高校物理系天体物理导论的教学第一期

观测 数据． 此外 ， 在天 体物 理 教学 中， 应 当注 意 以计算
机与 网络 为核心 的信 息技 术 的整 合 ， 通 过天 体 物理课 程 的开设 ， 完善学生 自身天体物 理知识 的建 构［ ７ ］ ． 在考核 方面 ， 既要重视传统 的笔试 ， 也要鼓励学 生 就某 一专题撰 写进展 报告 或科 技 论文 ． 笔试 主要 是 考
摘要
针 对 目前 国 内高校 物理 系 本科 段 天体 物理 导 论教 学 开展 不充 分 的现 状 ， 从 物 理 系通 常 的课 程设 置 ， 天体 物 理
导 论教 学 目的 、 教 材 的选 择 、 教 学方 法 与 考核 等方 面 ， 简 要介 绍 了 在高校 物 理 系如 何 开展 本科 段 天体 物 理教 学 ． 关键词 物理 系 ； 天 体 物理教 学 ； 本科 生课 程
ｈ ｏ ｌ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｇ ａ ｌ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ 》 、 尤峻 汉关 机制 》 等． 在高 校物 理 系开设 天体物理 学课 程时 ， 教 材可 以选 择 李宗 伟和 肖兴 华 的
的衔接． 如在辐射 机制 中所 涉及 的运 动带 电粒 子 的李
纳一 维谢 尔势 ， 在 电动 力学 中有详 细 的推 导． 在 学 习各
种辐射机 制时 ， 可 以让学生 自己去复 习它的推导 ， 唤醒 学生们对所 学知识 的记忆 ． 通过 这 方 面天 体物 理辐 射 机制 的教学 ， 具体 应用到带 电粒 子低速 、 高速运 动等天
收稿 日期 ： ２ ０ ０ ５ － ０ ２ — ２ ２
在讲 解天体 物理理论 的 同时 ， 必 须 结合 光学 等规 律来
＊ 国家 自然科 学基 金 资助项 目（ １ ０ ２ ７ ３ ０ ０ ７ ） ； 江苏省 高校 自然 科学 基金 资助项 目（ ０ ３ Ｋ Ｊ Ｂ １ ６ ０ ０ ６ ０ ）
维普资讯
第３ 期
卞 维豪 等 ： 高 校物 理 系 天体物 理 导论 的 教 学
２ ３ ７
介绍各种天体 观测方 法及 其 观测 结论 ． 教学 的主要 内
容分 ４ 个方 面 ： 天文 研究 方法 、 恒 星结 构 与演 化 、 星 系 形成与演化 、 宇宙学 ， 教学大 纲及课 时 安排见表 １ ．
们在 中学普及 天体 物理 知 识． 作 为专 业必 修课 来 开设
天体 物理学导论是 不 大现 实 的． 可 以考 虑首 先 以专 业
选修课 的方式来 开设． 在 我们学 校 ， 只要选修 这 门课 的 人超 过 ３ ０人 ， 就 可 以立 即 开设 ． 在课时安排方 面 ， 可 以
１ 周 ２ 学时， １ 个 学期总共 约 ３ ４学时（ 以１ ７ 周 计） ．
电动力学 、 光学 、 相对论 等． 因此 ， 在 教学 中要 注意知识
口 ］
参 考 文 献
李 宗伟 ， 肖兴华 ．天 体 物 理 学 Ｅ Ｍ］ ．北 京 ： 高 等 教 育 出版
社 ，２ ０ ０ ０ ： １
］ ］ ］ ］ ］ ］ ］ ］
南 京 师 范 大 学 物 理 与 科 学 技 术 学 院．本 科 生 教 学 计 划
［ Ｅ Ｂ ／ ＯＬ ３ ．Ｅ ２ ０ ０ ４ — ０ ３ — ０ ９ ３ ： ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ． ｎ ｊ ｎ Ｌ Ｌ ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ ／ Ｆ ｒ ａ ｎ ｋ Ｊ ． Ａ ｃ ｃ ｒ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｉ ｎ ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ［ Ｍ］ ．
文环境 中 ， 也能够 巩 固这些 内容 的学 习成果 ．
ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ［ Ｍ１ ．［ Ｓ ．１ ． ］ ： Ａｄ ｄ ｉ ｓ ｏ ｎ － Ｗｅ ｓ ｌ ｅ ｙ Ｐ ｕ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ
Ｃｏ ｍｐ ａ ｎｙ ， １ ９ ９ ６： １
Ｐ ａ ｄ ｍ ａ ｎ ａ ｂ ｈ ａ ｎ Ｔ ． Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ［Ｍ ］ ．
１ 物 理 系课 程 设 置
与很多物理专业 一样 ， 我们 系 物理 学本 科专 业 开 设 的课程 主要有Ｌ ２ ］ ： 大学普通物理 （ 包括力 学 、 光学 、 电 磁学、 热学 、 原子物理 ） 、 理论力学 、 电动力学 、 热力 学与 统 计物理 、 量子 力学 、 固体物理 、 数学物理方 法 ， 以及 相
核授课 的基本 内容 ， 而进 展 报告 或论 文 主要 是考 核 学
恒 星 的本 质 物理参 数 、 恒星 大气 与 内部结 构方 程 、 形 成 与演 化 、
（ １ ０ 学 时） 致 密 星双 星与 吸积
星系的本 质 银 河 系结构 与动 力学 （ 恒 星记 数及 恒 星运 动 ） 、 星 系
宇宙 （ ８ 学时） 哈 勃膨 胀 、 微 波背 景 、 元素 合成 及其 理论
４ 天 体 物 理导 论 教 学 方 法 与 考 核
为了在有 限时间内尽可能讲 清楚天体 物理学 的以 ５
