天文学的概念
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天文学的概念范文第1篇
广义相对论对于包括天文学、导航、测地、时间同步等许多实际应用都是必不可少的。同时广义相对论也在许多高精度的实验中得到了成功的检验。
探索太阳系中的相对论引力不仅涉及多种高精度技术，同时需要许多基础理论知识。近几十年，国际天文学联合会（IAU）开展了将广义相对论应用于太阳系以及系外星体的高精度天文观测的建模和解释的相关研究工作，1994年建成了一个关于相对论在天体力学与天文学中的应用的工作小组，从事定义和推行相对论参考架和时间标度。这项任务成功地完成并在2000年在英国曼彻斯特召开的第24次会员大会的决议中被采纳。然而，这些决议对于相对论的实际应用只形成了一个框架，对于很多普通天文学中的应用细节，有着许多待解决的问题，需要持续性努力。
2006年在布拉格召开的第26次会员大会上组建了名为“基础天文学中的相对论”的第52委员会，旨在相对论框架下阐明基础天文学的几何学和动力学概念；提供在基础天文学中使用的合适的数学和物理学形式；深化天文学家和学习天文学的学生们对相对论的理解；鼓励实现上述任务所需要的各种研究工作。本书正是试图对该委员会承担的任务做一些理论贡献。本书正是基于国际天文学联合会（IAU）最近所推荐内容编写的教材。
本书的前三章评述了天体力学和狭义及广义相对论的基本原理。这些背景材料是理解构成本书主要内容的相对论天体力学、天体测量学和测地学的基础。接着几章讨论了应用相对论于太阳系中的一些理论和实验原理。
全书内容共分9章，1. 牛顿天体力学；2. 狭义相对论导论；3. 广义相对论；4. 相对论参考架；5. 后-牛顿坐标变换；6. 相对论天体力学；7. 相对论天体测量学； 8. 相对论测地学； 9.国际天文学联合会（IAU）决议中的相对论。
书末给出了3个附录。附录A简单介绍拉普拉斯方程基本解；附录B 列出了天文学常数；附录C 给出了1997、2000、2006和2009年的4次国际天文学联合会（IAU）的决议。
本书内容异常广泛，实例非常丰富，叙述深入简洁，特别注重实际应用。本书虽是一本专著，但很适合从事引力物理学及其在现代天文学领域应用的相关专业的研究生作为辅助教材，也是研究人员重要的参考书。
丁亦兵，教授
(中国科学院研究生院)
天文学的概念范文第2篇
闻名于世的“诺贝尔奖”，每年一次授予在物理学、化学、生理学或医学，以及一些人文领域做出卓越贡献的人，至今已有100多年的历史。然而，诺贝尔并没有设立专门的天文学奖项，这导致了20世纪前70年天文学的成就与诺贝尔奖无缘。由于天体物理学的发展，特别是天文观测所发现的许多物理特性和物理过程是地面上的物理学实验所无法实现的，宇宙及各种天体已成为物理学的超级实验室。天体物理学的一些突出成果有力地推进了物理学的发展，这样，天文学成就获得“诺贝尔物理学奖”就成为很自然的事了。
诺贝尔奖与天文学的尴尬
诺贝尔奖是以瑞典著名化学家阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔（Alfred Bemhard Nobel，1833年10月21日～1896年12月10日）的部分遗产作为基金创立的。诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金支票。诺贝尔在他的遗嘱中提出，将部分遗产（920万美元）作为基金，以其利息分设物理、化学、生理或医学、文学及和平5种奖金，授予世界各国在这些领域内对人类做出重大贡献的学者。1968年，瑞典中央银行于建行300周年之际，提供资金增设诺贝尔经济学奖，并于1969年开始与其它5种奖同时颁发。诺贝尔奖还有一个规定，即只有先前的诺贝尔奖获得者、诺贝尔奖评委会委员、特别指定的大学教授、诺贝尔奖评委会特邀教授才有资格推荐获奖的候选人。
由于没有设立诺贝尔天文学奖，在很多年里，天文学家既没有推荐权，也不会被人推荐。在这个世界公认的科学界最高奖面前，天文学和天文学家的处境不免有些尴尬。
天文学与物理学相互促进
天文学是研究地球之外天体和宇宙整体的性质、结构、运动和演化的科学，物理学是研究物质世界基本规律的科学。研究各种物质形态都会形成相应的物理学分支，其中包括研究天体形态和特性的天体物理学。很显然，天文学与物理学的关系十分密切，相互关联，密不可分。天文学成就可以归入诺贝尔物理学奖的范围是在情理之中的，但是要使这个道理得到公认很不容易，花费了好几十年的时间。
20世纪初，物理学家根据物理学规律提出了许多天文学预言：如广义相对论预言星光在太阳引力场中的弯曲、水星近日点的运动规律和引力场中的光谱红移现象；预言中子星、微波背景辐射、星际分子和黑洞的存在等。这些预言在证实的过程中曾走过艰难的历程甚至弯路，这些伟大的预言推动着天文学家和物理学家们为之奋斗，并且发展了一个个新的分支学科。
天文观测为物理学基本理论提供了认识地球上实验室无法得到的物理现象和物理过程的条件。开普勒发现了行星运动三定律以后，牛顿为解释这些经验规律才导出万有引力定律，而在地球上的物理实验室中是总结不出万有引力定律的。此后，从对太阳及恒星内部结构和能量来源的研究中获得了热核聚变反应的概念；对星云谱线的分析提供了原子禁线理论的线索；从恒星演化理论发展出了元素形成理论。天文学观测的新发现也给物理学以巨大的刺激和桃战：中子星的发现推动了致密态物理学的发展，而类星体、星系核、Y射线暴等现象的能量来源迄今还很难从现有的物理学规律中找到答案。
随着物理学的发展，物理学家必然要把宇宙及各种天体作为物理学的实验室。物理学家涉足天文学领域的研究成为一种必然。而天文学家也会密切地注视着物理学的发展，以期用物理学原理来解释宇宙的过去、现在和将来。
一批历史性天文学成就无缘诺贝尔奖
在1901年开始颁发诺贝尔奖以后，天文学上有很多重大的发现，其科学价值可与获得诺贝尔物理学奖的一些项目媲美。1912年，美国女天文学家勒维特（Henrietta Swan Leavitt）发现造父变星的周光关系，从而得出一种估计天体距离的方法，这直接导致了河外星系的发现；1911年～1913年，丹麦天文学家赫茨普龙（Ejnar Hertzsprung）和美国天文学家罗素（Henry Norris Russell）各自独立地得到了恒星光度和光谱型的关系图，即赫罗图，赫罗图在恒星起源和演化的研究中起到了举足轻重的作用；1918年，美国天文学家沙普利（Harlow Shapley）发现银河系中心在人马座方向，纠正了太阳是银河系中心的错误看法；1924年，美国天文学家哈勃（Edwin P.Hubble）确认“仙女座大星云”是银河系之外的恒星系统，继而在1929年发现了著名的哈勃定律，证明宇宙在膨胀；1926年，英国天文学家爱丁顿（ArthurStanley Eddington）出版专著《恒星内部结构》，这本书成为恒星结构理论的经典著作。然而，这些成果无一例外地被诺贝尔物理学奖拒之门外。
