地球與空間科學(xué)

前言

一、關(guān)于選材本教材的編寫與一般教材有所不同?！暗厍蚺c空間科學(xué)”是教育部師范司制定的高等師范院校小學(xué)教育專業(yè)（本科）培養(yǎng)計劃中，一門60個課時的課程的名稱，本教材就是為這門課程編寫的。但是，教育部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門并沒有給出相應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)，高等教育出版社也沒有關(guān)于這門課程涵蓋范圍的指導(dǎo)性意見}而“地球與空間科學(xué)”又是一個特別大的題目。因此，本教材編寫首先遇到一個選材的難題?！暗厍蚩茖W(xué)”現(xiàn)在已包含大氣、地質(zhì)、地理、水科學(xué)和地球物理、地球化學(xué)等一級學(xué)科，廣義上還可延伸到不少資源和環(huán)境方面的學(xué)科?！翱臻g”（spaee）含義也很廣，“空間科學(xué)”一詞可以涵蓋所有進行空間研究的學(xué)科。例如，廣義相對論研究理論空間；天文學(xué)研究宇宙空間；地球科學(xué)及其分支關(guān)注地球，特別是地球表層空間；還有不少學(xué)科研究小型空間和微觀空間等。近幾十年來。隨著航天事業(yè)的發(fā)展，“空間科學(xué)”一詞又越來越多地被用來指利用航天器來研究發(fā)生在霹地空間、行星際空間，乃至整個宇宙空間的物理、天文、化學(xué)及生命等自然現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)。由此可見，從學(xué)科涵蓋上看，“地球與空間科學(xué)”這個題目實在是太大了，課時有限的本教材要在這樣一個大題目下編寫，不可避免地會遇到選材的難題。我們認為，本教材應(yīng)當(dāng)（也只能）依據(jù)教育部師范司安排“地球與空間科學(xué)”這門課程的宗旨來選材。這門課程是高等師范院校小學(xué)教育本科專業(yè)（科學(xué)專業(yè)方向）培養(yǎng)計劃中的一門課。如果將該計劃課程設(shè)置與我國小學(xué)“科學(xué)”課教材及其課標(biāo)相比照，就可以清楚地看到，高師小教專業(yè)的“地球與空間科學(xué)”課程面向小學(xué)科學(xué)課中的“地球與宇宙”部分的教學(xué)。因此，本教材應(yīng)當(dāng)圍繞小學(xué)科學(xué)課中“地球與宇宙”部分的“課程標(biāo)準(zhǔn)”來選材，來擴展內(nèi)容，為小學(xué)科學(xué)課“地球與宇宙”教學(xué)所需的“一杯水”，準(zhǔn)備好“一桶水”。

內(nèi)容概要

　　《地球與空間科學(xué)》面向從事小學(xué)科學(xué)課“地球與宇宙”部分教學(xué)的、現(xiàn)任和未來的教師（高師本科生），是一部將天文、地學(xué)基本知識有機結(jié)合的獨特教材。全書共分為六章加一結(jié)尾欄目，內(nèi)容從天講到地：第1～3章，從眼前的天象知識出發(fā)，順著認識過程，一直講到現(xiàn)代科學(xué)中的宇宙及其演化，并融會貫通現(xiàn)代宇宙與眼前天象知識；然后聚焦到行星地球。從第四章開始，分別考察地球的巖石、土壤、大氣、水和生物各圈層，最后通過“地球系統(tǒng)過程研討”欄目，梳理各圈層間相互關(guān)聯(lián)，收攏、回歸到行星地球。由于國內(nèi)外還沒有很類同的教材，《地球與空間科學(xué)》在編排、體例和語言上時而采用獨到的方式，盡可能深入淺出，貼近生活，循序漸進，充實觀測與實習(xí)，加強討論和探究，以利于學(xué)習(xí)或閱讀。因此，《地球與空間科學(xué)》不僅是一部科學(xué)上較嚴(yán)謹?shù)奶煳摹⒌貙W(xué)導(dǎo)論性教材，也是其他相關(guān)專業(yè)讀者喜愛的生動讀物?！　　兜厍蚺c空間科學(xué)》適合所有與“地球與宇宙”教學(xué)有關(guān)的師生，也適合有興趣的各行各業(yè)讀者作為天、地學(xué)入門書使用。此外，《地球與空間科學(xué)》還順便介紹了現(xiàn)代天、地學(xué)的眾多分支學(xué)科專業(yè)的來龍去脈，可為廣大學(xué)生和家長們在選擇專業(yè)時參考。

