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西藏大学天文科普教育构建

西藏大学天文科普教育构建

1在西藏地区开展天文科普教育的优良条件

1.1优良的天文观测条件

众多周知,由于大气窗口的存在,也即来自外太空的电磁波,由于地球大气的选择性吸收,只有可见光和无线电波,才能得以到达海平面,而位于大部分水汽之上的高山,除了可见光无线电波外,还可作红外以及亚毫米波天文观测。所以一般而言,对于地面上的天文观测而言,对于高海拔均有着一定的要求。而世界上大多数的专业天文台,也均建设在高山之上。如波长在22f到1mm处,由于水汽的严重吸收,这部分波段对于地面观测者来说完全不透明,但在海拔较高,空气干燥的地方,其通过率可以达到3O~60。在海拔3500m处,部分亚毫米波段如800,u_~910f的亚毫米波段的透过率约85。而除了高海拔的要求之外,光学望远镜的选址,就视宁度之外,还要要求远离光害。射电望远镜,低频的需要良好的电磁环境,即要远离电磁污染。高频如亚毫米望远镜,则对于大气的干燥程度,提出了更高的要求。已有的气象数据证明:中国西藏有北半球潜在的更好的亚毫米波台址。就西藏羊八井地区来说,每年l2月至1月份的气象数据显示大气可沉降水(PwV)<1.0的时间比例达到7o以上,PwV最好时达到0.2ram。而这一条件也是亚毫米波天文台在西藏的建设成为可能。另外除地理和气候条件外,人为的因素如城市灯光、烟尘和无线电发射台等也影响天文观测。西藏主要以农牧林为主,工业不发达,这些因素减缓了人类对自然环境与大气的污染。一般认为,在视宁度、大气透明度、夜天光亮度等几个指标方面,在青藏高原有可能找到世界一流天文台址。所以综上所述,就天文观测,尤其对天文科普意义上的天文观测,西藏广袤而高海拔的地理特点,使它具有了不可多得天文观测条件。如果在西藏地区开展天文科普教育,单就天文观测条件而言,西藏首先就具有了得天独厚的地理优势。

1.2已有的天文大科学装置

2009年9月9日,“中德亚毫米波望远镜项目”落户西藏。该项目旨在将原先放置在阿尔卑斯山上Gornergrat海拔3200米的KOSMA亚毫米波望远镜拆卸后,移址安装在海拔4300米的中国西藏羊八井。预计在2011年年底完成安装,进行试观测并展开一些科学目标研究。而西藏大学,正是抓住了中德亚毫米波望远镜在西藏建设的机会,与国家天文台合作,一起成立了“国家天文台一西藏大学联合天体物理中心”。其成立之初的目标为:利用中德亚毫米波望远镜项目在西藏建设的机会,发展西藏大学的天文学科,尤其是发展与亚毫米波望远镜密切相关的射电天文技术和方法,同时,为将来中德亚毫米波望远镜的运行、维护、技术升级和改造培养高层次的后备人才,以此带动西藏大学在射电天文、机电、通讯、控制等领域交叉学科的发展。也为将来在西藏发展光学、红外天文望远镜奠定基础。在经过了近2年的发展后,该中心于2011年8月14日成功升级为“西藏自治区一中国科学院联合天体物理重点实验室”,在此基础上,该实验室又重新提出了自己的工作方向:一是当前为中德亚毫米波望远镜项目培养设备运行与维护、技术升级改造的电子、通讯、控制等方面的高技术人才;二是当前培养主要以利用中德亚毫米波望远镜观测数据从事天文学研究的学术人才,在西藏大学开展天文学研究;三是在西藏,面向西藏地区大中专院校、中小学、公众开展天文科学普及教育;四是面向西藏,培养未来到西藏天文观测基地工作的人才。在最早专为配合KOSMA亚毫米波望远镜以及旨在推动西藏大学天文学科建设的基础上,又新加了一项很重要的目标:在西藏地区开展天文科普教育工作。因为事实是:为了实现为KOSMA培养专业天文学人才以及推动西藏大学开展天文学科建设,首先让该实验室的天文科普教育工作走在前面,才是最朴素而最可靠的第一手段。而在西藏地区展开天文科普工作,西藏大学自然就成了首选单位。因为西藏大学目前最大的优势,就是其参与合作的“中德亚毫米波望远镜项目”。在西藏羊八井(离拉萨9O公里),有国内第一台可供常规观i贝4的KOSMA亚毫米波望远镜。中德亚毫米波望远镜项目的发展过程当中,需要西藏大学提供一些后勤的保障和维护工作,而在做这个工作的同时,西藏大学的教师、学生、天文爱好者,首先就有了第一次接触到专业望远镜和天文观测的机会。实际上在“中德亚毫米波望远镜项目”的带动下,此后不久,又有两架光学望远镜(40CM\60CM)在羊八井建立起来。这样,在西藏大学开展天文科普教育就有了更好的手段。

