课程概况
晴朗夜空,遥望灿烂星汉,我们的思绪飘然飞向深邃的太空……宇宙大小几何?高龄几许?它从哪里来,到哪里去?天上的星星由何构成?它们怎样演化,又如何集群?……从古至今,这类问题一直令人神往、坠入无尽遐想。
直到哥白尼之前,人类对宇宙的认识一直基于猜测和想象,是伽利略的望远镜和哥白尼的日心说,打破了蒙昧和迷茫。人类通过科学的观测手段逐步认识到,我们的地球既不是太阳系的中心,更不是宇宙的中心,太阳系仅仅位于银河系一个不起眼的角落里,由数千亿颗恒星组成的银河系也只是千亿星系的一员。在银河系以外还有着无数的星系、星云、星团……近百年来,科学技术的迅猛发展已使人类的探索视野伸向了更遥远的空间。恒星研究的深入发展,太空观测的重大发现,宇宙演化的理论探索,地外生命的艰苦寻访,神秘的黑洞、白洞、类星体,壮丽的银河、星系、星系团,大爆炸的辐射遗迹,破天荒的宇宙起源……尽管人类对宇宙的认识获得了长足的进步,可是在旧问题解决的同时,新问题也随之不断涌现,诸如暗物质、暗能量是什么?黑洞内部结构究竟怎样?有地外生命吗?他们在哪里?类星体何以具有超过一个星系的能量?我们的宇宙是唯一的吗?人类可否实现超时空旅行和超光速通讯……虽然这些问题很难说清,但是人类一刻也没有放弃对它们的探索发现。本课程将引领你沿着清晰的脉络,一步步走进认识宇宙的殿堂,带你神游我们的太空,做一次较为系统的探索与思考。
本课已开设20余年,2011年建成辽宁省精品视频公开课,2013年建成国家精品视频公开课,2014年建成辽宁省精品资源共享课,2014年获中国教育学会“大学素质教育精品通选课”荣誉称号,2015年建成中国大学慕课,2017年获得国家首批精品在线开放课程认定,2019年初被收入中央宣传部“学习强国”平台“学习慕课”教学栏目 网址https://www.xuexi.cn/0b31d38263c1cc5b47938db06a583837/9b0f04ec6509904be734f5f609a3604a.html 课程长期开发积累的多媒体教学资料和精美课件已为国内许多院校采用;高等教育出版社出版的配套教材《宇宙探索与发现》也受到了广大学生和社会公众的青睐,被评价为“像工具书那样全,像文艺书那样有情怀”。
课程大纲
0.如何学习本慕课——注册与导学
关于学好本课程的注册与导学
1. 宇宙起源与大爆炸学说(上)
(1)认识宇宙的历程(古代宇宙说 )
(2)从太阳系到广阔的恒星世界
宇宙起源与大爆炸学说(上)单元测试
2. 宇宙起源与大爆炸学说(下)
(1)现代宇宙学的诞生 发现宇宙膨胀
(2)宇宙大爆炸学说
(3)支持大爆炸学说的证据
(4)宇宙的构成与未来
宇宙起源与大爆炸学说(下)单元测验
3. 恒星世界(上)
(1)恒星世界概况
(2)银河系及河外星系
(3)恒星和星座
(4)恒星在宇宙中的比例和地位
恒星世界(上)单元测验
4. 恒星世界(下)
(1)恒星演化的盛衰和兴亡
(2)星系和星云
恒星世界(下)单元测验
5. 黑洞探秘(一讲)
(1)科学家的预言
(2)宇宙超级压缩机
(3)黑洞的观测与发现
(4)黑洞的分类
(5)黑洞、白洞、虫洞及超时空旅行
黑洞探秘单元测验
6.扩展学习:地球与海洋(一讲)————进入中国大学慕课“现代科技与人类未来”学习该章内容
(1)操作步骤
(2)基本要求
7. 太阳系探索与发现(上)
(1)概况
(2)类地行星
太阳系探索与发现(上)单元测验
8. 太阳系探索与发现(下)
(1)类木行星
(2)矮行星
(3)小行星及小行星环带
(4)彗星与奥尔特云
太阳系探索与发现(下)单元测验
9. 望远镜与天文观测(上)
(1)光学望远镜的产生与发展
(2)著名光学天文望远镜简介
望远镜与天文观测(上)单元测验
10. 望远镜与天文观测(下)
(1)天线式望远镜
(2)著名天线式天文望远镜简介
望远镜与天文观测(下)单元测验
11.飞机与航空——飞行器及宇宙航行展望(上)
(1)人类飞行的梦想
(2)莱特兄弟的创造发明
(3)形形色色的飞机
飞机与航空——飞行器及宇宙航行展望(上)单元测验
12.火箭与航天——飞行器及宇宙航行展望(下)
(1)火箭的起源及发展
(2)太空飞行器
(3)宇宙航行展望
火箭与航天——飞行器及宇宙航行展望(下)单元测验
13.电磁波天文学与20世纪60年代四大发现(一讲)
(1)天文学分支概要
(2)以波段分类的电磁波天文学
(3)20世纪60年代四大发现
电磁波天文学与20世纪60年代四大发现单元测验
14.探索地外生命(一讲)
(1)来自近邻的消息
(2)搜寻地外文明
(3)科幻片和科教片中的地外生命和文明
探索地外生命单元测验
15.宇宙明珠地球——珍爱地球守望家园(上)
