中國科學院云南天文臺：走進西部營，體驗“微”科研

2018高校科學營西部營主要依托中國科學院云南天文臺、昆明植物研究所、昆明動物研究所等，借助其科研平臺、豐富的科普活動經驗和雄厚的研究背景，讓青少年在實驗室親身體驗科研過程、了解科學方法、開闊科學視野;通過團隊協作、自然體驗及科學探究等活動，讓青少年在行走過程中放松自己，了解基本知識，學習科學研究的常規方法，同時對自然和科學的認識得到質的提高。其中，云南天文臺組織的營隊活動為天文學探究，該活動讓青少年走進中科院、走進實驗室，在“微”科研體驗中，感受科學魅力，放飛青春夢想，引導青少年崇尚和熱愛科學，鼓勵青少年立志從事科學研究事業，為科技創新后備人才培養打下堅實基礎。

活動概述

仰望星空，面對浩瀚的銀河和無垠的宇宙，每個人都會感受到深深的震撼，激發與生俱來的探索欲望。為讓營員充分體驗天文探究活動，營隊活動分成2大部分，先讓營員感知天文、走“近”天文;有了天文知識儲備后，讓營員體驗天文學研究、走“進”天文。

天文設備參觀，感知天文學

活動帶領營員參觀天文臺科普設施，讓營員了解天文學的起源、研究對象和研究手段。隨后安排營員參觀現代天文設備——射電天文望遠鏡和光學天文望遠鏡，讓營員了解天文望遠鏡的結構、用途，并接觸天文數據獲取和處理流程。

雙星光變曲線和射電天文探究，體驗天文研究

活動以天文學中的2類天體為研究對象，讓營員獲取觀測數據，利用真實的天文數據對營員開展天文探究課程，突出科學探究性和營員參與性，讓營員在探究課程中體驗科研過程，了解科學方法，是高端科研資源科普化的具體體現。

活動過程

將60名營員分為2個小組，每個小組由1名科研人員全程指導、2名工作人員協助課程實施，分別在中國科學院天體結構與演化重點實驗室的雙星與變星研究團組和射電天文研究團組開展。

參觀天文臺科普設施和天文觀測設備，了解天文學

營員大部分是第1次接觸天文學，為讓他們對天文學有大概了解，營隊先組織營員參觀天文臺科普設施和科研設備。在日晷廣場向營員介紹天文學的由來和古代計時方法的原理;在太陽歷廣場向營員介紹太陽周年運動、四季形成和測量方法，并介紹歷法的產生和如何制定歷法。

天文學是一門以觀測為基礎的科學，讓營員了解天文觀測設備是通往天文學的第一道門。該營隊活動組織營員參觀射電和光學天文望遠鏡，以了解望遠鏡的構造和數據獲取流程。

雙星光變曲線探究

參觀完天文科普設施和科研設備后，營員分為2組分別開展天文探究課程。一組在雙星與變星研究團組開展雙星光變曲線探究。營員先在教師的講解下熟悉探究課程內容，然后采集目標星的測光數據，在教師指導下利用專業天文軟件IRAF處理數據，形成可以用于理論分析的科學數據。利用較差測光方法獲得目標星的亮度隨時間變化的曲線，再利用理論模型對光變曲線進行解軌，獲取雙星的物理參量，包括軌道周期、軌道傾角和軌道半長軸。該部分活動內容正好與高中物理知識銜接，讓營員在科學探究中體驗如何獲取知識。

射電天文探究

射電天文涵蓋波段范圍廣，且與生活中的無線通信頻段重合，比如手機通信的2.1 GHz和Wi-Fi的2.4GHz，這些信號相對射電目標源來說是干擾源。由于無線電干擾是射電天文的大敵，因此應先對天文臺區域無線電環境進行監測，明確哪些頻段的干擾較大，為后續天文觀測作準備。

在射電源光變觀測中，面對無線電干擾的問題，使用中頻設置濾波器往往是最快捷的處理方式。如果濾波器選擇較寬，可能潛在一些無線電干擾影響觀測效果;如果濾波器選擇較窄，靈敏度會下降。為此，我們通過對不同中頻濾波器的選擇，在觀察界面中觀察方差值與性價比值的變化，比較其大小，然后選擇合適的中頻濾波器。課程小組選擇3個射電源（金牛座A、天鵝A、仙后A）為目標源，讓學生操控40 m射電望遠鏡，指向目標源采用不同濾波器獲取射電輻射流量，根據信噪比和均方差的數值讓學生學習如何分析和處理射電觀測流程。

營員探究課程答辯

探究課題結束后，營員在教師的指導下，各小組對整個實踐過程進行分析總結和討論，大家分工協作，齊心合力完成答辯所需的PPT報告。營員們面對6位專家、全體營員和帶隊教師，匯報各自參與的科研實踐內容和成果，并接受大家的質疑和點評。匯報答辯現場精彩紛呈，營員們經過中國科學院科研人員的指導，自信又細致地介紹了自己參與課程的研究背景、研究問題、研究目的、研究方案、結果分析與討論等，大家都交出了一份令“導師”滿意的答卷。

活動特色

云南因地理位置突出（緯度低），有優越的天文觀測條件和資源，西部營借助這些自然資源。依托中國科學院恒星結構與演化重點實驗室，圍繞天文開展特色科普活動，先讓營員走近天文，再讓營員走進天文，活動突出探究性和參與性，讓營員利用真實天文觀測數據開展探究課程，在課程中體驗科研過程，了解科學方法，是高端科研資源科普化的具體體現。該活動依托自身的學科特色和科研優勢，結合區域特點和青少年成長需求，組織和動員科研人員策劃了探究性科研實踐課程，大家一致認為這是中國科學院做的一件大好事、大實事，是落實科教融合的創新工作，希望從西部營延伸到更廣區域的青少年持續開展。

活動效果

活動引發了媒體的廣泛關注，20余家媒體對活動進行了全方位報道，產生了廣泛的社會反響。活動結束后，營員表達了對活動的反饋，認為通過活動了解了天文學研究的基本思路和流程，學到了以前從未了解過的知識，認識到科學對國家的重要性。有的營員非常動情地表示：“我好像找到了我的人生目標和方向，高考時我可能會報跟這次活動相關的大學專業。”這也許就是西部營活動收獲的最大效果！

“60位營員被分成了不同的小組進行課題探究，我所分到的是通訊實驗和射電天文課題組。在董亮老師的帶領下，我們登上了云南天文臺鳳凰山實驗基地40m射電望遠鏡。在董博士的指導下，我們親手操作了許多大型科學設備并完成了課題探究。在此過程中，我學會了怎樣和其他人進行合作交流。在科研的道路上，我們應該養成獨立思考的習慣，要有自己的見解，也要有求真務實的態度，腳踏實地，不得有半點虛假。”

——貴州省安順市民族中學 盧玉成