〔摘" "要〕" 筆者對(duì)把天文觀測(cè)融入校園科學(xué)課程進(jìn)行實(shí)踐研究。選取拉薩市學(xué)校為實(shí)施場(chǎng)地,以公益科普教育機(jī)構(gòu)+科研院所+學(xué)校相結(jié)合的方式開展活動(dòng)。通過(guò)課程研究、訪談?wù){(diào)查等方法收集課程過(guò)程數(shù)據(jù),得出如下研究結(jié)論:科學(xué)教育活動(dòng)設(shè)計(jì)流程與實(shí)踐路徑具有可操作性;學(xué)生在觀測(cè)并記錄的過(guò)程中形成了對(duì)科學(xué)研究概念的初步理解,但理解深度還有待提升;利用拉薩市獨(dú)有的“日光之城”資源開展天文觀測(cè)活動(dòng),有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科學(xué)愛科學(xué)情懷以及科研實(shí)踐能力。
〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué);“館校結(jié)合”;天文觀測(cè);實(shí)踐教育;設(shè)計(jì)
〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " (2025)20" " 0046-03
科學(xué)教育是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要途徑,是提升國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)力、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、提高全民科學(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)。然而,傳統(tǒng)的科學(xué)教育模式往往只注重知識(shí)的傳授,忽視了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,進(jìn)行基于個(gè)性化的科學(xué)教育設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本文將從科學(xué)實(shí)踐教育的內(nèi)涵、科學(xué)實(shí)踐教育在鄉(xiāng)村振興和課程設(shè)計(jì)中的作用等方面展開論述,以期為我國(guó)科學(xué)教育的發(fā)展提供參考。
一、科學(xué)實(shí)踐教育的內(nèi)涵
2021年新修訂的《中華人民共和國(guó)教育法》要求:教育必須為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)、為人民服務(wù),必須與生產(chǎn)勞動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合,培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人??茖W(xué)實(shí)踐教育是一種以科學(xué)研究為基礎(chǔ),注重實(shí)踐操作和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教育模式。它突破了傳統(tǒng)教育的學(xué)科界限,強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的融合與交叉,靈活設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等,通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索,提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)家精神。
科學(xué)實(shí)踐教育在我國(guó)已開展二十余年,但由于各種原因,該理念在我國(guó)并未得到充分發(fā)展。近年來(lái),隨著我國(guó)基礎(chǔ)教育課程改革的深入推進(jìn),課程改革對(duì)科學(xué)實(shí)踐教育提出了新要求。因此,從發(fā)展趨勢(shì)上看,科學(xué)實(shí)踐教育應(yīng)成為新一輪基礎(chǔ)教育課程改革背景下學(xué)校課程改革的重要內(nèi)容。
二、科學(xué)實(shí)踐教育在鄉(xiāng)村振興中的作用
鄉(xiāng)村振興是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù),需要全社會(huì)共同努力。在科學(xué)教育中融入鄉(xiāng)村振興教育,有助于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)家鄉(xiāng)的熱愛,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)自然、社會(huì)、科學(xué)的認(rèn)知,激發(fā)其對(duì)未來(lái)發(fā)展的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。通過(guò)實(shí)踐教育,不僅能使學(xué)生在生活中感受到科技的魅力,也能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、體驗(yàn)科學(xué)實(shí)踐和探索科學(xué)奧秘的興趣。
