天文學漫步——天文理論與實踐選修課課程綱要

浙江省第三批普通高中推薦選修課程

寧波市中小學校天文科普教材

《天文學漫步——天文理論與實踐》課程綱要

◆課程名稱：天文學漫步——天文理論與實踐

◆開發單位：鄞州區同濟中學

◆課程類型：興趣特長類

◆教學材料：自編《天文理論與實踐》教程

◆授課課時：36課時

◆主講教師： 毛錦旗

一、課程簡介

《天文學漫步——天文理論與實踐》課程兼具興趣愛好型和知識擴展型兩類課程性質，

以通俗易懂的語言介紹天文學中的基礎知識和天文觀測方法，首次突出以理論學習和實踐觀

測相結合的方式，既增加學生的天文常識又激發學生的動手能力。本課程的基本理念是通過

課程知識滲透和實踐能力培養，促使學生對浩瀚的宇宙、無窮的奧秘產生濃厚興趣，使學生

通過對天文的興趣而轉化為對探索自然、主動探究問題的興趣，提高學生思維能力和綜合知

識的運用能力。

本課程以擴大學生視野，豐富學生課余生活為目的，主要介紹了內容包括：國內外天

文競賽內容、天文熱點、天文現象、天文儀器操作、星盤星圖使用、觀測繪圖、星座與星空、

天象觀測、太陽系內天體概況、宇宙起源等講授天文學常識，結合英語、數學、物理、化學、

地理等方面知識，綜合提高學生的天文文化內涵和應用能力，不斷開拓和挖掘學生的潛能。

課程依托榮獲全國中學生天文奧林匹克競賽優秀組織獎、浙江省學校天文活動優秀組織

獎、寧波市學校天文活動優秀組織獎、兩次蟬聯寧波市天文教育實踐基地、鄞州區十佳社團、

鄞州區中小學優秀社團等多項榮譽的同濟中學為載體，以先進的觀測拍攝設備、專業的天文

實踐指導團隊、豐富的天文觀測活動為平臺，為省市各類天文活動和天文科普教育提供支持，

也為本課程的開發和開展提供了可能。本課程作為《普通高中天文特色校本文化構建的實踐

研究》重要組成部分，該課題獲得寧波市教育科學規劃研究課題立項并順利結題。

本課程研發團隊實力雄厚，教師搭配層次清晰。

課程總負責人：邱展峰，中學地理高級教師，同濟中學校長。

課程開發負責人：毛錦旗，中學地理一級教師。浙江師范大學天文協會的創始人之一，

2007年畢業于浙江師范大學地理科學專業。現為中學一級教師，任浙江省寧波市天文愛好

者協會常務理事、秘書處成員，寧波市科普報告團成員。曾先后獲得浙江省優秀天文指導

教師、寧波市優秀天文指導教師、寧波市氣候酷派綠色校園行動優秀指導教師、鄞州區十

佳社團指導教師。

課程開發參與者：馬雪亞，中學二級地理教師。多次獲得市、區優秀指導教師，多次

組織寧波市教育局主辦的寧波市天文夏令營活動，參與課程的開發

和實踐指導。

課程開發與指導：莊啟寧，小學高級教師，浙江省天文學會理事、寧波市天文愛好者

協會副會長兼秘書長、全國天文奧賽優秀指導教師。

顧勤華，小學高級科學教師，寧波市天文愛好者協會常務理事，寧

波市海曙區名師。

二、課程背景

（一）天文課程開發背景

浩瀚宇宙中，地球這顆藍色星球不過是滄海一粟。而如果將宇宙137億年的歷史濃縮進

24小時，那么人類的存在只不過占據了兩秒鐘的時間。我們從何而來？我們為何在此？為

了回答這些似乎寫在人類血液中的問題，一代又一代的人持續著對宇宙的探索和天文的關

注。

聯合國將2009年定為國際天文年，在聯合國教科文組織的倡議下，在世界各國的中小

學開展了豐富多彩的天文科普活動，并建立了伽利略教師培訓計劃，匯聚全球的資源來增強

老師和學校天文的實力，使學校天文教育和天文文化普及逐漸被各國政府所重視。2009年4

月，毛錦旗老師受邀前往杭州為省內天文教師進行培訓。5月為了觀測長江流域五百年一遇

的日全食，毛錦旗老師在寧波地區開展天文科普講座，成立了同濟中學天文社，開始在校內

普及天文知識與天文觀測指導。四年多來，同濟中學天文社開展了豐富多彩的天文知識講座、

