基本的天文学知识

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基本的天文学知识范文第1篇

[关键词]古希腊 科学技术 发展

[中图分类号]I3/7 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349（2013）10-0084-02

一、概述

古代希腊历史向我们展示出一个引人注目的特色，有时它也被称为“希腊奇迹”，就在近东文明西面的爱琴海沿岸，那些讲希腊语的居民创造了这种独特的文明。①希腊位于欧洲南部的希腊半岛和附近的一些岛屿，其地理位置容易接近古代河流文明，渡海向南经过克里特岛可以到达埃及，向东从小亚细亚半岛可以到达巴比伦等国。古希腊从公元前8-前6世纪相继建立起一系列奴隶制城邦，随后奴隶制在古希腊有了长足的发展。古希腊人在吸收了古埃及、古巴比伦的科学技术的基础上创造了古代辉煌的文明，成为当时欧洲的文化中心，也是近代科学技术的主要发源地。

二、古希腊的科学发展

（一）古希腊的自然哲学

古希腊人把自然界作为一个整体来研究，那时自然科学都包括在哲学里，称为自然哲学，这既是希腊人对自然界的哲学思考，又是早期自然科学的一种特殊形态。这时的哲学家同时也是自然科学家。小亚细亚西岸中部的爱奥尼亚地区是古希腊自然哲学的发源地，在这里，形成了古希腊自然哲学的不同流派。西方历史上第一个自然哲学家泰勒斯，诞生于地中海东岸爱奥尼亚地区的希腊殖民城邦米利都。他既是第一个哲学家也是第一个科学家，是西方科学——哲学的开创者。他的学生阿那克西曼德和阿那克西曼德的学生阿那克西米尼也是米利都人，他们形成了西方哲学史上第一个哲学学派——米利都学派。米利都学派的共同特点是他们把世界的本原归结为某些具体的物质形态，认为宇宙万物是由某种基本的东西演化而来。米利都学派的思想活跃又显示出早期希腊科学探索的另一个特点：科学的兴起是理性争辩的结果。总之，米利都哲学家之间争论不休，他们运用理性、逻辑和观察来驳斥别人的思想，强化自己的主张。

早期希腊人的自然知识的多元化和抽象化特征，由另一个前苏格拉底学派——毕达哥拉斯学派——发挥的淋漓尽致。毕达哥拉斯学派因把数学引入自然哲学而享有盛誉。毕达哥拉斯学派的主要代表人物是毕达哥拉斯和菲罗劳斯，毕达哥拉斯认为数才是万物的本原，并企图用数学关系来解释自然现象。毕达哥拉斯学派的成员把数学提升到抽象化和理论化的高度；他们热衷于以数的概念为核心来建构他们的自然观。正是以这种方式，数就成为探寻世界物质材料那个米利都问题的回答。毕达哥拉斯学派既提出了地球概念，也提出了天球概念，这种地球——天球的两球宇宙论模式为希腊天文学奠定了基础。在天球转动的基础上，希腊天文学家运用几何学方法构造和观测相符合的宇宙模型；在宇宙模型基础上，又进一步促进观测的发展，使希腊数理天文学达到了世界古代科学的顶峰。

米利都学派和毕达哥拉斯学派及他们的后继者代表了两种不同的传统，这表明前苏格拉底时期的哲学没有一种基于共识的统一，而是分散为一些不同的思想派别。因此，这里至少还应该简单地提到另外两个主要的前苏格拉底自然哲学学派，即原子论者和被称为变化学派的哲学家。原子论者以米利都的留基伯和阿布德拉的德谟克利特为代表，他们以自己的方式回应了早在一个世纪以前就提出的那个米利都挑战。他们把世界想象为由原子组成，而原子是物质最小的、不可再分的粒子。这些理论家假定，原子在虚空中所取形状、位置、运动和排列的不同是我们看到周围物体显示出差异的根本原因。古代原子论者要面对一个大难题：假如不承认无不受其影响的某种大因故，混乱的原子无论如何也形成不了自然界中的任何一种有序的或者恒定的模式。为此原子论哲学得到了无神论的名声。原子论是古希腊自然哲学中最重要、最高的成果之一，虽然它还只是建立在直观经验的基础上的哲理思辨和天才猜测的结果，但它在思想上和方法上对后人产生了重大影响。