書籍目錄

第一章 人類對宇宙和地球認識及發(fā)展第一節(jié) 直觀天象及其觀測一、人眼中的宇宙一、天體在天球上的位置和運動三、天球儀”四、星空季節(jié)變化及其成因五、星空觀測思考與練習(xí)觀測與實習(xí)(一)幫助理解天球慨念的觀測(二)利用天球儀觀測任意日期和時刻的星空(三)利用活動星圖觀測任意日期和時刻的星空第二節(jié) 探索宇宙一、從原始宇宙觀到太陽系認識的確立二、近代天文學(xué)的興起和恒星世界的探究三、認識我們整個的宇宙思考與練習(xí)第三節(jié) 地球認識的深化一、地球科學(xué)的興起與發(fā)展二、航天時代的地球科學(xué)和空間科學(xué)三、地理信息科學(xué)和技術(shù)思考與練習(xí)觀測與實習(xí)利用GoogleEartl或GoogleMap瀏覽簡易版的“數(shù)字地球”第二章 地球的宇宙環(huán)境第一節(jié) 我們的宇宙及其演化一、字宙物質(zhì)形態(tài)的總體特征二、宇宙的基本“細胞”一恒星三、銀河系和星系四、恒星的演化五、字宙的演化思考與練習(xí)第二節(jié) 太陽和太陽系一、太陽二、行星及其環(huán)繞天體三、太陽系中的小天體四、太陽系的演化和地球的起源思考與練習(xí)觀測與實習(xí)觀測行星的條件第三節(jié) 月球和地月系一、月列二、月球的運動三、月相和月球觀測四、潮汐及其變化五、日食和月食思考與練習(xí)觀測與實習(xí)(一)采用天球儀或作圖法分析任意日期和時刻的月球(二)在不同農(nóng)歷日期觀測月球第三章 地球概論第一節(jié) 地球運動及有關(guān)效應(yīng)一、地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)三、地球上天文輻射的日變化和季節(jié)變化三、地球運動與太陽在天球上的運行思考與練習(xí)觀測與實習(xí)(一)利用地球儀幫助理解天文輻射的日變化和年變化(二)利用天球儀觀察任意日期和地點的太陽東升西落第二節(jié) 季節(jié)變化、五帶、時間和歷法一、地球上的季節(jié)變化和五帶二、地球上的時間計量三、歷法思考與練習(xí)第三節(jié) 地球結(jié)構(gòu)和形狀一、地球結(jié)構(gòu)總觀二、地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)三、地球外部圈層和表面結(jié)構(gòu)四、地球形狀和大小思考與練習(xí)第四章 巖石圈與土壤圈第一節(jié) 巖石圈一、巖石圈總觀二、礦物和巖石三、礦產(chǎn)資源四、地層、化石和地質(zhì)年代思考與練習(xí)觀測與實習(xí)辨認巖石和礦物第二節(jié) 巖石圈的運動和變化一、板塊運動和板塊構(gòu)造學(xué)說二、巖石圈整體運動變化的其他表現(xiàn)三、地表形態(tài)的變化思考與練習(xí)第三節(jié) 土壤圈一、土壤和土壤圈綜述二、土壤的形成和分布三、土壤資源的合理利用和保護思考與練習(xí)第五章 大氣圈第一節(jié) 大氣知識基礎(chǔ)一、大氣的物質(zhì)組成二、大氣的物理性質(zhì)三、大氣的垂直結(jié)構(gòu)四、大氣中的水汽相變思考與練習(xí)觀測與實習(xí)(一)氣象觀測(二)探究云和天氣第二節(jié) 大氣運動和天氣一、大氣運動的動力二、孕育、引導(dǎo)和操控各種天氣系統(tǒng)的大尺度大氣環(huán)流三、氣團和天氣系統(tǒng)四、大氣降水五、影響中國的主要天氣系統(tǒng)思考與練習(xí)觀測與實習(xí)(一)中央氣象臺網(wǎng)站瀏覽(二)觀測天氣現(xiàn)象(三)觀測網(wǎng)上天氣圖片第三節(jié) 氣候一、氣候概論二、氣候因子和世界主要氣候類型三、氣候變化四、氣候系統(tǒng)與人類對氣候變化的應(yīng)對思考與練習(xí)觀測與實習(xí)拓展學(xué)習(xí)第六章 水圈與生物圈第一節(jié) 水圈一、水圈總觀二、水圈的組成三、水資源利用與保護思考與練習(xí)觀測與實習(xí)珍惜水資源從我做起第二節(jié) 水圈的運動和變化一、水循環(huán)和水量平衡二、海洋的運動和變化三、陸地水的運動和變化思考與練習(xí)觀測與實習(xí)身邊水的運動第三節(jié) 生物圈和生態(tài)系統(tǒng)一、生物圈概觀二、生物種群和群落三、生態(tài)系統(tǒng)四、生物多樣性及其保護思考與練習(xí)最后的研討關(guān)于地球系統(tǒng)過程的討論一、知識背景二、本研討對課程學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用三、供研討的素材四、研討的方法和步驟參考文獻有較高參考價值的網(wǎng)站附錄：活動星圖及制作