天體天象觀測、天文夏令營冬令營、天文地理實驗、天球運行模擬等具有省市級影響力的大

型活動，積累了一系列天文科普課件、天文觀測數據、活動圖片視頻資料等一手理論培訓和

實踐操作資料，從2010年起我校逐漸開始天文選修課程教材的編撰和整理。

（二）天文課程的開發過程

我校天文課程的開發可以分為五個階段：天文小組科普、天文教室建設、天文論壇開設、

課程體系確立、選修課程設置。

1.天文小組科普

主要是根據學校發展的方向和目標出發，結合校內天文社團小組的天文知識需求，針對

性開展天文相關知識的科普、天體對象觀測、天文資料的印發和宣傳，積累了豐富的天文教

育經驗。

2.天文教室建設

主要是2009年10月以來，我校逐漸建設天文室，先后花費十余萬采購星特朗CGEM1100、

NEQ6自動跟蹤赤道儀、omin127/omin150d等不同類型、型號的天文望遠鏡、雙筒望遠鏡、

天文攝影系統、天球儀、星球儀、三球模擬器等一系列天文相關儀器。并配備電腦、打印機、

展示柜等辦公工具，收集大量的近現代天文知識的書籍、星圖冊、星盤用于天文社團的學習

和輔導。天文室也成為寧波市首批四個天文實踐教育基地之一。

3.天文論壇開設

主要是建設同濟中學天文科普網和同濟天文守候者論壇兩大平臺，將全校對天文有興趣

的同學集合起來，針對某一天文知識或觀測進行討論，并將相關學習心得和討論意見總結整

理。同時在討論中產生的大量問題，以教師講解、學生討論的方式與實踐觀測結合起來，形

成大量的實驗、觀測數據、專題探究，為學校天文科普氛圍的形成奠定基礎。天文科普網不

僅成為學校天文愛好者交流的重要場所，更成為對外交流的一大窗口，被評為鄞州區優秀專

題教育網站。

4.課程體系的確定

主要是將歷年來天文觀測、天文論壇等問題整理出來，結合當代高中生天文知識需求和

天文實踐特點。學校邀請寧波市天文專家和學校地理教師確立了課程方向——制定課程方案

——確立研發框架——編寫專題內容——開設講座論證——修改課程體系——開設實驗課

程——完善課程內容——開設課程。通過課程體系的變化，進一步優化課程體系，完善軟硬

件條件。

5.選修課程的設置

主要是在學校邱展峰校長帶領下，由天文課程編寫小組進行天文選修教材的編寫，并在

高一、高二年級段開設天文選修課程。經過兩年多的課程開設，天文選修課程充分發揮理論

結合實踐的優勢，成為在區域內具有一定影響力的一門選修課程。

三、課程目標

(一)總體目標

《天文學漫步——天文理論與實踐》的基本目標，是讓學生初步形成正確的宇宙觀、科

學價值觀；尊重宇宙客觀存在，正確對待自然天文現象，破除迷信；掌握科學研究方法，了

解天文基本知識，探索天文未知領域和未解之謎；積極參與天文科普和天文觀測活動，提高

天文觀測水平和操作能力；初步培養天文活動組織能力，提高學生自身能力發展水平。

(二)具體目標

（1）知識與技能。

獲得地球和宇宙環境的基礎知識。

學會獨立或合作進行天文觀測。

學會提出天文科學問題、假說或合作進行課題研究。

（2）過程與方法。

除課堂教學外，組成天文興趣小組進行合作學習、探討見解和成果。

組織野外天文觀測考察活動，提高學生觀測能力及野外適應能力。

通過天文科普知識的講解，使學生提高理性思維能力，更加可觀地看待自然現象。

（3）情感態度與價值觀。

激發學生探索星空、探索宇宙的興趣。

關注我國航天事業的發展，增強熱愛祖國、熱愛家鄉、熱愛學校的情感。

增強利用宇宙資源、保護宇宙環境的使命感。

樹立科學的宇宙觀和世界觀，摒棄迷信及各種謠言（世界末日輪等）。

四、課程內容

根據《浙江省普通高中選修課程建設的指導意見》和《同濟中學選修課實施建議》，本

