韓雪

【摘 要】目前小學(xué)開展天文研究存在師資條件欠缺、觀測(cè)條件受限、學(xué)生條件有限等問(wèn)題。教師可以從以下方面優(yōu)化小學(xué)科學(xué)天文模塊的教學(xué)：優(yōu)化課堂活動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)研究的意愿；活用專用器材，提升學(xué)生靈活研究能力；結(jié)合科技發(fā)展，拓展學(xué)生研究方式。以此培養(yǎng)學(xué)生對(duì)天文模塊的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)開展天文研究。

【關(guān)鍵詞】天文學(xué)學(xué)習(xí) 小學(xué)科學(xué) 天文研究

【中圖分類號(hào)】G613? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1002-3275（2023）02-67-03

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中關(guān)于天文學(xué)的內(nèi)容包括“宇宙中的地球”“地球系統(tǒng)”，并建議“教師要引導(dǎo)學(xué)生從觀察身邊現(xiàn)象開始，通過(guò)實(shí)地觀測(cè)、模擬實(shí)驗(yàn)和模型制作等方式，獲得直接經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)地球在宇宙中的位置，了解天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到宇宙無(wú)窮無(wú)盡又極其復(fù)雜，地球是宇宙中極小的一部分”。同時(shí)又指出“本學(xué)科核心概念的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生形成物質(zhì)與能量、系統(tǒng)與模型等跨學(xué)科概念”。然而天文學(xué)作為適合培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑態(tài)度、科學(xué)興趣、創(chuàng)新素質(zhì)的內(nèi)容，教學(xué)現(xiàn)狀卻不容樂(lè)觀，師資條件、觀測(cè)條件、學(xué)生條件方面存在的問(wèn)題制約了天文學(xué)教學(xué)的開展。教師要厘清現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，尋找解決路徑，促使學(xué)生的天文學(xué)學(xué)習(xí)更進(jìn)一步。

一、小學(xué)開展天文研究存在的困難

《課程標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)分布在低、中、高各個(gè)學(xué)段，落實(shí)到現(xiàn)行的教科版教材中涉及5個(gè)單元，約35課時(shí)。大部分天文學(xué)知識(shí)點(diǎn)的建構(gòu)都要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)地觀察和觀測(cè)。學(xué)生應(yīng)該在觀察、記錄、模擬實(shí)驗(yàn)、描述等活動(dòng)中開展天文學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)。雖然天文學(xué)知識(shí)內(nèi)容在科學(xué)教學(xué)中占比不多，但是卻存在著很多棘手的問(wèn)題。

一是師資條件欠缺。一些小學(xué)缺少科學(xué)學(xué)科專業(yè)教師，有的科學(xué)教師是學(xué)校從其他學(xué)科調(diào)配過(guò)來(lái)的，或兼任多個(gè)學(xué)科的教學(xué)，天文學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備不夠豐富且實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少。

二是觀測(cè)條件受限。首先，天文觀測(cè)活動(dòng)多數(shù)在夜晚進(jìn)行，與正常作息不符，且夏天的晚上有蚊蟲干擾，冬季又比較寒冷。其次，觀測(cè)場(chǎng)地較為講究，在城市容易受燈光影響。最后，天文觀測(cè)及研究對(duì)時(shí)間要求極嚴(yán)格，例如2020年12月14日的雙子座流星雨，只有14日8∶50達(dá)到極大值，其他時(shí)間觀測(cè)流星數(shù)量少，往往半小時(shí)或一個(gè)小時(shí)才能看到一顆。

三是學(xué)生條件有限。長(zhǎng)期堅(jiān)持對(duì)某一天文現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)是非常耗時(shí)、耗體力的，且往往需要夜間觀測(cè)，這勢(shì)必會(huì)影響學(xué)生的正常生活。如果沒(méi)有家長(zhǎng)的支持，學(xué)生沒(méi)有時(shí)間、精力持之以恒地進(jìn)行觀測(cè)研究。

由于上述種種原因，目前小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開展的天文學(xué)學(xué)習(xí)與研究不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，因此小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)優(yōu)化使用研究工具、改進(jìn)拓展研究模式，以促進(jìn)學(xué)生在天文學(xué)學(xué)習(xí)中形成主動(dòng)研究意識(shí)，從而建構(gòu)科學(xué)概念。

