新時(shí)代下的天文科學(xué)教育

教育是立國之本、強(qiáng)國之基，建設(shè)教育強(qiáng)國是中華民族偉大復(fù)興的基礎(chǔ)工程。涵蓋基礎(chǔ)教育和高等教育的全程科學(xué)教育不僅傳授科技知識(shí)，還強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)科學(xué)探索能力和塑造創(chuàng)新思維，在未來科學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)中勢(shì)必發(fā)揮重要作用。作為探索宇宙未知、激發(fā)人類好奇心的天文學(xué)是進(jìn)行科學(xué)教育的絕佳切入點(diǎn)和重要陣地。我們站在第二個(gè)一百年奮斗目標(biāo)的起始，面對(duì)建設(shè)科技強(qiáng)國、實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的時(shí)代要求，將天文學(xué)探索與科學(xué)教育理念相結(jié)合，系統(tǒng)化思考天文科學(xué)教育，從理念方法、要素整合、平臺(tái)建設(shè)、實(shí)施實(shí)踐等方面全方位探索新時(shí)代下天文學(xué)的全程科學(xué)教育之路。

天文研究與科學(xué)進(jìn)步

天文學(xué)研究宇宙中各種尺度天體的組成、結(jié)構(gòu)、起源和演化，包括行星、恒星、星系、星系團(tuán)，乃至整個(gè)宇宙，是古老而又前沿的學(xué)科，是自然科學(xué)六大基礎(chǔ)學(xué)科（數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地球科學(xué)）之一。歷史上，天文學(xué)曾一次次改變?nèi)祟悓?duì)世界的基本認(rèn)知，是基本科學(xué)原理的啟蒙誕生之地，也向來是尖端技術(shù)孕育、催化、實(shí)踐和應(yīng)用的前沿陣地。

當(dāng)今，人類正處于新一輪工業(yè)浪潮的前夜，亟需基礎(chǔ)科學(xué)研究引領(lǐng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。天文學(xué)致力于探索新世界和浩渺的宇宙，其間存在著大量人類實(shí)驗(yàn)室難以企及的極端物理?xiàng)l件，可以在百億年時(shí)空尺度上檢驗(yàn)基礎(chǔ)物理規(guī)律、探測(cè)未知的物質(zhì)組成，必將發(fā)現(xiàn)新天體、新現(xiàn)象，揭示新規(guī)律。事實(shí)上，當(dāng)前物理學(xué)前沿領(lǐng)域中很大一部分，如中微子、宇宙加速膨脹、宇宙起源、暗物質(zhì)、暗能量等，都與天文學(xué)密不可分。因此，天文學(xué)將為其他基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)提供嶄新場(chǎng)景，進(jìn)而推動(dòng)眾多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的巨大進(jìn)步。

放眼世界，天文系、天文研究中心幾乎是美歐發(fā)達(dá)國家一流大學(xué)的“標(biāo)配”，天文研究也已然成為現(xiàn)代化大國的標(biāo)志。

科教興國與科學(xué)教育

大國之間的競爭主要是科技和科技人才的競爭。當(dāng)前，國家對(duì)人才的重視程度越來越高，因?yàn)榫哂袆?chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的科技人才是科技發(fā)展的基礎(chǔ)，是兩個(gè)一百年之際中華民族偉大復(fù)興的最主要驅(qū)動(dòng)力。目前，我國亟需深化教育改革，突破傳統(tǒng)教育體系的不足，從知識(shí)傳授型教育向核心素質(zhì)培養(yǎng)型教育轉(zhuǎn)化，即教育應(yīng)當(dāng)更重視培養(yǎng)青少年的探索能力、創(chuàng)新思維、自我驅(qū)動(dòng)和心理素質(zhì)等人才核心素質(zhì)。