課程內容分為兩大模塊：理論課程和實踐操作。

（一）理論課程（2學期，共24課時）

第一章為地球與天球，主要介紹地球的形狀和大小、地球自轉和公轉、天球與天球坐

標、天體視運動等四節內容。

第二章為太陽的誕生、結構和影響，主要介紹太陽結構與影響、八大行星的差異、地

內行星和地外行星視運動、太陽系的小天體等四節內容。

第三章為恒星世界與演變，主要介紹恒星的起源與演化、恒星的特征及運動、雙星與

變星等三節內容。

第四章和第五章均為四季星空，主要介紹全天星座與星座命名、認識秋季星空、認識

冬季星空、認識春季星空、認識夏季星空、星圖與星表的使用等六節內容。

第六章為時間和歷法，主要介紹了天文時間系統、歷法類型兩部分內容。

第七章為探索地外文明、分別介紹地外文明探究起源與發展現狀、外星人與UFO的設想

等內容。

第八章為望遠鏡和觀測方法，主要介紹望遠鏡的類型與原理、望遠鏡的組裝和調試、天

文的觀測方法等內容，將理論和實踐逐步結合。

（二）實踐課程

實踐課程由12組實驗（踐）組成。

第一學期（10課時）

1.實驗：寧波經緯度測定和計算（1課時）

2.實踐：太陽黑子觀測和記錄（1課時）

3.實驗：光線強度變化與距離（1課時）

4.實踐：月球表面觀測和描繪（1課時）

5.實踐：秋、冬季星空觀測（3課時）

6.實踐：流星雨觀測和記錄（3課時）

第二學期（10課時）

7.實踐：春、夏季星空觀測（2課時）

8.實驗：春分日正午太陽高度測定（1課時）

9.實驗：宇宙大小對比實驗（1課時）

10.實踐：天文望遠鏡組裝和運行（2課時）

11.實踐：全球路邊天文夜活動（2課時）

12.實踐：天文夏令營（野外露營觀測）（2課時）

五、課程實施建議

本課程開發和編寫過程中，采用理論課程和實踐課程同步進行的方式開展課程。理論課

程24講，實踐課程20講，其中天文夏令營、秋冬星空觀測、流星雨觀測等8個野外實踐課

程為課程拓展內容（學生自主選擇是否參與）不計入課程評價，因此課程最終采用36課時

列入本課程。

本課程適合初、中級天文愛好者學習，在高一、高二年級段開設，高級天文班講選用同

濟中學自編的《天文學漫步——走向宇宙》教程（目前正在選編中）。

課程實施需要注意以下幾點：

（1）激發興趣。通過課程知識滲透和實踐能力培養，促使學生對浩瀚的宇宙、無窮的

奧秘產生濃厚興趣。

（2）提高能力。通過對天文的興趣而轉化為對探索自然、主動探究問題的興趣，提高

學生思維能力和綜合知識的運用能力。

（3）磨練意志。開展天文課程教育，通過夜間觀測活動能夠增加學生的勇氣，寒冬酷

暑能夠磨練人的意志，持續觀測能夠增強人的耐心和毅力，實踐操作能夠提高人的能力。

（4）擴展視野。通過天文知識學習和層出不窮的新發現，激勵學生們不斷探索未知世

界、積極創新，拓展學生視野。

附表：《天文學漫步——天文理論與實踐》課程開設及學時安排

課程安理論課程 實踐課程 總學時 總學分

排學期

第一學期 第1-4章 實踐1-6 18 18

第二學期 第5-8章 實踐7-12 18 18

六、課程評價

課程評價注重學生成長記錄與綜合素質評價相結合，重視理論與實踐相結合的評價模

式。課程總評由平時天文理論課程與實踐觀測、課題、天文奧賽成績、觀測假說研究和期末

測試成績等綜合構成。其中課程上課情況占30%；天文實驗、研究性學習、觀測實踐占30%；

各類競賽、評比加分占10％；期末成績、考核情況占30%。總評不及格將不能獲得相應學分，

總評優秀率在10％－20％之間。

研究性學習即課題、假說研究部分的具體完成要求是：每位同學可選擇課題研究或假說

提出為自己任務，每一課題研究小組成員不能超過5人，若選擇假說提出，應提出“合格”

