天文學基本概念精選(九篇)

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第1篇：天文學基本概念范文

關鍵詞：《天體力學》；課程建設；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）05-0058-02

一、引言

天體力學是應用力學規(guī)律研究天體的運動和形狀的一門學科，是天文學的一個分支，同時又與數(shù)學和物理學的關系密切。天體力學誕生于1687年，但作為學科名稱是拉普拉斯于1798年首次提出的[1]。天體力學的基本理論雖然源于對自然天體的研究，但同樣適用于人造天體。隨著衛(wèi)星技術的廣泛應用，現(xiàn)代天體力學與航天科學、大地測量學和地球物理學等學科相互交叉，形成了一些共同的研究領域。因此，天體力學不僅是天文學專業(yè)必修的專業(yè)基礎課，也是其他相關專業(yè)的重要選修課。天體力學涉及的內(nèi)容廣泛，理論性強，公式復雜，對于非天文專業(yè)的學生而言，天體力學是一門難度較大的課程。由于教學對象和教學目標不同，非天文專業(yè)開設的《天體力學》課程不可能照搬天文學專業(yè)的課程體系，而必須結合自身專業(yè)特點和需求進行課程體系建設。本文以武漢大學測繪學院天體力學課程為例，從教學目標、教學內(nèi)容與教材、教學方法和考核等方面對非天文專業(yè)天體力學課程建設進行探討，以供同行參考。

二、教學目標

武漢大學測繪學院開設天體力學課程主要針對測繪工程和地球物理兩個本科專業(yè)。目前，全球衛(wèi)星導航技術、遙感技術和衛(wèi)星重力等現(xiàn)代衛(wèi)星技術廣泛用于測繪、地球物理領域的生產(chǎn)實踐和科學研究，掌握基本的天體力學理論對于理解和掌握后續(xù)的專業(yè)課程具有重要作用。因此，天體力學是一門重要的專業(yè)基礎課，一般在二年級下學期開設。通過本課程的教學，應達到以下目標：（1）使學生了解天體運動的基本規(guī)律，掌握天體運動的基本理論，為GPS原理及應用、衛(wèi)星大地測量學、衛(wèi)星重力學等后續(xù)專業(yè)課的學習奠定基礎；（2）使學生了解天體力學的研究方法，通過一些理論公式的推導和天體運動規(guī)律的分析，增強學生科學理性的邏輯思維能力；（3）指導學生將天體力學基本理論應用于實際天體，利用案例介紹天體力學在本專業(yè)中的應用，培養(yǎng)學生獨立分析與解決問題的能力。

三、教學內(nèi)容與教材

人造天體的出現(xiàn)與電子計算機的廣泛應用，極大擴展了天體力學的內(nèi)容和應用范圍，但是非天文專業(yè)天體力學課程不可能也沒必要涉及天體力學的所有內(nèi)容。結合專業(yè)特點和需求，選擇的教學內(nèi)容以經(jīng)典天體力學的核心內(nèi)容為主，即二體問題和攝動理論。考慮到非天文專業(yè)大學生的實際，教學內(nèi)容側重于基本概念和基礎理論，并輔以所需的數(shù)學和物理學基礎知識。表1列出了具體教學內(nèi)容和課時安排。第1章緒論對課程進行概述，簡要介紹天體力學的研究內(nèi)容和發(fā)展歷史。第2～3章是針對非天文專業(yè)學生缺乏相應基礎而安排的數(shù)學、物理和天文學方面的基礎知識。第4～6章是經(jīng)典天體力學的主要內(nèi)容，也是課程學習的重點。第7章是多體問題，重點介紹三體問題。第8章主要以地球為例介紹天體的形狀與自轉理論。教學內(nèi)容由淺到深、由易到難逐漸遞進，便于學生理解吸收。

國內(nèi)天體力學的教材較少，而且由于出版時間較早現(xiàn)已經(jīng)沒有再版，如《天體力學引論》[2]、《天體力學基礎》[3]。近年來，也鮮有天體力學方面的書籍出版。時間最近的天體力學書籍是2008年出版的《現(xiàn)代天體力學導論》[4]，但是該書專業(yè)性較強，主要介紹現(xiàn)代天體力學的內(nèi)容和代表性研究成果，不適合作為非天文學專業(yè)本科生的教材。為了滿足課程教學的需要，課程組在2006年就結合國內(nèi)外資料編寫了《天體力學》講義，內(nèi)容覆蓋了所需的基礎知識和天體力學基本理論，并添加在本專業(yè)的一些實際應用案例。經(jīng)過多年的不斷更新和完善，講義基本具備了出版教材的條件。

四、教學方法與手段

1.合理利用計算機技術輔助教學。信息技術的發(fā)展及在教育教學領域的應用，導致了教學方法和手段的深刻變革，目前多媒體教學已成為課堂教學的主流方式。天體力學涉及不少抽象的天文學概念和復雜的空間關系，同時也有較多的公式，因此采用板書和多媒體相結合的方式更利于學生對課程內(nèi)容的理解。對于一些重要公式的推導采用板書形式，這樣容易引導學生的思路，增加與學生的互動。對于抽象的概念和理論，采用圖片、動畫和視頻等多媒體資料進行講解，不僅可以激發(fā)學生的學習興趣，也有利于他們更好地理解和掌握。例如，第二章中的天球坐標系就涉及到天球上的許多點、線、面的概念，以及地平坐標系、赤道坐標系和黃道坐標系等多種天球坐標系的定義，采用傳統(tǒng)方法講授這些知識需要較多課時。而使用多媒體教學方式，只需幾幅圖片和一個動畫就可以將這些坐標系的定義及相互關系形象直觀地展現(xiàn)出來，極大提高了教學效率。另外，還可以編寫一些程序或運用專業(yè)仿真軟件（如STK衛(wèi)星工具箱[5]）對某些教學內(nèi)容進行演示，增進學生的感性認識，如天體的運行軌道模擬、攝動力對軌道的影響等內(nèi)容。

2.理論聯(lián)系實際，注重培養(yǎng)知識運用能力。天體力學課程是一門公式多、理論性強、邏輯嚴密的理論課。但是如果過多地講授理論和公式推導，學生聽課會覺得枯燥無味，學習興趣下降，導致教學效果不佳。授課過程中應注重理論知識與實際應用的聯(lián)系，特別是增加與本專業(yè)相關的一些應用或者是當前的熱點問題。例如，講授衛(wèi)星軌道的相關知識時可以介紹嫦娥探月衛(wèi)星軌道設計等實際問題，講授軌道攝動問題時可以介紹衛(wèi)星軌道攝動在確定地球重力場方面的應用。還可以采用案例教學法對一些公式較多的知識點進行教學，例如天體星歷的計算，給定某實際天體運行軌道的軌道根數(shù)，讓學生編程計算該天體在任意時刻的位置。通過介紹應用案例或者讓學生自己動手解決實際問題，能激發(fā)學生的學習興趣，增強對知識的理解。

3.利用靈活多樣的考核方式保障課程教學質(zhì)量和學生的學習效果。課程考核是實現(xiàn)教學目標和檢驗學生學習效果的一種手段，是課程教學的一個重要環(huán)節(jié)。為了避免傳統(tǒng)期末考試“一考定成績”的諸多弊端，本課程采用多元的考核方式，課程成績由平時成績和期末考試成績兩部分組成，分別占總成績的45%和55%。平時考核可采取考勤、作業(yè)、課堂演講與討論、編程實驗等多種形式，對于全面了解學生的學習狀況和教師的授課效果非常有效，同時也可減小學生對考試的畏懼心理，避免考前突擊行為。期末考試可采用開卷、半開卷和閉卷三種形式。開卷考試以應用題為主，題目覆蓋課程的主要知識點，但又不能在學生攜帶的參考資料中找到完整的考題答案，以考察學生運用所學知識分析問題、解決問題的能力。半開卷形式則允許學生考試時將自己覺得重要的公式和理論抄寫在一張紙上帶進考場，這種方式有利于使學生理解知識點之間的聯(lián)系，全面系統(tǒng)地復習、歸納和總結知識體系。閉卷形式雖然要求學生不準攜帶任何資料進入考場，但是為了避免學生對理論和公式死記硬背，試卷中會給出可能用到的重要公式，從而引導學生在學習過程中著重對知識點的理解、分析和運用。

五、結語

《天體力學》課程專業(yè)性較強，開設該課程的多為天文學專業(yè)。非天文專業(yè)開設《天體力學》，無論是教學內(nèi)容還是教學方法，都沒有經(jīng)驗可以借鑒。我院開設該課程已近十年，在課程建設方面進行了一系列教改實踐，并取得了良好效果。學生學習該課程后掌握了本專業(yè)所需的基本知識，有的學生因此喜歡上天文專業(yè)并考取了該專業(yè)的研究生。本文在多年的教學實踐基礎上，在教學內(nèi)容、教學方法和教學手段、考核方式等方面總結了教學經(jīng)驗，為非天文類的其他相關專業(yè)開設《天體力學》課程提供了參考。

參考文獻：

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第2篇：天文學基本概念范文

的教育對象，不同的學科文化中，數(shù)學史扮演著不同的作用和使命.