依托高海拔地區(qū)資源,開展豐富多彩的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng),可讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己的家鄉(xiāng)是一個(gè)富有特色的地方。例如,在教授太陽(yáng)觀測(cè)注意事項(xiàng)時(shí),教師可以利用當(dāng)天的日面圖像進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),讓學(xué)生在日后的觀測(cè)過(guò)程中邊看邊記,這樣既能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力和思考能力,也能幫助學(xué)生了解黑子活動(dòng)區(qū)域、耀斑爆發(fā)及日冕物質(zhì)拋射事件等太陽(yáng)活動(dòng)的變化。
西藏自治區(qū)實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略中最需要的就是具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才,而這類人才的培養(yǎng)必須通過(guò)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此,開展科學(xué)實(shí)踐教育是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的關(guān)鍵。一是促進(jìn)青少年發(fā)展。個(gè)性化科學(xué)教育能夠充分考慮學(xué)生的興趣和特長(zhǎng),讓學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中獲得成就感和自信心,激發(fā)學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。二是提升青少年創(chuàng)新能力。科學(xué)實(shí)踐教育可以培養(yǎng)鄉(xiāng)村青少年的科技創(chuàng)新能力,使他們具備運(yùn)用科技手段解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)科學(xué)實(shí)踐教育,鄉(xiāng)村學(xué)生可以深入了解科技發(fā)展動(dòng)態(tài),掌握先進(jìn)的科技成果,并將這些成果運(yùn)用到未來(lái)的學(xué)習(xí)生活中,提升鄉(xiāng)村的整體科技水平。三是提高科學(xué)素養(yǎng)。科學(xué)教育通過(guò)多元化的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,豐富學(xué)生的科學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。四是促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展。個(gè)性化科學(xué)教育對(duì)教師提出了更高的要求,教師需要不斷更新教育觀念,提高教育教學(xué)水平,促進(jìn)專業(yè)能力發(fā)展。
三、科學(xué)實(shí)踐教育的設(shè)計(jì)
拉薩市作為西藏自治區(qū)的首府,擁有豐富的文化底蘊(yùn)和特殊的地理位置。在高海拔地區(qū)開展天文觀測(cè)具有重要的科學(xué)價(jià)值。由于地球大氣層從海平面向上逐漸變薄,高海拔地區(qū)如拉薩的空氣更加稀薄,大氣污染較少,水汽含量也較低,這對(duì)于天文觀測(cè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)極大的優(yōu)勢(shì)。太陽(yáng)觀測(cè)尤其受益于這些條件,因?yàn)榇髿庖晫幎茸兒昧?,能夠觀測(cè)到太陽(yáng)更多的細(xì)節(jié)。
課程內(nèi)容設(shè)計(jì)以太陽(yáng)結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)黑子相關(guān)知識(shí)為主。通過(guò)向?qū)W生講解太陽(yáng)的基本結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)活動(dòng)的類型和太陽(yáng)黑子的特征等,使用圖表、模型和動(dòng)畫輔助講解,幫助他們更好地理解復(fù)雜的概念。通過(guò)舉例歷史上重要的太陽(yáng)活動(dòng)事件,如卡靈頓事件,讓學(xué)生了解太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)社會(huì)的影響,分析不同時(shí)間段的太陽(yáng)黑子記錄,與學(xué)生一起探討太陽(yáng)黑子活動(dòng)與地球氣候變化之間的關(guān)系。