就像1927年诺贝尔物理学奖得主威尔逊发明的云雾室成为研究微观粒子的重要仪器一样，望远镜的发展使我们能够观测到更遥远、更暗弱的天体及天体现象。但是没有一项光学望远镜的成就获奖。其中如美国天文学家海尔（Alan Hale）研制的口径1.53米、2.54米和5.08米三架大型反射望远镜，1930年施密特研制的折反射望远镜，以及20世纪90年代研制完成的10米口径凯克Ⅰ号和Ⅱ号望远镜等，它们都代表了天文学观测手段的历史性成就。获诺贝尔物理学奖的与天文相关的课题
随着物理学的发展，物理学家必然要把宇宙及各种天体作为物理学的实验室。在宇宙中所发生的物理过程比地球上所能发生的多得多，条件往往更为典型或极端。在地球上做不到的物理实验，在宇宙中可以观测到。物理学家涉足天文学领域的研究成为必然。
赫斯发现宇宙线191 1年～1912年，奥地利物理学家赫斯（Victor Francis Hess）用气球把“电离室”送到距离地面5000多米的高空进行大气导电和电离的实验，发现了来自地球之外的宇宙线。1936年，赫斯因此获得诺贝尔物理学奖。实际上，宇宙线的发现既是一项物理学实验，更是天文学观测成果。
贝特提出太阳的能源机制1938年美国物理学家贝特（Hans Bethe）研究核反应理论的过程中，提出太阳和恒星的能量来源于核心的氢核聚变所释放出的巨大能量。1967年，他因此项研究成果获得诺贝尔物理学奖。
汤斯开创分子谱线天文学美国物理学家汤斯（Charles Townes）利用氨分子受激发射的方式代替传统的电子线路放大，研制出了波长为1，25厘米的氨分子振荡器，简称为脉泽。他由地球上的“脉泽”联想到太空中的分子，预言星际分子的存在。并计算出羟基（-OH）、一氧化碳（CO）等17种星际分子谱线频率。1963年，年轻的博士后巴瑞特观测到了预言中的羟基分子谱线，成为轰动全球的20世纪60年代四大发现之一。汤斯由此成为分子谱线天文学的拓荒人和首创者。1964年，他因氨分子振荡器成功研制而获该年度的诺贝尔物理学奖，而这项研究的副产品开创了一门新兴的天文学科，其科学意义不逊于氨分子振荡器的研制成功。
物理学家涉足天文学的研究所取得的成果能够登上诺贝尔奖的大雅之堂，那么天文学家的研究成果，自然也应该被诺贝尔物理学奖容纳。
天文学理论首先与诺贝尔奖结缘
天文学家们密切注视着物理学的发展，并在天文学的研究过程中发展了物理学。瑞典天文学家阿尔文首先于1970年用他的“太阳磁流体力学”的出色成果叩开了诺贝尔物理学奖的大门，接着又有钱德拉塞卡的“恒星结构和演化”和福勒等几人合作的“恒星演化元素形成理论”的获奖。这三项诺贝尔物理学奖的理论性很强，但都是建立在深入细致的天文观测基础上的。光学望远镜的长期观测提供了极其宝贵的资料，所获得的统计规律给理论研究指明了方向，提供了解决问题的线索。这三个项目也体现了物理学理论和天文学最完美的结合。
首次获诺贝尔奖的天文学家在太阳上发生的一切物理过程都与磁场和等离子体有关。磁流体力学成为太阳物理最重要的理论基础。瑞典的阿尔文（Hannes Alfv6n）是磁流体力学的奠基人，他首先应用这个理论研究太阳，因此也称为太阳磁流体力学。由于这一理论也适用于宇宙中其它天体和星际介质，因而也就成为宇宙磁流体力学。阿尔文因为对宇宙磁流体动力学的建立和发展所做出的卓越贡献而荣获1970年度诺贝尔物理学奖，这是历史上第一次以天文学研究成果获诺贝尔物理学奖。
印度裔美国天文学家钱德拉塞卡奋斗终生的成就在钱德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）还是剑桥大学研究生的时候，就获得了“白矮星质量上限”这一研究成果。这一成果意味着超过白矮星质量极限的老年恒星的演化归宿可能是密度比白矮星更大的中子星或者黑洞，其意义不同寻常。但由于受到权威学者错误的压制，这一成果未能得到进一步深入研究。在这之后，他仍几十年如一日地研究恒星结构和演化理论。1983年，他在73岁高龄时以特别丰硕的成就获得该年度的诺贝尔物理学奖。
B2FH元素形成理论宇宙中存在的各种元素是怎样来的？这是个天文学家应该回答、却很难回答的问题。但是由天文学家霍伊尔（Fred Hoyle）、伯比奇（G.Geoffrey Burbidge）夫妇和核物理学家福勒（William Fowler）合作完成的研究课题却揭示了这个自然之谜。人们按论文作者姓氏字母顺序称之为B2FH元素形成理论。这篇论文解决了在恒星中产生各种天然元素的难题，被视为经典科学论文。这是天文学家和核物理学家合作研究天文学重大课题的典型例子。
1983年，上述论文的第三作者福勒获得了诺贝尔物理学奖，这个结果显得很不公平，备受质疑。福勒的贡献的确很大，但是另外三位天文学家的贡献也不是可有可无的，特别是霍伊尔作为这个研究课题的提出者和组织者，其前期的研究已经提出“恒星内部聚变产生元素”的创新思想，把他排除在诺奖之外很有些匪夷所思。
射电天文学成为诺贝尔奖的摇篮
射电天文学是20世纪30年展起来的天文学新分支，其特点是利用射电天文望远镜观测天体的无线电波段的辐射。和光学望远镜400多年的历史相比，它仅有几十年历史，但却很快就步入了鼎盛时期。20世纪60年代射电天文学的“四大发现”，即脉冲星、星际分子、微波背景辐射、类星体，成为20世纪中最耀眼的天文学成就。射电天文已成为重大天文发现的发祥地和诺贝尔物理学奖的摇篮。
赖尔的突破物理学中因发明新器件而获诺贝尔物理学奖的事例屡见不鲜。然而在20世纪前几十年当中，光学天文望远镜的发展很快，导致了不少重要的天文发现，但却没有一项得奖。1974年，英国剑桥大学的赖尔（Martin Ryle）教授因发明综合孔径射电望远镜而获得了诺贝尔物理学奖，这是天文学家终于实现因研制天文观测设备而获诺奖的突破。射电望远镜开辟了观测的新波段，但是刚刚发展起来的射电天文十分幼稚，最大的问题是空间分辨率很低，且不能给出射电源的图像。1952年，赖尔提出综合孔径望远镜理论，这是一种化整为零的射电望远镜，用两面或多面小天线进行多次观测就可以达到大天线所具有的分辨率和灵敏度。而且，还能得到所观测的天区的射电图像。1971年，剑桥大学建成的等效直径为5千米的综合孔径望远镜，其分辨率已和大型光学望远镜相当，获得了一大批射电源的图像资料。