關鍵字：數(shù)學史；教育；作用

【中圖分類號】G633.6

1數(shù)學史使學者真正走進數(shù)學世界，有利于培養(yǎng)學生學習數(shù)學的興趣

不同的歷史階段，不同的教育對象，數(shù)學史所起到的中心作用也不盡相同，在高等數(shù)學教育中，由于高等數(shù)學的難度較大，使學者保持良好的興趣并進行主動的探索，數(shù)學史有著至關重要的作用.

愛因斯坦曾經(jīng)說過："興趣是最好的老師，它永遠勝于責任心".興趣是人的情意領域（情感、態(tài)度、興趣和價值觀）中最為活躍的成分，它的形成有利于激發(fā)學生學習的主動性.但在學校的數(shù)學教學中，由于受社會整體價值觀的影響，功利性的思想在社會上非突出：為取得高成績，為參加競賽拿到獎項，為考取名校，這成為了他們惟一的目標.隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展和綜合國力的提升，素質(zhì)教育的呼聲越來越高，教育的目標也越來越高，全面提升學者的數(shù)學能力，學習能力，自覺能力以及新型創(chuàng)新人才都使數(shù)學史在數(shù)學教育中發(fā)揮越來越重要的作用，培養(yǎng)學者的興趣成為關鍵的第一步.

在教育過程中講述著名數(shù)學家的事跡，例如講解一些數(shù)學家成才的成長歷程，在課程中遇到的"從阿貝爾到伽羅瓦"，伽羅瓦創(chuàng)建群論的時候只有18歲，阿貝爾22歲證明一般五次以上代數(shù)方程不存在求根公式.德國數(shù)學家高斯19歲解決了正多邊形作圖的判定問題，20歲證明代數(shù)基本定理，24歲出版影響整個19世紀數(shù)論發(fā)展、至今仍相當重要的《算術研究》；法國數(shù)學家帕斯卡，16歲成為射影幾何的奠基人之一，19歲發(fā)明原始計算器；還有部分數(shù)學家是自學成才，在沒有別人的幫助下，取得了重大的發(fā)現(xiàn)并推動了數(shù)學的發(fā)展，比如19世紀的大幾何學家施泰納在農(nóng)家成長，從小做農(nóng)活，直到14歲還沒有接觸過正規(guī)教育，當他18歲的時候才對數(shù)學產(chǎn)生濃厚的興趣，再后來為了生存給別人做私人教師，并且對開始對數(shù)學進行深入的研究，最終在三十歲的時候有所成就，在數(shù)學史上留下了美好的一頁.在數(shù)學的教學中適當講述這些學生比較感興趣而且具有很強知識性的歷史，有助于減緩學生對數(shù)學的恐懼感，在一定程度上增加數(shù)學的吸引力，數(shù)學學習就會上升到一個新的臺階.

2數(shù)學史有助于學者體會數(shù)學創(chuàng)造過程，培養(yǎng)正確的思維方式

數(shù)學教材內(nèi)容的呈現(xiàn)是以知識邏輯體系組織的，是形式化了的東西，因而掩去了知識的發(fā)生和發(fā)展過程，把數(shù)學發(fā)明創(chuàng)造的火熱思考丟在了一邊.這樣的話，雖然利于學生接受知識，但很容易使學生產(chǎn)生數(shù)學知識就是先定義，接著總結性質(zhì)和定理，后來解決問題的錯誤觀點，影響了正確數(shù)學思維方式的形成.對此，張奠宙認為："數(shù)學教學的目標之一，是要把數(shù)學知識的學術形態(tài)轉化為教育形態(tài)."作為老師，把課本上完美的數(shù)學發(fā)展過程和結構還原到數(shù)學最初的發(fā)展探索過程中去有著很大的教育意義，激發(fā)學生的思維，讓學生認識到數(shù)學進步的曲折，體會數(shù)學創(chuàng)造過程中的不同的思維和最初定義的原理，深刻理解數(shù)學創(chuàng)新的過程，加強探索數(shù)學的精神.

例如函數(shù)，最先是由萊布尼茲引進數(shù)學的，用來表示"曲線上的點的橫坐標、縱坐標、切線長度的量"；后來，瑞士數(shù)學家約翰貝努利把他擴張為"由變數(shù)X和常數(shù)所構成的式子，叫X的函數(shù)"，即達朗貝爾的"解析式"；接下來的是歐拉的"幾何上能用曲線表示"的觀點；黎曼的"作為一種規(guī)律，根據(jù)它由自變量的值確定因變量的值"；最后是課本中的"對應說"、"映射說".學生清楚了函數(shù)概念的演進過程，也就理解了函數(shù)概念的性質(zhì)--數(shù)集間的一種對應關系."解析式"、"幾何上能用曲線表示"等只不過是這種關系的特殊形式.從而讓學生對數(shù)學的基本概念的來歷有了清晰的認識，從實踐上升到理論的過程，達到更加抽象的研究，對數(shù)學概念的本質(zhì)有深刻有理解，同時使學生的數(shù)學思維能力得到了很大的提高，對數(shù)學的應用和定義有了更高層次的理解.

3數(shù)學史有助于幫助學者認識數(shù)學的應用價值和文化價值

最早出現(xiàn)的科學知識除了天文學外就是數(shù)學.數(shù)學是隨著生產(chǎn)實踐和天文觀測的需要而產(chǎn)生和發(fā)展起來的.古代的天文學只能在數(shù)學發(fā)展的基礎上發(fā)展，所以使人們增加了對數(shù)學的探索.后來，隨著人類文明的快速發(fā)展，在農(nóng)業(yè)上對數(shù)學的要求越來越高，特別是對幾何的需求，由于商業(yè)的出現(xiàn)和手工業(yè)的產(chǎn)生，力學也被人們認識到，一定程度上促進了數(shù)學的發(fā)展.后來，航海和戰(zhàn)爭的不斷發(fā)展，對數(shù)學提出了新的問題，這樣，數(shù)學的發(fā)展開始是以由生產(chǎn)和生活促進的.

數(shù)學在自然學科和人文科學中的應用是無處不在的.回顧數(shù)學史的發(fā)展道路，我們可以看到，數(shù)學和天文學的發(fā)展一直都有著不可分割的聯(lián)系，天體的發(fā)現(xiàn)和星系的發(fā)展都給我們提供了不同的視角；當然數(shù)學與物理學也是密不可分的，光學的發(fā)展和相對論的建立以及宇宙的起源和未來都離不開數(shù)學的研究成果.在數(shù)學教學中，有很多將數(shù)學知識應用到物理學中去的例子，微積分在各種物理模型中的應用，愛因斯坦相對論在數(shù)學的幫助下，取得了突破性的進展.

數(shù)學在計算機中的應用無處不在，程序的編輯需要數(shù)學邏輯思想，操作系統(tǒng)的分類和管理，網(wǎng)絡結構中的拓撲設計，各種地址的設計、分配以及數(shù)學映射思想的應用等，編碼學，密碼學等對數(shù)學的需要，物流對圖論的應用，測量中對幾何的運用，控制論中的邏輯，通信中傳輸?shù)暮瘮?shù)原理.

在數(shù)學史上，這樣的例子不勝枚舉，通過數(shù)學史的介紹，能夠幫助學生了解數(shù)學在人類文明發(fā)展中的作用，樹立正確的數(shù)學觀，切實體會到數(shù)學在現(xiàn)實生活中的應用，并能逐步做到學以致用，不會對所學知識感到陌生，達到數(shù)學教育的最終目的并實現(xiàn)自身的價值.

4結束語

通過對數(shù)學史在數(shù)學教育中作用的初步探索，對培養(yǎng)學者興趣、形成良好的數(shù)學思維、樹立正確的價值觀，世界觀以及提高學生的個人學習能力方面都一定的促進作用.

參考文獻

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[2]數(shù)學在數(shù)學教學中的作用.科技信息，2009.

[3]王旭.淺論數(shù)學史教學的教育功能.理財世界，2009.

