吳忠祖

射電天文學(xué)課程對非天文專業(yè)本科生來說相對陌生，其教學(xué)內(nèi)容主要包括射電天文的基礎(chǔ)知識，包括射電天文的概況、電磁波輻射及傳播、電磁波的偏振、信號處理、天線的基本原理、接收機、射電天文干涉儀、射電天文的觀測方法、射電連續(xù)譜的發(fā)射機制、星際空間的分子等。射電波本身是一種電磁波，在理論上與大學(xué)階段的電磁學(xué)、電動力學(xué)有較好的結(jié)合。同時有很多在以前的課程中不曾涉及的內(nèi)容，包括天體的研究，射電望遠鏡技術(shù)等，這為射電天文學(xué)的教學(xué)增加了難度。另一方面的困難是射電天文的科普設(shè)備較少，盡管我國有多個已建成或在建的大型射電望遠鏡，但是通常來說高校本科生接觸這類設(shè)備的機會很少，甚至有很多學(xué)生都沒有聽說過射電望遠鏡。這都為射電天文學(xué)課程教學(xué)方法提出了更高的要求。

教學(xué)方法包括教師的教法（教授法）和學(xué)生的學(xué)法（學(xué)習(xí)方法）兩大方面，是教授方法與學(xué)習(xí)方法的統(tǒng)一。教授法必須依據(jù)學(xué)習(xí)法，否則便會因缺乏針對性和可行性而不能有效地達到預(yù)期的目的，由于教師在教學(xué)過程中處于主導(dǎo)地位，所以教法處于主導(dǎo)地位。 現(xiàn)代教學(xué)方法的基本特征包括，一是教服務(wù)于學(xué)，重學(xué)甚于重教；二是學(xué)生主動地學(xué)，重視學(xué)生的主體作用，主動探究和發(fā)現(xiàn)知識；三是在“做”中學(xué)，重視體驗的作用；四是合作中學(xué)，重視“學(xué)習(xí)共同體”的作用；五是教師的角色主要不是傳授知識，而是學(xué)習(xí)的組織者，指導(dǎo)者和學(xué)習(xí)伙伴。現(xiàn)代教學(xué)方法，對增強教學(xué)效果將產(chǎn)生積極的促進作用。為此，在射電天文教學(xué)中應(yīng)注意以下幾個方面。

一、改進課堂教學(xué)

1.注重知識背景的引入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 射電天文學(xué)本身也是天文學(xué)的一個方向，由于我國大部分高中生并沒有相關(guān)的課程，對天文學(xué)知識了解較少，甚至天文學(xué)背景為零。所以在射電天文教學(xué)中增加天文學(xué)的背景是非常必要的。天文學(xué)是一門觀測科學(xué)，尤其是現(xiàn)代天文學(xué)誕生以來積累了大量的觀測數(shù)據(jù)與圖片、視頻等。另外目前網(wǎng)絡(luò)越來越普及，在網(wǎng)絡(luò)中有大量豐富的知識，尤其是每個天文臺的射電望遠鏡都有自己的網(wǎng)址，上面有各天文臺以及射電望遠鏡各方面的信息。充分利用多媒體將天文的觀測數(shù)據(jù)、圖片、視頻等與課件結(jié)合，能更好地激發(fā)學(xué)生的興趣。

2.充分聯(lián)系現(xiàn)有科學(xué)前沿實際以及天文學(xué)史的內(nèi)容進行案例教學(xué)。案例就是關(guān)于實際事件的描述，通常是以一個決策人的視角來顯現(xiàn)一個典型事件。例如在講解大型射電望遠鏡的性能與科學(xué)研究概況的時候，可以選擇某一個特定的望遠鏡，如目前單口徑最大的射電望遠鏡—美國Arecibo射電望遠鏡，充分利用網(wǎng)絡(luò)上的資源，以案例的形式，使學(xué)生充分了解這一類射電望遠鏡的特點及相應(yīng)的射電天文知識。