休伊什和贝尔发现脉冲星脉冲星的发现证实了中子星的存在。中子星具有和太阳相当的质量，但半径只有约10千米。因此具有非常高的密度，是一种典型的致密星。中子星还具有超高压、超高温、超强磁场和超强辐射的物理特性，成为地球上不可能有的极端物理条件下的空间实验室。它不仅为天文学开辟了一个新的领域，而且对现代物理学发展也产生了重大影响，导致了致密物质物理学的诞生。英国剑桥大学的天文学教授休伊什（AntonyHewish）和他的研究生乔丝琳·贝尔（Jocelyn BellBurnell）女士一起发现了脉冲星。休伊什因发现脉冲星并证认其为中子星而荣获1974年的诺贝尔物理奖是当之无愧的，但贝尔博士未能和休伊什一起获得诺贝尔奖却是一件憾事，目前天文学家公认她是发现脉冲星的第一人。
彭齐亚斯和威尔逊发现宇宙微波背景辐射1963年初，彭齐亚斯（Arno Allan Penzias）和威尔逊（Robert Woodrow Wilson）把一台卫星通讯接收设备改造为射电望远镜进行射电天文学研究。在观测过程中意外发现了多余的3.5开温度的辐射。这种辐射被确认是宇宙大爆炸时的辐射残余，成为宇宙大爆炸理论的重要观测证据。由此，他们获得了1978年度的诺贝尔物理学奖。彭齐亚斯和威尔逊发现宇宙微波背景辐射，所获得的黑体谱并不精确，而且他们得到的微波背景辐射的空间分布是各向同性的，这与大爆炸宇宙学的理论有着明显的差别。
赫尔斯和泰勒发现射电脉冲双星继1974年休伊什教授因发现脉冲星而获得诺贝尔物理学奖之后，1993年美国普林斯顿大学的赫尔斯（RussellA.Hulse）和泰勒（Joseph H.Taylor）两位教授又因发现射电脉冲双星而共同获得该年度诺贝尔物理学奖，引起了全世界的轰动。他们发现的脉冲双星系统之所以重要，不仅因为是第一个，还因为它是轨道椭率很大的双中子星系统，成为验证引力辐射存在的空间实验室。他们经过近20年坚持不懈的努力，上千次的观测，终于以无可争辩的观测事实，间接证实了引力波的存在，开辟了引力波天文学的新领域。
新世纪天文观测再续辉煌
观测是天文学研究的主要方法。观测手段越多、越好，所能得到的信息就越丰富。进入21世纪仅仅10余年，已有4个天文项目获得了诺贝尔物理学奖，分别属于X射线、中微子、射电和光学观测研究领域。
贾科尼创立x射线天文学
1901年，伦琴（Wilhelm Conrad R6ntgen）因为发现X射线荣获诺贝尔物理学奖。时隔102年，X射线天文学的创始人里卡尔多·贾科尼（Rieeardo Giaeeoni）又获诺奖殊荣。由于地球大气对X射线和Y射线的强烈吸收，只能把探测器送到大气层外才能接收天体的X射线和Y射线辐射。20世纪30年代以后，特别是到了90年代，空间探测的发展使得X射线天文学得到了发展，实现了天文学观测研究的又一次飞跃。美国天文学家贾科尼由于对X射线天文学的突出贡献荣获2002年度诺贝尔物理学奖。
贾科尼对X射线天文学的贡献是全面的，瑞典皇家科学院发表的新闻公报把他的贡献归纳为“发明了一种可以放置在太空中的探测器，从而第一次探测到了太阳系以外的X射线源，第一次证实宇宙中存在着隐蔽的X射线背景辐射，发现了可能来自黑洞的X射线，他还主持建造了第一台X射线天文望远镜，为观察宇宙提供了新的手段，为x射线天文学奠定了基础”。贾科尼被称为“X射线天文学之父”当之无愧。
戴维斯和小柴昌俊发现太阳中微子中微子是组成自然界的最基本的粒子之一，中微子不带电，质量只有电子的百万分之一，几乎不与任何物质发生作用，因此极难探测。理论推测，在太阳核心发生的氢核聚变为氦的反应中，每形成一个氦原子核就会释放出2个中微子。太阳每秒钟消耗5，6亿吨氢，要释放1.4×1038个中微子。太阳究竟会不会发射如此多的中微子？只能由观测来回答。
美国物理学家戴维斯（Raymond Davis）是20世纪50年代唯一敢于探测太阳中微子的科学家。他领导研制的中微子氯探测器，放置在地下深1500米的一个废弃金矿里。在30年漫长的探测中，他们共发现了来自太阳的约2000个中微子，平均每个月才探测到几个中微子。而日本东京大学的小柴昌俊（Masatoshi Koshiba）教授创造了另一种中微子探测器。探测器放在很深的矿井中，并于1983年开始探测，1996年扩建，探测到了来自太阳的中微子。1987年，在邻近星系大麦哲伦云中出现了一次超新星爆发（SNl987A），理论预测在超新星爆发过程中会产生数量惊人的中微子。令人兴奋不已的是，他们成功地探测到了12个中微子。戴维斯和小柴昌俊因为成功地探测到中微子而荣获2002年度的诺贝尔物理学奖。
天文学的概念范文第3篇
关键词 物理专业 物理师范专业 课程体系
中图分类号：G649.1 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.10.003
Abstract The curriculum system of physics department and physics teacher education of Baylor University are introduced in detail. It is easy to see that the undergraduate enrollment of physics majors is a little less that is similar to our country. And the undergraduate majors of Baylor physics department are more reasonable， the degrees are more selectable. Their curriculum system is broad and profound， emphasizing of interdisciplinary development. The physics teacher education is separate from physics department， and is undertaken by the school of education， emphasizing interdisciplinary studies and teaching practice. Other mountain's stone can carve jade. These things are definitely meaningful for the transformation development of physics department in our local college.