第3篇：天文學基本概念范文

關鍵詞 文科物理 文科物理課程 文科物理教材 文科物理教育

中圖分類號：O4-4 文獻標識碼：A

1 文科物理教育的重要性

隨著科技迅猛發(fā)展與社會不斷進步，世界范圍內(nèi)的問題和矛盾展現(xiàn)出復雜化和多樣化的新特點。人們對跨學科、跨領域人才的迫切需求，促進了文理互滲和交叉學科的急速發(fā)展。然而，文科向理科的滲透是較為順利的，理科向文科的滲透、交叉和發(fā)展卻困難重重、不盡人意。著名物理學家吳健雄博士曾指出，為避免出現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展中的危機，當前一個刻不容緩的問題是消除現(xiàn)代文化中的兩種文化（科學文化和人文文化）之間的隔閡，而加強這兩方面的交流和聯(lián)系，最合適的是大學。從物理學的重要性來看，“物理學作為研究自然界最普遍規(guī)律的科學和最成 熟的自然科學，對科學世界觀的形成所起的作用是最直接的，物理學的方法是科學方法的典型代表。”北京大學劉華杰教授也曾指出：“目前我國文理分裂比較嚴重，造成文科生學習科學的困難，但已經(jīng)有很多大學開設文科物理課程。嘗試為對物理學感興趣的文科生提供了一個空間和平臺。”由此可見，在大學文科學生中開展文科物理課程并且對現(xiàn)有的文科教育改革具有十分重要的意義。

開設文科物理的意義：第一，“科學素養(yǎng)”培養(yǎng)的基本要求。科學素養(yǎng)是公民應有的基本素質(zhì)之一。第二，提高公民科學文化素養(yǎng)水平。教育是影響我國公民科學文化素養(yǎng)的主要因素。開設文科物理，提高文科學生的科學文化素質(zhì)，普及科學常識，教授科學的研究方法迫在眉睫。第三，科學的理念比知識更重要。開設文科物理課程，不僅是傳授物理知識，更是培養(yǎng)科學的理念，文科物理課程將科學精神和人文理念貫穿整個課程，旨在培養(yǎng)一種理念，交給讀者科學方法，提高科學素養(yǎng)。

2我國高校文科物理教育的發(fā)展情況

西方發(fā)達國家自上世紀中期意識到物理教學對學生發(fā)展有著重要作用，開始重視學生物理知識和物理科學方法的學習。我國開展文科物理教學起步晚，始于上世紀90年代。表1更清楚、更直觀地展示國內(nèi)開展文科物理教學概況。如上海交大的《天文學史》則是對人文學院開設的，講授從古代到近現(xiàn)代天文學的發(fā)展歷史，同時也兼及介紹中國古代的天文學成就。 中國人民大學的《物理與科技發(fā)展》立足于物理學基礎知識簡介與其在現(xiàn)實生活、科研實踐，以及工業(yè)化進程中的應用。該課程著力于系統(tǒng)地培養(yǎng)學生對物理的興趣，使選該選修課的同學能夠在一定程度上對于物理學中的邏輯思維，演化方法獲得一定的掌握。

同時，表2列舉了我國當今通行的文科物理教材情況。如北京大學的《演示物理學》采取以演示實驗方式進行教學，引導學生感悟物理學的精髓，使學生對物理學獲得一個初步而準確的整體印象，作為今后自身擴展科技知識的基礎。

3我國文科物理教材的特點

眾所周知，人文精神和科技進步是推動社會進步的兩翼。當今的文科大學生，除了專業(yè)知識之外，亦應具備科技背景，這是新一代應具有的素質(zhì)，也是適應社會發(fā)展，迎接挑戰(zhàn)的需要。目前各高校文科物理教材教材建設步伐加快；教材內(nèi)容多樣化；側重科學素養(yǎng)的養(yǎng)成；物理思想與人文精神有機結合，現(xiàn)擇兩本點評：

吳宗漢的《物理學概論：文科大學物理教程與實驗》由三部分組成：第一部分概述了一些基礎知識如力學概述、熱學與能源工程、電磁學、相對論與量子論、原子核與基本粒子的等。第二部分為21世紀前沿科技選編，介紹了混沌現(xiàn)象、材料科學、信息技術、宇宙成因探索等內(nèi)容。第三部分介紹了物理實驗中數(shù)據(jù)處理方法。可以看出，該書主要偏向概念性介紹，照顧到文科生的知識基礎，目的是拓寬學生知識面，獲得科學方法論的教益與啟迪。

吳大江的《文科物理學教程：物理概念與科學文化素養(yǎng)》具有如下鮮明的特點：（1）內(nèi)容編排科學。在闡述物理基礎知識方面，明晰了概念的引入、概念的形成和概念的應用，繼承并發(fā)揚了理工科精品教材中知識的系統(tǒng)性、科學性、嚴謹性等特點。與此同時，強調(diào)物理文化，突出物理學中的科學方法和創(chuàng)新思維。（2）將經(jīng)典理論與其在現(xiàn)代科學技術中的應用緊密結合。同時，引入案例教學，以生動的素材增加趣味性和故事性，從而提升學生學習物理的興趣。（3）教材以物理模型、例題分析、知識拓展為主線貫穿始終，力求促進能力和素質(zhì)培養(yǎng)。全書深入淺出地闡述基本現(xiàn)象、基本概念和基本原理并增加了典型例題。解題時，調(diào)物理過程、解題思路、抽象思維、形象思維、辯證思維以及科學方法，以便培養(yǎng)學生的觀察力、思維力、自學力和創(chuàng)新能力。（4）在弘揚中華數(shù)千年科技文明的同時，本教材結合物理學在中西方兩種文化融合方面進行了有意義的探索，努力將注重基礎理論和知識傳授的傳統(tǒng)和學習能力及創(chuàng)新意識培養(yǎng)的理念結合起來。

葛德彪的《文科物理教程》主要包含力學、熱學、電磁學、光學概論；相對論基礎；量子論基礎。該書主要特色：（1）考慮文科大學生的數(shù)學基礎較為薄弱，所以盡量略去了復雜的數(shù)學推導，注重物理概念和定律背后的深刻含義的挖掘，注重人文文化與科學文化相融合、物理知識與物理學史相結合、基本定律與科學思路相配合。（2）適當插入物理學史、物理學家、物理理論的形成發(fā)展過程和科學哲學的介紹，以實現(xiàn)啟迪思維能力、激發(fā)探索精神和提高綜合素質(zhì)的目標。（3）壓縮經(jīng)典物理內(nèi)容，擴大近代物理比例，打破了傳統(tǒng)的內(nèi)容安排的格局。在大學物理內(nèi)容改革上大大地向前邁了一步，真正體現(xiàn)了“優(yōu)化經(jīng)典，加強近代”的改革目標。（4）將三次技術革命與物理學的關系納入到正式內(nèi)容中，提升學生學習物理的興趣，認識物理理論與科技進步之間的關系。（5）精選思考題和習題。思考題和習題的選擇注重基本問題的理解和基本解題方法的訓練，盡量避免難題和偏題，緊扣每部分教學內(nèi)容的典型題，適當控制題目數(shù)量，不貪多求大，力求簡潔精悍。

4對我國文科物理教育的思考與探索

文科物理是高校實施文化素質(zhì)教育的一門重要課程，對體現(xiàn)科學教育與人文教育的融合，特別對提高非理工學生的科學文化素質(zhì)起著重要作用。如今，越來越多的學校開設了文科物理的公選課、通選課，可見文科物理越來越受到了學校和老師的重視。在文獻中，作者通過對中南大學的學生樣本的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在教學過程中，學生對文科物理的重視程度遠遠不夠，很多文科學生對學過的知識理解不深，往往沒過多久就全忘了。然而，隨著時代的發(fā)展，物理知識已經(jīng)融入到了我們的生活中，是成為21世紀文科高素質(zhì)人才中不可或缺的組成部分。

通過對我國文科物理教育狀況的調(diào)研與分析，本文對我國文科物理教育有了以下幾點思考：（1）注重文科物理的逐步轉化。現(xiàn)在的文科物理越來越注重多樣化，我國文科物理正在從簡化理科大學物理逐步轉化為擴大學生知識面、提高學生綜合素養(yǎng)和分析問題的能力、融合物理思想與人文精神。（2）注重人文教育，實現(xiàn)文理結合。文科物理正在不斷的向與人文教育息息相關的方向發(fā)展，我們可以看到，這樣的發(fā)展更能夠吸引文科學生的興趣，也更容易被文科讀者所接收，不僅增加了內(nèi)容的趣味性，降低對物理知識的要求，強調(diào)現(xiàn)實中的、藝術中的物理。（3）注重培養(yǎng)學生的實際應用能力，授人以漁。文科學生對物理的學習不需要用到太多專業(yè)知識，關鍵是如何將物理應用到自己專業(yè)領域。在教學過程中，要充分發(fā)揮物理學的社會教育功能和思想文化功用，向?qū)W生傳播著名科學家的科學思想、科學方法和科學精神，提高學生獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題、分析判斷的能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。

參考文獻

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[4] 葛德彪，張世全.文科物理教程[M].電子工業(yè)出版社，2010.