在案例教學(xué)中應(yīng)注意以下幾個方面。1）學(xué)習(xí)者是案例教學(xué)的主體，教師的作用是組織課堂，引導(dǎo)討論。學(xué)習(xí)者在討論和教師的指導(dǎo)中學(xué)到知識，鍛煉能力。 2）學(xué)習(xí)從事實出發(fā)，要求學(xué)習(xí)者真正從實際工作的角度來思考問題，使學(xué)習(xí)者感到上課不是一件輕松的事，必須全力以赴。 3）體現(xiàn)因材施教，看待和處理問題的方法是因人而異的。4）寓學(xué)習(xí)于討論中，不單純追求一種正確的答案，而是重視得出結(jié)論的思考過程。

3.設(shè)置學(xué)生參與環(huán)節(jié)，采用啟發(fā)式互動式教學(xué)法。射電天文教學(xué)的目的不僅僅是讓學(xué)生學(xué)會書本上的知識，還在于吸引學(xué)生將來從事這一領(lǐng)域的科學(xué)以及技術(shù)的研究，這也是我國圍繞在建的大型射電望遠鏡如貴州平塘的500米口徑射電望遠鏡（FAST）以及我國參與建設(shè)的世界平方公里射電干涉陣（SKA）每年都會舉辦射電天文暑期學(xué)校的原因。 基于以上的原因，射電天文更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的參與意識，互動式教學(xué)可以很好地實現(xiàn)這一要求。教師在教學(xué)中應(yīng)注意，1）樹立開放的教學(xué)思想，教師與學(xué)習(xí)者的對話是一種商談，在商談中相互尊重彼此的個性，共同探討未知領(lǐng)域，共同創(chuàng)生新的知識。 2）切實扮演好角色，教師不是傳道者，而是組織者，把大家的積極性調(diào)動起來，打開每個人的智慧。3）建立良好的師生關(guān)系，教師要以人人平等的態(tài)度對待每一個學(xué)習(xí)者，充分了解、尊重、信任、理解學(xué)生，在學(xué)習(xí)研究中同學(xué)生建立合作的關(guān)系。4）提升自身素質(zhì)和能力，包括豐富的社會知識和廣博的專業(yè)知識，較高的課堂組織能力及溝通能力等。

二、加強課外實踐教學(xué)

1909年杜威提出，科學(xué)教育不僅是讓學(xué)生學(xué)習(xí)大量的知識，更重要的是學(xué)習(xí)科學(xué)研究的過程與方法，教學(xué)最重要的目的是培養(yǎng)學(xué)習(xí)者獲取知識的能力。 射電天文學(xué)是一門實踐學(xué)科，也是一門前沿學(xué)科，僅僅依靠傳統(tǒng)教學(xué)，學(xué)習(xí)書本上的知識是遠遠不夠的。應(yīng)充分鼓勵學(xué)生在課上及課下圍繞某個問題展開討論，這樣既能培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，也能培養(yǎng)學(xué)生實事求是的態(tài)度，積極進取的精神，克服困難的品質(zhì)。射電天文專業(yè)以及科普設(shè)備都比較缺乏，目前只有國內(nèi)各大天文臺有相應(yīng)的設(shè)備，一方面，教師應(yīng)該鼓勵有興趣及有條件的學(xué)生積極尋找機會，到射電天文望遠鏡基地參觀或者學(xué)習(xí)，如參加國家天文臺或其他天文臺每年組織的天文夏令營活動，或個人以旅游的形式去參觀，另一方面，教師應(yīng)該充分利用網(wǎng)絡(luò)上的射電天文資料及數(shù)據(jù)開展一定的實踐活動，比如國外望遠鏡對河外的很多射電源都有流量監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以組織學(xué)生來分析射電源的光變及周期等，進而通過查閱文獻了解這些源的性質(zhì)。

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