如何给初中生讲天文？

零度2017

题主大一，学校天协成员，天文渣一个，我们协会和市区一个中学合作，给初中生讲天文知识，然后他们会参加全国天文奥赛，以上背景

困虫斗倜

上初一时，某日班主任通知，有南京紫金山天文台的科学家来给大家讲课。大家一直盼着那一天，期待着心目中的科学伟人出现。直到坐进大礼堂，大家望眼欲穿地静静地期待着。
校长和一位中年科学家出现在台上，相貌似乎很普通，我心里一阵失落。校长向大家介绍了科学家的来历，可惜我全忘了，只记得他讲课的内容：我们的太阳。
讲课差不多有2节课的时间，不是很长，但却让大家对太阳有了很深刻的认识，知道了太阳如何影响地球，太阳黑子和太阳耀斑，还有太阳的大致尺寸和日地距离。最后，还让我们了解了银河系和太阳的关系，以及如何开展有关太阳的基础研究等等。
讲课时展示了许多摄影图片，还放了一段科普电影。
讲课给我们大家留下了深刻印象。虽然在校园的操场上，和南京的城区，很容易看到的紫金山和山上闪着银光的天文台，但与以往相比，平添了许多敬意。


记得那段时间，班上的同学们在课余时间，开口闭口都是太阳，我们的班级俨然成了太阳班。
不久后到雨花台烈士陵园去瞻仰和扫墓，休息时遇见幼儿园的老师带着孩子们在草坪上游玩，老师对孩子们讲太阳公公的故事。我们班的一位同学听见后就大声说：瞎说，哪有太阳公公！太阳是高温球体，直径XXXX千米，到地球的距离XXXXX千米，等等。一时间，同学们和幼儿园老师打起嘴仗。幼儿园老师和五十几位初一的毛头学生对阵，而且又是天文学的问题，这位老师哪里是对手，把孩子带走远离是非之地了事。
学校有一台天文望远镜，天气条件允许时，就会让学习成绩最好的学生们去观察星星。可气的是，每次机会都被女生给占了，我们男生似乎都无缘。也难怪，班上学习最好的向来都是女生。


仔细想来，初中时学校开设了许多讲座，除了天文知识外，还有无线电知识，机械设计知识，航模设计知识等等。但给我留下最深印象的，还是天文知识。天文知识，带着几分神秘，却又可以理解和认识，无形中让我们这些初一的学生们对科研有了憧憬和向往。
我心下里也有了一份期盼，期望长大后能步入那神圣的科研殿堂，来从事于天文研究。
事与愿违。多年后，我成了电气工程师，与天文研究完全无缘。但在心底，仍然保留着一份对天文研究的美好回忆和向往。

爸证欢

本人十年前的奥赛党，现在就在中学教地理，带天文活动。本校天文社高中初中都有，经过将近两年的教学活动，积累了不少经验。
首先，如果不计数理化基础知识，初中生和高中生刚入社的时候对天文学的了解没有太大的差别，但在后期学习中，差距大的不要不要的。
我第一学期都是率先以一些直观的知识性的内容入手，从当月星空一直讲到四季星空，介绍星座神话，各个星座中的梅西耶天体，从梅西耶天体切入天体系统，让学生大致对星空和宇宙尺度有个了解。然后从最小尺度我们最熟悉的月亮和太阳讲起，再到太阳系各大行星的特征，日月食成因基础，彗星小行星流星等，再讲到人类探索宇宙的各个探测器，讲一讲航天的发展等等，除了理论课还有实践课，就是认识星空，用望远镜观测日月大行星以及梅西耶天体。这一阶段，初高中生没什么区别，培养兴趣，通过这一阶段可以筛选出特别感兴趣的，且好钻研的孩子，这些人就可以加以培养了。
到了第二学期，我就加大难度了，开始讲天球坐标系，天体周日视运动，太阳周年视运动，行星视运动，时间的度量，历法，三角测量法这些测量天文学的东西，在这里初中生就要补充些数学知识了，比如几何的角度的证明，相似三角形，三角函数，这些可以结合着实际案例来解答。比如讲会合周期，就要介绍下角速度，然后用角速度解决追及问题，还可以形象化为时针和分针的追及问题；讲日月食，要介绍下相似三角形，让他们算一算月球影子的大小和地月距离的关系；讲天球坐标系就要知道天顶距和地平高度的互补，地理纬度和北极星地平高度的证明，天顶赤纬和当地地理纬度的关系证明。对于高中生就不用这么麻烦，直接介绍。 观测方面，从目视到摄影，学会摄影基础，学会操作赤道仪。另外，随时给他们介绍近期的天文发现和航天事件。
其实，学生的个体差异真的是很大的，我们社团优秀的学生，我们已经在探讨万有引力定律，研究天文摄影拍摄梅西耶天体，而大部分学生还在认识星座中……我自己是具有学术情节的人，所以我更喜欢用数学和物理的方法来讲天文课，我跟学生说，天文学就是用数学和物理方法解决天文问题，所以非常强调他们要学好数学和物理。本校也组织参加天文奥赛，今年有一个小初一进决赛了，鸡冻ing。感觉预赛考的其实是阅读量和记忆力，说实话不要小看阅读量和记忆力在科研中的作用，很多理论党总认为这些是文科性的知识而不屑一顾，其实大部分科学家都是站在前人的肩膀上做研究的，而为了站在前人的肩膀上就要进行大量的阅读，不信问一下知乎的研究生和博士生们，有哪个不是大把的时间在阅读文献呢，而预赛考察的也就是文献阅读基础，学生们首先要知道天文界现在在发生什么，对不。所以通过预赛还是能筛选出真正喜爱天文，而且有能力进一步发展的同学的。
以上就是一些我的见解，如果以后在教学中还有什么新的感想，我再来补充答案吧。