第4篇：天文學基本概念范文

《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》是本科專業(yè)重要的公共基礎課，理論抽象，思想方法獨特，側重應用，主要研究自然界、人類社會及技術過程中大量隨機現(xiàn)象的統(tǒng)計性規(guī)律，在理、工、農(nóng)、醫(yī)等學科領域都有著廣泛的應用，它在培養(yǎng)學生的理性精神、邏輯推理能力、抽象思維能力、隨機事件應對能力、處理數(shù)據(jù)能力和綜合素質(zhì)等方面有著獨特和不可替代的作用，為各專業(yè)培養(yǎng)應用型人才提供了基礎實踐的平臺。

通過本課程的學習，學生能掌握概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基本概念和基本理論，初步學會處理隨機現(xiàn)象的基本思想和方法，做到從確定性思維到隨機性思維的轉變，而不再局限于基礎數(shù)學的領域，能接受隨機思想和隨機觀念，能利用這門課的基本理論知識分析和解決具體的實際問題。

二、課程思政的設計理念

在日常的教學中，教師利用自身的哲學素養(yǎng)創(chuàng)造性地處理教學內(nèi)容，對教學內(nèi)容中所蘊含的辯證唯物主義思想因素進行有效挖掘，自然地滲透辯證唯物主義哲學的觀點，使學生從中領會到知識的相對性和絕對性，以及真理無限而人類對世界的認知有限等基本道理，領悟數(shù)學的本質(zhì);同時對本課程在中國特色社會主義現(xiàn)代化建設項目（政治，經(jīng)濟，文化，社會民生建設、國防）和未來發(fā)展藍圖中的實際應用加以介紹，激發(fā)學生的愛國情懷和學習興趣，讓學生愛國、愛學習。

三、本課程思政建設特色與創(chuàng)新點

1.精進專業(yè)素養(yǎng)，課程中滲入思政理念

科學作為一種獨立的社會活動是從希臘開始的，希臘人最早對世界形成了一種不同于神話的、系統(tǒng)的理性看法，且創(chuàng)造了數(shù)學語言來表示自然界的規(guī)律。希臘第一個哲學家泰勒斯提出萬物源于水的命題，奠定了西方哲學追究世界本源的感性而抽象的思維體系。古希臘哲學家、數(shù)學家畢達哥拉斯主張數(shù)學是理解宇宙奧秘的鑰匙，他說“萬物皆數(shù)”、“數(shù)字統(tǒng)治著宇宙”。“解析幾何之父”——法國數(shù)學家笛卡爾是西方現(xiàn)代哲學思想的奠基人。“近代科學之父”——意大利物理學家、數(shù)學家、天文學家伽利略說：“宇宙被寫在哲學這本書中，而這本書的語言是數(shù)學。”

物理的盡頭是數(shù)學，數(shù)學的盡頭是哲學。

具體的物理學量和數(shù)的概括抽象的數(shù)學萬事萬物的本質(zhì)及關系哲學。神學的認真導致了哲學誕生，哲學的討論導致了科學誕生，科學的需求導致數(shù)學的發(fā)展，數(shù)學的發(fā)展導致了對于建立在公理之上的純粹理念世界的優(yōu)美，深刻（哲學）和真實（物理）的新一輪討論。數(shù)學不僅是哲學問題的重要來源和根據(jù)，而且為哲學的發(fā)展提供了豐富的土壤和環(huán)境，數(shù)學以其無與倫比的確定性和真理性與哲學結下不解之緣。恩格斯在《自然辯證法》中這樣描述“只有微分學才能使自然科學有可能用數(shù)學來不僅僅表明狀態(tài)，并且也表明過程：運動。”

概率論的研究對象是隨機現(xiàn)象的統(tǒng)計規(guī)律性，由于隨機現(xiàn)象的發(fā)生帶有不確定性，隨機現(xiàn)象發(fā)生的條件與結果不具有邏輯上的因果關系，故教學中通過實例讓學生充分理解隨機現(xiàn)象各結果發(fā)生的偶然性以及大量重復試驗中隨機現(xiàn)象所呈現(xiàn)的統(tǒng)計規(guī)律性之間的辯證關系。將哲學知識引入教學中，使學生理解隨機現(xiàn)象的含義，正確把握偶然與必然的關系。

本課程通過實例解釋基本概念和理論方法，且將復雜的理論知識簡化，將實際問題抽象成概率統(tǒng)計中的數(shù)學模型，再用概率統(tǒng)計的相關知識來解決問題。哲學是關于世界觀的學問，是對自然科學知識和社會科學知識的概括和總結。辯證唯物主義——哲學，不僅是世界觀的理論，也是策略論的理論。《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》中實際應用問題的解決離不開以唯物辯證法為中心的哲學思想策略。我很重視提高自身的哲學素養(yǎng)，對教學內(nèi)容中蘊含的辯證唯物主義思想因素進行有效挖掘，使學生把握《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》的精髓，領悟其本質(zhì)。唯物辯證法的哲學思想策略已成為喚醒學生內(nèi)心深處的數(shù)學知識、技能及數(shù)學策略的激發(fā)器，是開啟其數(shù)學深思和智慧的鑰匙。

2.關注學生身心健康，喚醒學習的內(nèi)在動力

向?qū)W生推薦了連岳、海藍博士、張德芬、武志紅、曾奇峰等著名心理學者和作家的公眾號，這些大咖是我們前行路上的一盞盞明燈。我在課堂教學之余提醒學生關注身心健康，喚醒他們學習的內(nèi)在動力，使其在漫漫人生路上不斷成長，能更好的成為自己。

第5篇：天文學基本概念范文

關鍵詞：工程問題 科學問題 模型化

近年來,圍繞農(nóng)業(yè)、能源、信息、資源環(huán)境、人口與健康、材料、綜合交叉和重要科學前沿等領域中的關鍵科學問題,我國啟動了一大批重大專項工程[1],包括核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產(chǎn)品、極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝、新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)、綠色制造關鍵技術與裝備、水體污染的控制與治理、轉基因生物新品種培育、大型飛機、高速磁懸浮交通、重大數(shù)字化醫(yī)療設備關鍵技術及產(chǎn)品開發(fā)、高分辨率對地觀測系統(tǒng)、地球系統(tǒng)過程與資源、環(huán)境和災害效應、載人航天與探月工程以及復雜條件下的巖土工程如“三峽”、“二灘”、“海底隧道”及“南水北調(diào)”等等。

以上工程的研究對象日趨復雜,投入大、風險高,要求在施工前對工程可靠性和穩(wěn)定性做出滿意的評價,同時在施工過程和運營過程中會碰到各種各樣的難題,這些都使研究工作和工程進展面臨種種困難。事實上,對于一個難于直接下手研究的復雜客體,能不能順利地進行研究,其關鍵在于能不能針對所要研究的問題構建出一個合適的科學模型。正確地建立模型是描述問題和解決問題的關鍵,是工程思想方法的精髓。

模型方法是現(xiàn)代科學的核心方法。“模型”這一組合詞的本義,即是一種用實物做模的方法[2]。但是,科學模型是人們按照科學研究的特定目的,在一定的假設條件下,用物質(zhì)形式或思維形式再現(xiàn)原型客體的某種本質(zhì)特征,諸如關于客體的某種結構、功能、屬性、關系、過程等等[3,4]。工程問題需要借助基礎理論來解決,科學模型則是基礎理論應用于工程中解決其問題的橋梁和紐帶。所以通過對科學模型的研究,來推知工程研究對象的某種性質(zhì)或規(guī)律。在考慮模型的多樣性和局限性的前提下,在模型應用過程中不斷地對模型進行驗證和改進,科學地指導工程實踐。

1、科學模型的分類

科學研究中的模型有兩大類,一類是實驗研究中所采用的實物模型,另一類是理論研究中所采用的理論模型,表現(xiàn)為科學概念、科學假說和數(shù)學問題等形態(tài)。在現(xiàn)代工程實踐和理論研究中,大量地使用著思維形式的科學模型,諸如理想模型、數(shù)學模型、理論模型、半經(jīng)驗半理論的模型等。

1.1 理想模型

實際的工程問題都是擁有多種屬性的,并且處于與其他因素的相互作用中。當我們將某一物體作為特定的研究對象,針對某種目的,從某種角度進行研究時,沒有直接關系的屬性和作用就可以忽略不計。例如,胡克定律就是一個最典型的理想模型,適用于一切固體材料的彈性定律,也是力學最重要基本定律之一。