二、小學(xué)科學(xué)天文模塊教學(xué)對(duì)策

（一）優(yōu)化課堂活動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)研究的意愿

1．使用多樣激趣方法，啟迪學(xué)生天文研究興趣

教師可以嘗試使用多樣的方法激發(fā)學(xué)生研究興趣，揭開天文學(xué)的神秘面紗。例如教師平時(shí)多關(guān)注并搜集一些天文科普動(dòng)畫，讓學(xué)生在生動(dòng)有趣的動(dòng)畫的引導(dǎo)下走近天文研究。又如教師可以查找天文類的直播、報(bào)道，讓學(xué)生知道天文現(xiàn)象離現(xiàn)實(shí)生活并不遙遠(yuǎn)。還可以從專業(yè)的天文期刊或相關(guān)網(wǎng)站上，找到一些重要的天象預(yù)告，并從中優(yōu)選出當(dāng)?shù)胤奖阌^測(cè)研究的項(xiàng)目，提前告知學(xué)生。在條件允許的前提下，還可以組織開展相關(guān)的觀測(cè)研究活動(dòng)。再如教學(xué)星空、星座知識(shí)時(shí)可以開展學(xué)生調(diào)查，統(tǒng)計(jì)每一個(gè)學(xué)生的星座，引發(fā)他們共同的話題。這些做法都有助于拉近學(xué)生與天文研究的距離，激發(fā)學(xué)生對(duì)天文學(xué)習(xí)及研究的興趣。

2．營(yíng)造天文學(xué)學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生研究的熱情

雖然天文現(xiàn)象每天都在發(fā)生，但是對(duì)我們生活的影響不明顯，大部分學(xué)生對(duì)它的關(guān)注度不高，僅靠一時(shí)的興趣并不能吸引學(xué)生持續(xù)開展天文研究。因此，教師要營(yíng)造天文學(xué)學(xué)習(xí)氛圍，改變實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)布置。例如在教學(xué)日食、月食、星座、月相這些內(nèi)容時(shí)，教師可以把實(shí)驗(yàn)室布置成暗室，讓學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，這種明顯的代入感讓學(xué)生如臨宇宙，濃厚的學(xué)習(xí)氛圍能激發(fā)學(xué)生的研究熱情。

3．樹立天文研究榜樣，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的天文研究?jī)r(jià)值觀

每個(gè)年齡段的孩子都有自己的榜樣，而兒時(shí)榜樣有可能會(huì)影響孩子一生。在世界天文學(xué)的發(fā)展歷程中有很多建樹頗豐的人物：堅(jiān)信日心說(shuō)的哥白尼、恒星天文學(xué)之父赫歇爾、“天空立法者”開普勒、觀測(cè)宇宙學(xué)的開拓者哈勃等。教師可以將他們的事跡與成就引入課堂，讓學(xué)生從小樹立正確的天文研究?jī)r(jià)值觀，讓榜樣的力量引導(dǎo)學(xué)生開展天文研究。

（二）活用專用器材，提升學(xué)生靈活研究能力

1．正確使用專用器材，讓學(xué)生初步具備天文研究能力

學(xué)?？茖W(xué)器材室配備的天文研究專用器材是開展天文研究的基礎(chǔ)資源，教師應(yīng)學(xué)會(huì)正確、熟練地使用它們，上課時(shí)才能游刃有余地向?qū)W生介紹，并創(chuàng)造性地發(fā)掘新的器材使用方法。例如在進(jìn)行“日食”教學(xué)中，現(xiàn)有器材多用手電筒模擬太陽(yáng)，大小不同的小球模擬地球和月球。市面上常見的手電筒多采用LED光源，為了提高亮度，多是三五個(gè)LED燈組合成一個(gè)光源，這就使得“月球”的影子投射到“地球”時(shí)形成幾個(gè)陰影，不便于學(xué)生觀察。對(duì)此，教師可以選擇單個(gè)光源的手電筒，或者在實(shí)驗(yàn)室中心懸掛一個(gè)200W以上的燈泡模擬太陽(yáng)，又或者用蠟燭代替手電筒模擬太陽(yáng)，等等。只有正確地使用專用器材，才能更高效地組織學(xué)生開展天文研究。