總的來(lái)說(shuō),拉薩因其海拔高、大氣透明度好、光污染少等有利條件,成為觀測(cè)太陽(yáng)和其他天體現(xiàn)象的理想之地。學(xué)生經(jīng)過(guò)科研院所專家的培訓(xùn),承擔(dān)起了太陽(yáng)觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄的責(zé)任,為科研人員提供寶貴的數(shù)據(jù),并為學(xué)生打開了一扇了解宇宙奧秘的窗戶。
四、科學(xué)實(shí)踐教育設(shè)計(jì)要素
(一)課程背景
第25個(gè)太陽(yáng)周期開始時(shí)間為2019年12月,太陽(yáng)活躍峰值預(yù)計(jì)2025年前后達(dá)到巔峰。2023年是第25個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周上升期的第4年,太陽(yáng)處于較為活躍的時(shí)期,日面上的黑子面積較大且數(shù)目較多,易于觀測(cè)。同時(shí),太陽(yáng)具有約27天的卡靈頓自轉(zhuǎn)周期,黑子在日面上的位置也會(huì)隨太陽(yáng)自轉(zhuǎn)而發(fā)生改變,從黑子轉(zhuǎn)入日面到轉(zhuǎn)出日面,大約為兩周的時(shí)間。
(二)教學(xué)過(guò)程
設(shè)計(jì)一個(gè)周期項(xiàng)目,在學(xué)生了解太陽(yáng)的基礎(chǔ)知識(shí)后,讓學(xué)生深入研究太陽(yáng)黑子記錄的科學(xué)和應(yīng)用。通過(guò)小組合作、實(shí)地觀測(cè)、數(shù)據(jù)分析和課堂討論等方式,引導(dǎo)學(xué)生深入理解太陽(yáng)黑子知識(shí),促進(jìn)學(xué)生之間的交流和知識(shí)共享。
通過(guò)這些教學(xué)方法的結(jié)合,可以提供一個(gè)多元化、互動(dòng)性強(qiáng)且富有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)環(huán)境,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,發(fā)揮主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性,鍛煉學(xué)生自由思考、對(duì)科學(xué)事件獨(dú)立分析的能力。幫助學(xué)生深入理解太陽(yáng)結(jié)構(gòu)和黑子記錄的知識(shí),并激發(fā)他們對(duì)天文學(xué)的興趣和對(duì)科學(xué)的熱愛,理解科學(xué)研究的過(guò)程,把科學(xué)研究的方法和精神用到實(shí)際的學(xué)習(xí)生活中。
(三)教學(xué)支持
《教育部等十八部門關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》指出,要將科學(xué)教育項(xiàng)目和有形資源重點(diǎn)向民族地區(qū)、邊疆地區(qū)傾斜。北京一片星空天文科普促進(jìn)中心(以下簡(jiǎn)稱:一片星空)前往拉薩市四所小學(xué)進(jìn)行校園科技節(jié)活動(dòng),并向每所學(xué)校捐贈(zèng)天文望遠(yuǎn)鏡一臺(tái),一片星空的教師利用望遠(yuǎn)鏡給學(xué)校教師和學(xué)生進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)介紹、對(duì)太陽(yáng)以及太陽(yáng)系內(nèi)其他天體的觀測(cè)等。一片星空聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心和中國(guó)氣象局國(guó)家衛(wèi)星氣象中心的專家為學(xué)校教師和參與此次觀測(cè)記錄的學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)。專家就太陽(yáng)分層結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)活動(dòng)現(xiàn)象、太陽(yáng)活動(dòng)周期、太陽(yáng)黑子特征等逐一進(jìn)行介紹,除此之外,專家還針對(duì)觀測(cè)記錄單進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,提醒每一位小小觀察員除了繪制黑子位置和形狀外,還需要記錄日期、觀測(cè)時(shí)間、觀測(cè)地點(diǎn)、天氣狀況和觀測(cè)者等信息。
(四)教學(xué)成果
