綜合性大學(xué)開設(shè)天文學(xué)通識選修課的探索
——以華南農(nóng)業(yè)大學(xué)為例

鐘克友，王蕾迪

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣東 廣州 510640）

星空總是以其無與倫比的浩瀚、深邃、美麗及神秘激起人類永恒遐想。“上知天文，下知地理”常用來形容一個人的知識廣博。“井蛙不可語海，夏蟲不可語冰”，天文學(xué)從時間和空間兩個維度超越一般人的想象，開闊人的視野和思維。

1 天文學(xué)是一門好的通識選修課

通識選修課，是高校課程體系中的重要組成部分，它既是高校深化教學(xué)改革的產(chǎn)物，也是踐行通才教育理念的重要途徑。對于促進(jìn)文理交叉滲透、拓展學(xué)生的知識領(lǐng)域、完善學(xué)生的知識與智能結(jié)構(gòu)、增強學(xué)生的社會適應(yīng)力等方面有重要作用[1]。

天文學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一，既是一門古老的學(xué)科，也是一門年輕的學(xué)科，在長期發(fā)展的歷史進(jìn)程中，始終處于自然科學(xué)前沿，直到今天它仍然充滿青春活力。天文學(xué)的每一次重大突破都對人類文明、現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)有著重大而深刻的影響。自20世紀(jì)70年代至今，先后有11個項目17位天文學(xué)家因為在天文學(xué)方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾物理學(xué)獎[2]。幾乎所有發(fā)達(dá)國家都十分重視大學(xué)生的天文素質(zhì)教育，學(xué)生也對天文學(xué)有興趣。在西方，很多大學(xué)生唯一選修的自然科學(xué)課程就是天文學(xué)[1]。

天文學(xué)與人文科學(xué)有關(guān)。中國是一個文明古國，古文獻(xiàn)中有很多天文、天象記錄和歷法知識。歷法的編排以天文學(xué)上晝夜交替、月相變化、季節(jié)更替為依據(jù)，與星體的運動相關(guān)。歷法編排既要符合天象，又要符合人們的生活習(xí)慣，還要指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因而歷代各國統(tǒng)治者都把歷法的改革看成國家的大事對待。通過歷法學(xué)習(xí)可知道節(jié)氣與節(jié)日的由來，并知道怎樣尊重民俗和自然規(guī)律[3]。

2 學(xué)生對天文學(xué)知識的了解現(xiàn)狀

以華南農(nóng)業(yè)大學(xué)為例。它是所以農(nóng)業(yè)科學(xué)、生命科學(xué)為優(yōu)勢，農(nóng)、林、理、經(jīng)、管、法、藝等多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合性大學(xué)。學(xué)校學(xué)科門類齊全，有101個本科專業(yè)，截至2021年10月，有全日制在本科生近4萬余人[2]。學(xué)校一直沒有開設(shè)天文學(xué)方面的通識選修課，這種現(xiàn)象應(yīng)該有一定的普遍性，因為在中國只有少數(shù)大學(xué)設(shè)有天文專業(yè)，而天文學(xué)專業(yè)相對來說是比較冷門的、小眾的專業(yè)，對于大多數(shù)沒有天文專業(yè)的大學(xué)來說，開設(shè)天文學(xué)通識選修課的最大障礙是沒有相應(yīng)的師資力量。

筆者通過三年多的教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)學(xué)生基本可分為兩類。一類是少數(shù)學(xué)生對天文學(xué)知識有濃厚的興趣，強烈的好奇心，天文基礎(chǔ)知識扎實，有一定的天文觀測實踐經(jīng)驗，熱愛星空攝影，多是學(xué)校天文協(xié)會的會員，有意思的是，這些同學(xué)在其他學(xué)科方面也很優(yōu)秀。

另一類，占絕大多數(shù)，對天文知識的了解基本是空白的，用他們自己的話說是“天文小白”。不知道月相的變化規(guī)律，不知道下弦月與上弦月有什么區(qū)別，出現(xiàn)在什么時候；雖然經(jīng)常說農(nóng)歷新年，但不知道農(nóng)歷與陰歷和陽歷是怎么回事，不知道陽歷和陰歷各有什么長處，多數(shù)人以為農(nóng)歷就是陰歷；雖然聽說過星座這個名詞，但很多人不知道星座到底是什么東西，從來沒有實際觀看過任何一個星座；知道滿天繁星，但說不出任何一個明星的名字，從來沒有實際觀看過北斗七星、牛郎星、織女星、天津四、軒轅十四、天狼星、大角星等，根本不知道獵戶座、雙子座、處女座等星座在哪里，有的同學(xué)甚至不知道東西南北[3]。

更深層次的知識，比如，天文學(xué)家是如何研究遙遠(yuǎn)的天體的？天上的星星是什么東西？為什么會閃閃發(fā)光？星星為什么會有不同的光色？星星是如何形成的？太陽是不是星星？有沒有上帝？如果沒有上帝，宇宙萬物是如何來的？如何看宇宙大爆炸理論？等等，絕大多數(shù)同學(xué)所知甚少。

