大約在民國六十八年以前,成大物理系曾由萬寶康教授講授有「天文學」課程。然而,自萬教授退休後至民國八十一年之間,未再開授與天文相關的課程。有感於天文學為物理教學中的基礎科目,而且美國哈柏太空望遠鏡的發射,象徵著天文學為二十一世紀中相當重要的科學研究領域。天文學為物理教學中的基礎科目,天文研究也是物理系學生將來發展的重要領域,而國內的衛星計劃也宣示著太空天文研究也是國家的重要研究發展方向。因為成功大學是台灣南部研究教學的重鎮,成大物理系也有相當的規模,而且在南部各大學都沒有開授與天文相關的課程。所以,我們在一九九二年九月開始開授「天文學」。希望此一課程的開授,一方面能幫助學生開擴將來研究發展或就業的方向,並配合國家未來的天文學門發展計劃,培育天文人才;一方面也能在台灣南部對國、高中的天文教學提供適當的服務。
為了配合學校通識課程的需要,我們從一九九四年二月起,每學期另開授「天文學概論」的通識課程,提供成功大學非物理系同學選修,除了在通識教育上盡力之外,我們也希望能對台灣的天文教育的普及盡一份心力。
從一九九二年九月至今,將近四年的時間,我們在天文教學上已漸上軌道,除了固定的課程之外,我們還建立了天文實驗室及天文教學網點,並計劃籌建天文台。以下是成功大學天文教學近況、發展計劃及在天文推廣教育上所能提供的服務。
首先,我們要說明的是(1)通識課程「天文學概論」與(2)物理系及地科系專業課程「天文學」的教學近況;接著也會談談(3)天文實驗室與(4)天文教學網點建立的情形。
(1)通識課程「天文學概論」:
每學期開授二班。為了教學方便,我們依學生的知識背景,大致上將理工學院的學生分為一班,另外文、醫、管理學院的學生分為一班,每班約六十人。上課內容大致一樣,只是文、管理學院這一班,我們儘量以簡單的圖像說明,而理、工學院這一班可多加些理論的說明。課程內容包括有:一、簡介—認識夜空,二、中國天文學發展簡史,三、西洋天文發展簡史,四、天文望遠鏡,五、星光的祕密,六、我們的太陽,七、恆星的誕生,八、恆星的演化與死亡,九、本銀河系其他與星系,十、浩瀚宇宙的量度,十一、宇宙的起源與歸宿,十二、尋找E.T.現在我們已將上課的筆記與圖片放在天文教學網點上。
(2)物理系及地科系專業課程「天文學」:
從一九九二年九月起,每學年都開有「天文學」,為三學分的課程,提供物理系同學選修。課程內容主要是以M.Seeds的"FoundationsofAstronomy"的前十九章為藍本,對天文學的發展、基本知識與研究方法作了相當廣泛的介紹。涵蓋的的主題有:一、宇宙的尺度,二、近代天文學的起源,三、天文學中的物理定律,四、望遠鏡的介紹,五、恆星的光譜,六、恆星的觀測,七、雙星系統,八、太陽與太陽系的起源,九、恆星的形成,十、恆星的演化,十一、恆星的死亡,十二、中子星與黑洞,十三、本銀河系,十四、星系,十五、活躍星系,十六、宇宙論與宇宙生命的起源,內容大致是與「天文學概論」的內容相似,只是更加強了有關物理的解說。
另外,從一九九六年起,我們將此課程改為與本校地科系合開的課程,提供地科系的學生選修,讓這些將來可能是國、高中地科教師的人才有充實天文知識的機會。除此之外,我們還將每周三小時演講的課,改成每周二小時的演講及三小時的觀測,希望學生能熟悉望遠鏡的使用與增加觀測經驗。每班人數以不超過三十人為原則。
(3)天文實驗室的建立:
從一九九四年七月起,成大物理系每學年度都從教育部獲得「大學基礎科學物理類教學改進計劃」的補助。利用這些專款我們購置了八部望遠鏡,包括Meade十吋、八吋反射式望遠鏡各一部,分別配上附有電腦操控裝置的LX200經緯儀;四部Meade四吋ED折射鏡,分別配上附有電腦操控裝置的LXD650赤道儀;另外,還有二部Mizar八公分折射鏡,分別配上輕便的赤道儀。購置附有電腦操控裝置的經緯儀或赤道儀,主要是因為成功大學是一都市型的大學,背景光害較嚴重,有些較暗的星體不易搜尋,而且學生對夜空星體的位置也不熟,有了電腦操控裝置可使學生很容易找到要觀測的星體,增進天文觀測的效果。另外二部輕便型的望遠鏡系統,除了在學校的一般觀測之外,主要是提供學生野外觀測之用。