Keywords physics； physics teacher education； curriculum system
美国贝勒大学位于德克萨斯州韦科市，是一所私立的基督教会大学。1845年2月，德克萨斯基督教育协会发起创办，德克萨斯共和国总统安森・琼斯签署国会行动令，命名为贝勒大学贝勒大学是一所综合性大学，设有文理学院、教育学院、商学院等12个教学学院，共有160个专业，在校学生16000多人。每个学院的教学系数目不同，其中物理系所在的文理学院有25个系，物理师范专业所在的教育学院，却只3个系。
贝勒物理系有教师21人，其中教授6人，副教授7人，助理教授2人，高级讲师3人，讲师3人，博士19人，硕士2人。实行教授预聘制度，即对新进教师实行5年试用期，试用期满考核决定去留。考核合格即进入终身教职行列。对任课教师的考评，主要通过系学术委员会对每位教师从教学、科研、社区服务三个方面进行考核。下面为物理系历年在校本科生人数（大一到大四年级人数合计）：2015，60人；2014，53人；2013，61人；2012，45人；2011，41人；2010，41人；2009，40人；2008，39人；2007，33人；2006，24人。可以看出，每一届平均招生10.9人。实际毕业的人数还会减少，因为转专业或被开除，例如，2013年毕业本科生5人，2015年毕业本科生8人。与数学系和化学系人数相比，是最少的，可见，学习的难易程度和工作机会的优劣决定了物理系学生人数少是国际上的普遍现象。
贝勒物理系只3个与物理有关专业：物理学、天文学和天体物理学。可授予8个学士学位：物理理学学士、物理理学学士（计算科学）、物理理学学士（医疗保健预科）、物理文科学士、天文理学学士、天文文科学士、天体物理理学学士和天体物理文科学士。物理师范专业包括中小学科学教师专业和中学高年级物理科学教师专业，授予理学教育学士学位。
1 贝勒物理系的课程体系
贝勒的物理学、天文学和天体物理学的文科学位提供相应领域内核心课程的传统人文科学教育。物理学、天文学和天体物理学的理学学位提供该领域内全面综合课程的学习，为后续的研究生学习做准备，或者为技术、医药、教育、法律、经济、工业和其它职业做准备。鼓励跨学科学习，尤其是与计算物理或医疗保健预科相关的物理课程。
其课程体系分为主修课程、第二主修课程和副修课程三类以及四个层次。主修课程是获得相应学位时所要求的。第二主修课程和副修课程是供其它专业学生选修，其中修完第二主修课程后，会在他的学位证书上注明其第二专业是什么。副修课程的数量及要求都最低。
1.1 物理系开设的课程体系
1.1.1 1000层次
PHY 1404 光视学：有关光、光学、摄影、视觉、颜色和其它视现象的物理概念。
PHY 1405 文科普通物理：物理概念和历史发展以及专题选讲。
PHY 1407 声音和声学：有关声音、声音产生和声源性质的物理。介绍用于记录、产生和分析声音的一些仪器设备以及学习一些建筑声学知识。
PHY 1408 自然和行为科学I的普通物理：有关力学、热学和声学的一些基本知识，强调相关的物理概念、问题解决、符号和单位的学习。
PHY 1409自然和行为科学II的普通物理：有关电、磁、光以及现代物理的一些基本知识，强调相关的物理概念、问题解决、符号和单位的学习。
PHY 1420 普通物理I：有关力学、波动、声学、热学的基本原理和应用。
PHY 1430 普通物理II：有关电、磁、光和现代物理的基本原理和应用。
PHY 1455 描述天文学：天文学及其和人类发展的关系，强调太阳系、行星、小行星、流星、彗星等。
PHY 1V95 物理的独立学习：在老师的辅导下的独立学习。
1.1.2 2000层次
PHY 2135 基本电学实验：电路和电子的原理和应用。
PHY 2190 物理研究介绍：为本科研究做准备。包括研究技术、选导师和完成研究计划书。
PHY 2350 现代物理：包括狭义相对论、量子力学引论、原子分子结构、核物理和粒子物理等。
PHY 2360 数学物理和计算物理：包括矩阵、矢量、坐标变换、数值计算、混沌分形微分方程特殊函数等。
PHY 2455 基本天文学：现代天文学的数学和物理基础，强调其技术、历史以及目前宇宙的演化图。
1.1.3 3000层次
PHY 3175 介质物理实验I：实验计划、数据分析和误差分析。密立根油滴实验、法拉第常数测定、汽泡室摄影测量、盖革计数、半衰期测定等。
PHY 3176 介质物理实验II：强调核计数及测量。
PHY 3305 发明和技术历史包括科学家的传记。
PHY 3320 经典介质力学：包括矢量、线性变换、单个粒子牛顿力学、线性和非线性振动、Euler方程、拉格朗日和哈密顿动力学、共点力以及轨道运动等。
PHY 3330 介质电磁学：包括静电、拉普拉斯方程、镜像法、多极子展开、静磁和麦克斯韦方程。
PHY 3350 天文主题：天文和天体物理中当前的研究主题。
PHY 3372 量子力学概论I：量子力学假定、希尔伯特空间算符、叠加原理、可观测量、演化、守恒律、一维有界和无界态、WKB近似以及固体导电理论。
PHY 3373 量子力学概论II：三维问题、微扰理论、幺正理论、量子统计、原子光谱、固体原子核基本粒子物理介绍。
PHY 3455 观测天文学：天文观测基本手段，寻找和鉴别天体。
PHY 3V95 物理本科研究。
1.1.4 4000层次
PHY 4001 毕业考试：由系部组织，类似于GRE专业考试。PHY 4150 天文观测概论。
PHY 4190 物理研究结果。PHY 4322 经典物理的现代主题：包括粒子系统动力学、刚体运动、耦合振动、一维波动方程、规范变换、导体和绝缘体中的电磁波、色散、多极辐射、Linard-Wiechert势、相对论性电动力学等。
PHY 4340 热力学统计物理：概率、宏观热力学、统计热力学、热动力学、量子统计。
PHY 4350 星系结构和演化概论：星和星系包括黑洞、矮星、中子星的定量研究。
PHY 4351 现代宇宙概论：可观测宇宙、牛顿引力、相对论宇宙模型、宇宙热历史等。
PHY 4360 计算物理模型：应用当代计算机解决物理和工程问题的若干模型。
PHY 4372 固体物理概论。PHY 4373 粒子、核物理概论。
PHY 4374 相对论性量子力学。
1.2 物理系学生选修其它系的课程
1.2.1 数学课程
MTH 1321 微积分I：单变量微分、定积分和微积分理论。
MTH 1322 微积分II：单变量积分、微分方程、斜率场和级数。
MTH 2311 线性代数：矢量、矩阵算子、线性变换、矢量空间特点、线性系统、本征值和本征矢。MTH 2321 微积分III：多变量微分积分，格林函数。
MTH 3325 常微分方程：一阶常微分方程、二阶高阶线性方程、级数方法、拉普拉斯变换等。
MTH 3326 偏微分方程：物理偏微分方程、分离变量法、傅里叶级数、边值问题、傅里叶积分。
1.2.2 计算科学课程
CSI 1430 计算科学I。CSI 1440 计算科学II。CSI 2334 计算系统概论。CSI 2350 离散结构。
CSI 3324 数值方法。
1.2.3 生物课程
BIO 1105、1106现代生物科学概念（实验）。BIO 1305、1306 现代生物科学概念。
1.2.4 化学课程
CHE 1301 现代化学基本概念I。CHE 1302现代化学基本概念II。CHE 1316 实验测量技术。
CHE 3331 生物化学I。CHE 3332 生物化学II。CHE 3238 生物化学实验。
1.2.5 宗教课程
REL 1310 基督教圣经。REL 1350 基督教传统。
1.2.6 英语课程
ENG 1302 英语思维和写作。ENG 1304 英语思维写作和研究。ENG 2304 美国文学。
ENG 3330 英语写作技巧。
1.2.7 政治科学课程
PSC 2302 美国宪法发展。
1.3 物理系各专业的第二主修课程和副修课程
1.3.1 物理学第二主修课程