科學研究離不開科學抽象,簡化了的理想模型作為科學抽象的結果,在各門科學中比比皆是。例如,數(shù)學中的點、線、面;物理學和化學中的點電荷、絕對黑體、理想流體、理想晶體、理想熱機、理想溶液;生物學中的模式細胞等等。這些理想模型反映了客體的本質(zhì)屬性,同時也是各門科學中的基本概念。

1.2 數(shù)學模型

構建數(shù)學模型是一件創(chuàng)造性的工作,要根據(jù)不同的問題,不同的情況作不同的抽象和處理。建立數(shù)學模型的基本點就是尋找出所研究的實際問題與某種數(shù)學結構的對應關系,從而使實際問題能得到簡化,歸結成為一個數(shù)學問題。需要建立實際對象與各元素之間的對應關系。例如,流體在多孔介質(zhì)中的傳輸是一個非常復雜的問題。19世紀以前,還不能對地下水進行定量的計算。1856年,法國工程師H.Darcy在解決城市供水過程中,在一系列試驗的基礎上,得出了滲流能量損失和滲流速度之間呈現(xiàn)性關系,即著名的Darcy定律,這標志著滲流力學的誕生。

1.3 理論模型

理論模型是包括了數(shù)學模型的,能從一定的基本概念和數(shù)量關系出發(fā),進行推理和演算,對有關的各種現(xiàn)象和問題,進行定量的解釋和回答,并且推導出新的預言,做出指明一定誤差范圍的預測。

例如,彈性力學中的能量原理是一個典型的理論模型,它可以直接處理整個彈性系統(tǒng),考慮該系統(tǒng)的能量關系,建立一些泛函變分方程,把彈性力學問題歸結為在給定約束條件下求泛函極值的變分問題。

1.4 半經(jīng)驗半理論模型

在很多情況下,復雜系統(tǒng),特別是十分復雜的工程系統(tǒng),通常機理不很清楚,關鍵數(shù)據(jù)匱乏,其中所涉及的變量和參量,不但數(shù)量大而且其中有許多因素是難以測量、難以定量化的,不能提煉出定量的數(shù)學模型,也不能應用理論分析模型對系統(tǒng)的行為做出有效的分析預測。于是人們就常常在經(jīng)驗基礎上、或是經(jīng)驗與理論相結合的基礎上,對某些因素做出量的估計,并據(jù)以提出概念和假設,這時所得到的結果其實只能理解為半定性半定量的。

半經(jīng)驗半理論模型,在科學和工程問題中大量地使用著,尤其對復雜系統(tǒng)的研究,煤礦沖擊地壓預測模型如強度理論、剛度理論以及沖擊傾向性理論等,都屬于半經(jīng)驗半理論模型。而在實際工程中,進行定量分析與定性分析相結合的綜合研究方法往往有效。

2、科學模型的作用

模型在科學研究中體現(xiàn)出多重作用,這正是它能成為現(xiàn)代科學研究的核心方法,并具有強盛的生命力的重要原因。從以下三個方面簡述科學模型的重要功能和作用。

2.1 科學模型研究的間接方法

能夠直接通過觀察實驗進行研究的工程客體只占少數(shù),大多數(shù)工程研究對象需要采用間接研究的方法,借助于既有客觀依據(jù)又帶有主觀想象的模型來開展研究,逐步推進認識。縱觀近、現(xiàn)代自然科學史,在以復雜系統(tǒng)為研究對象的天文學、地質(zhì)學、生物學等基礎科學研究中,科學模型的間接方法均有應用。

例如,恒星內(nèi)部結構與演化理論研究是現(xiàn)代天文學研究前沿領域之一,是一個開放的復雜巨系統(tǒng)問題。由于除太陽以外,其他恒星都非常遙遠,只能以“點源”看待,很難取得豐富的觀測資料。太陽離地球最近,在恒星內(nèi)部結構與演化研究中,理所當然地把太陽選作典型。已知太陽質(zhì)量與半徑,以其可觀測量（主要是光度與表面溫度）為邊界條件,提出“把太陽看作球?qū)ΨQ的平衡氣體球”的假說,根據(jù)有關的科學定律導出太陽內(nèi)部結構的數(shù)學模型,并用數(shù)值方法近似求解。分析結果表明,太陽內(nèi)部大致可分為核反應區(qū)、輻射區(qū)和對流區(qū)。太陽結構模型經(jīng)過可觀測量的檢驗,反復調(diào)整有關內(nèi)部參量后導出分析值,與實際觀測值誤差在1/1000以下。通過改變核心區(qū)參量,并作必要的補充假說,可依次導出紅巨星、白矮星、中子星模型。1960年現(xiàn)的脈沖星,就是對這種以科學模型的間接方法及其預言的生動檢驗。

2.2 科學模型的研究綱領作用

科學模型不僅是已有認識的總結,作為科學工作者的創(chuàng)造,又加進了人們的新的猜測和假設,含有新的概念和思想。建立起新的理論模型,必須回答這個新的理論是否能夠說明各種與其有關的實驗現(xiàn)象,是否能對過去已知的事實,做出回溯性的合理的科學解釋,是否能夠預見新的事實？

太沙基提出的一維固結理論和有效應力遠離標志著土力學學科的誕生,因此一維固結理論在土力學中有著重要地位。在此基礎上,比奧考慮了土體固結過程中孔隙水壓力消散和土骨架變形之間的耦合作用,提出了比奧固結理論,將一維固結理論推廣到三維的情況。

因此,一個新的理論模型實際上能起到一種新的研究綱領的作用,使研究工作獲得極大的推動和展開。

2.3 模型研究對實踐的指導作用

科學模型是對實際工程客體的一種合理的正確的抽象,具有簡化、優(yōu)化和理想化的特點。在模型上進行研究的結果,一般優(yōu)于實際結果。這樣,就能以科學模型所提供的優(yōu)化條件作為追求目標,使人們能夠改善實際工程客體或環(huán)境條件,以爭取達到較佳效果的方向和途徑。

在工程設計中,模型對實踐的指導作用尤為直接和明顯。通過科學模型預測某一工程系統(tǒng)的未來發(fā)展情況,無論是做出短期的還是長期的預測,定性的或是定量的預測,都有重要意義。現(xiàn)在,有了電子計算機這樣強有力的科學手段,使許多復雜問題的預測成為可能,這對于決策和管理的科學化是大有幫助的。

3、科學模型建立的途徑

建模方法大體可分為白箱、黑箱和灰箱模型。白箱模型是根據(jù)系統(tǒng)運動規(guī)律建立的“機理模型”,它提供較完整的信息,在機理清楚的情況采用。黑箱模型無法反映系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài),一般是輸入輸出模型,可用統(tǒng)計或智能方法建立。如果我們對系統(tǒng)的結構和機理掌握部分知識,應充分利用,將黑箱轉化為灰箱,灰箱模型是在工程中遇到最多的情況,建模方法則各有差異。

建模工作中要針對實際情況具體分析,結合整體論和還原論,不要舍本求末,結合宏觀與微觀的辯證統(tǒng)一,采用分解和集成或者定性合成與定量分析的綜合手段,把微觀機理特性反映到宏觀模型中來。

建立模型的過程,是對原型客體進行科學抽象的過程。科學處理局部與整體、微觀與宏觀、經(jīng)驗和理論、定性與定量、感性與理性等問題,分清主次,舍棄次要的無關大局的細節(jié),抓住本質(zhì)性和關鍵性的東西,才能建立具有科學性的模型。

4、結語

面對越來越復雜的工程系統(tǒng),應正確認識并提煉出來工程中的科學問題,抽象出能夠正確描述工程問題的科學模型,將工程問題模型化,發(fā)揮科學模型其強大作用,對工程科學研究將起到明顯的指導意義。

參考文獻

[1]國家科學技術部,國家十一五科技發(fā)展規(guī)劃.2005.

[2]辭海.上海辭書出版社,980.