索支较

谢邀
@civilman 西电校友
首先自我介绍，本人大二，天协成员。大一被特聘为骨干，但是自负导致未连任部长。
那就开讲吧：
1、先激发兴趣
其实作为一个大学生，要给初中学生启蒙天文知识，最基础的还是要接地气。（高中时期有过向同年级和低年级演讲的经验）因为如果你去试着给一些从玩星座占卜而对黄道和历法感兴趣的初中妹子直接去干宇宙学或者统一场论这一炮，那她们还能对天文再继续感兴趣了么？所以我们可以从他们的角度先入手。举个栗子，他们倘若喜欢星座呢，就顺便给他们讲讲古希腊众神们猥琐的的神话故事（女神从旁边经过，我调皮了一下wwww），这样子也可以让他们有兴趣了解许多天体/星座的名称由来，慢慢地他们就会对星座、四季星空，以及有名的恒星天体感兴趣了。不过我自己的天文兴趣的培养比较奇葩，是先看了《宇宙与人》，又小学一年级暑假认出了无数星座，再就是2003年中央十的教科文行动纪录片们中王渝生老人家的精彩演讲（和火星大冲）。
2、切合所学知识
初中阶段，我们所学的知识中有关于天文的学科有很多（甚至是英语）。这也属于接地气的一部分吧。数学上，我们可以借此机会让孩子们从初一就设计一下初三才学的三角函数（这里属于较简单的实际应用）。再举个栗子，某内地行星（虽然也就两个）的公转（恒星）周期给定，并忽略轨道偏心率。然后直接问你一次东西大距的间隔时间。这一个简简单单的问题就可以引导出许多数学知识。首先由小学6年级和初中一年级所学的跑道追击问题的有关知识可推导出行星的会合周期。然后给他们引如一个三角函数定义及平面几何中切线的概念，算出行星的最大日角距和此时行星和地球的角度。最后求出结果以后，孩子们会不会很享受激动？
至于物理上呢，其实我还没想好，因为我初二的时候问过天文通讯赛大神张程鹏一道万有引力的问题（我在西电上大一的时候，他还在西北大学物理系上大四，等我反应上来以后他去北大天文系读研了，谁能帮我@一下他？）。其实我初三才涉及到万有引力公式，高中才会用微积分。所以初中阶段只是为了一个常数而感兴趣。但是这个小发现确实帮助了我在恶劣的校风中对于这个爱好又苟延残喘了好长时间。所以说，对于物理上呢，教会他们如何思考，如何适度的超前学习。
地理虽属于文科，但是也是最贴近天文学的知识体系。在这里要让他们牢记一些基本的概念，例如经纬度，黄道天赤道，恒星日和太阳日（这个知识点虽容易理解，但对于我这个没有表达智商的人来说还是挺泪奔的。）总之，天文学科在初中知识的主要渗透点也就在这里，在学习的过程中也会提高有关学科的理解方式和成绩。
3、实践与拓展
天文科普中最令人激动人心的就是望远镜的实际运用和对高年级学科的自学探索了（YY了一下我小学六年级第一次看见土星光环的疯癫样子）。其实望远镜的使用也是在初二物理中光学部分有交叉的。在每一次活动中，让他们透过天文望远镜，对星辰的浩瀚有一种无限的遐想。再进而让他们自己学会使用，感受一下自身探索的乐趣。再引导他们学一学深入的知识（不能强制！），有条件了可以引导他们参加奥赛，参与摄影观测活动。从内心深处让他们懂得爱上星空的乐趣！
最后卖个关子，朱进馆长一直以来都很关注将天文科普作为青少年的选修课。那么我也帮他卖个萌。最后也感谢彬县地区的中学天文科普联盟聘我为讲师。总之我想说一句我们圈子人最喜欢说的台词：我们的征途，星辰，与大海！