PHY 1420、1430、2135、2350、2360、3320、3330、3372、3373、4322、4340、4001；PHY 4000层次任3学分；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.3.2 物理学副修课程
PHY 1420、1430、2350；3000或4000层次任分。
1.3.3 天文学第二主修课程
PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4350、4351、4001；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.3.4 天文学副修课程
PHY 1420、1430、2455、3350、3455；其它PHY 3000或4000任3学分。
1.3.5 天体物理学第二主修课程：
PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、3372、4340、4001；PHY4350、4351中任一门；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.3.6 天体物理学副修课程
PHY 1420、1430、2455；PHY 3350、4350、4351中任两门；其它PHY3000或4000任3学分。
1.4 物理系各学位的主修课程
每个学位修满至少124学分，其中3000/4000层次36学分。从以下课程计划可以看出，一是课程面宽广，有一定深度；二是强调跨学科学习，强调学科交叉。
1.4.1 物理理学学位主修课程
PHY 1420、1430、2135、2190、2350、2360、3175、3176、3320、3330、3372、3373、4190、4322、4340、4001；PHY 4372、4373、4374中任两门；CHE任3学分、CSI 任3学分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.2 物理理学学位主修课程（计算物理）
PHY 1420、1430、2135、2190、2350、2360、3175、3320、3330、3372、3373、4190、4340、4360、4001；CSI 1430、1440、2334、2350、3324、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.3 物理理学学位主修课程（医疗保健预科）
PHY 1420、1430、2135、2190、2350、2360、3175、3320、3330、3372、3373、4190、4340、4001；BIO 1305-1105、1306-1106、3000或4000层次任6学分、CSI任3学分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302； MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.4 物理文科学位主修课程
PHY 1420、1430、2135、2350、2360、3175、3176、3320、3330、3372、4001；PHY 3373、4322、4340、4360、4372、4373、4374中任两门；CHE任3学分、CSI任3学分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.5 天文理学学位主修课程
PHY 1420、1430、2190、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4190、4350、4351、4001；其它PHY 3000或4000任6学分；CSI任3学分、CHE任3学分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.6 天文文科学位主修课程
PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4350、4351、4001；CSI任3学分、CHE任3学分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.7 天体物理理学学位主修课程
PHY 1420、1430、2190、2350、2360、2455、3320、3330、3350、3372、3373、4190、4340、4350、4351、4001；其它PHY 4000任3学分；CSI任3学分、CHE任3学分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
1.4.8 天体物理文科学位主修课程
PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4350、4351、4001；CSI任3学分、CHE任3学分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。
2 贝勒物理师范课程体系
贝勒基础物理师资培养脱离了物理系，由教育学院承担（但基础数学师资培养仍然在数学系，而化学系没有师范教育）。这样利于突出师范培训，增强毕业生的师范技能。美国的小学为1-6年级、中学7-12年级。下面的中小学指4-8年级，中学高年级指9-12年级。
2.1 教师教育课程
TED 1112 教育技术试验 I，达到德州教育委员会的认证要求。TED 2112教育技术试验 II。
TED 1312 教学导论 I：学习教学策略并应用于教学实践。TED 2330 中小学教学：中小学教师的职责作用及实践。TED 2340 中学高年级教师的职责作用及实践。TED 3340 中学高年级教学助理I：中学100小时的教学实习以及讨论会。TED 3341中学高年级教学助理II。
TED 3630 中小学教学助理I：中小学100小时的教学实习。TED 3631中小学教学助理II。
EDP 3650 优等生教学助理I。TED 3651 优等生教学助理II。TED 4312 英语第二语言教学方法。TED 4630 中小学教育实习I。
TED 4631 中小学教育实习II。TED 4632 中小学教育实习III。TED 4633 中小学教育实习IV。TED 4640 中学高年级教育实习I。TED 4641 中学高年级教育实习II。TED 4642 中学高年级教育实习III。TED 4643 中学高年级教育实习IV。EDP 4650 优等生教育实习I。EDP 4651 优等生教育实习II。
2.2 中小学科学教师专业课程
大一课程：ENG 1302、1304；REL 1310、1350；GEO 1408 地球科学；TED 1312、1112；LF 1134 体适能理论与实践；美术3学分；MTH 1320 微积分初步；HED 1145 健康与人类行为。
大二课程：TED 2330、2112、2381；BIO 1305、1105、1306、1106 现代生物科学概念及试验；GEO 地质学；STA 1380 统计初步；HIS 2365 美国历史；PSC 2302；LF 终身健康。
大三课程：TED 3630、3380、3631；CHE 1301 现代化学基本概念I；CHE 1101 普通化学实验I；PHY 1408、1409；CHE 1302 现代化学基本概念II；CHE 1102 普通化学实验II。
大四课程：TED 4630、4631、4325、4632、4633。
2.3 中学高年级物理科学教师专业课程
大一课程：ENG 1302、1304；REL 1310、1350；GEO 1408 地球科学；TED 1312、1112； LF 1134 体适能理论与实践；美术3学分；MTH 1321 微积分I；MTH 1322 微积分II；HED 1145 健康与人类行为。
