历法的需要使天文学在古代发展成为一门独立的科学。 正如《周易》所云:“观天文以察时变,观人文以化世”。 天文学为农耕社会的正常运转提供了科学依据,也为我国“天人合一”重要文化思想的发展提供了源泉。

中国的大学天文教育概况及思考

图1 浑天仪最早由西汉天文学家罗下弘发明。 此图为模型(来源:作者)

古代天文观测的对象主要是天体位置的变化,也有偶发的日食、月食、极光、流星、彗星和新星,以及超新星,在数个世纪中肉眼只见过六次。一千年。 随着望远镜和各种探测手段的发展,浩瀚的宇宙正在向我们展示无数极其明亮和剧烈的天文现象,包括附近的太阳耀斑和日冕物质抛射,以及遥远的系外行星、白矮星和中子星。 、黑洞、吸积盘、喷流、星系、活跃星系核、快速射电爆发和引力波,以及充满我们周围空间但我们几乎一无所知的暗物质和暗能量。

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图2 长沙市马王堆三号墓出土的帛书描绘了彗星的观测(来源:网络)

越来越多的现象正在向我们显露本来面目,越来越多的谜团亟待我们去探索。 过去三年,共有六位天文学家两次获得诺贝尔物理学奖。 这或许就是对当今天文学蓬勃发展的最好诠释。

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图3. M87星系中心超大质量黑洞的射电图像(来源:EHT团队)

天体环境为我们提供了极端条件下各种物理和化学过程的例子。 天文学将“我们是谁、我们从哪里来、我们要去哪里”的基本命题从哲学层面落实到科学层面,代表了人类。 知识前沿。 另一方面,神秘的宇宙总能引起生活在地球一角的人类的无限遐想和好奇。 它是一代又一代年轻人向着探索未知世界的梦想起航的起点。

另外,天文学虽然是基础科学,但对现代科学技术的发展起到了推动作用。 例如,探测黑洞无线电信号的装置直接导致了无线路由器的发明,太阳爆发的研究为航天甚至国防安全提供了保障。 更不用说望远镜自发明以来就广泛应用于军事和国防领域。 可见天文教育是非常重要的。

中国的大学天文教育起源于1917年齐鲁大学设立天文与计算系,1926年设立中山大学数学与天文系,1947年单独成立天文系。 1927年,厦门大学增设天文系,1930年停办。

新中国成立后,1952年进行全国院系调整,齐鲁大学天文数学系与中山大学天文系合并成立南京天文系大学,由三个专业组成:天体物理学、天体力学和天体测量学(后来这两个专业在近几年合并)。

1960年,北京师范大学天文系和北京大学地球物理系天体物理系成立,主要从事太阳物理、恒星物理、高能天体物理和射电天文学的教学和科研。

1978年,中国科学院批准成立院级研究机构——中国科学技术大学天体物理实验室,主要从事相对论天体物理、宇宙学、活动星系等方面的教学和科学研究原子核。 改革开放40年来,随着我国经济实力和科研水平的提高,我国天文教育突飞猛进。 自1998年以来,中国大学几乎每年都会增设一个新的天文系。 截至2020年,中国大陆共有22所大学正在较大规模开展天文教育和研究。 其中,12所大学设有天文学本科专业,7所大学设有一级博士点,9所大学设有一级硕士点。 教师总数338人,其中教授、副教授职称262人。 设有天文本科专业或天文系的大学信息如下表所示。

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桌子。 中国大陆高校天文学科建设信息(来源:文献1)

随着高校天文学的蓬勃发展,中国大陆天文专业本科招生人数从1994年的28人快速增长到2018年的208人,占全部理科招生的比例稳定在0.07%左右。 目前,天文学专业学生约2700人,其中本科生900余人,硕士生800余人,博士生900余人。

除上表所列的16所大学设立天文专业或天文系外,其他多所大学也设立了一级天文专业或二级天体物理专业硕士或博士点,包括广西大学、湖南师范大学等、华中师范大学、南昌大学、南京师范大学、山东大学(威海)、陕西师范大学、上海师范大学、天津师范大学、武汉大学、云南师范大学、中南大学等大批天文学毕业生被分配到全国各地高校工作,为天文教育的普及发挥了重要作用。