大力發(fā)展全程科學(xué)教育是教育改革的重要組成部分。全程科學(xué)教育涵蓋基礎(chǔ)教育和高等教育，面向?qū)W生傳授基本科學(xué)知識(shí)，訓(xùn)練科學(xué)技術(shù)應(yīng)用，鍛煉科學(xué)探索能力，進(jìn)而塑造創(chuàng)新思維方法，培養(yǎng)科學(xué)精神與科學(xué)態(tài)度，建立科學(xué)知識(shí)觀與價(jià)值觀，形成持續(xù)探索的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。全程科學(xué)教育兼具知識(shí)性教育和能力養(yǎng)成教育，不等同于知識(shí)傳播型的科學(xué)普及或是傳統(tǒng)學(xué)科教育，在傳播必要科技知識(shí)的同時(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)探索方法，具備創(chuàng)新思維，以及應(yīng)用它們解決實(shí)際問題的能力。

當(dāng)前，瞄準(zhǔn)基礎(chǔ)教育和高等教育的全程科學(xué)教育，作為科教興國、人才強(qiáng)國的重要措施，受到的重視程度不斷提高，相應(yīng)的各種政策、文件陸續(xù)出臺(tái)，已然成為基礎(chǔ)教育的核心之一。

天文學(xué)與科學(xué)教育

每個(gè)人內(nèi)心都有一個(gè)小宇宙。神秘的宇宙從遠(yuǎn)古時(shí)代就激發(fā)著人類的好奇心，滋養(yǎng)著人類的精神世界，也一直牽引著人類對(duì)客觀世界的探索。星空和宇宙，與恐龍一樣，是最受學(xué)生喜歡的科普材料；天文學(xué)作為揭示宇宙基本現(xiàn)象和內(nèi)在規(guī)律的基礎(chǔ)學(xué)科，是科學(xué)探索的前沿陣地，也是進(jìn)行科學(xué)教育最好的切入點(diǎn)。

好奇心是引領(lǐng)學(xué)生開始科學(xué)探索的啟動(dòng)按鈕，如何激發(fā)并保持學(xué)生興趣是科學(xué)教育的關(guān)鍵。天文學(xué)不僅能夠自然地吸引學(xué)生的好奇心，由于宇宙探索的巨大發(fā)現(xiàn)空間，可以相對(duì)容易地獲得成果，從而提升學(xué)生的成就感，激發(fā)持續(xù)探索的興趣。同時(shí)，天文學(xué)作為六大基礎(chǔ)學(xué)科中唯一一門未進(jìn)入中小學(xué)課程體系的學(xué)科，天然地能夠與傳統(tǒng)學(xué)科教育區(qū)分開來，不受已有學(xué)科教育范式的束縛，讓學(xué)生能夠在繁重的題海、考試之外，體會(huì)探索的樂趣。

同樣，天文學(xué)探索面向大量人類實(shí)驗(yàn)室難以企及的極端物理?xiàng)l件和百億年時(shí)空尺度，自身研究及與其他學(xué)科的交叉都必然是基礎(chǔ)科學(xué)的探索前沿和先進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新場(chǎng)景，助力高等教育中科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

因此，天文學(xué)將是探索全程科學(xué)教育的絕佳試驗(yàn)場(chǎng)，更容易讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)探索的樂趣并達(dá)成持續(xù)興趣驅(qū)動(dòng)，結(jié)合前沿科學(xué)開展全鏈條的科學(xué)研究實(shí)踐，能夠更好地從提升科學(xué)能力、塑造創(chuàng)新思維的角度探索科學(xué)教育之路。

全程科學(xué)教育現(xiàn)狀

近些年，面向科教興國、人才強(qiáng)國的需求，國家陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)關(guān)于發(fā)展教育、推進(jìn)教育強(qiáng)國建設(shè)的文件和政策，如《中國教育現(xiàn)代化2035》等對(duì)教育提出了更加多元化的要求，各地紛紛推出義務(wù)教育階段“雙減”“課后三點(diǎn)半”等政策實(shí)施的指導(dǎo)意見，高等教育也在加緊開展深化新時(shí)代教學(xué)評(píng)價(jià)改革和一流大學(xué)、一流專業(yè)的建設(shè)。