2在西藏地区开展天文科普教育的重要性

2.1提高西藏地区青少年的素质教育

科学普及教育,可以启迪人们思考,让人们的价值观更加理性。其实,在历史上,天文学曾经是牛顿力学的先导,而在今天,天文学与物理学的结合已成为这两门学科共同的令人瞩目的前沿发展领域。以研究宇宙为根本任务的天文学是传播科学知识和科学思想方法最积极有效的学科之一,天文学的每一项重大成就都大大地丰富了人类的知识宝库,给愚昧和迷信以沉重的打击。天文科普教育工作在提高劳动者素质的历史性任务中无疑有着不可替代的作用。尤其在西藏地区,通过一些必要的科普教育工作,让青少年用知识来开阔自己的眼界,用知识来丰富自己的头脑,让知识来充实自己的心胸,以及通过知识来塑造自己的人生观、价值观,进而达到对于事物有一个最基本的判断力,也是异常关键。在过去的许多年里,国家一直在强调对于西藏各方面的援助工作,对于科技援藏也是格外重视。而如果在西藏有力的开展天文科普教育,在整体上提高西藏地区青少年的科学素养,或者在某一种意义上,也是对于西藏科技事业发展的一种长期和有效的呼应行为。

2.2为西藏地区的天文大科学装置培养后备人才

鉴于西藏得天独厚的海拔优势,可能蕴藏着一些潜在的好的天文观测台址,故而最近一些年里,中国科学院国家天文台的“西部天文台选址”工作,一直在西藏地区进行大范围大规模的选址工作。而中国科学院国家天文台“中德亚毫米波望远镜项目”,更是最终将KOSMA望远镜的台址,选择在了海拔4300米的西藏羊八井。未来,如果在西藏的天文选址工作有新的正面的进展,在西藏地区发现更优良的其他波段(诸如光学、红外)的天文观测台址,还将会有更多的大型望远镜、大型天文设备落户西藏。而无论从目前已经建立在西藏羊八井的中德亚毫米波望远镜而言,还是对于将来还可能在西藏建设的天文大科学装置来说,一个非常重要而实际的问题便是:如果在西藏地区,有一批天文专业技术人才,那么对于这些科学装置的顺利运行,必将提供更有力的支持。可是目前的现状是:在西藏地区所有的高等学校里,并未开设有天文学学科。1995年9月,“全国第一届高等教育天文选修课研讨会”召开以来,越来越多的高等院校主动将天文普及教育作为当代素质教育的重要内容而向全体大学生开设,西藏大学作为西藏地区科研与教育的前沿也应该抓住这一机遇,所以从西藏大学开始,从西藏大学的天文爱好者协会、天文选修课、天文科普教育基地开始,先在西藏地区开始培养一些熟悉基本天文学知识的群体,才是培养专业天文学技术人才的起步,也是为西藏地区天文学人才的发展而做好基本的人才贮备和整体氛围,以便为将来在西藏可能推进的各种天文大科学装置的运行提供有力的人才保障。