2．改進(jìn)、優(yōu)化天文器材，方便學(xué)生開展天文研究

當(dāng)器材能夠滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究需求時(shí)，學(xué)生才可以深入地開展活動(dòng)，其研究能力才得以提升。當(dāng)一些常規(guī)器材不能滿足天文研究的需要時(shí)，改進(jìn)或優(yōu)化現(xiàn)有教具是解決問(wèn)題的有效途徑。教師在原有器材的基礎(chǔ)上進(jìn)行甄別、篩選、優(yōu)化，使學(xué)生能深入地開展天文研究。例如教學(xué)“認(rèn)識(shí)星空”一課時(shí)，多數(shù)實(shí)驗(yàn)是用長(zhǎng)短不同的細(xì)線拴著小球，再懸掛在硬紙板上模擬出宇宙空間北斗七星的分布，從而讓學(xué)生理解從宇宙中的不同位置觀測(cè)同一組天體時(shí)，它們呈現(xiàn)出的相對(duì)位置是不同的，即宇宙中各天體之間的位置是沒(méi)有聯(lián)系的。但在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，上述實(shí)驗(yàn)器材中的細(xì)線容易互相纏繞、打結(jié)，在硬紙板上固定不當(dāng)還容易脫落，不便于學(xué)生開展研究。教師可以創(chuàng)造性地把柔軟的細(xì)線換成長(zhǎng)短不同的細(xì)竹簽，把硬紙板換成泡沫板。竹簽插在泡沫板上固定位置，小球之間的相對(duì)位置比較穩(wěn)定，便于學(xué)生觀察、記錄、描述。

3．自制器材，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)開展天文研究

器材的豐富程度、人均占有數(shù)量影響著學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與度。器材種類越多越能吸引學(xué)生的興趣，并且器材數(shù)量足夠多，才能使每一個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)親歷研究過(guò)程。自制器材的研發(fā)和使用可以使器材種類和數(shù)量都得到擴(kuò)充。例如實(shí)驗(yàn)室常用的月相觀測(cè)盒燈泡易損壞，電池需經(jīng)常更換，且一般實(shí)驗(yàn)室只配備十幾套器材，課堂上學(xué)生需要輪流使用，學(xué)習(xí)重難點(diǎn)較多、課時(shí)較少、課程內(nèi)容較復(fù)雜的“月相”一課時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的器材便不能滿足學(xué)生的探究需求。教師可以發(fā)揮自己的想象力，設(shè)計(jì)、制作一批教具。如用乒乓球沾墨水自制一批“月相模擬球”作為替代器材，使學(xué)生能人手一個(gè)“月相模擬球”，觀察時(shí)互不干擾、獨(dú)立思考，有助于學(xué)生自主研究能力的發(fā)展。

（三）結(jié)合科技發(fā)展，拓展學(xué)生研究方式

1．優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)資源及虛擬軟件，拓寬學(xué)生探究渠道

（1）巧用網(wǎng)絡(luò)資源，搜集天文資料，提高學(xué)生興趣。小學(xué)生抽象思維較弱，形象思維較強(qiáng)，圖片、視頻比書本上的理論知識(shí)更能吸引他們的注意力。一些熱門的天文QQ群、微信群，每天都會(huì)有來(lái)自全國(guó)甚至世界各地的天文愛(ài)好者分享各種圖片、視頻、PPT等資源，教師可以把它們轉(zhuǎn)化成適合小學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容，這需要教師有意識(shí)地對(duì)這些資源進(jìn)行搜集與整理。教師還可以在網(wǎng)絡(luò)上搜集一些與天文相關(guān)的神話、傳說(shuō)、趣事等。這些真實(shí)、生動(dòng)、形象的資源能最大限度地吸引學(xué)生的眼球，減少天文研究的枯燥感，激發(fā)學(xué)生的興趣。

（2）活用天文軟件，創(chuàng)設(shè)模擬場(chǎng)景，支持學(xué)生觀測(cè)。涉及天體運(yùn)動(dòng)變化的知識(shí)是天文學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，這部分內(nèi)容離學(xué)生生活遙遠(yuǎn)，且往往比較抽象復(fù)雜，學(xué)生難以觀測(cè)到具體現(xiàn)象，因此難以形成具體的感知。對(duì)此，應(yīng)用天文軟件創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境可以將抽象的天文學(xué)知識(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示。Stellarium（虛擬天文館）、星圖、莉景天氣、SkyView Free等軟件，都能快捷有效地幫助學(xué)生查找天體、預(yù)報(bào)天氣天象、提供模擬觀測(cè)體驗(yàn)等。

