依托FAST的天文學特色專業(yè)建設(shè)探討

米立功 肖劍 何婕

摘要：世界上最大的單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）建在貴州省黔南州，依托FAST工程，黔南民族師范學院開設(shè)了貴州省第一個天文學本科專業(yè)，2016年秋天開始招收和培養(yǎng)天文學本科生.文章初步探討了依托FAST工程的天文學本科生人才培養(yǎng)和教學實踐平臺建設(shè)。

關(guān)鍵詞：射電望遠鏡;FAST工程;天文學;實踐平臺

文獻標識碼：A

Investigation on construction

of astronomy characteristics disciplines relying onthe FAST project

Mi LigongXiao JianHe JieYu YezhaoLi QiangLuo Juanjuan

Department of Physics and Astronomy，Qiannan Normal College for NationalitiesGuizhouQiannan558000

Abstract：The world's largest singleaperture radio telescope：FiveHundredmeter Aperture Spherical radio Telescope（FAST）was built in the Qiannan Buyi and Miao autonomous prefecture，Guizhou province，and relying on FAST，the first astronomy undergraduate specialty of Guizhou is established in Qiannan Normal College for Nationalities and begin its Bachelor of Astronomy programmes in the fall of 2016.A preliminary study on the training of astronomical talents and the construction of teaching practice platform relying on the FAST project.

Key words：radio telescope;FAST program;astronomy;practice platform

近年來，隨著天文學的飛速發(fā)展和經(jīng)濟社會的不斷進步，國家對天文學領(lǐng)域的經(jīng)費投入大幅增加，天文學研究和教育有了長足的發(fā)展，建成了一批在國際上有重大影響的大型天文設(shè)備，包括河北興隆的大天區(qū)光纖光譜天文望遠鏡（LAMOST），新疆烏魯木齊25米射電望遠鏡、北京密云50米射電望遠鏡、上海佘山65米天馬望遠鏡、貴州平塘500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）等，這些望遠鏡的建設(shè)完成和使用有力地推動了國內(nèi)天文學的發(fā)展，也為天文學人才培養(yǎng)提供了優(yōu)良的教學和實踐平臺。

隨著大型天文項目的不斷推進，天文人才緊缺的現(xiàn)象日益嚴重，亟需培養(yǎng)大批高素質(zhì)天文后備人才，包括天文學技術(shù)人員和天文科普人員。隨著我國空間技術(shù)的跨越式發(fā)展，對天文學技術(shù)人員需求越發(fā)迫切，如高分辨率對地觀測系統(tǒng)、載人航天和嫦娥工程、火星計劃等重大專項的實施需天文學技術(shù)人才來提供相關(guān)技術(shù)支撐。天文科普是天文科學和技術(shù)發(fā)展的迫切需要，天文學在人類認識宇宙、改變世界觀和人生觀的過程中起到其他學科不可替代的作用，隨著近年來天文科普教育在中小學中的推廣，天文學教師的短缺十分明顯。作為天文科普的主力，國內(nèi)許多天文科技館也存在旺盛的人才需求。

2011年3月，F(xiàn)AST工程在黔南平塘克度鎮(zhèn)的大窩凼正式開工建設(shè)，2016年9月竣工。FAST落后貴州平塘，催生了黔南民族師范學院天文學本科專業(yè)。依托FAST工程，如何在理論教學和實踐上有新的突破，培養(yǎng)一批積極投身于天文研究與科普事業(yè)，服務(wù)于社會發(fā)展需要的應(yīng)用型、科普型人才，是我們面臨的重大任務(wù)。

1 人才培養(yǎng)的特色優(yōu)勢與存在的問題

1.1 人才培養(yǎng)的特色優(yōu)勢

目前，我校是貴州省第一所開設(shè)天文學本科專業(yè)的高校，具有明顯的學科優(yōu)勢。FAST工程位于黔南地區(qū)，我校具有得天獨厚的地域優(yōu)勢，F(xiàn)AST工程不僅可以為我校提供專業(yè)幫助，還可以為本專業(yè)提供獨一無二的實驗和實習平臺，這將顯著地突出了辦學特色，提高辦學質(zhì)量。我校天文學本科專業(yè)將緊密依托FAST工程，積極尋求國家天文臺、貴州大學和廣州大學、黔南州天文局等單位的幫扶合作，培養(yǎng)基礎(chǔ)應(yīng)用型天文相關(guān)人才，特別是天文科普、天文旅游型人才，這對于滿足本地區(qū)未來天文方面基礎(chǔ)應(yīng)用、科普教育和管理人才具有重要意義。

