义务教育阶段天文教育的现状及其建议.pdf
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1、Mar.2024No.2Journal of ChinaWest Normal UniversityNaturalSciencesVol.452024年3 月第45卷自然科学版西华师范大学学报第2 期D0I:10.16246/j.issn.1673-5072.2024.02.015义务教育阶段天文教育的现状及其建议许祺,田海俊1,2,3 a,刘高潮,崔盛,李珊珊,蒋葵林?,高晓红,付净3,赵园1(1.三峡大学理学院,湖北宜昌443 0 0 2;2.杭州电子科技大学理学院,杭州310018;3.西华师范大学a.物理与天文学院,b.教育研究院,四川南充6 3 7 0 0 9;4.中国科学院国家天文
2、台,北京100101;5.宜昌市教育科学研究院,湖北宜昌443000)摘要:天文教育是全面提升学生科学素养不可或缺的内容。为准确厘清我国义务教育阶段的天文教育现状,针对性地设计了调查问卷并在全国范围内展开调查。调查发现:学生获取天文知识方式单一,天文基础设施缺乏,教育资源地区间发展不平衡,半数以上的学生天文知识储备尚未达到中国公民科学素质基准;多数学生拥有浓厚的天文兴趣和求知欲,重视天文学习。鉴于此,我们呼吁各级教育及相关部门对天文教育予以关注,要高度重视青少年天文知识匮乏等问题,加强宏观引导,适当增加义务教育阶段天文知识占比,提高教师自身天文科学素养,遵循青少年的认知发展能力,丰富天文教育手
3、段,从而有效提高义务教育阶段天文教育发展水平。关键词:义务教育阶段;天文教育;现状调查;兴趣程度;天文知识中图分类号:P1-4;G4文献标志码:A文章编号:1 6 7 3-50 7 2(2 0 2 4)0 2-0 2 2 4-0 7天文学是一门研究天体和宇宙的科学,它对人类认识宇宙及推动科学技术的发展有重要意义。在古代,祖先通过探索星空变化规律确定四季,编制历法,发展农业生产,还建造了很多天文仪器如简仪、圭表等。近年来我国航天事业发展迅猛,实施了娣娥工程,建造了50 0 米口径球面射电望远镜等“国家重器。时代发展对高素质人才的需求量明显上升,与之同步的天文教育必不可少。义务教育阶段的天文教育主
4、要作用是启蒙和普及。通过天文教育传播天文科学知识、科学思想和科学理念,不仅可以提高学生的科学素养,拓宽知识面,还能使学生在不断质疑、不断探索的过程中,培养自已的探索精神和科学思维方法,并且树立正确的宇宙观和世界观,以科学的视角认识世界。目前国内整体天文教育工作有所欠缺。首先,没有统一或针对学段的教学内容。作为六大自然学科之一的天文学,是唯一没有被独立列于中小学课程体系中的学科,天文知识呈碎片化分布于物理、地理等学科中。我国现阶段出版的天文学教材(如天文学新概论普通天文学等)和正式发行的优秀天文科普刊物(如天文爱好者中国国家天文等),难以满足不同年龄段学生的系统性天文知识教育。其次,天文基础设施
5、不充足。天文馆和科技馆在我国现阶段青少年天文知识普及教育中发挥着重要作用。据统计,2 0 2 0 年全国有57 3 个科技馆和952 个科学技术类博物馆2 ,但只有部分场馆设置有天文元素,长期稳定开放的天文专门科普场馆只有北京天文馆。2 0 2 1 年7 月上海天文馆正式开馆,一定程度上弥补了全国在天文科普场馆上的不足。近年来在素质教育的推动下,许多中小学开设了天文校本课程,组织了天文社团或兴趣小组等形式的天文教育活动3 ;一些省市自治区的中小学也已有高级天象厅、数字化天文教室,但由于经济发展不平衡,先进、丰富的资源主要集中在一线或省会城市。最后在专业人才方面,长期以来全国仅有南京大学、收稿日
6、期:2 0 2 2-0 9-2 2基金项目:湖北省杰出青年基金项目(2 0 1 9CFA087);国家自然科学基金项目(1 1 8 7 3 0 3 4,1 2 0 1 1 53 0 42 1);中国载人航天工程巡天空间望远镜专项科学研究项目(CMS-CSST-2021-A08/B03);四川省落下阀研究中心2 0 2 2 年度项目(LXHYJC2205)作者简介:许祺(1 999),女,硕士研究生,主要从事天文科普教育研究。出通信作者:由梅俊(E-mail:hjtian lamost.org文生文引文格式:许祺,田海俊,刘高潮,等.义务教育阶段天文教育的现状及其建议J.西华师范大学学报(自然科