同時,成大物理系也購置了一部Celestron八吋反射式望遠鏡配上叉式赤道儀,一部Vixen十公分螢石折射鏡配上GP-DX赤道儀。總共有十部望遠鏡,提供給修「天文學」與「天文學概論」使用,約五位學生共用一組望遠鏡。
另外,在空間及其他設備,如冷氣系統、除溼機、電子式乾燥箱、天文攝影用相機、天文教學軟體、天文教學錄影帶、天文掛圖書籍等,也獲得成大物理系的大力支援。終於在一九九六年二月正式成立「天文實驗室」,希望能提供一個較好的天文教學環境,供學生使用。
(4)天文教學網站的建立:
天文教學經常是圖文並茂,學生很難在課堂上抄筆記,用以複習。雖然在這幾年的天文教學中,我們嘗試用過幾本天文課本,最後也選定M.Seeds所著的"FoundationsofAstronomy"這本圖文並茂的教本,做為主要課本。然而,因這本課本是以英文撰寫的,對本地學生較不易閱讀,對修通識課程「天文學概論」的學生更難以負荷。我們曾經將我們講義的文字稿印給學生,可是沒有圖及說明的天文講義,效果是很有限的。後來,由於WWW的興起,提供我們絕佳的工具。只要我們能將天文講義的圖文,建成一個天文教學網點,放在工作站上,則將可解決講義的問題,學生也可隨時從網路上學到天文知識。
另外,在某些場合中有機會與國、高中地球科學教師接觸,討論教學問題。很多教師都反應中文化的天文資料太少,而且不易取得。因此,在建立網點時,我們也考慮到國、高中教師的需求,儘量蒐集重要資料,內容中的圖文說明也儘量中文化。同時,我們也會隨時將天文新知加入網點的內容裡。我們希望這一網點能成為國、高中教師獲得教學資源與吸收新知的捷徑。
基於以上的原因,我們於一九九六年二月開始嘗試建立一個天文教學網點。在網點的內容方面我們力求結構化,也就是儘量使主題層次分明,儘量以標題的型式來表現內容。在內容敘述及圖文說明我們儘量採用條列的方式來表達,說明敘述也力求簡單扼要。使讀者可以很容易的找到他們有興趣的資料,找到之後也能很容易暸解其中的內容。我們也希望以輕鬆有趣的辭彙來說明天文知識,好讓讀者可以在愉快的心情下學習天文知識。當然,我們希望這一網點具有較多的本土特色。
目前此網點仍在建構中,資料尚未完整。有些章節已相當完整,但有些部分只有文字稿,並未加入圖文說明。然而,基於教學需要,我們已先將它掛上網路,供學生使用。網點位址是
http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab。希望有興趣的人士,能到該網點瀏覽一番,提供給我們您寶貴的意見。好讓這個網點愈來愈好。成為對天文有興趣的人士吸收天文知識的教學網點。
對天文教學將來的發展計劃,我們初步的構想如下:
(1)天文教學課程的增開:
目前,已開授有「天文學概論」及「天文學」等課程。如果將來人力允許的話,或可再增開「天文物理」與「天文觀測」等課程。如此一來,這些課程將構成帶狀的「天文學學程」,對有志從事天文研究的學生,將可提供一個較完整的基礎訓練。
(2)天文台的建立:
目前實驗室現有的望遠鏡,都是可攜帶式的。從事教學觀測時,再將望遠鏡搬至實驗室外觀測平台。這些望遠鏡都是口徑較小,精密度較低的觀測系統。因此,在一九九六年八刖開始的第三期的「大學基礎科學物理類教學改進計劃」中我們擬申請購置一個Meade十六吋反射鏡,配上附有電腦操控裝置的固定式赤道儀。此一系統必需放置於天文台內。目前,正在評估平頂式天文台與輕便型圓頂天文台的適用性。如此,即可提供學生一個較專業的訓練空間,讓有興趣的學生,可以有計劃的從事觀測研究。同時,也可對台南地區提供適當的社教服務。
(3)天文教學網站的改進:
我們預計在一九九六年底,完成網站「天文學概論」講義內容中的圖文編撰。另外,我們將視情形的需要,加入一些專欄,如彗星專欄,提供較具主題性的天文報導。我們還計劃提供成果展示園地,讓學生的觀測成果可在網點上發表。情況允許的話,我們也將展示台灣其他天文團體的天文攝影成果,例如嘉義天文協會或台南天文協會等。如果這些天文同好願意將作品放在網路上,則國、高中的教師將有一個資料庫,可獲得中國人所拍攝的天文圖片,並將它用在課堂上向學生解釋天文現象。