大二课程：TED 2340、2112、2381；CHE 1301 现代化学基本概念I；CHE 1101 普通化学实验I；CHE 1302 现代化学基本概念II；CHE 1102 普通化学实验II；PHY 1420、1430；STA 1380 统计初步；HIS 2365 美国历史；PSC 2302；LF 终身健康。
大三课程：TED 3340、3341；TED 3387 中学高年级科学课程实习；TED 3380 教育中的社会问题；PHY 2000层次任一门；CHE 3331 有机化学I；CHE 3332 有机化学II；CHE 3238 有机化学实验。
大四课程：TED 4640、4641、4325、4642、4643。
可以看出，美国对中学物理教师的要求是数理化生地五门通修，没有专门的化学、地理、生物教师培养。注重教师职业道德和职业技能训练。
参考文献
[1] 丁持坤，肖月华.大众化高等教育时代地方院校物理学专业面临的办学危机与对策探索[J].湖南人文科技学院学报，2014.136（1）：107-110.
[2] 王杰.访贝勒大学物理系简介[J].云南名族学院学报，1998.7（2）：61-62.
天文学的概念范文第4篇
刘洁民：首先必须承认，中小学科学课程的综合化是一个国际趋势。十多年来，我一直从事初中科学课程标准研制和课程实验，正是因为我坚信这门课程有利于提高学生的科学素养，符合我国初中科学教育的需求。但是，全面实施综合化的科学课程，需要在师资、课程资源、评价等方面有坚实的基础，还需要全社会对新的科学教育理念有足够的认同。2000年开始研制初中科学课程标准实验稿时，我们希望从少量实验区开始实验综合科学课程，用大约十年时间在全国大范围推广。现在看来，我们当时是太乐观了。经过这十多年的努力，目前科学课程资源已经有了明显的改善，但师资与评价等等诸多问题仍然存在，制约着综合科学课程的发展，社会认同程度也有待提高。另一个不容忽视的因素是，中国很大，不同地区的经济、文化和教育发展水平有较大差异，不可一概而论。因此，从我国初中科学教育现状来看，初中科学课程究竟应该采取综合的形式还是分科的形式，既不是单纯由课程本身的价值与合理性所决定的，也没有一个简单的答案。随着新课标的颁布，我们希望新的科学教育理念获得更广泛的理解和支持，也希望有更多的科学教育工作者在初中科学课程的师资培养、课程资源开发、评价体系的建立与完善等方面做更多的努力，为综合性的初中科学课程在我国的健康发展创设必要的条件和机会，从而进一步提升我国中小学生科学素养。
《中国教师》：初中科学课程被确定为“以提高学生科学素养为宗旨的课程”，实验稿并没有明确界定什么是科学素养，但2011年版课程标准中作了明确界定，您能否对此做一点说明？
刘洁民：“科学素养”概念是西方学者于20世纪50年代提出的，是一个不断发展的概念。2000年研制实验稿时，国内尚没有一个得到公认的科学素养概念，国际学术界的说法之间也有较为明显的差异，为避免争议，实验稿没有正面给出界定，但其中对课程总目标的表述实际上代表了研制组对科学素养的理解。2006年，国务院颁布了《全民科学素质行动计划纲要(2006—2010—2020年)》，其中明确写道：“科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。”此后国内大多数学者较为普遍地接受了这个界定。在修订课程标准过程中，修订组专家一致认可这个界定并将其写入前言，作为“课程性质”第一条的主要内容，只是根据学术界较通用的说法将其中使用的“科学素质”改为“科学素养”。我认为，明确对科学素养的理解，对于读者更深刻准确地理解课程标准显然有直接的帮助。
《中国教师》：与实验稿相比，2011年版课程标准关于科学本质的部分篇幅增加了一倍，请问其中的主要变化是什么，为什么会有这样的变化？
刘洁民：科学本质是当代科学教育中的重要内容，增进学生对科学本质的理解是科学教育的重要目标之一，也是近年来各国科学教育高度关注的问题。20世纪80年代以来，西方一些科学教育家以建构主义为指导思想，倡导一种将科学史、科学哲学和科学社会学（History，Philosophy and Sociology of Science，简称HPS）融入中小学科学课程和教学的科学教育模式，以促进学生对科学本质的理解。《美国国家科学教育标准》、美国科学促进协会“2061计划”丛书都有较多篇幅谈科学本质，将其放在重要位置；英国国家科学课程标准中也对各个学段的科学本质教育提出了相应的教学要求。在中国，长期以来，科学本质主要是科学哲学、科学史、科学社会学等学术领域关注的话题，直到20世纪90年代才明确进入科学教育领域。2001年的实验稿明确将对科学本质的认识作为课程基础，并将“体现科学本质”作为课程基本理念之一。
与实验稿相比，2011年版对科学本质的表述更为明确和详细，增加了对科学知识基本形式和建构过程、科学探究过程以及科学伦理的描写。全部内容分为四段：
第一段从科学知识建构的角度概述科学的性质，也是大家普遍所了解的，即科学是一个有价值的知识体系。
第二段着重谈科学探究。在教育的范畴中谈探究，探究往往被作为教学的手段，但在科学的范畴中，探究是本质，是人类发现知识的方法和途径。鉴于教学实践中大家对科学探究的片面理解甚至误解，课程标准中给予了非常清晰的表达：科学探究是创造性思维活动、实验活动和逻辑推理交互作用的过程，往往需要经过多次循环，不断有新的发现和问题，在解决这些问题的过程中推动科学的发展。
第三段说明科学是开放的系统，是一个不断发展的过程。教师可以借用一些科学史上的著名案例，引导学生理解科学的开放性和发展性。例如，根据直接的观察和朴素的推理，世界各古代文明都曾产生过原始的地平说，并认为日月星辰都围绕大地运转。公元2世纪，希腊天文学家托勒密运用数学方法处理前人的观测结果，构建了一个相当精致的地心说理论体系，代表了当时的科学认识水平。但是，随着观测仪器精准度的提高和新的观测结果的积累，科学家们发现了越来越多无法用地心说解释的现象，1543年哥白尼发表了日心说理论，其正确性直到17世纪以后才随着其他科学理论的发展而逐渐确立。19世纪以后，人们进一步认识到太阳并不是宇宙的中心。再比如，对地球形状和大小的认识，对物质结构的认识，对生命本质的认识，都是随着人类科学探究能力的提高而不断改进的。所以，科学不是僵化的、封闭的，而是在不断发展进步中。认识到这些，对促使学生形成正确的科学观、世界观非常重要。
最后一段说的是科学伦理。科学家是人，科学是人类活动，科学家在从事研究和相互交往的过程中既要受到人类社会基本法律和伦理的制约，还要受到科学规范、科学伦理的制约。20世纪以来，科学技术对人类的生活方式和自身安全的影响越来越深远，例如核能、人类基因组、转基因等研究既可以造福于人类，也为研制大规模杀伤性武器提供了基础，而克隆人研究则带来一系列伦理和法律问题。正因为科学技术对人类社会的影响太大了，因此其发展必须受到全社会的关注，虽然历史上多次发生世俗伦理和法律阻碍科学发展的事件，但必要的法律、伦理制约仍然是不可缺少的。
以上对2011年版中关于科学本质的部分作了十分简略的解说，课程标准解读对此有更详细的说明。由于初中科学课程是体现科学本质的课程，因此，正确认识科学本质，对科学教科书的编写和科学课程的教学都有至关重要的意义。
《中国教师》：实验稿基本理念中有一条是“突出科学探究”，2011年版中改成了“体现科学探究的精神”，课程目标和课程内容中对科学探究的表述也有明显的改变，请问主要变化是什么？对科学课程的实施将会产生什么样的影响？