2013年7月，我校院士工作站掛牌成立，學校聘請了武向平院士、樓宇慶教授等一批著名天文學家為客座教授，并聘請武向平院士擔任天文專業(yè)帶頭人，搭建了我校人才培養(yǎng)和科技交流合作的高層次平臺。我校將與國家天文臺開展聯(lián)合培養(yǎng)人材工作，這將極大的提高本專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1.2 存在的問題

目前，我校天文學本科專業(yè)培養(yǎng)剛剛起步，師資隊伍不足，天文學高層次人才匱乏，科研水平不高，尤其缺少有突出專長的科研科普骨干和科技領(lǐng)軍人物，缺乏對科技發(fā)展的戰(zhàn)略性與方向性的研究和指導(dǎo)，缺少先進的天文教學與科普教育的設(shè)備，尤其是較大型的天文教學觀測設(shè)備，難以形成一個天文教學、研究與天文科普、應(yīng)用相結(jié)合的平臺，極不利于天文學教學和研究特色的形成、不利于學科與學校的長足發(fā)展與建設(shè)，不能形成教學、科研與應(yīng)用的轉(zhuǎn)化鏈，極大地限制了學生專業(yè)技能的培養(yǎng)與提升以及專業(yè)學科設(shè)置的優(yōu)化，也不利于地方區(qū)域經(jīng)濟的建設(shè)和發(fā)展。

雖然我校在依托FAST進行天文學本科生培養(yǎng)方面具有良好的優(yōu)勢，具有一支團結(jié)協(xié)作的教學科研團隊，然而缺少一個功能較為完備的天文實驗平臺支撐，成為制約學科進一步發(fā)展的瓶頸，不利于教學與科研、科普的融合，也不利于科研、科普工作的長線發(fā)展。因此，基于以上存在的問題，亟需從兩個方面彌補不足：其一，加強天文學專業(yè)人才引進，積極組建天文教學與科研科普團隊;其二，加強實踐教學平臺建設(shè)，搭建一個能夠滿足教學與科普的應(yīng)用天文實驗與教育平臺。

2 人才培養(yǎng)的目標和標準

2.1 人才需求分析

圍繞FAST工程，黔南州將打造世界級的天文科技旅游目的地，重點打造天文科普旅游品牌，加快FAST觀景臺、國際天文旅游小鎮(zhèn)，國際射電天文科普旅游文化園、天文館等項目建設(shè)，將FAST與周邊的天文旅游小鎮(zhèn)、天文科普文化園、天文館等有機融合，建設(shè)成為世界天文科普旅游中心。這就需要大量的科普與旅游人才。另一方面，F(xiàn)AST的工作運轉(zhuǎn)，也需要大量的天文、電子和機械等方面的基礎(chǔ)觀測和維護等應(yīng)用型人才。

2.2 人才培養(yǎng)的目標

我們的培養(yǎng)目標就是緊密依托FAST工程，培養(yǎng)學生德智體美全面素質(zhì)的發(fā)展，讓學生掌握天文學基本理論和技術(shù)方法，熟悉相關(guān)知識和技能，了解本學科發(fā)展前沿和動態(tài)，具備從事天文科普、旅游與教育工作的能力，并具良好的職業(yè)道德、求實的事業(yè)精神、扎實的專業(yè)素養(yǎng)、較強的職業(yè)能力，富有創(chuàng)新意識和實踐能力。畢業(yè)生將成為服務(wù)于貴州黔南FAST項目的應(yīng)用型天文學和天體物理學人才或服務(wù)于地方天文經(jīng)濟、天文旅游發(fā)展的高層次復(fù)合型人才。

2.3 人才培養(yǎng)的標準

我們的人才培養(yǎng)標準在素質(zhì)機構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)三個層面上展開。素質(zhì)結(jié)構(gòu)主要包括思想道德素質(zhì)、文化素質(zhì)、科學素質(zhì)和身心素質(zhì)。知識機構(gòu)主要包括工具性知識、人文社會科學知識、自然科學知識與專業(yè)知識。能力結(jié)構(gòu)主要包括自學能力、表達能力、團隊協(xié)作能力、計算機及信息技術(shù)應(yīng)用能力和專業(yè)技能等。我們培養(yǎng)的是天文應(yīng)用型、科普教育型人才，因此特別注重學生的實踐技能與科普能力的培養(yǎng)。培養(yǎng)的畢業(yè)生應(yīng)具備能夠勝任學校、企事業(yè)單位或相關(guān)領(lǐng)域的教學、科普工作，以及能夠在計算機、電子技術(shù)、通訊等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域從事科技研發(fā)或管理工作。因此，我們力求將天文學與物理學、電子學、計算機科學、旅游管理、科普學等學科融合到一起，將開設(shè)一部分特色課程，比如：計算機程序設(shè)計、科普學概論、地理信息、天文旅游專題、大數(shù)據(jù)專題等課程。