(1)地球在宇宙的位置和地位
(2)地球何以生机勃勃
(3)对末日说谬误的解析
宇宙明珠地球——珍爱地球守望家园(上)单元测验
16.危难紧迫的地球——珍爱地球守望家园(下)
(1)地球美景如诗如画
(2)迫在眉睫的人造危难
危难紧迫的地球——珍爱地球守望家园(下)单元测验
17-18.扩展学习:天体碰撞与灾变——恐龙灭绝的启示(两讲)————进入中国大学慕课“现代科技与人类未来”学习
(1)操作步骤
(2)基本要求
预备知识
中学自然科学基础知识。
参考资料
配套教材:
刘金寿著.宇宙探索与发现.北京.高等教育出版社,2015
优惠购书(高教社网上书城):https://www.hepmall.com/index.php/product-17287.html
参考教材:
刘金寿主编.现代科学技术概论.北京:高等教育出版社,2008
优惠购书:https://www.landraco.com/index.php/product-9546.html
赵峥.物理学与人类文明十六讲.北京:高等教育出版社,2008
赵凯华著.定性与半定性物理学.北京:高等教育出版社,2008第二版
刘学富主编.基础天文学.北京:高等教育出版社,2004
何香涛著.观测宇宙学.北京:北京师范大学出版社,2007
资料检索:
互联网:百度词条、百度图片、NASA图片
参考书:国内外著名天文学书籍、教材
视频资料:
CCTV9-10、DLTV、NASA、BBC等科教视频及部分优秀科幻片选段
常见问题
内容问题:
宇宙从哪里来,到哪里去?
人类认识宇宙走过了怎样的历程?
宇宙有限还是无限?若有限,边缘在哪里?
宇宙有无诞生、发展,若有起源,那么诞生以前它又是什么?
在人类认识宇宙的历程中,哪些科学家为我们做出了里程碑式的重大贡献?
宇宙明珠地球在人类手中还能兴旺多久?
恒星有无演化的规律,其终结是什么?
黑洞、白洞、虫洞这宇宙三洞真的存在吗?若真存在,其理论根据若何?
地球是生命之唯一栖息地吗?地外生命,你在哪里?
人类怎样实现了飞行的梦想?展望未来,我们将怎样翱翔宇宙?
目前的宇宙飞船和火箭以及无线电通讯方式,能让我们平安顺畅地周游宇宙吗?
……
学法问题:
如何学习MOOC(幕课)“宇宙探索与发现”(刘金寿教授与学生的Q-A对话选登)
Q:登录进入课程后,应该如何着手开展学习?
A:课程共计15讲,根据知识点每讲分解为2~5个知识单元,建议顺序学习每个知识单元。
比如第一讲“1. 宇宙起源与大爆炸学说(上)”就包含两个知识单元:
(1)认识宇宙的历程(古代宇宙说 );(2)从太阳系到广阔的恒星世界
Q:如何学习一个知识单元?
A:每个知识单元都统一设计了“问题、视频、课件、内容、扩展、练习”六个栏目,学习者应浏览每个栏目。
问题(引导问题):根据单元内容提出的问题,以便学习者以“问题为纲”开展学习。
视频(教学视频):主讲老师的高清、富媒体授课视频,全程携带同声字幕。
课件(演示课件):主讲教师多年积累、精心研发的授课演示文稿。
内容(内容摘要):学习本段视频前后应该掌握或了解的知识内容纲要。
扩展(扩展学习):对学习者拓展学习给出的建议和指导(可选)
练习(随堂练习):为巩固本知识单元的学习而设置的随堂作业或测验,认真地练习将有助于做好本讲的单元测验和本课程的期末考试。
Q:讨论是如何设计的,学生如何参加课堂讨论?
A:我们对每一讲只设置一次讨论,全课总计15讲15次讨论,每次一次1分,总计15分,在期末总成绩中占10%。我们要提醒所有的学习者,讨论题目就设在每一讲的最后一个知识单元的第七个栏目里,并且本学期设置了“健康的回答即可得分”的设定,请勿忽略或丢失。同时提醒大家,学习者也可以从课程页面左栏中的“讨论区”进入“子版块”——“课堂交流区”,查看并参与各讲的讨论。
Q:随堂练习、单元测验、期末考试三者是何关系?
A:各知识单元中的“随堂练习”是针对本知识点的演练,不计分;而单元测验每题2分,共5题10分(机选),总计15次单元测验得分150,在期末总成绩中占30%;期末考试总分100,占期末总成绩的60%。三者的关系即“只要做好随堂练习——单元测验就顺利——期末考试就成功”,所以建议不要忽视随堂测验练习,要从基本做起。
Q:谈谈可以选修本课程的学习者范围,有没有复杂的数学、物理推导?
A:本课程除了天文学专业外,文、管、艺、体、理、工、农、医的学生皆可选修。全课力求深入浅出,通俗易懂,没有数学、物理推导。主讲人长期主讲理论物理,深知数学语言和物理模型的重要,同样也深知将复杂问题讲简单更为重要。
本课程教学模式、教学流程简洁友好,内容设计丰富多彩,充分引入新鲜资料和富媒体元素,为学习者提供了一套形象生动的学习资源。