刘洁民：课程改革之前，我国的理科教学习惯于以教师讲授为主，很多学校的理化生课程连学生需要完成的最起码的理科实验都不能保证，更谈不到以科学探究的方式实施教学。针对这种情况，实验稿对与科学探究有关的内容在表述上作了强化处理，试图引起广大一线教师和科学教育界的重视。经过十年来的课程改革，科学探究的理念已经较为普遍地为人们所接受，但在课程实验中却出现了两方面问题：一是表面化，即看起来像是探究式的科学教学，其实不然，例如师生问答、学生活动及动手实验等，表面上在探究，实际上学生根据教师安排好的套路作出机械反应，缺少真正的思考和理解；二是模式化，即把科学探究过程固定为一个统一的模式。为纠正表面化的倾向，2011年版强调“体现科学探究的精神”，其含义不言而喻。为纠正模式化的倾向，2011年版在表述科学探究的课程内容时明确指出，“科学探究的方式和过程是多种多样的，没有一成不变的模式”，并将实验稿中明确概括的六要素改以举例的形式表述。在教学建议中又指出，“学生的探究活动可以采用多种形式，有些探究活动是完整的，有些只包含部分要素，但无论何种形式，均须体现科学探究的基本思想和特征”，“探究教学不是科学教学中的唯一方式，它应该与其他各种行之有效的教学方式有机地结合”。
实验稿中，关于科学探究的课程目标完全按照所谓“六要素”设定，2011年版则增加了理解科学探究过程、能开展科学探究活动的要求，并明确提出了科学探究所需要的基本技能要求，特别是对观察、实验获取信息能力的要求。
从总体上看，2011年版对科学探究的要求比实验稿更为深入、细致和全面，同时也更为务实，并且力图纠正表面化和形式化的倾向，科学教科书的编写和科学课程的教学应尽可能落实这些基本要求。
《中国教师》：科学课程的另一个基本特征是整合，在这方面2011年版有什么新的内容？
刘洁民：首先，“确定了科学课程应包括以下方面内容：统一的科学概念与原理；科学探究的基本过程和方法；自然科学中最基本的事实、概念、原理、观点和思想；发展学生思维能力、创新精神和实践能力的内容；培养学生科学精神、科学态度的内容；反映现代科学技术发展的新成果以及科学技术社会之间关系的内容”。强调“通过对内容的整合使学生从整体上认识自然和理解科学，并不刻意追求不同学科知识的综合程度”。
其次，突出统一的概念与原理的地位和作用，例如物质，运动及其相互作用，能量，信息，系统、结构与功能，演化平衡，守恒等。在具体知识内容方面，调整、合并了部分内容，删除了一些较难的内容，并明确提出了对学生相关技能的要求。
《中国教师》：我一直认为初中科学课程标准制定的科学态度、情感与价值观目标非常好，凸显了科学素养的基本要求。2011年版的课标将原来的4条科学态度、情感与价值观目标整合为3条：对自然和社会的态度，对科学的态度，学习科学、处理事务与人际关系的态度。在教学中如何落实这些目标，仍将是初中科学教育实践中的难点。在此，可否请您给教师们提出一些建议？
刘洁民：科学态度、情感与价值观的培养，一定要避免表面化、形式化的倾向，忌讳空洞地讲大道理。这应该是一种“鱼在水中，不知有水”的教育境界，教师要采用潜移默化的方式，“随风潜入夜，润物细无声”。教师首先要有科学态度、情感与价值观教育的明确意识，将其落实在具体的教学行为之中。可以说，所有科学知识都富有科学态度、情感与价值观的教育价值，就看教师心中是否有这类目标，眼中能否看到这些教育价值。例如，在天文部分的教学中，可以通过解释地球是唯一的一个拥有高级生命的星球，让学生感受珍惜和爱护地球的责任和义务；通过展示人类对地球形状的认识过程，使学生了解人类对自然界的认识是不断深化的；通过观测星空，引导学生感受大自然的壮美和奥秘，激发他们对大自然的热爱和探索热情；通过引导学生了解人类对宇宙起源和演化的认识过程，提高区分科学理论、神话传说、迷信及邪说的能力；通过介绍天文学家为探索宇宙奥秘不畏艰辛，甚至不惜献出生命的事迹，激发学生探索真理、热爱科学的情感。
《中国教师》：教师们曾经反映初中科学课程中天文学的内容过难，为什么本次课标修订仍然保持了对天文学内容的较高要求？广大初中科学教师应该怎样适应这种要求？
刘洁民：天文学是自然科学的基础领域之一。自20世纪80年代以来，欧美及亚洲的许多国家在初中科学课程中都对天文教育给予了足够的重视。单纯从实用角度考虑，对于现代人来说，天文学几乎完全是无用的，但从全面培养学生科学素养的角度看，天文教育无疑有着十分深刻的意义：
（1）基本的天文知识是现代公民科学素养的有机组成部分。我是谁？我来自哪里？我现在在哪里？这是自蒙昧时代以来人类一直在思考的问题，也是每个有自我意识的人或早或迟必然要遇到的问题。对这些问题给出与现代科学相协调的回答，而不是归之于臆想、神话和玄学，当然体现了一个人的科学素养。在做出这样的回答时，天文学起着不可或缺的作用。
（2）天文学有助于培养学生对自然和科学的兴趣。日月辉煌灿烂，星空神秘幽远，每一个注视它们的人，或为之震撼，或引发遐思。古今中外，无数哲人、艺术家和科学家为之倾倒。星空对中小学生来说，既是熟悉的，也是陌生而神秘的。天文学以神秘的宇宙作为研究对象，永远是激发人类好奇心和挑战人类想象力的重要源泉，是一门适合培养学生对自然和科学兴趣的学科。
（3）天文学有助于陶冶性情，启人心智。学习天文，观测星空，可以开阔人的眼界和胸襟，使人变得博大而深沉。康德曾说：“世界上有两件东西能够深深地震撼人们的心灵，一件是我们心中崇高的道德准则，另一件是我们头顶上灿烂的星空。”还有天文学家说：“与浩瀚的宇宙相比，尘世间那些鸡毛蒜皮算得了什么？”天文学首先是一门观测的科学。天文学的观测，要求精细、持久、有系统，从而可以培养人们精细、耐心、有条理的心理品质。学习天文，观测星空，可以激发人的想象力，启人心智。
（4）天文学有助于学习科学方法。天文学首先是一门观测的科学，它的研究对象是可望而不可及的遥远的天体。观测（观察）是非常基本的科学方法。此外，天文学在其漫长的发展过程中，还产生或运用了其他一些重要的科学方法，学习天文也就同时学习了这些科学方法。
（5）天文学有助于培养科学世界观。所谓世界观或宇宙观，指的是我们对世界的总的看法。天文学的研究对象是天体，是宇宙，它为我们客观地、理性地认识世界、认识宇宙提供了科学的基础，所谓科学的世界观，追根寻源，来自我们对宇宙的认识。
（6）了解天文学家的探索历程，有助于培育科学思想和科学精神。伟大的天文学家都是执著地追求真理的人。哥白尼、伽利略、牛顿、哈雷、哈勃、霍金，这些伟大的名字，他们的辉煌业绩和崇高精神，永远激励着后人。
关于教师在天文学教学方面遇到的困难，我想，解决的办法，一是希望大学本科教育中加强天文学教育，例如地理系开设天文必修课，物理系开设天文选修课；二是可设计一个约30个课时的天文学培训课程，对在职科学教师提供直接的帮助；三是进一步密切科学教育专家与一线教师的联系，给一线教师提供更多帮助和引导。实际上，只要有较好的参考资料和好的建议，初中科学课程中的天文内容大部分都是容易自学的。
《中国教师》：2011年版课程标准将实验稿中的“科学、技术与社会的关系”改为“科学、技术、社会、环境”，其中的主要变化是什么？
刘洁民：主要有四方面变化。
（1）增加了主题“科学、技术、社会、环境的关系”，在其中增加了环境教育的内容，并对四者关系给出了较为具体的表述。
（2）将“科学史”调整为“科学技术史”，参照“科学的本质”改写了“科学技术史在科学课程中的地位与作用”，使其更为具体并有所深化；将“科学史进入科学课程的基本方式”改写为“科学技术史融入科学课程的若干建议”，使之具有更明确、更具体的指导意义；删去“科学史料举例”，因其已包含在内容标准的有关部分。
（3）增加了对技术素养的界定，重新表述了技术设计部分的内容及要求，使之更为具体、确切和具有可操作性。
（4）重新设计了“当代重大课题”，对设置这部分内容的意图作了更明确的表述。由于具体课题的内容目标和活动建议实质上已出现在内容标准的前几部分，故删去细节，仅列举若干重大课题。
与实验稿相比，这部分内容变化很大，限于篇幅无法详细说明，有兴趣的读者可进一步阅读课程标准解读的相关内容。
《中国教师》：在过去的十年中，初中科学课程步履维艰。接下来的几年中，为使这一课程健康发展，需要做哪些努力？
刘洁民：任何改革都不是一蹴而就的。过去十年中，虽然科学课程实验确实遇到了一些问题，但一些地区的实验表明，这门课程有利于提高学生的科学素养，科学课程标准的理念、目标、内容和结构基本符合国际科学课程的发展趋势，符合我国初中科学教育的需求。对目前实施科学课程的实验区进行的问卷调查结果也表明，科学教师对科学课程标准的基本理念和设计思路是普遍认同的，初中科学课程改革的方向是正确的，初中科学课程标准实验稿的基本框架和内容是值得肯定的。现在修订过的课程标准已经由教育部正式颁布，初中科学课程未来的发展，需要教育界以及社会各方的共同努力，通力合作。