上 内容 ， 在讲授 中要注意教学 方法． 由于该课 是在大 四 开设 ， 学生们 已经有 了必 备 的数 理基 础 ， 如 原 子物 理 、
Ｃａ ｍｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ：Ｃａ ｍｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ Ｕｎ ｉ ｖ Ｐｒ ｅ ｓ ｓ ，２ ０ ０ ２： １ Ｃａ ｒ ｒ ｏ ｌ ｌ Ｂ Ｗ 。 Ｏ ｓ ｔ ｌ ｉ ｅ Ｄ 八 Ａ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ
Ｃａ ｍｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ：Ｃａ ｍｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ Ｕｎ ｉ ｖ Ｐｒ ｅ ｓ ｓ ， ２ ０ ０ ０： １
由于天体物理学 的基 础学 科 地位 ， 它 一直 是最 公
表 １ 天体 物 理 导论 教 学大 纲
天 文研究 方法 天球 、 牛顿 力学与 相对 论 、 望远 镜 、 测 光分 光 与 辐射
（ ６ 学 时） 机制 、 数据 分析 方法
时世界上各 重大观测 设备 一 般都 有 自己的专 门网站 ，
可以指导学生 去访问 ， 直接 了解 观测的最新进 展 ， 获得
３ 关 于天体 物 理导 论 的教材 及教 学大 纲
国 内外 天体 物理学 的教 材＿ ３ ］ 有很 多 ， 有些是 入 门 的， 有些是 研究生水 平的． 有些几乎 涉及天体物理所有 领域 ， 如 Ｃ ａ ｒ ｒ ｏ ｌ ｌ等 ［ ４ ］ 的《 Ａ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ
２ 天体 物理 学 导 论 及 其教 学 目的
我们 系 开 设 天 体 物 理 导 论 （ Ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ
ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ） ， 而不 是 天文 学 导 论． 主要 的 区别 在 于 ，
前 者注重 物理规律在 天 文学 中的应 用 ， 而 后者 注重 讲 解 传统天文学 的观测方法 及 观测 分析 结 果． 在 物理 系 开 设这门课 ， 我们 认为 应 当着重 于 如何 利用 物 理规 律 来 解释观测到 的各 种天 文现 象 ， 介 绍 天体 物理 研究 所
《 天体 物理 学 》 ． 与此 同时 ， 非常有必要 参考 国外物理 系 天体 物理教学 的教材 、 教法 以及课 程设置 ． 由于天体物理 的内容非常广泛 、 更新也 非常迅速 ， 并且 可用学 时有限 ， 因此 ， 只能有选择 地介绍天体物理 学的成熟理论 ， 当然也要 尽 可 能地 提 出 目前 天体 物理 各 方面 尚未 解决的 问题 ． 在教学 时 ， 要 尽可能地补充 与 教学 相关 的最新 研究 成 果 ， 让学 生 课外 学 习． 同时， 由 于观测是 天体物理学 的基 础 ， 它等 效 于物理 学 中做 实 验， 对 天体物理学来 说 至关 重要 ， 是其 核 心 内容 ， 因此
的学科 之一ｌ １ ］ ． 天 体物 理学 不仅 仅是 利 用 已有 物理 规
律来解 释各 种天文 现象 ， 同时 ， 其 研究 对 象 、 各类 天 体 以及 整个 宇宙 ， 也 是物理实验室 无法 比拟 的 ， 它 曾经也
将继续促 进物理学新 理论 的发展 ． 目前 在 国 内拥 有 天 文 系的院校很少 ， 绝大 多数 高校 物理 系 并无 本科 段 的 天体物理 教学 ， 这种状 况 既不利 于更 多 学 习物理 的人 来研 究天体物理 ， 又不利 于我 国天体物理事业 的发展． 笔 者来 自于师范 院校 物 理 系 ， 在 这 里简要 谈谈 关 于高 校 物理系天体物理导论 教学 的一些想 法．
（ ８ 学时
）
的形态 分类 、 活 动 星 系及 其 统 一 模 型 、 黑 洞与 星 系 的形成 演化
生信 息处理 、 知识运 用 的能 力． 总之 ， 在 高校 物理 系 开 设 天体物理导 论的教 学是 很 有意 义 的 ， 同时 也要 注 意 教材 与教学 内容 的选择 ， 使其教学 能够切实可 行．
ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ？ ？ 、 李宗伟等ｌ １ 的《 天 体物 理学 》 等． 也有一
些仅 涉及各个 专 门领 域 的 ， 如 Ｋｒ ｏ ｌ ｉ ｃ Ｅ ］ 关 于活 动 星 系
核 的《 Ａｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｇａ ｌ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ Ｎｕ ｃ ｌ ｅ ｉ ：Ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｌ ｂ ｌ ａ ｃ ｋ
分类 号 Ｐ１ ４ １ ； Ｇ ６ ４ ２ ． ０
观测 与理论 的发 展 ， 使得 天 文学 研 究与 物理 学 的
理论 、 方法 和技术 的联系越来越 密切 ， 天体物理学正 在
成 为 天文 学 的 主 要 内 容 ， 是 当今 自然 科 学 领 域 最 活 跃