为了激发高中生崇尚科学、探索未知、勇于创新的科研兴趣和学习热情，武汉大学为北京市第四中学（简称北京四中）的高一学生量身设计了大中衔接科普课程《空天探测及相关基础知识》。该课程在武汉大学本科生院的组织和推动下，由武汉大学外国语言文学学院、遥感信息工程学院合力打造，由遥感信息工程学院秦昆教授担任课程组负责人和首席教授。9月19日下午，该课程第二讲《宇宙探测》由武汉大学电子信息学院教授、武汉大学教学名师、国家级一流本科课程主讲老师赵江南教授负责讲授。

课堂引入环节：着力激发学生好奇心

上课伊始，赵江南教授以“什么是宇宙探测？”这一问题切入，随后展开介绍。宇宙探测的内容包括：天体的方位、距离、大小、年龄、组成等；宇宙探测的目的是：发现天体的规律来解释宇宙，如恒星、黑洞、星系、宇宙起源和演化理论。宇宙探测的工具包括：眼睛、光学望远镜、射电望远镜、卫星、太空望远镜等。随后，解释了一系列问题：“太阳靠什么发光？”、“明天太阳会升起吗？”、“时间是什么？”、“为什么一周是七天”。赵江南教授给同学们展示了各种望远镜的图片，并分享了带领同学们进行天文观测的一些有趣的故事。

同时，赵江南教授给同学们介绍了武汉大学的美丽风景，赵江南教授在武汉大学建设了专门的观测台，欢迎北京四中的同学到武汉大学用专门的设备观测宇宙！

课堂讲授环节：着力梳理知识体系

本次课程内容主要涵盖了宇宙探测的基本概念、发展历程、研究成果及其应用，并探讨了进行科学研究的方法和理念。赵江南教授给同学们介绍了宇宙探测简史，从哥白尼、伽利略，讲到开普勒、赫歇尔等。他引导同学们思考，开普勒的最重要贡献是什么？他总结道：“开普勒第一次用数学公式描述天体的运动，他是人类历史上第一个用数学描述宇宙天体运动规律的科学家”。借用开普勒的案例，他勉励同学们在中学阶段一定要学好数学、打好基础。

课堂中，赵教授采用启发式教学法，深入浅出地讲解了宇宙大爆炸、白洞与黑洞、四维空间与时间、暗物质与暗能量等宇宙深处的奥秘。赵教授从常识引入天文学知识，介绍近代天文研究的重大突破，展望现代天文学热点问题，回顾中国天文学近些年的发展历程。他鼓励同学们以创新、耐心、细心、严谨的态度去进行科学研究，引导同学们建立起科学思维理念，表达了对同学们未来进行学术探究的期待与对未来国家科研发展的信心。

“银河系中心是巨大的黑洞吗？如何证明的？”天文学家安吉亚-海瑟用凯克望远镜进行了长达20年的跟踪拍摄，证明了这一猜想的正确性，并获得了诺贝尔物理学奖。“让你做一件持续20年还不一定能成功的事情，你可以做到吗？”赵老师向同学们发问。“科学研究需要耐心、细心、严谨”，赵老师在讲课过程中，时不时地启发同学们的科研探索精神。

赵江南教授还介绍了引力波、黑洞、白洞、虫洞、暗物质、暗能量等，展示了黑洞视界照片，并介绍了这些照片的拍摄过程。通过介绍各种中国大型望远镜，赵江南教授告诉同学们：“中国天文学在光学巡天观测和射电源探测方面已经走到世界前列”。

课堂提问交流：着力激发学生探索精神

在课堂的最后，赵江南教授介绍了宇宙学研究目前面临的各种挑战。他进一步引发同学们思考：“人类认识的数学可不可以描述宇宙的一切？”“黑洞的最终结局如何？”“你是谁？你从哪里来？你要到哪里去？”

通过这次课程，同学们不仅对宇宙探测的相关知识有了相对全面的了解，更培养了创新严谨的科学思维，激发了对于宇宙知识的探索兴趣。在课堂学习中，同学们也认识到了开拓思路和发现、总结现象背后规律的重要性，学会了如何提出科学问题并进行全面的分析，收获颇丰。在课程的后半部分，同学们就宇宙及黑洞相关问题积极与教授讨论，提出自己的看法，表达对未来的憧憬。在获得丰富知识的同时，同学们也在与赵江南教授的话语中，深刻地认识到了现阶段跨学科学习的重要意义。

90分钟的上课时间很快就过去了，同学们意犹未尽，仍然沉浸在那令人着迷的“宇宙探测”的氛围中。

据悉，本次课程主讲人赵江南教授，曾两次获评武汉大学十佳优秀教师，获得“武汉大学杰出教学贡献校长奖”，荣获“武汉大学教学名师”等称号。所授课程“宇宙新概念”入选大学素质教育国家级精品通选课和国家级一流本科课程称号。该课程还入选中宣部“学习强国”平台，并成为每日慕课课程。

本次科普课程非常精彩，赵江南教授时而提问、时而精彩讲解、时而走到学生中间和学生近距离讨论。同学们全程认真听讲、积极参与讨论、积极思考并回答问题，体验了武汉大学教学名师带来的神奇的宇宙探测之旅。

武汉大学外国语言文学学院刘涛副书记、遥感信息工程学院秦昆教授共同合作组织了本次课程。北京四中张瑾老师全程听课，并协助组织课堂。