淡淡如菊795

谢邀
应 @刘博洋 大神的请求，先宣传一下青年天文教师连线，就是下面提到的“组织”。博洋大神水平太高，在此膜拜，再拜，再拜，Okay~~链接：青年天文教师连线
答主大一，学校天文系成员，天文渣一个，我们有个参与教授中小学天文选修课的组织，给初中生讲天文知识，然后他们会参加全国天文奥赛，以上背景

这个问题显然得分类讨论，用第一次课了解一下他们的水平，如果有一定基础完全就可以展开了讲，没事儿根本别怕他们听不懂。如果没有基础。。。那还去个毛奥赛。。。小学生去拿一等奖的现在都有。。。

至于有基础的，关于这个基础，其实嘛，也不太好界定，不过呢，对一些基础知识，例如天象，主要的星座、亮星、深空天体，目前人类对宇宙层次的认知，会基本的天文观测，了解一点航天/空间探测知识，最后是天文时事。 因为题主带的学校要参加奥赛，所以以上内容就围绕着奥赛展开谈吧。
另外其实关于奥赛，去看看之前的奥赛预赛题，通过预赛题了解一下应该教哪些，尽管有些奥赛题比较特殊，也不一定要掌握，但其他的内容都关乎业余天文基础知识。然后再来看下面的内容。

个人将业余天文的知识体系划分为上述6点，其中2、3两点合并，共分为5类：
1.天象。这是业余天文圈中最主要关注的内容，尤其在中小学天文科普中是最好的引入内容。例如3月20号的日全食，虽然国内看不到，但一定要了解。关于天象可以分为行星/彗星/卫星类、流星雨类、深空天体类、人造天体类。第一类内容很广，包括日月食，大彗星，掩星，合星等等；流星雨类单独拿出来，因为流星雨观测比较特殊；深空天体，这个比较罕见，例如新星超新星等，前两天澳大利亚天文爱好者就在人马座发现了一颗新星。人造天体，这个主要还是看人造卫星过境，比如ISS，铱星闪光等。
了解天象是很基础的一项内容，但天象并不仅限于了解，外出去看才是最好的学习方法。另外，对于大行星的运动情况是需要熟知的，比如最近木星土星和金星都是很适合观测的，之前木星冲过日，5月23日土星冲日。
15年天象列表：
2015年天象（天象日历大全）

2.天体。关于天体可以从两个角度来谈，一是线度，即从宇宙层次来谈，从宇宙开始往下，大尺度结构，星系，悬臂，星团，恒星，太阳和太阳系天体，地月，人造天体，从了解到认识到了解其形成演化性质（没错这些都是考点）。举个例子，对于恒星，依据恒星质量（恒星质量决定了恒星光度，进而决定了恒星的亮度，颜色，演化过程，当然，也跟金属含量有关→_→）对恒星类型的划分，演化过程，尤其是演化后期的各种神奇天体，白矮星，中子星，黑洞，新星超新星等现象，都是需要了解的。
另一个是角度，这点需要结合一个基本概念——天球。天球，天球坐标系（至少4种），然后依据天球坐标系识星座，其中的亮星和主要深空天体。并且由于一般的观测都是在地球上进行，必须在天球坐标系的环境下完成，在了解这些之后就需要对给定数据的天体的可见时间特征（比如上中天）进行定量计算。例如，猎户座，全天最灿烂的星座；天狼星，除太阳外全天第一亮星；M31，仙女座星系，最近的星系；M42，猎户座星云，最亮的星云；等等。而关于定量计算，例如某星赤经多少赤纬多少，求某日上中天时间等等。

3.天文观测。对于业余天文观测，可以分为两个部分来讨论。一是目视，即用肉眼观测。这个主要是和上一点的认星和认星座有关系，在奥赛决赛考试中有观测考试。当然，理论试题中也有对亮星和主要星座相对分布的考察。星座对于业余天文是最重要的东西之一，熟知主要星座是业余天文的基础内容。对于这一点有条件实地观测是最好的。
另一个部分则是观测的主力内容，望远镜观测。对于望远镜，首先要从理论层面认识望远镜的结构，分类，基本参数。例如望远镜最关键的性能指标是口径，没有之一。有时候会有对物理参数应用实际的计算，比如给你照片算放大率或者底片比例尺。然后要熟悉的是如何组装、操作望远镜，尤其是在赤道仪环境下使用（赤道仪是所有机械控制装置中最重要的）。除此之外，使用望远镜还可以进行摄影，用单反相机，CCD，摄像头等照相和摄像也是需要了解的。
针对天文观测，还有一个很重要的内容，即真正外出观测的流程，方法和注意事项，这点尤其在野外观测时非常重要。外出观测是个综合性很强的活动，需要考虑基础知识，设备，观测地点环境交通安全性，后勤等等，其中设备既要考虑便携又要考虑实用，除了望远镜之外还有一些关乎观测效果的重要备件，比如红光手电（野外万不可以用白光）；户外观测是对所有理论的最好检验，有条件的话可以试着带学生出去。