（二）古希腊的天文学

在了解和学习古埃及、古巴比伦人天文学知识的基础上，古希腊人在天文学方面表现出独特的创见。他们是以更清醒的态度来看待迷人的宇宙，并以更大的热情来探索天体运动规律。据说泰勒斯能够预言日食，还发现了北极星，腓尼基人就是根据他的发现在海上航行的。阿那克萨哥拉设想月亮上有山，月光是日光的反射，用月影盖着地球的设想解释日食，用地影盖着月亮的设想来解释月食。毕达哥拉斯学派则设想地球、天体和整个宇宙都是球形，而天体的运动也都是均匀的圆周运动，因为圆是最完善的几何图形。这个思想一直主宰着天文学，甚至还对后来的哥白尼产生了重要影响。在柏拉图之前，希腊没有大家都赞同的宇宙学和天文学理论。柏拉图创办的学校里的学生欧多克索根据对天体的观察，建立了一个同心球宇宙几何模型，他是第一个把几何学和天文学结合起来的人。他的宇宙模型是以地球为中心，日月及五大行星级恒星分别附在同心球壳层上围绕地球匀速旋转。行星的运动由四个大小不等的同心球的复合运动所致，而整个宇宙中的同心球一共有27个。

希腊化时期亚历山大城有一个著名的天文学家阿里斯塔克在两千多年前就提出过日心说，他认为太阳和恒星是不动的，地球和行星以太阳为中心，沿圆周轨道运动，地球每天绕自己的轴自转一周，每年沿圆周轨道绕日一周。他在《轮日月大小和距离》一文中，应运几何学方法，首次测量和计算了太阳、月亮、地球的直径比例和相对距离，已经认识到太阳比地球大得多。他的太阳中心说走在了时代的前面，在当时有一定的影响，但并没有得到一般人的广泛认同。

（三）古希腊的物理学和数学

希腊数学的发展历史可以分为三个时期。第一期从伊奥尼亚学派到柏拉图学派为止，约为公元前七世纪中叶到公元前三世纪；第二期是亚历山大前期，从欧几里得起到公元前146年，希腊陷于罗马为止；第三期是亚历山大后期，是罗马人统治下的时期，结束于641年亚历山大被阿拉伯人占领。亚里士多德是古希腊伟大的思想家、百科全书式的学者，是古代科学思想的主要代表。如果说柏拉图是一位综合型的学者，那亚里士多德就是一位分科型的学者。他总结了前人已经取得的成就，创造性的提出了自己的理论，在几乎每一个学术领域，亚里士多德都留下了自己的著作。他是形式逻辑的创始人，是第一个专门而又系统地研究思维和它的规律的人。亚里士多德是第一个全面认真研究物理现象的人，他写了世界上最早的物理学专著《物理学》，他反对原子论，不承认有虚空的存在；他认为物体只有在外力推动下才运动，外力停止，运动也就停止。

阿基米德是“古代世界第一位也是最伟大的近代型物理学家”，是科学史上最早把观察、实验同数学方法相结合的杰出代表。他的力学著作有《论浮力》《论平板的平衡》《论杠杆》《论重心》等。他发现的杠杆原理和浮力定律是古代力学中最伟大的的定律，也是今天机械设计和船舶设计计算时最基本的定律之一。阿基米德与雅典时期的科学家有显著不同，他非常重视实验，亲自动手制作各种仪器和机械；他不是力图提出一个完整的宇宙模型，而是着重在解决某些具有实际价值的问题；他首先把科学和生产、战争结合起来，所有这些对后来文艺复兴时期的达·芬奇和伽利略等人都产生了重要影响。

注释：

①世界科学技术通史.上海世纪出版集团，2007年版，第75页.

【参考文献】

[1]麦克莱伦第三，哈罗德·多恩著，王鸣阳译.世界科学技术通史[M].上海：上海世纪出版集团，2007.

[2]吴国盛.科学的历程[M].北京：北京大学出版社，2002.

[3]张密生.科学技术史[M].武汉：武汉大学出版社，2005.