在國家政策的推動(dòng)下，社會(huì)、學(xué)校對(duì)科學(xué)教育的重視程度不斷提高，各種科學(xué)教育平臺(tái)、研學(xué)基地加緊建設(shè)，校本課程、科教活動(dòng)陸續(xù)進(jìn)入中學(xué)、大學(xué)校園，各種學(xué)科教育之外的科學(xué)興趣小組紛紛成立。在欣慰的同時(shí)，我們也看到由于理念和體系性的缺失，科學(xué)教育的作用還遠(yuǎn)未充分發(fā)揮。例如，科學(xué)教育資源嚴(yán)重分配不均，偏遠(yuǎn)地區(qū)很難獲得與科學(xué)相關(guān)的素質(zhì)教育；多數(shù)中小學(xué)?？茖W(xué)教師短缺，只能依靠社會(huì)力量，而多數(shù)產(chǎn)業(yè)化教育機(jī)構(gòu)尤其是自媒體缺乏權(quán)威性，信息傳播不規(guī)范甚至出現(xiàn)謬誤；即使開設(shè)有基礎(chǔ)科學(xué)專業(yè)的高校，科學(xué)教育仍舊更偏重知識(shí)傳授，對(duì)科學(xué)方法與能力、創(chuàng)新思維、科學(xué)家精神等素質(zhì)培養(yǎng)和塑造明顯不足。

天文學(xué)作為探索科學(xué)教育的重要試驗(yàn)場(chǎng)，備受社會(huì)和學(xué)校的關(guān)注，已有很多中小學(xué)校采購天文觀測(cè)設(shè)施、開發(fā)校本課程、組織天文活動(dòng)、參加天文奧賽，產(chǎn)業(yè)化教育機(jī)構(gòu)也推出各種觀星活動(dòng)、天文研學(xué)等，在天文科學(xué)普及上取得了一定的成績；20 多所大學(xué)成立天文專業(yè)，在天文科技創(chuàng)新人才、天文學(xué)科創(chuàng)新發(fā)展中發(fā)揮了重要的推動(dòng)作用。

但天文科學(xué)教育也同樣存在上述不足，而由于從業(yè)人數(shù)少和公眾缺乏了解，天文科學(xué)教育相對(duì)更為薄弱。例如，社會(huì)上對(duì)天文學(xué)的重要作用認(rèn)識(shí)不足，獵奇心態(tài)多、科學(xué)了解少，對(duì)天文學(xué)的出路存疑；多數(shù)開展天文教育的中小學(xué)一次性投入了觀測(cè)設(shè)施，但師資和配套課程不足，設(shè)施水平參差不齊，運(yùn)行通常無以為繼；學(xué)生所接觸的天文活動(dòng)多局限于科普講座、目視觀星、天文攝影、天文知識(shí)競賽等，無法體會(huì)科學(xué)探索的吸引力；科學(xué)家的參與多為單次講座等個(gè)人行為，天文科學(xué)教育多被產(chǎn)業(yè)化教育機(jī)構(gòu)和自媒體等越俎代庖，課程和教材混亂，甚至不少教材存在明顯謬誤；天文高等教育也多跟隨國際發(fā)展腳步，偏重知識(shí)傳授和短期成果，未從視野、能力、思維等各個(gè)方向?yàn)槲磥碇卮罂茖W(xué)突破積累人才。

總體來說，科學(xué)教育，尤其是天文教育，近年來獲得較大發(fā)展，但遠(yuǎn)未形成推動(dòng)學(xué)生鍛煉科學(xué)能力、塑造創(chuàng)新思維、提升核心素養(yǎng)的局面。

天文全程科學(xué)教育的核心要素

為了充分發(fā)揮天文學(xué)在科學(xué)教育中的作用，改變天文教育目前的散亂局面，更好地服務(wù)于創(chuàng)新人才培養(yǎng)，需要厘清誰來驅(qū)動(dòng)、如何分工、如何實(shí)施、如何保障等核心問題，并在此基礎(chǔ)上對(duì)天文科學(xué)教育進(jìn)行體系化的頂層設(shè)計(jì)。