例如Stellarium（虛擬天文館）具有地理性、動(dòng)態(tài)性、可操作性強(qiáng)，圖片精美等教學(xué)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)操作軟件能夠突破時(shí)間和空間的限制，呈現(xiàn)天體的時(shí)空變化和相應(yīng)的數(shù)據(jù)疊加。學(xué)生通過(guò)可縮放的3D地圖觀察天空中的天體，還可以檢索人造天體。借助天文軟件創(chuàng)設(shè)真實(shí)的觀測(cè)場(chǎng)景，讓學(xué)生可以隨時(shí)隨地地進(jìn)行模擬觀測(cè)，這不僅改善了觀測(cè)條件，而且還拓寬了學(xué)生的研究渠道，有助于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)天文現(xiàn)象的感知，從而突破學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。再如SkyView Free這款軟件，無(wú)論是白天還是黑夜，學(xué)生只需對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的方向就可以搜索對(duì)應(yīng)區(qū)域里的恒星、星座、行星、衛(wèi)星等，從而了解豐富的星系知識(shí)。多數(shù)天文軟件都支持點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)天體就呈現(xiàn)詳細(xì)介紹的功能，這種模擬真實(shí)情境的觀測(cè)、詳細(xì)明確的介紹讓學(xué)生可以隨時(shí)隨地開展天文學(xué)學(xué)習(xí)與研究，極大地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（3）充分利用交流平臺(tái)，建立溝通渠道，增進(jìn)交流研討。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，教師與學(xué)生的交流討論不再局限于校內(nèi)，微信群、QQ群等都可以作為師生校外交流、研討的工具。每個(gè)班級(jí)一般都有QQ群與微信群，教師可以將自己搜集到的觀測(cè)指南、科技成果、觀測(cè)預(yù)報(bào)等信息轉(zhuǎn)發(fā)到班級(jí)群，讓學(xué)生在家中也能與教師探討天文方面的問(wèn)題，接收感興趣的天文信息。此外，學(xué)生也可以在班級(jí)群發(fā)布自己拍攝的天體照片、觀測(cè)的相關(guān)記錄、相關(guān)活動(dòng)場(chǎng)景等。筆者管理的班級(jí)群里討論從不間斷，學(xué)生經(jīng)?；ハ喾窒碛腥さ奶煳男畔ⅲ纭斑@是我抓拍到的今晚月全食的圖片，分享給大家”“4月26日國(guó)際空間站經(jīng)過(guò)徐州上空，我們一起觀測(cè)吧！”。又如2020年6月21日的日環(huán)食現(xiàn)象觀測(cè)，學(xué)生不僅分享了自己親自拍攝的日環(huán)食圖片、活動(dòng)場(chǎng)景，而且還搜集并分享了來(lái)自世界各地的天文愛(ài)好者拍攝的圖片，這些交流大大拓寬了學(xué)生的視野。

2．開展天文社團(tuán)活動(dòng)，補(bǔ)充學(xué)生天文研究需求

大班制教學(xué)可以滿足絕大多數(shù)學(xué)生開展天文研究的基本需求，但是對(duì)于更有熱情、熱愛(ài)天文學(xué)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，開設(shè)天文社團(tuán)可以滿足這部分學(xué)生深入研究的需求。天文社團(tuán)可以拓展研究范圍，例如讓學(xué)生了解中國(guó)古代星圖、時(shí)間和歷法的秘密，又如讓學(xué)生觀察和研究各個(gè)季節(jié)的星空。學(xué)生在天文社團(tuán)中有機(jī)會(huì)接觸更多的天文現(xiàn)象，從而滿足他們天文研究的需求。

3．家庭與社會(huì)組織結(jié)合，落實(shí)天文研究實(shí)踐

社群拉近了學(xué)校與家長(zhǎng)的距離。家長(zhǎng)在QQ群或微信群能看到師生的交流與討論，感受孩子的成長(zhǎng)與變化，了解教師為課程的付出，從而促進(jìn)家長(zhǎng)對(duì)學(xué)校、對(duì)課程的理解，更愿意為天文研究助力。

此外，目前社會(huì)上有很多自發(fā)的天文觀測(cè)與研究社團(tuán)群體，他們可以為學(xué)校天文學(xué)教學(xué)提供助力，為學(xué)生進(jìn)行觀測(cè)與研究提供場(chǎng)地、信息資源等，讓學(xué)生能有更多的機(jī)會(huì)親身經(jīng)歷天文研究。

隨著科技的不斷進(jìn)步，天文學(xué)的發(fā)展也在不斷加快，科學(xué)家對(duì)天文研究越來(lái)越深入。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中提高學(xué)生對(duì)天文學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生掌握一定的天文學(xué)知識(shí)，有助于開闊學(xué)生的眼界和思路，使學(xué)生能夠沉下心來(lái)探究知識(shí)，站在宏觀的角度看問(wèn)題，對(duì)學(xué)生今后正確認(rèn)識(shí)自然和社會(huì)，以及世界觀的培養(yǎng)起到重要作用。因此。教師要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方式，為學(xué)生創(chuàng)造更完善的研究條件，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣。