Innovation in Astronomy Education pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Pasachoff, Jay M. (EDT)/ Ros, Rosa M. (EDT)/ Pasachoff, Naomi (EDT)

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2008-7

价格:$ 181.93

装帧:

isbn号码:9780521880152

丛书系列:

图书标签:

天文学教育
创新教学
STEM教育
科学普及
教育技术
课程设计
教学方法
高等教育
天文观测
教育研究

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具体描述

Astronomy leads to an understanding of the history and nature of science, and attracts many young people to education in science and technology. But while in many countries astronomy is not part of the standard curriculum, many scientific and educational societies and government agencies have produced materials and educational resources in astronomy for all educational levels. This volume, first published in 2008, highlights the general strategies for effective teaching and introduces innovative points of view regarding methods of teaching and learning, particularly those using new technologies. Technology is used in astronomy both for obtaining observations and for teaching. The book also presents ideas for how astronomy can be connected to environmental issues and other topics of public interest. This valuable overview is based on papers and posters presented by many of the world's leading astronomy educators at a Special Session of the International Astronomical Union General Assembly in Prague in 2006.

《星际拓荒者：探索宇宙边疆的航程与挑战》图书简介本书并非一部关于天文学教育创新的学术著作，而是一部深入探索人类对外层空间探索历程、科学发现、工程壮举以及未来展望的宏大叙事。它以时间为轴，以关键任务和重大发现为里程碑，带领读者进行一次波澜壮阔的“星际拓荒”之旅。第一部分：黎明之光——太空竞赛的遗产与行星科学的奠基本书的开篇追溯到冷战时期太空竞赛的白热化阶段，重点剖析了早期任务对行星科学的奠基作用。我们不关注课堂教学，而是聚焦于阿波罗计划的工程细节、宇航员的心理准备，以及这些任务带回的月球岩石样本如何彻底颠覆了我们对月球起源和地质演化的认知。聚焦内容：水手与先驱者：详细描述了早期无人探测器如何首次飞掠金星和火星，传回模糊却至关重要的图像，揭示了它们严酷的表层环境，为后来的着陆任务铺平了道路。书中将大量篇幅用于解析早期遥感技术（如雷达测高）是如何从零开始构建出行星地貌的初步模型。孪生与对比：对比分析了苏联的“金星”系列和美国的“水手”系列任务，重点探讨了不同技术路线在面对极端环境（如金星的超高压、超高温）时所展现出的工程哲学差异。木星的召唤：详述“先驱者10号”和“11号”如何穿越小行星带，首次近距离观测木星及其卫星系统，解释了这些任务如何迫使科学家修正对太阳系外行星大气层和磁场的理论模型。第二部分：黄金时代——太阳系的全面扫描与深空奥秘的揭示进入20世纪70年代末和80年代，探测器的智能化和多功能化使得对太阳系所有主要行星的系统性考察成为可能。本部分着重描写了这些旗舰任务如何揭示太阳系内部的复杂性和多样性。聚焦内容：旅行者号的史诗：深入分析了“旅行者1号”和“2号”的“大旅行”（Grand Tour）任务，其精准的重力弹弓效应设计，以及它们如何共同绘制出木星的“伽利略卫星”、土星的复杂光环系统和天王星、海王星的冰巨星特征。重点关注“旅行者号”携带的黄金唱片——它作为人类文明在宇宙中的名片，其设计理念和物理学意义远超教育范畴。火星的“侦探”时代：详述“海盗号”着陆器的科学目标，特别是它们如何尝试在火星土壤中寻找生命的生物信号，以及这些实验结果所引发的关于生命定义和检测方法的深刻哲学讨论。书中将详细解析“海盗号”携带的化学分析仪的复杂工作流程。土星的光环与泰坦：重点介绍“卡西尼-惠更斯”任务的复杂设计，包括轨道器（卡西尼）和着陆器（惠更斯）之间的协同工作。对泰坦湖泊（碳氢化合物海洋）的发现，如何拓宽了我们对“宜居世界”定义的理解，以及“惠更斯”号在泰坦浓厚大气中穿越数小时的惊险过程。第三部分：跨越界限——系外行星的狩猎与宇宙结构的探索本部分转向对太阳系之外的探索，重点探讨了望远镜技术如何彻底改变了天文学的范式，从观测已知恒星到发现数以千计的新世界。聚焦内容：哈勃的革命：并非侧重于哈勃望远镜图像的美学价值，而是深入剖析其在深空场（Deep Field）观测中揭示的宇宙结构演化。分析“哈勃深空场”如何帮助天文学家确定宇宙的年龄、膨胀率（哈勃常数），以及早期星系形成的陡峭阶段。书中将详述其维护任务（如宇航员亲自更换仪器的过程）的技术难度。系外行星的涌现：详述凌星法（Transit Method）和视向速度法（Radial Velocity Method）的科学原理与局限性。重点分析“开普勒太空望远镜”的数据处理挑战，以及如何从海量星光闪烁数据中精确分离出微小的行星信号，从而确认“超级地球”和“热木星”的存在。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的红外魔力：剖析JWST如何利用其巨大的主镜和低温屏蔽技术，观测宇宙中第一代恒星和星系发出的高度红移光线。强调其在穿透尘埃云，观测恒星和行星系统形成初期的过程中的关键作用。第四部分：超越视野——星际空间与未来拓荒的蓝图最后一部分展望了人类探索的边界，包括进入真正的星际空间以及对未来载人任务的工程设想。聚焦内容：星际信使：深入探讨“旅行者”号探测器目前的状态，它们在日球层顶（Heliopause）的穿越，以及携带的仪器如何持续向地球发送关于星际介质的原始数据。分析穿越不同空间环境对电子设备的影响。新一代驱动系统：讨论当前正在研发的先进推进技术，例如核热推进（NTP）、核电推进（NEP）以及理论中的等离子体推进技术，这些技术是实现载人登陆火星甚至更远目标的关键。载人任务的生存挑战：详细分析长期太空飞行对人体生理学的严峻考验，包括辐射防护、骨质流失的对策，以及构建闭环生命支持系统（如利用生物再生技术）的工程瓶颈。书中将探讨“火星栖息地”的初步概念设计，重点在于资源的就地利用（ISRU）。本书是一部献给所有对人类探索精神致敬的读者，它记录的不是“如何教导”，而是“如何做到”——如何通过人类的智慧、毅力和工程学的精妙设计，一步步将科幻的愿景转化为触摸得到的现实。