科学教育界内人士可集中力量做好三方面的工作：科学教科书的编写、科学课程学业评价改革以及科学师资队伍的建设。首先，初中科学教科书要充分体现课程标准的理念，充分体现科学教育的价值，为教师创造性地进行教学提供适宜的平台，促进学生科学素养的提升。现在曾在实验区使用过的几套初中科学教科书正在修订，有过去十年的工作基础和实验积累，我相信修订版教科书在整体构思和细节处理上都会有明显的提升。
评价改革一直是科学教育改革的难点。这次课标修订，我们下了很大工夫对评价建议作出较大修改，旨在更好地指导评价实施。例如，在评价原则方面首先提出导向性原则，“评价应以本标准为基本依据，评价目标要与课程目标一致，评价的内容和方式应有利于引导教师实施真正意义上的科学教育，体现本课程整合和探究的特点，增进学生对科学的理解，提高学生的科学素养”，还包括发展性原则、科学性原则、多元化原则和公平性原则，评价内容和方式也在实验稿的基础上作了更为细致和准确的说明。由于目前科学课程尚未确立具有足够针对性和权威性的评价体系，我们希望这些评价原则能为科学课程的学业评价提供一个基本的依据，使学业评价成为科学课程建设与发展的推动力量，而不是干扰与阻碍因素。
师资队伍是目前我国实施综合科学课程的另一个主要瓶颈。高水平师资队伍的建设，一方面要着眼于高校本科层面的教育改革，培养优秀的准教师；另一方面要着眼于在职教师的继续教育工作，尽快提升在职科学教师的专业素养。由于目前国内部分高师院校在本科教育中直接培养初中科学教师的模式存在争议，其实施也遇到一定困难，所以加强继续教育会是当前提升科学师资队伍专业素养的主要途径。过去十年的经验表明，“短平快”式的培训不能真正解决科学教师所面临的主要困难。建议统一规划科学教师培训项目与内容，例如经过专家论证和实验区调研，制定专门的科学教师专业发展规划，将其纳入常规的教师在职培训总体方案，从而使之既具有足够的针对性又具有足够的稳定性；又比如为每个科学教师提供三年一阶段的培训机会，使他们在完成初中三年的科学课程教学之后，有机会交流、总结、充实和提升。培训内容可由三大板块组成：一是教育教学基本理论方法，二是学科基本知识，三是科学实验与设计、科学史等专题课程，使得科学教师在学科知识、学科方法和技能、学科思想、学科文化等四个层面上全面获得提升。
还有一些工作，则不是科学教育界所能解决的，需要整个社会的支持。例如，国家和地方政府对初中科学课程实验区要给予足够的政策支持，在财政上要确保科学课程的实验经费（例如科学教师的培训经费、科学实验室的配备经费、购买科学图书的经费等等），并使其生存和发展获得一定程度的法律保障，不致因某些临时性的动议就导致实验区下马，使广大教师和科学教育工作者的多年努力毁于一旦。
天文学的概念范文第5篇
令人难以想象，在北京的长安街与东二环交界处、林立的高楼和塔吊包围中，还能有一片古树参天、安宁静谧的所在。这座古观象台，历经了硝烟和王朝更迭。逃过了时险被拆毁的危机，始终屹立于此。仰首望天五百年，令人赞叹。
如今此处已失去科学观测的功能，变成了一座博物馆。而我们这次的谈话对象王玉民研究员的工作，就在这里陪伴着古老的星台和天文仪器，邀游天文史的海洋。
文理兼通那个时代不少见
拜访王玉民并非仅仅因为他非常了解中国近代天文学研究的历史，更因为他与我们的主人公康有为有相似之处。康南海身为学者、思想家和政治家。业余却偏好“天游之学”；王玉民身为天文学家，却是唐宋文学研究的科班出身，业余爱好是写诗、写小说。他们都是将人文与自然科学同时玩转的人。
王玉民笑称，搞天文史研究的都是这样的人。小到一段古籍中有关天文现象的分析，大到夏商周断代这样的大工程，光掌握理科的知识根本无从入手，而只懂得念古文也没法研究。所以必须把自己培养成一个文理兼通的人才成。他自己研究生学唐宋文学。毕业后从事媒体行业，后来报考中科院的时候属于是中年改行。按说人过30不学艺，但是他的导师席宗泽院士看到他的履历后。还是将他收在门下。这可能就是看中了他在古典文献方面的多年浸，当然也有几十年的天好。
谈起康有为玩天文，王玉民说这在那个时代中国的文人中并不少见。很多学者、政治家都很喜欢研究自然科学。文理兼通的人很多。只不过像康有为这样，将自己的学习心得写成书的很少。如今的中国的教育都是专科化，很多孩子从中学就开始严重偏科了，这对于民族的文化发展是不利的。且不说学贯文理的大师越来越少，至少让人们的精神生活比较单调无趣。在国际学术界，自然科学和人文社会科学的冲突已经很久，20世纪中叶达到顶峰。现在主流的态度是认为，两个学科还会合在一起。因为文与理，是人类思维、人类智慧的两面，不可能分离存在。
书中笑话一半引进一半编
康有为所处的时代，是一个非常特殊的时代，除却中国乃至世界政治格局的巨变，在自然科学上也有相当多的新发现。不过当时的天文学还没有像如今这样，变成一个知识高度爆炸的超级学科。康有为虽没接受过专门的天文学教育，在经过一段时间的学习和阅读后，亦能较为轻松地理解当时先进的学术研究成果，并将它们用自己的语言介绍给中国人。
王玉民点评说，在《诸天讲》中，很多理论都代表了反映了当时西方天文学最新的研究状况。例如康德、拉普拉斯关于“天体生成于星云”的理论等。他还同时也宣传了日心说、批判了星占，这本书至少在当时介绍西方天文学知识的中文书籍中是超前的。现在我们看这本书，虽然有很多可笑的地方，例如“火星上有人’、“南美洲是古时月亮坠落地球而成”等。但是那些“笑点”，在当时的西方学术界可能还是比较得到认可的说法，并非康有为的臆想。
《诸天讲》里，也有不少的奇谈怪论是康有为自己编纂出来的。例如他认为宇宙分成很多层天，我们所在的是银河天，银河天外是霞云天、霞云天外是宗动天、宗动天外是钧天，钧天外是林天、林天外是类天……纷纷总总，加起来一共是242天。这其中，有一部分是源自佛教和欧洲中世纪的宇宙观，而大多数都是康有为自己设计出来的，他自己也在书中承认了。康有为还给每一层天都起了名字，还分析了一层天中包含了多少个小宇宙。若不是康先生这般充满想象力的人，断然是写不出来的。然而这些纯粹的想象，让《诸天讲》的科学地位大大降低，很多懂得天文的人，一看就能看出荒谬之处，所以这本书到如今并没有太多人知晓。人们即便是研究他，也是当做研究康有为思想的辅助资料。
名为讲天落点仍是谈变法
在中国古代，观测天象是皇家垄断的，学习天文在民间是被禁止的。当然，如果你自己偷偷看也没人说你什么，如果知道你是在观测星象，就要被严肃处理了。民间对天文的理解，带着很多神秘色彩，因为大多是和星占结合在一起的。王玉民认为，康有为作为一个学者，在那个时代花费大量的时间研究天文学，从某种心态上来讲，可能是在用一种学术行动来告别旧时代对思想的钳制，同时也是在积极地祛魅。
此外，康有为的《诸天讲》中，用很大篇幅介绍“火星上有人”，“天外还有多重天”，“宇宙中有无量的人物、政教、风俗、礼乐和文章”，其目的，是向中国人阐述世界的多元化、文化的多元化，最终指向的是政治的多元化。
王玉民在研究前中国介绍西方自然科学的书籍中发现，当时的很多作品，都是在有意地旁敲侧击、推动社会进步。例如严复翻译赫胥黎的《天演论》，原名本是《进化论与伦理学》，之所以翻译成“天演”，是因为中国人有“法天地”的思想传统。天都在演变，社会为什么不演变呢?
康有为认为，宇宙有限，是一种学术上的倒退，和他的诸天无量理论完全相反。他还举例说，爱因斯坦就像是住在鸡蛋中间的人，探索鸡蛋到了蛋壳，就以为了解了整个世界，实乃是井底之蛙。
其实，爱因斯坦的“宇宙有限”概念，只是一种科学模型，是为了更好的进行相对论实验而权且设计出来的假说，并非他真的确定宇宙是有限的。当时像康有为一样误会爱因斯坦的人非常多，这其中就有很多倡导社会进步与改革的思想家和政治家，也有代表着保守思想的天主教会人士，当然前者是大加批判，后者是大加赞赏罢。