章節(jié)摘錄

插圖：1.利用天球儀觀測任意日期和時刻的星空圖1-13和圖1-14不僅顯示了黃昏后星空怎樣隨太陽在星空上移動而變化，也給出了進一步使用天球儀的方法：對于任意給定的觀測日期和觀測時刻，首先確定當(dāng)日太陽在什么星座，然后依據(jù)觀測時刻，把天球儀上太陽所在星座轉(zhuǎn)到地平線下與觀測時刻對應(yīng)的位置，天球儀地平圈以上的星空球殼就對應(yīng)著當(dāng)時的星空，從而可借助它認星、觀天。2.星圖和活動星圖星圖也是觀測天象或星空的常用工具，它們簡單易行，比天球儀更利于普及。星圖與天球儀的關(guān)系，類似地圖與地球儀。我們知道，用地球儀來模擬地球球面，具有形象、準(zhǔn)確的優(yōu)點，但不方便攜帶。正因此，人們將地球表面投影在平面上，制作地圖。同樣道理，人們也將天球或星空投影在平面上，制作出星圖。圖1-9至圖l-12所示四季星空圖，就是星圖。星圖同地圖一樣，也不可避免地帶有投影導(dǎo)致的變形，但它小巧、簡明，攜帶方便，可人手一冊，更適合于星空觀測的集體教學(xué)?；顒有菆D是星圖中功能最強的一種。像圖1-9至圖l-12等那樣的星圖只能適宜特定的場合；而活動星圖卻可以顯示任意觀測日期和觀測時刻的星空?；顒有菆D由上、下兩圓盤組成，其中心相互套連，但并不固死，兩盤能繞中心相對轉(zhuǎn)動。下盤又稱星盤，繪有星座、主要恒星以及可見星團、星云（圖1-15中的白色底盤），其作用相當(dāng)于天球儀的星空球殼。北極星位于星盤的中心。同所有的星圖一樣，星盤上恒星用不同大小的圓點標(biāo)注，圓點越大，代表恒星越亮。由于投影變形，一些亮星間的位置關(guān)系與天球儀上所繪出的略有不同。

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