7、学版),2 0 2 4,45(2):224-230.XU Q,TIAN H J,LIU G C,et al.Current situation and suggestions for astronomy education in the stage of compul-sory educationJ.Journal of China West Normal University(Natural Sciences),2024,45(2):224-230.J225许祺,等:义务教育阶段天文教育的现状及其建议第45卷第2 期北京大学、北京师范大学和中国科技大学4所高校开设天文系。虽这些年情况有所好转
8、,如厦门大学于2012年复办天文系,西华师范大学于2 0 1 6 年成立天文系,清华大学于2 0 1 9年成立天文系,但培养出的天文专业人才数量依然严重不足。与此对比,大多数发达国家把天文教育作为国民义务教育的重要组成部分4。以美国为例,早在1 98 5年美国科学促进协会就启动了一项面向2 1 世纪、致力于科学知识普及的中小学课程改革工程“2061计划”,计划旨在通过对幼儿园到高中阶段的科学、数学和技术的教育改革,使美国儿童适应2 0 6 1 年彗星再次临近地球时科学技术和社会生活的发展变化。美国的中小学生从孩童时代开始就在浓厚的天文素养氛围下成长。调查发现,超过半数的美国家庭拥有天文望远镜,
9、很多新发现的天体以美国人(包括很多青少年)的名字命名5。科学教育研究一直是美国基础教育研究的热点。1 996 年美国颁布了首部国家科学课程标准,2 0 1 1 年进行补充和完善,2 0 1 3 年又发布了新一代科学教育标准(NextGeneration Science Standard,简称NGSS),其核心主题之一是地球与空间科学,富含有关天文教育的内容,设定了从幼儿园到高中结束时学生需要掌握的天文知识的水平标准。另外,美国天文教育形式多样,公众参与度高。从事天文相关研究的高等院校及天文台的科学家和教育工作者积极参与天文教育,共同研发教育资源,建立教育项目,有的应用于中小学天文教育,有的提供
10、给公众进行自主探索6 。美国也有许多天文网站如NASA,Sk y&T e l e s c o p e等7 ,人们能够使用这些网站获取最新天文消息。总体来说,我国天文教育任重而道远,了解天文教育现状是做好天文教育工作的前提。为此笔者有针对性地设计调查问卷,希望通过量化统计分析,发现我国义务教育阶段天文教育存在的问题并总结规律。以此为据,一方面针对问题提出有效的建议和切实可行的措施,另一方面利用规律指导未来天文教育,增强学生“仰望星空”的意识。1研究数据与方法1.1问卷与样本情况对全国范围内义务教育阶段的学生实施自编问卷调查,以了解学生对天文知识、天文观测的兴趣程度,对天文教育必要性的认识,获取天
11、文知识的方式和掌握程度,从而获得我国义务教育阶段天文教育的现状。按照国家统计局2 0 0 8 年制定的统计上划分城乡的规定8 划分调查对象位置,其中一线与省会城市2580人、非省会城区551 6 人、镇区451 1 人和乡村1 52 3 人,各地样本数量足够,均具有一定的代表性。性别分布:男生50.8 8%,女生49.1 2%。年级分布:一至三年级1 6.7 7%,四至六年级2 5.2 2%,七年级18.74%,八年级2 3.2 8%,九年级1 5.98%。1.2数据的收集与整理本研究采取线上调查,在没有做其他预筛选或限制条件下收集1 41 3 0 份问卷,有效率1 0 0%。对收回问卷进行信
12、效度检验:=0.8420.7,KM0=0.868问卷可靠且有效。将问卷相关数据按照李克特量表计分法进行整理,通过SPSS统计分析软件对数据进行描述性统计。2调查结果与分析2.1学生对天文学习兴趣浓厚学习天文包括学习天文常识和观测基础知识。调查显示,认为学习天文“非常重要”的学生占3 0.45%,“重要”的占49.8 9%,两者合计为8 0.3 4%,说明多数学生自身重视天文知识的学习;对天文知识非常感兴趣”和“感兴趣”的学生共计6 1.7 0%(图1),对天文观测“非常感兴趣”和“感兴趣”的学生共计7 3.0 0%(图2),说明学生天文兴趣浓厚。在学生感兴趣的天文内容方面(表1),“星座”“天
13、文常识”和“神话故事”位居前三。另外,学生对天文专家到校讲授天文知识充满期待。8 2.0 6%的学生希望学校增设天文课外课程(或小组活动),7 1.40%的学生想参加假期的天文研学活动,6 3.7 6%的学生表示“自已想了解天文奥赛,但没有渠道了解”。这些数据展示了学生在学习天文知识上的积极性。Fig.Degree of interest in astronomical observationFig.2Degree of interest in astronomy knowledge图1图2对天文观测的感兴趣程度对天文知识的感兴趣程度非常感兴趣非常感兴趣鑫感兴趣感兴趣般一般不感兴趣不感兴趣不了