[4]张谨.古希腊繁荣的人文底蕴[J].广西大学学报，2005，

基本的天文学知识范文第2篇

关键词： Google Earth 地理空间素养 地理教学

1.关于Google Earth

Google Earth即谷歌地球（以下简称GE），是Google公司2005年7月的一款虚拟地球仪软件。其采用3D地图定位技术，并将本地搜索功能和卫星图像结合起来，将地球做成3D地球仪形状，用户可以拖动鼠标随意地翻转这个虚拟地球，就像转动手中的地球仪一样。利用它，用户可以从任意角度浏览到高清晰的地图，看到地面上的建筑物或地球地貌的三维图像，还可以搜索道路、酒店，获得出行导航等服务。GE中含有大量的地理信息，用户可以根据自己的需要，通过图层管理选择要在地图上显示的地理特征，这样会更加明了直观，获取信息十分方便。

2.关于地理空间素养

素养是一种标准化的陈述，它包含两个因素，即具有某种知识并且能够运用这种知识来处理相关问题。《辞海》把素养界定为“经常修习涵养，如艺术素养、文学素养”。

空间素养是由美国国家科学院下属全美研究委员会所提出的概念。了解空间概念，且能利用表征工具完成缜密的空间推理过程，此即空间思维。当一个人精于空间思维时就具有了空间素养。空间素养是人类认知技能的综合表现。

地理素养是学习者经过地理学习后所养成的比较稳定的心理品格，是一个人从地理学的角度来观察事物且运用地理学的技能来解决问题的内在涵养，包括地理知识、地理观点、地理方法、地理能力、地理态度、地理情感等构成要素。

地理空间素养是地理素养与空间素养交叉相融的部分。它既是地理素养的重要组成部分，又是空间素养的重要组成部分。它是学生在学习有关空间位置、空间分布、空间过程、空间格局、空间上的成因联系等内容的过程中，在掌握地理空间知识和形成地理空间技能的基础上，运用这些知识与技能解决有关地理空间问题的内在修养，由地理空间概念、地理空间表征工具和地理空间推理三个要素组成。

3.借助GE来提高中学生的地理空间素养的具体表现

新课标明确提出，中学地理课程目标是不仅仅要让学生获得基本的地理知识和技能，更要注重发展学生的地理思维能力、培育学生崇高的地理素养。而地理空间素养的提高一直是地理教学的一个难点，因此，在教育教学过程中培育学生的地理空间素养，是教师的职责，也是素质教育所提倡的。

（1）借助GE帮助学生建立良好的宇宙观

高中地理“行星地球”部分是高中地理的导入单元，因此，这部分对激发学生地理兴趣十分重要。而这部分内容涉及的天文学知识比较多，主要是帮助学生树立科学的宇宙观，如果用传统的讲授板书式教学，学生就很难理解且会觉得很乏味。

GE里面有一个常用的模块叫“星空”，其强大的搜索功能和权威全面的“天文数据库”能帮我们直观地感受到浩瀚的宇宙且能在其中搜索到指定的天体，近距离地观看由哈勃望远镜所拍摄的距我们几亿光年的天体图像。这样不仅让抽象的天文知识更加直观，而且拉近了学生与现代科技的距离。

（2）借助GE帮助学生认识宏观的地球

对地球的宏观认识仅凭文字描述和有限的图像展示是远远不够的。对地球的宏观认识主要包括四个方面：格局分布（即海陆分布）、形态特征、运动规律、经纬分布。GE里面有四个对应的图层：海洋、地形、日出和太阳、网络。通过这四个图层，可以向学生展示直观的全球海陆分布情况、全球的高低起伏形态分布情况、地球自转与公转的规律及全球的经纬网络格局。这样，这些宏观的概念就会以直观的印象呈现在学生的眼前。

（3）借助GE帮助学生更好地掌握空间分布关系

空间分布是地理学中一个十分常见的概念。中学地理涉及空间分布的知识有很多，例如全球的气候类型分布、土壤分布、人种分布、农作物的地理分布等。

教师首先应将气候类型图、土壤分布等叠加在GE上，再根据需求打开经纬网、边界与地名、气温、地形等各要素的图层，在图层叠加过程中加深学生对区域轮廓的认识。

（4）借助GE帮助学生提高空间分析能力

空间分析，就是分析地表上各个地理要素在空间中的相互作用关系。地表上的任何一个地理要素都不可能孤立地存在，地理要素之间总是不断地进行着物质、能量、信息的交换，这种交换就构成空间的相互作用。正是这种相互作用，才把空间上彼此分离的地理要素结合成具有一定结构和功能的有机整体。