在中国大学MOOC网站上,已推出十余门天文基础课程,有力促进了全国高校天文教育的资源共享和优势互补。 为了更好地指导内地高校天文教育的健康发展,原国家教委于1983年成立了物理与天文教学指导委员会。随着我国天文教育的不断发展,教育部单独成立了天文学专业教学指导委员会。 2013 年指导委员会。

天文学是一门观测驱动的学科,观测设备建设对于人才培养和学科发展至关重要。 除了中国科学院的大型天文台、授时中心和多个观测站,拥有许多用于教学和实践的望远镜外,大学还建造了大量独特的望远镜,例如光学和近红外太阳望远镜目前,高校拥有光学望远镜约161架(其中直径大于30厘米约18架)、射电望远镜约3架、天文展厅5个、高校与科研院所共建的天文设备4台。 这些设备为我国天文人才的培养提供了不可或缺的支撑。

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图4 南京大学仙林校区左地江天文台(来源:南京大学)

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图5 新疆天文台慕士塔格峰站搭建的北京师范大学天文系50厘米光学望远镜(来源:北京师范大学)

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图6 北京大学在天山建造的望远镜(来源:北京大学)

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图7. 河北师范大学天文台(来源:河北师范大学)

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图8. 清华大学天文台(图片来源:王卓晓 摄)

但与英国、美国相比,我国大学天文教育规模还较小。 英国人口只有6600万,是中国大陆人口的二十分之一。 然而,英国大约有48所大学可以授予天文学学位,大约是我们的三倍。

美国有3.3亿人口,还不到我们的四分之一。 然而,他们有161所大学可以授予天文学学位,是我们的十倍。 当然,美国个别大学的招生规模很小,但即便如此,他们每年在全国招收的天文本科生数量是我们的两倍多。

从这一点来看,我们的天文教育还有很大的发展空间。 教育部天文学专业教学指导委员会也一直在鼓励和协助更多的大学设立天文系或天文专业。

我一直对天文专业扩招可能带来的就业问题持乐观态度。 一方面,更多天文系的设立将为天文教学和科研人才提供更多舞台; 另一方面,我国已经建成并正在建设和规划各种大型天文观测设备,包括悟空卫星、慧眼卫星、“天眼”射电望远镜和12米大型光学望远镜。这些设备需要很多天文学家更重要的是,我国中小学的天文教育非常缺乏,许多仁人志士一直呼吁在中小学开设天文课程,如果这个愿望能够实现的话可以意识到,天文学专业人士将拥有极其广阔的使用领域。

从目前我国中小学的教育现状来看,减负确实是必要的,但正确的减负方式不是把小学放学时间提前到下午5点到下午2点,也不是减少课数学校的班级数量,但要尽量减少班级数量。 不同大学教学和研究水平的差距使得教育资源比现在更加均衡。

我们是一个拥有14亿人口的大国,拥有3000多所高等院校。 家长或者公众不应该只关注前9、10名的大学,更不要只关注前两所大学。 。 如果高校差距拉大或者媒体舆论过分关注所谓名校,即使中小学放学时间提前,也不可能达到减少放学的目的。负担。 取代以培养国家建设者为使命的中小学,完成基础教育任务。

作为一名教育工作者,我一直有一个梦想:学校安排三分之二的时间让小学生学习主干课程,其余时间安排听课、体育、音乐、美术、天文地理,周末还有一段时间的联系。 山脉和土地。

作者简介:陈鹏飞,南京大学天文与空间科学学院教授、教育部长江学者特聘教授。 从事太阳物理研究。 现任教育部天文学专业教学指导委员会秘书长、瑞士国际空间科学研究所学术委员会委员、COSPAR E2分会副主席、中国科学、 《天文学杂志》、《天文学进展与现代等离子体物理学评论》等期刊编委。

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