第6篇：天文學基本概念范文

對于英語和數(shù)學來說，有一些里程碑式的課程幫助學生將學習的重點從有用的技能培養(yǎng)轉化到這些學科的學術研究上，在英語中，文學分析的課程為學生批判性地閱讀和理論上的認知鋪平道路，在數(shù)學上，證明的理解和構建成為進入高等數(shù)學的途徑。這些課程成為重要的知識飛躍的關鍵。雖然基礎教育意味著熟練讀，寫和算的技能，但并不意味著理解和執(zhí)行學術英語和數(shù)學的知識或能力，類似地，程序設計則是計算思維（作為技術）和計算機科學（學術科目）的里程碑課程，但程序設計不是計算思維培養(yǎng)過程中所必需的，也不是基本計算機科學學習中所必需的知識，從邏輯上講，一個程序是對許多計算實例的簡潔的，有限的描述，每個都包含一個可能的無限過程，當一個人還沒有牢固掌握并不熟悉的描述的流程設計的形式語言規(guī)范時，書寫程序設計過程是很不容易的，所以我們認為，在學生進行程序設計之前，需要在計算思維方面作實質(zhì)性的培養(yǎng)訓練。學習程序設計之前，計算思維的培養(yǎng)，重點應該強調(diào)理解（和能夠手動執(zhí)行）計算的過程，而不是表現(xiàn)在會熟練使用特定的編程語言上。要不斷提高對算法概念的理解程度，如，基本流程的控制是很重要的。核心是培養(yǎng)和發(fā)展過程的信息抽象、表示和屬性評價的技能。首先，要深挖計算的內(nèi)涵，比較數(shù)學的計算和計算機的計算。數(shù)學的計算遵循進位制計算規(guī)則。計算機的計算靠匹配，遵循狀態(tài)匹配規(guī)則，即0和1的匹配。通過這種比較，可以讓學生了解計算的不同表達形式，進一步體會計算的本質(zhì)。其次，計算自動執(zhí)行的過程正在改變所有的學科如何去思考專業(yè)領域知識。設計學生熟悉的簡單計算實例，并盡量結合學生本專業(yè)的實例，挖掘?qū)I(yè)計算背后所隱含的計算含義和技術，潛移默化地講解計算機解決問題的方法和手段，讓學生體會何謂“計算無處不在，無人不在計算”。通過深入淺出的闡述，學生不僅可以對計算的概念獲得一個清晰的理解，而且會對計算增加濃厚的興趣。無論面向什么層次的計算環(huán)境，問題求解首先需要解決的是問題的表示，例如編碼/解碼和建模等都是典型的例子。只有這樣才能夠建立計算環(huán)境所能理解的基本計算對象，進而為基于計算環(huán)境的問題求解提供可能。進一步需要設計問題求解過程，典型的方法有：約簡、嵌入、轉化、仿真、遞歸、并行、啟發(fā)式推理、平衡與折中等。最后需要驗證以確定計算過程的正確性與效率，典型方法有預防、保護、冗余、容錯、糾錯等，其中還需要多維度（時間、空間、簡潔、社會、成本）考量計算的效率。

2學習計算過程的實例

可以利用簡單的多步計算和小的組合問題的例子融入計算思維的培養(yǎng)過程。通過這些例子來傳遞計算機科學的一些基本概念和思想，計算是一個廣義的概念，它包括不同的任務、概念和技術。同樣，計算思維涉及廣泛的方法和技能。提出和理解不同種類的計算思維，并通過不同領域中的實例來識別計算思維的差別和相似性。在計算思維學習的過程中，還應當使用適合的計算思維語言。例1：介紹乘法，兩個常見的概念是“乘法重復加法”和“乘法滿換律”。利用乘法的定義，可以介紹兩個計算的概念：迭代和效率。我們或許可以解釋符號“+”的每一次應用都是一次迭代，并且當這種操作是交替的時候，乘法的兩種表示形式的效率可能是不同的。比如可以進行下面的練習。①對于每一個乘法，把它寫成重復加法然后寫下答案。同時也記下迭代所需的數(shù)量。②寫乘法交換兩個數(shù)字，比如6*3和3*6，比較所需的迭代次數(shù)。哪一個是更有效率呢？例2：閱讀理解，在培養(yǎng)英語閱讀理解能力時，有一種將句子排序的訓練，比如，a：Idon’twantpizzaagainforalongtime.b：Iatetenpiecesofpizza.c：Laterthatnight，Igotsick.d：Ifeltveryfull.下面哪個排序的選項是正確的?1）a，c，d，b2）d，c，b，a3）b，c，a，d4）c，a，d，b5）b，d，c，a這5個可能性的排序，每一個可以視為一個狀態(tài)，構成了問題的搜索空間。為了解決這個問題，我們可以單獨檢驗每個狀態(tài)，也可以使用分治的方法來刪除不正確的答案。可以對學生提出以下的啟發(fā)式問題：b和c的正確順序是什么；在搜索空間中出現(xiàn)錯誤的b和c的順序的狀態(tài)有哪些；還有哪些可能的狀態(tài)沒有列出，等等？實際上，這些問題的引入和啟發(fā)都滲透著計算機科學中以啟發(fā)式搜索的方式求解問題的思想。例3：公式推理，學生在中學時代已經(jīng)熟練掌握了基本代數(shù)，也逐步在各種課程如物理、化學、天文學和生物學中引入方程的使用。我們應該充分地利用這些學生熟知的簡單的公式來講解計算思維的核心技能——功能抽象和程序性問題的解決。比如，物理中加速度的定義，即單位時間內(nèi)速度的變化。本質(zhì)上，加速度a可以表示為一些變量的輸出函數(shù)，a=v/t，加速度也可以作為子過程出現(xiàn)在一些基本的物理公式中，如牛頓第二定律F=ma。這種抽象推理功能，數(shù)據(jù)輸入，函數(shù)組合是直觀的、簡化和有力的。概念的集成幫助學生加深了計算思維普遍性和無處不在的認識，此外，傳遞了計算思維的技能在各種領域中是必不可少的。例4：跨學科的項目，一個有趣的跨學科的項目是旅游宣傳冊。這個問題需要學生運用語言藝術、數(shù)學和社會研究（如地理）。這是一個規(guī)劃問題，必須考慮距離、時間、費用、感興趣的可能目的地等約束。學生不僅要提交完成的規(guī)劃，還被要求說明如何表示約束，如何計算關于目標函數(shù)的最優(yōu)解等計算思維活動。例如，一個目標函數(shù)是在滿足旅行者“開心”的約束下最大化旅行團的利潤。除了通過傳統(tǒng)的主題明確計算思維和計算思維語言的集成，還要將信息處理引入到實例中。例5：小組課題，分組工作在科學課程是很常見的。通常都按照任務進行分組：每個小組成員負責一個或兩個任務（如，數(shù)據(jù)記錄，報告書等），數(shù)據(jù)交換的情形就對應著接口和封裝的概念。如果項目報告必須協(xié)作（同步或異步）完成，就可以融入鎖定和消息傳遞等概念。在本節(jié)的例子，計算機沒有作為明確討論一部分。事實上，在計算思維和計算思維語言的引入和培養(yǎng)過程中，學生是計算的智能體。這里的重點是幫助學生像計算機一樣更加智能和高效地處理問題，不是強調(diào)如何去實現(xiàn)計算，而是將計算機科學的知識和課程滲透到涉及信息處理的各學科中。

3結論

第7篇：天文學基本概念范文

關鍵詞：學習策略；中學物理教學；物理學科策略

物理學是一門與天文學、地理學、生物學、化學等其他自然科學有密切聯(lián)系的基礎學科，是自然科學中的一部分，也是一門研究物質(zhì)、能量及其相互作用的學科。它既包含了對物質(zhì)世界普遍而基本規(guī)律的探索，又對其他自然科學及科學技術社會生產(chǎn)力的發(fā)展具有強大的推動作用。和初中物理相比，高中物理定性的東西少，定量的東西多，學習過程中還大量運用三角函數(shù)、幾何知識、圖像分析等數(shù)學知識，從思維方式上講，高中物理重在培養(yǎng)學生的邏輯思維、抽象思維和創(chuàng)新思維等高級思維方式。現(xiàn)就高中物理的學習方法淺談一些自己的看法以便對物理這門課程的學習有所幫助。

1、聯(lián)系實際生活，捕捉物理概念本質(zhì)

物理概念不僅有一般科學概念的共通性，也包含了自身的個性對于物理學而言，物理概念是反映物理現(xiàn)象的本質(zhì)特征的，是事實的抽象它是物理理論知識的一個重要組成部分，是構成物理定理和定律的理論基礎所以學生在學習物理的過程中，也就是不斷地建立物理概念

首先，生活中的許多事物都存在著物理概念，比如手提購物袋，購物袋下拉手；打別人一下，你的手也會痛，這些都能給學生以力的作用的相互的認知，然后為了理解這種相互作用，就有了力的概念的產(chǎn)生單說抽象的東西，學生不一定能理解，但是一旦與生活相聯(lián)系，它就不再抽象，也易于理解所以，要學會聯(lián)系實際和生活，引入高中物理概念但是有時候，生活中的錯誤經(jīng)驗會給學生學習物理概念帶來一定的負面影響遇到這種情況，就需要用普通的科學實驗來讓其加以信服和區(qū)分與生活中的錯誤理解。