2.3将天文科普教育作为贮备科研人才的一个重要手段

以科普促进科研,也是一个重要的思路。以西藏大学为例,目前并不设有天文学科,但是随着西藏大学的发展以及西藏地区对于天文学人才的需要,在西藏大学开设天文学科也是必然之事。一个学科的开始以及发展,总不能一蹴而就。成立天文爱好者协会,开设天文选修课,在西藏大学首先推进天文科普教育,稳定的建立起一批对于天文学有着浓烈兴趣的同学,进而在西藏大学内部以及外部,让天文科普教育的工作成长起来,发展壮大起来,西藏大学开设天文学科的时机和准备也必将成熟。努力提升科研水品,一直是西藏大学的一个重要办学思路。科研人才的培养,也一直是西藏大学所竭力倡导的一个重点。以西藏大学目前所拥有的“西藏自治区——中国科学院联合天体物理重点实验室”为例,由于目前实验室的成员,大多都不是天文学科专业出身,所以这也是该实验室为什么一直强调以科普促进科研的原因。科普教育的同时,一方面可以提高科普教育者本身的科学素质,另一方面可以促进科普教育者的学习热情和兴趣,再一方面可以聚集起更多的对于天文感兴趣的同学,营造更浓厚的天文学习氛围。这几个方面形成一种合力,就可以达到这样一个效果:先培养大批优秀的天文爱好者、天文科普教育工作者,然后在其中进一步发现和培养可以向科研方向发展的火文学人才。当然,由于“西藏自治区一中国科学院联合天体物理重点实验室”的存在,该实验室的另一个重要思路,便是利用该实验室的一些科研工作机会,邀请国内天文界的一些天文科研人员,在科研工作之余,到西藏大学开展科普教育工作,同时,把他们一些最新的科研成果,转化为科普教育的材料,为该实验室的科普教育工作注入新鲜的内容。如此,便是以科研促进科普,以科普促进科研。

3在西藏大学建立天文科普教育基地的重要意义

3.1发展西藏大学的天文学科建设

近年来,包括王绶瑭院士、叶叔华院士在内的许多天文学家,一直呼吁在中小学开设天文课。“哪怕在小学和中学12年的教育体系中,只开设一个学期、每周只上一节的天文课,我们也能用通俗生动的语言,让孩子们了解宇宙的奥秘。”但是就西藏大学而言,在截止到2o11年9月之前,依然没有开设过任何一种和天文学相关的课程。于是在考虑到未来,在西藏大学发展天文学科的前提上,我们在2011年至2012年第一学期,在西藏大学开设了“天文知识基础”一课程,正是为了在各方面,先做好一个准备工作。任何一个大学,如要建设一门新的学科,无疑需要一个长期的积累和铺垫。故而,我们现在着手在西藏大学建立天文科普教育基地,正是想在天文学科的建设之前,为其做好尽可能的积累。通过开设天文选修课,一是组织一个教授天文学课程的教师团队;二是促进西藏大学天文科普工作的影响,进一步在西藏地区的各个中学里,造成一定的影响;三是通过天文科普教育基地走向社会的一些活动中,让西藏大学天文科普工作得到更多人的熟悉和肯定。而这一切,都必将使未来在西藏大学开设天文学科水到渠成。

3.2以西藏大学为辐射源带动西藏地区的天文科普教育

西藏地区地广人稀,无论就任何一种教育而言,均有着其地域上独特的难点。而我们确定以西藏大学为辐射源,带动西藏地区的天文科普教育,从各个方面看,均是最理想的步骤。第一、西藏大学理学院物理系,每年均有一个物理教育类专业,毕业生的去向就是面向西藏各个地区的中学教育。所以在西藏地区开展天文科普教育的第一步,我们就决定首先重点面向这些物理类教育专业的学生,先对他们开展天文科普教育。第二、拉萨地区的各个中学,由于各种各样的活动,和西藏大学一项联系紧密。所以西藏大学的天文科普教育基地一旦建立起来,首先就要更加密切的和拉萨地区的中小学建立联系,定期地走到这些中学里去举办讲座、组织天文观测活动。第三、组织更多的各地区的物理教师到西藏大学开展天文知识培训,强调在中小学开展天文科普教育的重要性。

3.3配合国内天文界在西藏地区开展的大科学装置

如前所述,“中国科学院一西藏自治区联合天体物理重点实验室”最早的成立目的,就是配合中德亚毫米波望远镜项目在西藏的顺利开展。而我们之所以将这个实验室的一个重要工作方向,定为在西藏地区大力开展天文科普教育,两者之间,也有着相当大的联系。根本上而言,也是希望以西藏大学的天文科普教育基地来促进西藏地区大科学装置的顺利运行,同时,利用西藏地区的天文大科学装置来更好的推动西藏大学的科普教育基地的建设和天文学科的发展,进一步推动西藏地区的天文科普教育工作。