3 教學(xué)內(nèi)容選擇

天文學(xué)知識內(nèi)容繁多，有的也很深奧[4]，如何選擇教學(xué)內(nèi)容是很重要的環(huán)節(jié)。太淺顯了，學(xué)生覺得沒學(xué)到知識，沒意思，過深了又會學(xué)不下去，失去興趣。選修課的重要特點是機動靈活，既要注重知識性、科學(xué)性，又要注重趣味性，引起學(xué)生的興趣，難度要適中，學(xué)生經(jīng)過努力可以學(xué)得下去，有所收獲，有獲得感。這樣的選修課才能有學(xué)生來選[4]。

（1）天文歷法。針對很多學(xué)生認(rèn)為天文學(xué)知識與自己關(guān)系不大，不知道陰歷和陽歷各有什么優(yōu)點，不知道農(nóng)歷與陰歷關(guān)系，選擇講解天文歷法，結(jié)合中國詩詞文化中大量與月亮有關(guān)的詩詞，講解月相的變化規(guī)律，陰歷的優(yōu)點。

（2）星座與天球坐標(biāo)。絕大多數(shù)學(xué)生，尤其是女生對星座感興趣，選擇講解星座文化知識，并加入天球坐標(biāo)，四季星空，中國的星空文化等，這也是天文學(xué)重要的基礎(chǔ)知識。

（3）星光的秘密。天文學(xué)家正是通過對光的研究獲取天體的各種信息。各種各樣的光，黑體輻射規(guī)律，星光光譜等知識，有難度，但必須要講。

（4）星際介質(zhì)和星云。這是容易被忽略的內(nèi)容，也是一般學(xué)生不了解的部分。各種各樣的星云是形成恒星的材料，也是宇宙星空風(fēng)景最精華的部分。

（5）走近上帝。太陽對于地球文明來講，是上帝般的存在，是老天爺。是一般人熟悉而又陌生的天體。太陽就是一顆最普通的星星，了解太陽就是了解天上無數(shù)星星。

（6）恒星的演化。在了解太陽的基礎(chǔ)上，順理成章系統(tǒng)講解各類恒星的演化，是課程的重點內(nèi)容，既具科學(xué)性又具趣味性。

（7）來自星星的你。恒星與元素的合成，宇宙萬物皆是星塵。

（8）宇宙大爆炸理論。水到渠成，講述宇宙萬物的來源。

4 教學(xué)方式方法

以哈勃空間望遠(yuǎn)鏡為代表的大量天文望遠(yuǎn)鏡成功研制和應(yīng)用，使天文學(xué)的發(fā)展在近幾十年來取得了令人難以想象的成就，拍攝了大量精美絕倫的宇宙星空圖片和視頻資料，使人類對宇宙天文的理解提升到了一個前所未有的高度，為天文學(xué)的教學(xué)提供了豐富多彩的資源和形象生動的教學(xué)手段。

5 師資問題的解決途徑

氣象專業(yè)的教師可承擔(dān)這一任務(wù)。

多數(shù)大學(xué)沒有天文專業(yè)的教師，是影響天文學(xué)通識課開設(shè)的重要原因。非天文專業(yè)背景的教師一般不會冒出開設(shè)天文學(xué)的想法。在天文學(xué)發(fā)展日新月異的時代，中國的“天眼”，嫦娥探月工程、“祝融號”火星車家喻戶曉，天宮號空間站即將建成，讓更多大學(xué)生多學(xué)點天文知識是很有必要的。筆者是氣象專業(yè)的，出于對星空的好奇和天文的愛好，自學(xué)了天文專業(yè)知識[5]，并看了大量天文相關(guān)的視頻資料，深深感到氣象專業(yè)的人完全可以上好天文學(xué)通識課，讓更多的人分享美妙星空。比如，氣象學(xué)中的黑體輻射定律，太陽輻射光譜，大氣對各波段電磁波的吸收、散射、反射，太陽方位，太陽高度變化規(guī)律，太陽視運動軌跡等很多知識，是和天文學(xué)高度相關(guān)的，我國的天文科普館常和氣象科普館在一起，也是有原因的。

6 學(xué)生的學(xué)習(xí)感受

筆者將這門天文學(xué)課程取名為“凝望大美星空”，一是擔(dān)心“天文學(xué)”這個名字會把很多學(xué)生嚇跑，出現(xiàn)沒人選修的情況，畢竟天文學(xué)是個高高在上的名詞；二是因為宇宙星空確實有大量不為常人所知的奇妙美景。結(jié)果每次選課人數(shù)是滿額，還有很多同學(xué)選不上，出乎意料。很多學(xué)生的學(xué)習(xí)感受是：超出他們的期望，沒想到天文學(xué)還挺有意思，值得選。這在意料之外，也在情理之中，現(xiàn)在的天文學(xué)不是以前的天文學(xué)了[5]。

天文學(xué)讓學(xué)生們初步體檢到宇宙的浩瀚、深邃、美麗及神秘，天長地久，海枯石爛，滄海桑田，認(rèn)識到了地球、人類、個人在蒼茫宇宙中的客觀位置，對年輕學(xué)生心境胸懷的影響是顯而易見的。天文學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)地解釋了太陽、恒星等的形成演化過程，及元素的來源，以至生命的起源，使上帝、老天爺、玉皇大帝各位天神無立足之地，對于樹立科學(xué)的世界觀，破除封建迷信有獨特的作用。