其次，在處理生活中出現(xiàn)的物理問題時，應該去掉可排除的所有東西，直切主題，將問題的主要矛盾凸顯出來，讓人體會到真實的物理概念任何一個物理概念都不單是停留在字面上的理解或者是各個量之間所表達出來的表面關系，它所表現(xiàn)的關系是動態(tài)的，不同的情況要有不同的理解和分析把握概念的物理意義，不僅僅要理解它確切表達的是什么，還要保證它所延伸到的各個生活方面，只有這樣才能從真正意義上理解什么是物理概念在學生物理概念中，有很多的公式中所用的是同一個字母表示的，但是在不同的公式中，這個字母所表示的意義是不一樣的，所以學生必須要真實地理解每個概念中同一個字母所表示的不同含義，才能真正地理解這個物理概念而且每個公式都有不同的運用條件和范圍，這都是學生在學習過程中需要注意的問題。

再次，應該在確定事情的統(tǒng)一性和差異性時，要善于比較人們都是首先認識事物的特點，這就需要在客觀上把其他事物和研究對象區(qū)分開來，進行比較所以，比較是區(qū)分、認識和聯(lián)事物最有效的選擇方式同時也能促進學生在學習物理概念時的辨析能力，所以要靈活地比較學生在對待學習之后出現(xiàn)的概念，就可依據(jù)它們的相同性和不同性來加以區(qū)別運動和歸類總結。

最后，心理學家奧蘇貝爾認為，人的學習應該是意義學習，當學習者有意義學習的傾向，并把所要學的新知識同原有知識聯(lián)系起來時，意義學習便發(fā)生了物理概念的學習不是獨立的，而應該在意義學習的指導下，利用概念之間的聯(lián)系，在腦中建立完整的概念關系網(wǎng)絡圖，用作更適合記憶的方式方法因為物理概念不是死板的東西，是客觀存在的，且存在形式靈活多變所以學生可以在不同情況下區(qū)分運用不同的概念公式去理解通過物理情景的再現(xiàn)，去運用和理解物理概念，可以讓學生更有效地記住和提高物理成績。

2.注重物理概念、規(guī)律的理解，靈活運用。學習物理不是簡單的套用公式進行數(shù)字推導，最重要的是要掌握扎實的基礎知識。物理學習包括對物理概念和物理規(guī)律的學習。物理概念是客觀事物的物理共同屬性和本質(zhì)特征在人們頭腦中的反映，它是在大量直觀手段的基礎上，運用邏輯思維的方法把物理事物的本質(zhì)特征集中加以概括形成的；物理規(guī)律是物理現(xiàn)象、過程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的必然趨勢及本質(zhì)聯(lián)系的反應。基礎知識薄弱，缺乏必要的知識準備和生活經(jīng)驗是學習物理的障礙之一。因此，學習物理首先要對基本物理概念、物理規(guī)律清楚弄清本質(zhì)，明白相關概念和規(guī)律之間的聯(lián)系，明白物理公式定理、定律在什么條件下應用，而不能簡單地以題海戰(zhàn)術來代替。比如速率，它有兩個意思：一是表示速度的大小，二是表示路程與時間的比值（如在勻速圓周運動中），而速度是位移與時間的比值（指在勻速直線運動中）。關于基本規(guī)律，比如說平均速度的計算公式，有兩個經(jīng)常用到v=s/t、v=（vo+vt）/2，前者是定義式，適用于任何情況，后者是導出式，只適用于做勻變速直線運動的情況；其次，對基本概念和基本規(guī)律的學習和理解，如果概念不清，做題不僅費時間、費精力，而且遇到的矛盾或困惑就可能越多，久而久之產(chǎn)生畏難情緒，做習題的目的是為了鞏固基本知識，從而達到靈活運用。做物理題的過程重要的是分析思考，畫圖分析是輔導手段，圖是一種很好的物理模型，可以變抽象為具體，變虛幻為真實，使解題更加容易。

3、總結

學習策略是外顯性與內(nèi)隱性相統(tǒng)一的，所以在教學中可以根據(jù)教與學的實際來調(diào)控，且可以通過教學方式并結合學科實際傳授給學生.讓學生成為一個名副其實的策略學習者，這是時代的要求，也是我們每位物理教師在新課程改革中必須完成的艱巨的任務.

參考文獻

第8篇：天文學基本概念范文

關鍵詞：微積分 公共課教學 困難 解決方法

中圖分類號：G712 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.01.117

微積分是高等教育院校中工科和理科教學的重要內(nèi)容，是“高等數(shù)學”中的重要組成部分，是數(shù)學中的基礎分支，在天文學、生物學、化學、工程學和力學等方面都有著廣泛的應用。微積分學科是一門用極限思想研究函數(shù)的學科，包括函數(shù)、微分學和積分學和微積分應用等主要內(nèi)容。在高等院校中開設微積分公共課教學，可以提高學生對微積分的應用能力。

1 關于微積分

1.1 微積分的概念

微積分的基本概念指，通過微分、積分和相關的概念及應用對高等數(shù)學中的函數(shù)進行研究，是高等數(shù)學的基本分支。微積分的主要內(nèi)容包括：微分學、積分學、極限和微積分應用學。

1.2 微積分和數(shù)學分析

從微積分的基本內(nèi)容分析，微積分的數(shù)學分析指通過對函數(shù)的研究，研究從量的方面到事物運動的變化，是一種分析方法。根據(jù)廣義的范圍，數(shù)學分析可以包括微積分和函數(shù)論等不同的數(shù)學分支學科，但是，通常的情況下，數(shù)學分析和微積分是結合在一起的。所以，微積分也叫做數(shù)學分析。

2 微積分教學的困難

2.1 忽略了教育對象

我國高等院校微積分教學過程中，主要的困難包括：

第一，學生綜合素質(zhì)普遍較低，不能全面地對高等數(shù)學進行理解和邏輯推理。因此，在微積分公共教學過程中，學生不能很好地掌握微積分知識，進行融會貫通。

第二，學生在微積分公共課教學過程中，缺乏學習興趣，不重視對微積分知識的學習和掌握。教師在教材講解之后，不重視跟學生的互動，沒有完全引導學生進行微積分知識學習，學生缺乏主動性和積極性。

第三，我國的高等數(shù)學教育過程中，不重視對課外作業(yè)的布置，不能發(fā)揮課外作業(yè)對學生知識鞏固和思維拓展的作用。特別是在微積分這種比較困難的知識中，學生都很少進行課外學習和課外研究，不利于學生微積分知識的學習。

2.2 學生缺乏學習興趣

高等數(shù)學的微積分教學是一門比較枯燥和乏味的學科，只有培養(yǎng)學生的學習興趣，才能讓學生主動去學習，提高學生微積分學習的積極性，促進微積分教學的發(fā)展。增強學生對微積分學習的興趣，需要讓學生了解微積分的作用，讓學生自覺主動地進行微積分學習和研究，探索微積分知識中的奧秘。在微積分教學過程中，教師應該充分讓學生了解微積分的重要性，強調(diào)微積分的重要地位，讓學生產(chǎn)生濃厚的學習興趣。

2.3 教學方法落后

我國高等學院的教育教學，通常都是發(fā)揮教師的引導作用，讓教師在教學過程中，引導學生完成思維和能力的轉化。思維轉化就是引導學生把教材中的知識，轉化為自己的知識；能力的轉化就是將教材中知識的應用轉化為自己知識的應用，提高自己的知識應用能力。高等數(shù)學的微積分，相對來說比較復雜，不易于理解，需要教師發(fā)揮逆向思維，突出學生在教學過程中的主體地位。傳統(tǒng)的微積分教學，只是單一的知識傳授，教學方式比較落后，不能調(diào)動學生微積分學習的積極性和創(chuàng)造性。

3 解決微積分教學困難的方法

3.1 做好微積分和高等數(shù)學內(nèi)容的銜接

我國教育體制的改革，對教學內(nèi)容做出了新的要求和規(guī)定。微積分公共教學科的開展，提高了高等數(shù)學中對微積分的講解，需要教師做好微積分和高等數(shù)學教學內(nèi)容的銜接。因為，一些學生掌握的知識不足，理解能力有限，所以不能深刻理解教學內(nèi)容，不能實現(xiàn)教學效果。我國的高等數(shù)學微積分教學，存在“眼高手低”的情況。例如，很多學生會計算求導公式，卻不明白導數(shù)的真正意義。

針對出現(xiàn)的這些狀況，教師可以重點講解學生比較陌生，或者經(jīng)常出錯的知識點。例如，教師對分部積分公式 udv=uv- vdu

的講解，很多學生不能分辨u和v。教師可以讓學生反冪三指，指的內(nèi)容是：對數(shù)函數(shù)、反三角函數(shù)、冪函數(shù)、三角函數(shù)和指數(shù)函數(shù)，這個順序代表在前面的函數(shù)設為u，另外一個就是v。在考試前，教師可以讓學生進行習題突擊，幫助學生鞏固微積分解題的思想和方法，提高學生對微積分知識的應用能力，這樣才能促進微積分公共課教學的順利進行。