空间分析的具体内容很多，有包含分析（分析一地理事象是否包含在另一地理事象范围内）、相交分析（分析两种地理事象之间的相交区域）、空间差异分析（分析两种地理事象之间的不同区域）、缓冲区分析（分析一定范围内的地理事象）及空间查询、统计等。

例如，问：生淮南为橘，橘生淮北为枳，这是为什么？对于这一问题，教师可以结合GE，分别展示淮河南北的温度、湿度、土壤等地理要素的特征，进而总结出橘子生长的地理条件。这样的引导，不仅让学生掌握了知识，而且提高了学生的空间分析能力。

（5）借助GE帮助学生建立“地理空间联系”的概念

GE对现实世界的地理空间关系的模拟，可以使学生对空间各种事物的状态有非常直观的感受。地理教师可以用GE的简单空间操作分析工具，为学生提供空间可视化的分析结果，能揭示地理事物的空间关系和空间分布模式，帮助学生理解地理学科的特征，建立地理学科的知识结构，提高地理课堂效益。这就是说，GE可以将看似孤立的知识点用联系的观点放在同一个地理空间中，让学生对它们有一个系统的认识。

如地理教学中的难点――世界陆地自然带的分布及其成因，体现了地理科学的整体性和区域性特征，GE既能展示一幅可以无级缩放和进行信息查询的地图，又能展现一个三维的地形模型，可以将无级缩放的世界地图，通过鼠标点击，不断变换比例尺的大小，这样，展现出来的空间信息也会不一样。而且，通过GE可以将土壤、植被等图层要素添加进去，通过这些图层的感观比较，让学生始终能直观地感受和理解世界陆地自然带分布特征及其成因。

（6）借助GE帮助学生实现地理空间表达能力

GE的功能区里有“建立及管理地标”的选项。地表是GE的一种标志空间位置的快速标签，利用地标可以快速打开其指向的目的地三维地图。由于GE支持HTML程序语言和JAVA语法，因此，学生还可以进行文字、图片及动画视频的制作和超链接。GE的功能区里还有“添加图像”和“添加多边形”的选项，分别可以编辑相关的专题地图和突出指定区域。

这样，学生就可以借助GE进行地理研究性学习。例如，学生可以将曾去旅游过的地方在GE中标定精确位置，然后一超链接的形式将曾拍的照片及个人旅游评价在GE的网络上，供有兴趣的人共享使用。这样，不仅十分有意义，而且达到了研究性学习的目的，提高了学生地理空间信息的表达能力。

4.在地理教学中使用GE的呼吁

随着地理信息技术的发展，地理教学有必要合理地利用国内外的地理信息数据资源。GE是一个既方便又通用的工具，而且资源丰富、功能强大，只要教师去发现，结合资源备好课，就能充分发挥作用，提高教学效率。地理教师在备好教材的同时，还应充分运用GE软件进行教学，给予学生合理的引导，激发学生的学习兴趣，让学生自主探究，去发现、去思考。Google Earth不仅会使学生轻松地掌握地理知识，而且会使他们开阔视野，更激发学习地理的主观能动性，提高中学生的地理空间素养。GE的运用为地理空间素养培育的方式方法改革提供了新路径、提供了更丰富的教学资源。实践表明，教师不但要注意GE运用策略的有效性，而且要考虑GE的运用形式。

参考文献：

［1］徐波，周中立，韩敏.地理空间思维观念在中学地理教学中的应用分析［J］.现代教育科学，2007，（3）:78-80.

［2］袁书琪.地理教育学［M］.北京：高等教育出版社，2001，（7）：81-82，76.

［3］范红梅.高中学生地理素养现状与对策研究［D］：［硕士学位论文］.长春：东北师范大学城环学院，2007.

［4］林培英.计算机辅助地理学习［M］.北京：测绘出版社，1995，（12）.