誰來驅(qū)動(dòng) 科學(xué)家是科學(xué)問題的提出者和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的完成者，需要深度參與到科學(xué)教育中。只有這樣，才能夠確保科學(xué)教育的權(quán)威性和方向的正確性，確保學(xué)生形成正確的科學(xué)方法和創(chuàng)新思維，展現(xiàn)并傳遞科學(xué)家精神與風(fēng)范。相應(yīng)地，天文全程科學(xué)教育也應(yīng)該由居于科學(xué)前沿的專業(yè)研究機(jī)構(gòu)中的專業(yè)天文學(xué)家群體驅(qū)動(dòng)，天文學(xué)家將前沿科學(xué)研究內(nèi)容分解為可供青少年探索的科學(xué)課程和科創(chuàng)課題，青少年通過一步步的學(xué)習(xí)和探索加入到最前沿研究中，在滿足天文科學(xué)教育需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長，即需要深度的科教融合。

如何分工 專業(yè)天文學(xué)家群體主責(zé)主業(yè)是前沿研究，很難頻繁地親臨中小學(xué)、全國各高校講授科學(xué)課程，尤其是資源相對(duì)匱乏的非一線城市的偏遠(yuǎn)地區(qū)。此外，天文學(xué)知識(shí)日新月異，教育一線的科學(xué)指導(dǎo)教師、通識(shí)教育教師很難在短時(shí)間內(nèi)迅速掌握研究前沿，無法依靠自己產(chǎn)生持續(xù)更新的教學(xué)內(nèi)容。因此，必須搭建二者有效結(jié)合的橋梁，由專業(yè)天文學(xué)家提供權(quán)威的持續(xù)更新的課程、研究課題及指導(dǎo)等，并對(duì)本地教師進(jìn)行培訓(xùn)，由其負(fù)責(zé)本地實(shí)施。

如何實(shí)施 科學(xué)教育目標(biāo)是學(xué)生的成長，其過程應(yīng)注重以學(xué)生為中心：①讓學(xué)生自己動(dòng)手調(diào)查和解決問題，實(shí)實(shí)在在地體會(huì)探索的樂趣；②利用團(tuán)隊(duì)合作互評(píng)與教師點(diǎn)評(píng)相結(jié)合的教育方法，讓學(xué)生日3hCimKZlFVn6Ljm1umceSw==常感受能力提升和自我成長，形成自主學(xué)習(xí)和協(xié)作探索的習(xí)慣；③利用期刊、網(wǎng)絡(luò)、傳媒、科技競賽等多種形式進(jìn)行成果交流與展示，提升學(xué)生努力之后的成就感，通過“努力—成就—更努力—更大成就”的持續(xù)正反饋形成自發(fā)探索未知的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。

如何保障 天文課程、研究課題的本地教學(xué)和實(shí)踐需要硬件設(shè)施及軟件平臺(tái)的支撐保障。為保障更多學(xué)校順利進(jìn)行天文教育，需要權(quán)威性專業(yè)機(jī)構(gòu)提供硬件設(shè)施及軟件平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化方案、軟硬件運(yùn)行維護(hù)方案，以及支撐學(xué)生與科學(xué)家互動(dòng)交流的科教平臺(tái)。

總之，天文科學(xué)教育應(yīng)該充分利用天文學(xué)科特點(diǎn)，由職業(yè)天文學(xué)家群體提供權(quán)威性天文課程和天文課題及指導(dǎo)，由權(quán)威天文機(jī)構(gòu)提供標(biāo)準(zhǔn)化軟硬件平臺(tái)保障，與教育一線的科學(xué)指導(dǎo)教師、通識(shí)教育教師緊密協(xié)同，使用創(chuàng)新性的教育方法和手段，以學(xué)生為中心形成資源整合、多方共贏的體系，最終達(dá)到提升探索能力、塑造創(chuàng)新思維、形成內(nèi)在驅(qū)動(dòng)的終極目標(biāo)。