3 教學實踐平臺建設(shè)

根據(jù)天文教學實踐與科普實踐的需要，擬建設(shè)應(yīng)用天文學實驗室和天文科普教育中心，搭建一個具有較高水平的天文教學與科普教育平臺。擬在以下幾個方向開展天文教學與科普研究工作：

應(yīng)用天文學實驗室：配置一個四十公分的天文光學望遠鏡系統(tǒng)，滿足天文學觀測實驗教學的需要，并進行相應(yīng)的天文學觀測研究;建立一個天文學虛擬實驗平臺，提升課堂教學，改善授課效果，并利用大量的天文觀測數(shù)據(jù)，將天文數(shù)據(jù)可視化，開展具有地域特色的天文教學與科普工作。

天文科普教育中心：配置一批天文科普望遠鏡、射電望遠鏡模型、滿足天文科普的需要;建立一個小型的天象廳、一個科普展廳，為天文學科搭建一個優(yōu)良的科普平臺。

應(yīng)用天文學實驗與科普示范中心的搭建將有效拓展我院教學與科研體系，為我院下一步天文學本科生培養(yǎng)以及天文學特色學科建設(shè)等方面提供實驗條件，同時也可以更好滿足我校理工科專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。通過“應(yīng)用天文學實驗與科普示范中心”項目的建設(shè)，購置急需的天文儀器設(shè)備同時完善相應(yīng)的配套設(shè)施建設(shè)，依托FAST工程，完善、加強天文教學與科普教育工作，以本項目建設(shè)為契機，優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，提高學生培養(yǎng)質(zhì)量，進一步深化天文學、物理學、電子科學與技術(shù)與計算機科學等幾個學科方向的合作、交流與融合，努力建設(shè)成一支師資結(jié)構(gòu)更為合理、發(fā)展目標明確，學科專業(yè)更為協(xié)調(diào)、團結(jié)協(xié)作、團隊設(shè)置與專業(yè)特色鮮明、教學科研成績顯著、輻射作用更為明顯的民族地區(qū)一流的天文教學與科普教育團隊。依托應(yīng)用天文學實驗與科普中心平臺，拓展校際、省際和國際上的天文教學與科普教育交流和專業(yè)技術(shù)交流，逐步形成特色鮮明的天文學科團隊。教學實踐平臺與本科培養(yǎng)課程教學研究訓(xùn)練相結(jié)合，建設(shè)一個良好的理論與實驗結(jié)合的天文教學與科普教育實驗中心，以實踐能力培養(yǎng)為切入點，以促進知識、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標，深入進行綜合性和科普型實驗教學的改革，提高學生培養(yǎng)質(zhì)量，為培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)人才探索成功經(jīng)驗。

4 結(jié)語

FAST工程落戶貴州平塘，必將推動貴州天文事業(yè)的飛速發(fā)展，天文教育、天文科普與人才培養(yǎng)具有十分重要的戰(zhàn)略意義[1]。緊密聯(lián)系FAST工程，辦出具有地域特色的天文學本科專業(yè)，是我們的首要任務(wù)，也是我們面臨的最大挑戰(zhàn)。我們嘗試將天文科普教育納入教學體系，以培養(yǎng)應(yīng)用天文學人才為目標，這就需要不斷探索與之相適應(yīng)的天文專業(yè)實踐與教學，尤其對于地方本科院校，在辦學經(jīng)驗和硬件設(shè)施都匱乏的情況下，如何辦出特色鮮明、具有一定顯示度的天文學專業(yè)是一個值得探討的課題。今后，與開辦天文本科專業(yè)的重點大學以及擁有大型天文設(shè)備的科研院所開展合作，與廣大天文學研究、教育與科普工作者建立緊密地聯(lián)系是提升辦學水平的一個必然選擇。

參考文獻：

[1]付建寧，張燕平，楊靜，等.多層次實踐平臺的建設(shè)與天文實踐教學探討[J].大學物理，2013（6）：5457.

基金項目：貴州省教育廳青年科技人才成長項目（黔教合KY字[2018]434）、本科教學工程項目（2016xbkjx0202;2016xbkjx0619）

作者簡介：米立功（1985），男，河南沈丘人，博士，黔南民族師范學院物理與天文系副教授，主要從事射電天體物理研究工作。