觀測(cè)的社團(tuán)成員對(duì)觀測(cè)到的信息進(jìn)行集體討論,各個(gè)小組經(jīng)過組內(nèi)討論交流后再匯報(bào)小組的觀測(cè)結(jié)果,其他小組可以對(duì)匯報(bào)小組的描述提出質(zhì)疑和補(bǔ)充,指導(dǎo)教師可以對(duì)各個(gè)小組的觀測(cè)匯報(bào)進(jìn)行分析、指導(dǎo),并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)評(píng)價(jià)。社團(tuán)成員對(duì)觀測(cè)結(jié)果的討論過程是思想碰撞過程,可能產(chǎn)生智慧的火花,全體成員對(duì)這次觀測(cè)活動(dòng)的認(rèn)識(shí)因此可能有了質(zhì)的飛躍。社團(tuán)所有成員對(duì)活動(dòng)的操作流程、組織形式、活動(dòng)內(nèi)容特別是安全保障、后勤服務(wù)方面,提出中肯建議,便于后期活動(dòng)組織者不斷改進(jìn)和提高。
雖然在天文社團(tuán)組建過程中,學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)生家長一般都表示支持,但是在天文社團(tuán)真正開展活動(dòng)后往往會(huì)遇到一系列問題和困難。首先現(xiàn)行高考、中考制度過度重視孩子文化課程的教育,忽視孩子科技素養(yǎng)的培養(yǎng),面臨高考和中考?jí)毫?,學(xué)校和學(xué)生家長并不允許學(xué)生過多投入天文活動(dòng)。其次,在現(xiàn)今我國的教育課程體系中,并未安排老師帶學(xué)生走出去的課程,同時(shí),由于教育部門通常把安全放在重中之重,在安全的“利劍”下,老師不太敢?guī)ьI(lǐng)學(xué)生出去開展相應(yīng)地戶外天文觀測(cè)活動(dòng)。第三,天文社團(tuán)活動(dòng)對(duì)指導(dǎo)老師素質(zhì)要求很高,許多學(xué)校沒有天文專業(yè)的教師,而很多專任地理教師無法勝任天文活動(dòng)的指導(dǎo)工作。第四,建設(shè)天文專業(yè)教室,購買各種天象觀測(cè)設(shè)備需要大量的資金,普通中學(xué)在開展天文社團(tuán)活動(dòng)中可能面臨資金不足等問題。盡管面臨各種困難和問題,我們還是應(yīng)勇于克服種種困難,帶領(lǐng)孩子更多的仰望星空,全方位地提高學(xué)生的綜合素質(zhì),激發(fā)學(xué)生探究宇宙星空、探索自然的興趣和熱情,這需要大家共同努力。