假說兩項以上。

七、課程特色（可選）

《天文學漫步——天文理論與實踐》作為一門理論性和實踐性都很強的綜合性課程，通

過對天文儀器的操作和天文現象的觀測，能夠極大地提升學生的情感、態度和價值觀，能夠

創設課程教學中無法獲得的情境與機會，使學生在實踐中感受、體驗與內化，提升為一種天

文文化的品質內涵。

1.趣味性和科學性結合

本課程在開展天文實踐活動中，增加觀測的趣味性有利于提高學生觀測的興趣和獲得知

識的有效性，比如觀測月球可以古詩詞中月亮的描繪和詩人情感結合起來；觀測流星雨與電

視劇、許愿等結合起來；尋找星座可以與星座故事、十二星座等知識相結合。同時在實踐開

展過程中普及科學文化知識，培養學生樹立科學的宇宙觀和價值觀，提高學生的科學文化素

養。

2.實效性和技巧性結合

在本課程開設過程中，眾多的實驗如：演示三球（地球、月球、太陽）運動、制作日晷、

模擬火箭發射、模擬星空，操作天文望遠鏡等活動能夠提供更多的機會為學生實踐提供理論

和實踐的平臺。天文選修課程注重學生在體驗、觀測、觀察、模擬中的實際獲得知識的效果，

使學生能夠在實踐中逐步學會各種技能，并通過技能的反饋達到自身文化內涵的升華。

3.探究學習和合作學習結合

探究學習和合作學習是當前課堂的“熱門”模式，本課程借助天文理論與實踐活動開展

設計、觀測、實驗、制作、討論、思考等理論探討和實踐觀測有利于學生主動探究各種問題。

學生探索未知領域的熱情高漲，對燦爛星空的向往、地外文明的探索、宇宙神奇現象等問題

的探討和分析，提高學生在探究學習和合作交流能力。同時，長期觀測月球、太陽黑子、星

空運行軌跡等記錄性實踐活動，能夠增強學生集體觀念和協作精神，這對開展其他學科的研

究性學習和課堂教育均具有推波助瀾的作用。

4.校內活動和野外觀測結合

本課程的目的是通過理論和實踐，最終促進學生知識和能力的“雙吸收”。經過幾年天

文課程的探索，課程開發小組總結出“里長外短，各具特色”的課程推廣理念。在校園內，

天文理論學習和活動的開展選擇長期性、易開展的實踐，比如太陽黑子的理論學習和實踐觀

測（可選擇在校內長期性觀測并記錄黑子出現的情況，如遇到陰雨天，也可在國外相關網站

上下載當天黑子的活動情況。）、月相觀測、人造衛星的記錄等活動。在野外，每年可選擇

兩三次外出活動，進行流星雨觀測、四季星空辨認、星軌拍攝等。

5.品牌特色——五斧劈開萬重山

經過四年來的不斷發展和創新，目前同濟中學天文選修課程的發展和天文社團建設已經

形成五大天文品牌活動：天文夏令營、中秋望月、流星雨觀測、天文文化周、星空守候者系

列講座。

（1）激情天文行冬夏令營

全年分為冬令營與夏令營兩次：夏令營主要內容以英仙座流星雨觀測、太陽系內行星觀

測、夏季星空辨識、銀河拍攝等，為期一般2－4天；冬令營以冬季星空、象限儀流星雨觀

測、深空觀測與拍攝為主，為期2－3天，是深受課程選修學生追捧的重點活動。

（2）中秋望月路邊天文行

月球表面觀測、月相記錄、秋季星空辨識等，是面向課程學生天文觀測的最佳項目，有

助于提高學生對望遠鏡操作的熟悉程度，也能了解更加廣闊的天文知識。

（3）全年流星雨系列觀測

秋冬季星空辨別、獅子座流星雨、雙子座流星雨、冬季銀河拍攝等，是享受天文滔天盛

宴的最佳活動，每年都能吸引廣大學生的參與。

（4）天文文化周系列活動

每年3、4月是我校在全省率先設立的天文文化周，一周左右時間可欣賞梅西耶天體馬

拉松觀測、開展地球一小時活動、進行黑夜保護宣傳、全球路邊天文夜活動、全球光污染測

定活動等。

（5）星空守候者系列講座

由知名學者、教授、教師、天文愛好者、本校學生開設講座或沙龍，邀請全校師生、其

他學校天文社團來校交流。

五大品牌活動創設以來，共接待來自北京天文館、臺灣國立中央大學天文研究所鹿林