作為實(shí)施平臺(tái)的天文科學(xué)教育聯(lián)盟

天文全程科學(xué)教育的順利開展需要從頂層設(shè)計(jì)，并整合多方資源形成多方共贏的工作體系，因此需要成立全國天文科學(xué)教育聯(lián)盟。聯(lián)盟由全國專業(yè)天文研究院所、高等學(xué)校、科協(xié)、天文學(xué)會(huì)等權(quán)威機(jī)構(gòu)共同推動(dòng)，將整合科研機(jī)構(gòu)、高等學(xué)校、中小學(xué)各方資源，打通天文學(xué)家、科學(xué)教師、學(xué)生間的互動(dòng)交流渠道，圍繞學(xué)生打造全鏈條的科學(xué)教育體系。

權(quán)威性是天文科學(xué)教育聯(lián)盟的核心特征和生命線 區(qū)別于產(chǎn)業(yè)化教育機(jī)構(gòu)和民間組織，天文科學(xué)教育聯(lián)盟由國家級(jí)專業(yè)研究機(jī)構(gòu)和專業(yè)天文學(xué)家群體驅(qū)動(dòng)，以確?？茖W(xué)內(nèi)容、前沿課題、設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)威性和支撐保障的可持續(xù)性，從而權(quán)威性、持續(xù)性地推進(jìn)天文科學(xué)教育。

天文科學(xué)教育聯(lián)盟將體系性提供專業(yè)科教資源和支撐保障 聯(lián)盟集合了天文學(xué)家、科學(xué)設(shè)施、觀測(cè)運(yùn)行、教師培訓(xùn)、成果展示等專業(yè)資源，并建立協(xié)同工作機(jī)制，為任何致力于天文科學(xué)教育的科學(xué)教師提供全面的科學(xué)培訓(xùn)和教學(xué)支撐，為天文興趣課堂、天文興趣小組等提供科學(xué)知識(shí)、探索課題、研究平臺(tái)和展示舞臺(tái)。

天文科學(xué)教育聯(lián)盟將持續(xù)性、體系性開展面向全國中小學(xué)的天文科學(xué)教育 利用天文課程將天文學(xué)的種子播種在青少年心中，利用天文活動(dòng)激發(fā)青少年探索宇宙的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和探索精神。天文科學(xué)教育聯(lián)盟將全鏈條建設(shè)科學(xué)教育體系思路，打通科學(xué)教育的各要素，聯(lián)動(dòng)各地區(qū)間的科教資源，有助于解決傳統(tǒng)教育中資源不均的問題，把優(yōu)質(zhì)科學(xué)教育資源送到偏遠(yuǎn)地區(qū)的每一個(gè)學(xué)校，助力鄉(xiāng)村振興。

天文科學(xué)教育聯(lián)盟將系統(tǒng)推動(dòng)實(shí)現(xiàn)天文學(xué)人才、科學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式 打破傳統(tǒng)高等教育中知識(shí)傳授型教學(xué)，以學(xué)生為中心，通過科學(xué)驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生在全鏈條的科學(xué)研究中實(shí)踐，提升探索能力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維、增強(qiáng)內(nèi)在驅(qū)動(dòng)，不僅為天文學(xué)夯實(shí)未來發(fā)展的社會(huì)基礎(chǔ)和選拔未來領(lǐng)軍人才，還將為科教興國培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維的未來科技人才。

世界正處于百年未有之大變局，大國之間圍繞科技和科技人才的競爭愈發(fā)激烈，我國正處于民族復(fù)興的關(guān)鍵時(shí)間窗口，科學(xué)研究和科學(xué)教育是科教興國、人才強(qiáng)國的關(guān)鍵。天文科學(xué)教育的設(shè)想很好地連接了天文前沿科學(xué)研究、高等教育和基礎(chǔ)教育，是作為專業(yè)天文研究機(jī)構(gòu)、高校、中小學(xué)校的主責(zé)主業(yè)，其落地實(shí)施將為探索科學(xué)教育提供絕佳的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，也有助于天文科學(xué)研究進(jìn)步和科技人才培養(yǎng)。天文科學(xué)教育也將能夠與更廣泛的科學(xué)教育一起，為實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略和全面建成小康社會(huì)奠定群眾基礎(chǔ)和社會(huì)基礎(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)和中華民族偉大復(fù)興的中國夢(mèng)奠定人才基礎(chǔ)。