中学天文科普中信息技术的应用研究

武兵

天文学影响中学生的身心成长、科学素养的培养，天文科普是学生学习天文学较好的方式。信息技术在天文科普上有诸多优势，本文在它们两者的整合方面做了一些有益的探索。

一、多媒体在天文科普活动中的应用

因多媒体计算机集动画、声音于一体，因此教师在教学中借助计算机演示各种静态和动态的数学过程，通过声音和形状来刺激学生的大脑，增加学生对知识的感性认识，帮助学生理解抽象的概念。

在天文科普教学中，天空中的土星、木星、金星、猎户座星云、仙女坐星系等天体，直接用眼睛看，看不清甚至看不到，用小型的望远镜也看不出多少效果，学生很难有直观印象，不容易理解。多媒体教学课件的使用，可以形象、直观地把它们展示出来，它们的图片炫丽，让学生震撼。有的能看到它的很多细节，如土星的美丽光环，甚至它的卡西尼亚缝，学生对它们的理解就方便多了。还可以动态地模拟太阳、地球、月亮三者的运行，可让学生形象、直观地看日食、月食的形成，把抽象的过程形象化展现出来，学生再理解时就容易了，非常适合这些知识的讲解。

二、虚拟现实技术在天文科普中的应用

当今，虚拟现实技术取得了很大进步，它的出现在许多领域得到了广泛应用，并取得了极大的成功。针对天文科普的特点，它在活动中的应用表现在以下几个方面：

1. 帮助学生学会望远镜的操作。专业的天文望远镜价格较高，操作起来也比较繁琐，错误操作很可能给望远镜带来损害、带来较大的经济损失。虚拟现实技术却可以解决这个问题，通过它，让学生学会望远镜的操作和观察方式，防止错误操作和频繁操作给望远镜带来的损害。

2. 应用虚拟天文台让普通公众和天文学家一样能接触到真实的天文资源和服务，让公众也有可能做出新的天文发现。如，有的人通过它们发现了新的彗星、小行星。虚拟天文台将利用最先进的计算机和网络技术将各种天文研究资源、大型天文望远镜的观测成果，包括各种观测数据、天文文献、计算资源、存储资源、各种软件工具，甚至天文观测设备，以某种统一的服务模式无缝地汇集在系统中。学生只需登录到VO系统，便可以享受其提供的丰富资源和强大的服务，坐在家中的电脑前，就可以看到大型望远镜看到的星星。

三、stellarium软件在天文科普活动中的应用

Stellarium是一款免费开源的GPL软件，它使用openGL技术对星空进行实时渲染。软件可以真实地表现通过肉眼、双筒望远镜和小型天文望远镜所看到的天空。它可以根据观测者所处的时间和地点，计算天空中太阳、月球、行星和恒星的位置，并将其显示出来。它还可以绘制星座、虚拟天文现象如流星雨、日全食等，这些现象在现实生活中发生的次数较少，较难被人们看到，Stellarium却可以进行模拟展现，可让学生看到这些天文奇观。它可以用作学习夜空知识的教具，还可以作为天文爱好者星空观测的辅助工具。由于Stellarium有如此强大的功能，它在天文科普中的作用是不容置疑的，它可以在课堂作为传授旋转星座图使用良好的辅助工具，也可以作为学生进一步探究天文知识的工具。

四、google地球在天文科普教学中的应用

Google Earth的宇宙星空功能，可以为用户提供包括哈勃望远镜拍摄的高清晰星空图片以及相关的星座背景信息。Sky覆盖的宇宙空间非常宽广，包括1亿颗星球以及2亿个星系。

Google Earth还有强大的火星和月球功能，它能够把人类这些年对这两个人类探测器考察最多的两个星球的研究成果以照片形式清晰地展示出来，甚至能够显示美国6次登月的成果。里面可以清楚地看到月球表面的细节，宇航员的脚印、月球车、月岩等，并能成360度展示，包含了丰富的内容，是中学生探究月球、火星、八大行星、星云、星系、梅西耶天体等等理想的工具。在天文科普活动中应用Google Earth可以清楚地看出星星的不同颜色：红色、黄色、白色、蓝色，太阳系八大行星真实的样子，部分恒星与我们地球的距离（多少光年），河外星系的样子，银河系中密如沙粒的星星，猎户座、玫瑰、蟹状等星云的壮观形象等等，感受星空的神奇与浩瀚。还可以设计学生探究的形式，让学生通过它为心中的疑问找到答案。