山天文臺、北京師范大學、寧波天文愛好者協會、福建青少年宮等專家來校訪問指導，

與寧波大紅鷹學院、效實中學、曙光中學、江北實驗中學等多所學校建立了社團交流

合作，面向社會公眾開放12次天象觀測，我校師生近3000人次參與各項觀測實踐活

動，創建了具有地區代表性的天文實踐文化。

八、其他（可選）（需要學生準備的材料或材料費、教學設備要求、時間

要求、選修人數限制等課程開設的前提條件）

（一）課程相關儀器配備建議

（1）課程開設初期

①天文望遠鏡配置

折射天文望遠鏡、反射望遠鏡（地平式、赤道式）各一臺或不同口徑多臺，主鏡筒口徑

可選擇150mm以下（適宜太陽系內行星觀測），赤道儀選擇腳架牢固結實（如CG4等），配件如：

太陽濾光鏡、尋星鏡、目鏡、轉接鏡等。

②雙筒望遠鏡配置

配備幾臺不同規格的雙筒望遠鏡，高中低各選擇、梯次分配，如條件允許可配備三腳架，

用于雙筒望遠鏡固定觀測。

③天文書籍、軟件資料配置

《新編全天星圖》（北京天文館編制）、《天文愛好者》雜志、《天文愛好者新觀測手冊》

（王思潮主編）、《劍橋天文愛好者指南》（美·白凱奇）、《天文觀測手冊》（英·安東范普魯）、

活動星圖若干（夜光型可旋轉）等。

④天文攝影（像）配置：普通單反相機一臺（配廣角或魚眼鏡頭）、數碼視頻攝像頭一

個（用于簡單的天文視頻錄制，用于今后天文教學和天文科普），也可記錄天文活動開展的

相關照片、圖片拍攝、深空攝影。

（2）課程發展中期

①天文望遠鏡配置升級

購置一臺口徑200mm以上的帶有自動跟蹤赤道儀的可移動式天文望遠鏡，如已經建成天

文臺，也應購置一臺移動式望遠鏡，便于活動的開展和外出攜帶。該階段天文望遠鏡的使用

成為課程教育的重要延伸部分，可逐步將觀測主體拓展到星云、星系，行星細部觀測。

②雙筒望遠鏡配置升級

根據第一次購置和后期增置的情況適當提高放大倍率和清晰度，能夠熟練運用雙筒尋找

常見雙星、銥星、變星等天文觀測對象。

③天文書籍、星圖、星空軟件升級

可引進歐美和我國最新編制的天文理論書籍，如英國著名天體物理學家霍金的《時間簡

史》、《天文愛好者奧賽增刊》（北京天文館編制）、《日月行星的天文歷表》、《深空天體的目

視天文學》。在星圖選擇上可增加螢光星圖、四季星圖、《2000年歷元星圖》等，電腦中加載

型圖軟件SkyMap、Starry Night、Stellarium、wwt萬維數據演化等軟件進行模擬。

④天文攝影（像）升級

攝影像可考慮購置CCD等感光能力較高的攝影工具。

（3）天文特色形成和完善階段

可建立天文館，用數字天象儀或光學天象儀建立起虛擬天文景觀；配備高端日珥鏡用于

白天觀測太陽的耀斑、日珥、監視太陽爆發；配備天文教室、天文實驗室等現代化教學場所；

可購置冷凍CCD，建立數字化控制的天文望遠鏡觀測模式；尋找深空天體和暗天體，甚至發

現新天體。

（二）課程參考書目

1.《天文愛好者2010增刊》，中國天文學會、北京天文館主辦。

2.《天空的魔力》［加拿大］特倫斯·狄金森 艾倫·戴爾，湖南科學技術出版社，2011

年9月。

3.《青少年天文觀測指南》 鄒惠成 主編，福建科技出版社，2009年6月。

4.《太空和天文學科學實驗》［美］帕梅拉·沃克 伊萊恩·伍德，上海科學技術文獻

社，第1版(2012年1月1日)。

5.《最新天文觀測手冊》［英］安東·范魯，黑龍江科技出版社，2008-11。

6.課程《天文學》浙江大學，張劍波 。

7.《天文學新概論》，蘇宜，科學出版社（2009）

8.《天文知識基礎:你想知道的天文學》，姚建明，清華大學出版社2008年8月。

9.《探索太陽系》李芝萍，農村讀物出版社，2009年1月。

10.課程《青少年天文普及課程》寧波市青少年宮，莊啟寧 顧勤華。