4.航天/空间探测。这点毕竟牵涉到航天，航天不是我们要多考虑的内容，所以这个基本上是结合时事部分来谈的。在这方面只需知道现在航天和空间探测的一些基本情况，例如在工作的探测器啦，NASA或者ESA做的重大任务啦，完全不需要了解原理什么的。
举几个例子，从前年开始，前年暑假，好奇号火星车登陆火星，前年12月嫦娥三号抵达月球，去年罗塞塔探测器抵达67P彗星并释放菲莱登陆器，去年SpaceX公司尝试在火箭发射时采用一级火箭定点着陆取得初步成功，今年年初黎明号探测器抵达谷神星，今年8月新地平线号探测器将抵达冥王星（预计这会是今年和明年的一大考点），等等。

5.时事。时事可分三类，一是航天/探测类，上面已经提了。二是天文类，比如前不久北大宣布他们学校吴学兵老师带领的团队发现了最亮的类星体。三是奥赛类，比如今年奥赛的报名，选考点时间，去年的国际奥赛成绩等。
找到了一个13年到14年10月的时事列表;
http://3y.uu456.com/bp-9f44ce796edb6f1aff001fe7-1.html

对了还有一点，提到太阳，还要考虑历法和计时相关的知识。

上述的是在有奥赛的情况下的知识体系，如果没有奥赛，只要剔除奥赛的内容就一样适用，而且更加自由。

其实不上牧夫，但牧夫上的内容很全，下面是个知识索引帖：
天文知识相关索引（链接打不开的问题已改正）
关于参考书目题主可以参考这个：有哪些天文方面的有趣书籍？ 有哪些天文方面的有趣书籍？ - 天文学 （分享自知乎网）
参考软件
嗯，现在无论是天文教学还是观测，软件已经成了一个必不可少的帮手，下面介绍几个不同平台上的天文软件。
PC端：Stellarium，虚拟天文馆。这个是神器，没有之一



这尼玛是唯一的一张图QAQ
SkyMap，这个似乎是可以控制望远镜赤道仪的
Google Earth --- Sky Mode，基本上是用来看图的
模拟软件：Space Engine，Celestia，这两个都是在宇宙范围内模拟几乎所有天体的
移动端：Stellarium Mobile，比PC版功能少些，但依然很强大
Mobile Observatory，移动天文台，十分强大，数据库非常全
还有其他一些叫各种星图的app

======2015.3.29更新======
昨天天文奥赛结束了，今年的题目风格改得很多人都反应不过来，而且题目似乎相对偏难，确实有些出乎意料。估计是近几年参赛的中（小）学生水平都提高了不少导致的。昨天去找北京天文馆馆长聊了聊，他最近就没出题了，所以现在的题目风格的确偏离了原来的北馆风格。
昨天已经耳闻一些坑爹题目，今天看到了试卷，真心是全程高能= =不过呢，我上面说到的许多会考的内容的确就考到了（不过今年没出有关奥赛的题目，没出星座和亮星相对位置的题目，确实很奇怪。。。）。例如新地平线号，菲莱探测器等。然后最近几个月的一些热点事件，如C/2014 Q2，2017年嫦娥5号发射（当然这个我没考虑到。。。）等，还有行星方面今年唯独没有火星冲日，也都是涉及到的。
奥赛其实是考察了业余天文中的一些基础性的知识，在天文科普和天文爱好者界，虽然这些东西的难度并不小，其中的很多题都是高阶的知识，但这些都是科学学习天文的基石。如果有学生有兴趣去选择天文专业的话，这些内容都是必不可少的。天文奥赛是现在唯一一个没有完全应试化的竞赛，天文圈子小，因此参加奥赛除了知识比拼之外，更重要的就是来自全国各地，甚至到国际奥赛中世界各地的天文爱好者的一次狂欢。如果说选择了天文，进入这样一个圈子对一个人的影响真的可以说是一生的。所以说，天文教学，和通过这样的活动加入这样一个圈子，是同等重要的。
大概就是这样。