3.2 豐富教學形式，調(diào)動學生積極性

傳統(tǒng)的教學模式，屬于“填鴨式”教學，不重視學生對教學過程的參與，學習效率較低，也沒有實現(xiàn)預期的教學效果。因此，教師需要對教學模式和教學方法進行改革，提高學生的學習興趣，調(diào)動學生的積極性。例如，教師可以限定時間，讓學生記憶公式或者進行解題，在規(guī)定時間內(nèi)完成的給予獎勵，超出時間的適當進行懲罰。

3.3 結合實際生活，加強微積分的重要性認識

公共課教學的基本概念包括極限、微分和積分，對學生的教育不能只局限于對知識的了解，還應該讓學生明白微積分的真正意義，讓學生在實際的生活過程中，應用微積分知識，加強微積分的重要性認識。在實際生活中的應用，教師可以根據(jù)實際生活中圓柱形易拉罐的設計問題，進行函數(shù)極值和最值的講解。例如，一個固定容積的圓柱形容器，頂面的厚度是其他面的三倍，求底面半徑和高的比例是多少的時候，容器消耗的材料最少？設容積為V，半徑r，高h，厚度w，這個問題就轉化為，r為多大，才能保證S的值最小。

4 總結

微積分在我國的不同領域都有一定的作用，是高等數(shù)學教學過程中的重要內(nèi)容。針對微積分的特點，根據(jù)我國微積分公共課教學的現(xiàn)狀，做出調(diào)整，才能提高微積分教學質(zhì)量和水平，促進微積分教學的發(fā)展。

參考文獻：

[1]張寶金.“微積分”教學中融入數(shù)學文化的教學設計[J].新課程研究，2010，28（6）：56-57.

[2]張國強.關于微積分公共課教學探討[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2013，32（7）：97-98.

第9篇：天文學基本概念范文

關鍵詞：GPS原理 教學內(nèi)容 實踐

1 概述

GPS（全球定位系統(tǒng)）源于美國上世紀70年展的衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)，具有全天候作業(yè)、觀測站之間無需通視、定位速度快、精度高、自動化程度高以及可直接測定點的三維坐標等優(yōu)勢，已經(jīng)廣泛應用于車輛導航、大地測量、資源勘查等多個領域[1，2]。基于此，近年來，國內(nèi)外大多數(shù)高等院校均開設了“GPS原理”課程。然而，考慮到該課程理論與公式計算復雜，內(nèi)容專業(yè)性強，涉及知識面廣泛，同時其理論、技術、方法與應用均在不斷發(fā)展更新[3]。因此，面向工程應用領域，對該課程教學方法與模式開展探討，有助于培養(yǎng)學生對該課程的興趣，加強課程的教學質(zhì)量，并深入開展GPS的廣泛應用。

2 “GPS原理”教學目標與特點

2.1 課堂教學目標

①明確課程的定位：“GPS原理”課程屬于測繪與地理類專業(yè)基礎課，學生需要掌握基本的數(shù)學知識以及空間思維，同時也與后續(xù)專業(yè)課程具有密切聯(lián)系。另一方面，這門課程強調(diào)學生綜合能力，設計實驗、完成實驗并最終獲得獨立思考、分析和解決實際問題的能力。

②培養(yǎng)學生空間思考的能力：“GPS原理”課程涉及到的內(nèi)容不僅僅包括局部小范圍區(qū)域，同時需要學生綜合掌握地球表面、地球中心以及天球、衛(wèi)星軌道面等多個嶄新的概念，對學生的空間思維能力是一種極大的拓展。

③掌握GPS工作的基本知識：本課程要求學生理論與實踐相結合，掌握GPS定位技術的基本概念、基本理論以及基本應用，理解GPS定位的基本原理，并明確GPS網(wǎng)的設計與實施。理論與實踐相結合。

④培養(yǎng)學生GPS應用的能力：GPS的基本功能在于定位，課程要求學生在定位的基礎之上，發(fā)揮創(chuàng)造性思維，結合GPS的發(fā)展趨勢，以面向應用，為進一步的發(fā)展夯下堅實的基礎。

2.2 “GPS原理”課程特點

①基礎理論重要，實驗技能必不可少：這是GPS課程的顯著特點之一，不僅要講授基礎理論與公式，使學生掌握定位原理、誤差來源以及數(shù)據(jù)處理等基本技能，同時要求學生在實驗方面掌握GPS基線解算、控制網(wǎng)的外業(yè)實施與作業(yè)以及手持GPS、差分GPS等一起的基本操作。

②多學科交叉，知識面廣：GPS技術是在理論上依托于數(shù)學、測量、地學、計算機技術、地理信息系統(tǒng)等學科，同時在應用上依賴于具體應用學科如導航、城市建設、交通工程等理論和技術的發(fā)展。另一方面，GPS課程的學習涉及到天文學、信號學、坐標系統(tǒng)與時間系統(tǒng)等多方面的基礎知識，這都要求教師與學生具備廣泛的知識面與扎實的基礎。

③發(fā)展迅速、內(nèi)容更新快：GPS的發(fā)展歷史雖然只有30多年，然而近年來的“3S”（全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感）技術的蓬勃發(fā)展，以及手機GPS、車載GPS的廣泛應用，GPS已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾男畔碓矗⒃诖嘶A上發(fā)展出基于位置服務（LBS）等多種創(chuàng)新里面。基于此，GPS內(nèi)容與技術的快速更新，對學科的教學方法與教學模式也提出了更高的要求。

3 當前教學中存在的主要問題

3.1 傳統(tǒng)教學模式的問題

“GPS原理”課程的傳統(tǒng)教學模式為“傳遞——接受”教學模式，主要為教師講授為主，本質(zhì)上屬于教師為中心的教學模式。這種模式的優(yōu)點是有利于教師主導作用的發(fā)揮，有利于教師對課堂教學的組織、管理與控制。然而把學生當作灌輸?shù)膶ο蟆⑼獠看碳さ慕邮芷鳎瑢W生在教學過程中難以發(fā)揮主體作用，強調(diào)學生的任務就是要消化、理解教師講授的內(nèi)容，并導致學生養(yǎng)成了不問“為什么”，甚至不知道要問“為什么”的習慣。

3.2 教學內(nèi)容的問題

“GPS原理”課程教學內(nèi)容、教學重點存在極大的隨意性。目前GPS原理方面的教科書種類繁多，然而不同學科存在著不同角度的理解，其內(nèi)容與側重點往往存在極大的差異。同時，目前各高校上課時往往由任課教師選擇某種參考書中的某些內(nèi)容組織教學，其自身的知識背景與理解均存在較大的差異，導致課程講授存在極大的隨意性，進而導致學生學習效果不佳。另一方面，GPS的發(fā)展日新月異，而目前的教學內(nèi)容中仍然重點偏向于傳統(tǒng)GPS測量的部分，對新的GPS進展方面往往涉及不多。教師同一套教案沿用多年，這些均導致當前教學內(nèi)容與時代的發(fā)展不對應。

3.3 實驗與實習中存在的問題

實踐教學是教學過程中的重要組成部分之一。GPS應用非常廣泛，涉及內(nèi)容多，同時時間緊，儀器設備條件有限，往往導致學生在具體實踐與應用過程中一知半解，蒙混過關。尤其在課間上機實驗的過程中，部分學生對GPS基線解算和GPS網(wǎng)平差的數(shù)據(jù)處理過程完全不明白其原理，理論與實踐的脫節(jié)也是目前教學過程中存在的較大問題之一。

4 教學改革的思路與方法

4.1 結合多媒體技術，豐富教學內(nèi)容

“GPS原理”課程內(nèi)容包括衛(wèi)星運動基礎、信號傳播理論、空間坐標與時間系統(tǒng)等多個方面的內(nèi)容，涉及到衛(wèi)星、天體、空間等抽象概念。傳統(tǒng)的板書難以清晰明確地展示這些內(nèi)容。多媒體技術在傳播圖形、圖像以及視頻等教學內(nèi)容方面具有無可比擬的優(yōu)勢，可以直觀地展示抽象內(nèi)容，如天球坐標系統(tǒng)與地球坐標系統(tǒng)的圖片講解，以及通過flash播放的衛(wèi)星運動圖片，可以有效地提升學生對課堂學習的興趣，同時也有助于對抽象內(nèi)容的深入理解。

同時，必須考慮多媒體教學過程中存在的不足。如利用多媒體技術推導偽距觀測方程公式，存在速度難以控制，學生思路易打斷等方面的不足。傳統(tǒng)板書的模式速度慢，條理性強，可以引導學生一起進行公式的推導，進一步加強學生的基本功。