14、解天文知识不了解天文知识0.01702.85%22.97%29.6438.73%2.85%5.16%3.23%32.31%18.640.69%5.81%2024年226西华师范大学学报(自然科学版)http:/ig n e.c b p t.c n k i.n e t/2.2学生获取天文知识的方式单一在“参加过哪些天文活动”问题上(表2),次数较多的活动是夜间观星(2 4.45%)和参观天文科普场馆(2 0.8 2%),其余的活动占比均不超过1 0%,可见天文活动单一且方式陈旧;“从未参加过天文活动”的学生高达53.3 7%,说明天文教育普及程度低。“阅读课外书籍”“参观科技馆、天文馆等”“观看
15、影视作品”是学生期望学习天文的排名前三的方式(表3)。“天文望远镜的操作使用”“天文常识”和“特殊天象的观测”是学生较希望学习的内容(表4)。表1学生感兴趣的天文内容Table1Astronomical content of interestto students选项比例/%星座67.02天文常识60.46神话故事56.85黑洞46.44地外生命39.84深空探秘37.21天文观测35.73天文摄影28.56其他3.98表3学生期望获取天文知识的方式Table3Ways of acquiring astronomy knowledgeexpected by students选项比例/%阅读课外
16、书籍65.08参观科技馆、天文馆等64.54观看影视作品58.51学科课程(科学课或其他课程)55.19参加天文讲座38.83参加天文研学或夏令营37.89互联网天文科普平台34.2.5天文社团活动32.19手机天文app或电脑天文软件28.75与他人交流学习28.41其他2.05表2 学学生参加过的天文活动Table2Astronomical activities participated by students选项比例/%夜间观星(包括特殊现象)24.45参观天文科普场馆20.82天文小制作9.52天文讲座8.83天文研学活动6.14天文摄影比赛4.54天文理论课程(奥赛培训)4.44其他
17、6.02从未参加过天文活动53.37表4学生希望学习的内容Table 4Content desired by students选项比例/%天文望远镜的操作使用70.83天文常识66.60特殊天象的观测59.99宇宙漫游,天文课件制作53.64通过网络平台,寻找小行星、超新星等47.11天文历史46.12天文摄影44.06不希望有2.36227许祺,等务教育阶段天文教育的现状及其建议第45卷第2 期2.3天文设施缺乏且教育资源分布不均对学校资源进行调查,发现仅有1 3.7 1%的学校有天文小组或社团,1 7.40%的学校组织过天文科普讲座,1 1.41%的学校有天文望远镜。由此可见,我国对中小学
18、投人的天文教育资源较少,基础建设薄弱。对比发现(图3),经济条件越好的地区,学校越重视组织天文社团或小组、开办天文讲座。在天文望远镜配备上,一线与省会城市的配备率高于其他地区。望远镜是天文学习的关键硬件之一,此类资源较少,一定程度上意味着青少年缺少直接参与天文活动、接受天文教育的机会。由于望远镜的购买和使用需要口有天文望远镜口有天文讲座有天文小组或社团3028.18%28.64%2520L19.26%17.78%/15F12.48%11.60%12.34%11.31%10F9.53%8.38%8.40%7.42%50一线与省会城市非省会城区镇区乡村图3各地区学校的天文设施及资源情况Fig.3A
19、stronomical facilities and resources of schools indifferent regions较多资金和师资投人,此类教育资源也因此向拥有更多资金实力和师资力量的一线与省会城市倾斜。虽然样本不能反映绝对真实情况,但此结果一定程度上符合大众主观认知。2.4学生天文知识的储备低于中国公民科学素质基准中国公民科学素质基准(简称“基准”)中第十三则要求中国公民掌握基本的天文知识。从简单到困难,从常识到热点话题,共设置1 0 题(图4和图5)。基准要求公民知道地球是太阳系中的一颗行星,太阳系是银河系内的一颗恒星9。因此设置题目“太阳系有多少颗大行星?”,超过51.
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