次旦加措說(shuō):“我感覺(jué)太陽(yáng)是一個(gè)很注重自己形象的‘老大’,它發(fā)現(xiàn)自己長(zhǎng)了痘之后,就想著慢慢自西向東轉(zhuǎn)過(guò)去,永遠(yuǎn)把自己最好的一面展示給其他星球。殊不知,它背面也冒了痘。但是后面我慢慢地發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)黑子在變少,它臉上‘痘痘’的面積也在變小。我想,這大概是太陽(yáng)最近的煩心事變少了,心情也好了。我希望太陽(yáng)以后不要老是煩躁,放平心態(tài),管理好太陽(yáng)系,繼續(xù)無(wú)私地照亮和溫暖每一個(gè)星球?!?/p>
巴桑曲珍說(shuō):“太陽(yáng)黑子就是太陽(yáng)身上的黑點(diǎn)點(diǎn),我第一次看到它們的時(shí)候,感覺(jué)它們很像山頂上的牦牛,有大有小,而且都在慢騰騰地移動(dòng)。大部分的太陽(yáng)黑子也喜歡成群結(jié)隊(duì),但也有一些有個(gè)性的太陽(yáng)黑子,喜歡獨(dú)自探索世界。有的時(shí)候,又會(huì)感覺(jué)太陽(yáng)就像一個(gè)媽媽,太陽(yáng)黑子好像一群調(diào)皮的孩子,每天都在媽媽的身上玩耍。但是它們每次出去玩的方向都是有規(guī)律的,大概是不想讓媽媽擔(dān)心吧?!?/p>
對(duì)學(xué)生的觀測(cè)記錄、觀察日記、優(yōu)秀文章,可推薦發(fā)表在青少年科普刊物上。
(五)評(píng)價(jià)方法
學(xué)生創(chuàng)建觀察日記,展示研究成果。鼓勵(lì)學(xué)生反思他們的學(xué)習(xí)過(guò)程,思考如何改進(jìn)觀測(cè)和分析技能。通過(guò)課堂討論、作業(yè)和項(xiàng)目報(bào)告等方式,評(píng)估學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解和應(yīng)用能力。
(六)實(shí)施情況總結(jié)
本學(xué)年課程以觀測(cè)太陽(yáng)黑子實(shí)踐課程為主,學(xué)生通過(guò)了解太陽(yáng)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和觀測(cè)注意事項(xiàng),在教師的指導(dǎo)下,利用望遠(yuǎn)鏡和巴德膜觀測(cè)太陽(yáng)黑子,并記錄黑子的數(shù)量、位置和變化。學(xué)校組織學(xué)生參與,公益機(jī)構(gòu)組織專家和捐獻(xiàn)教具,科研院所專家提供指導(dǎo),各機(jī)構(gòu)各司其職,確保每個(gè)環(huán)節(jié)順暢銜接,使本學(xué)年課程圓滿結(jié)束,學(xué)生收獲頗豐。
學(xué)生通過(guò)整理觀測(cè)數(shù)據(jù),初步了解了太陽(yáng)活動(dòng)規(guī)律。課程中穿插了一些淺顯的太陽(yáng)物理學(xué)知識(shí),幫助學(xué)生理解觀測(cè)目標(biāo)現(xiàn)象。日后可以進(jìn)一步升級(jí)課程內(nèi)容,為下一學(xué)年就讀5~6年級(jí)學(xué)生帶來(lái)更深度的與太陽(yáng)相關(guān)的課程內(nèi)容。
在太陽(yáng)活動(dòng)周峰年,太陽(yáng)將展現(xiàn)它雄姿英發(fā)的一面,日面上將會(huì)出現(xiàn)更多的黑子活動(dòng)區(qū),會(huì)爆發(fā)更多、更強(qiáng)的太陽(yáng)耀斑和日冕物質(zhì)拋射事件。拉薩市自然條件優(yōu)越,開展特色科普教學(xué)課程,有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科學(xué)愛科學(xué)情懷以及科研實(shí)踐能力,同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生對(duì)家鄉(xiāng)的熱愛和認(rèn)同感。
五、結(jié)語(yǔ)
要在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法。激發(fā)青少年好奇心、想象力、探求欲,培育具備科學(xué)家潛質(zhì)、愿意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體。個(gè)性化科學(xué)教育是科學(xué)教育發(fā)展的重要方向,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。我國(guó)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)個(gè)性化科學(xué)教育的重要性,積極探索和實(shí)踐個(gè)性化科學(xué)教育的有效策略,為培養(yǎng)具備科學(xué)家潛質(zhì)的青少年群體、實(shí)現(xiàn)科技振興貢獻(xiàn)力量。
此次對(duì)科學(xué)教育活動(dòng)課程的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索。希望能夠?yàn)榻窈笪鞑氐貐^(qū)科學(xué)教育課程與教學(xué)改革提供理論參考,并為西藏地區(qū)中小學(xué)科學(xué)教育課程的開發(fā)提供思路和借鑒。
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