《星际探索》天文学项目式课程开发介绍

一、政策解读

 教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》新时代中小学科学教育 五大工作重点及要点解析

重在实践，激发兴趣。以学生为本，因材施教，推进基于探究实践的科学教育，激发中小学生好奇心、想象力和探求欲，培养学生科学兴趣，引导学生广泛参与探究实践，做到学思结合、寓教于乐，自觉获取科学知识、培养科学精神、提升科学素质、增强科技自信自立、厚植家国情怀，努力在孩子心中种下科学的种子，引导孩子编织当科学家的梦想。

纳入课后服务项目，吸引学生主动参与。各地要将科学教育作为课后服务最基本的、必备的项目，开展科普讲座、科学实验、科技创作、创客活动、观测研究等，不断提升课后服务的吸引力。加强对学生科技社团和兴趣小组指导，引导支持有兴趣的学生长期、深入、系统地开展科学探究与实验。健全第三方机构进校园机制，统筹利用社会优质科学教育资源。

二、研发背景

“世界上有两件东西能震撼心灵。一件我们内心崇高的道德标准；另一件是我们头顶的灿烂星空。”——康德

天文学作为最古老的学科之一，距今已有几千年的历史了，天文学的每一次重大突破，都对整个基础学科，乃至人类文明的进程带来巨大的震撼。人类的科学史，可以说是起源于天文史的：哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦、霍金…看，这么多著名的人物，都与天文学息息相关！

天文学，就是一门非常典型的综合性学科。孩子能从中收获物理、化学、数学、工程学等各种学科的丰富知识，无形中培养孩子的科学思维和素养，实现跨学科学习，为孩子的理科学习打下坚实的基础！天文知识，能够帮助孩子了解世界运作的深层次规律，拓宽眼界，提升认知的深度和广度，有效地帮助孩子在未来实现真正的“认知升级”。

天文学作为自然科学六大基础学科之一，但是目前在国内现有的小学课程体系中并无开设天文学的课程，也是在“天、地、生、数、理、化”中唯一缺少的自然科学课程，尽管有部分天文学知识穿插于在地理、数学、科学等学科中，但由于种种原因，学生只能接触到天文学的皮毛。

我们向来认为，培养学生的科学观念尤为重要，基于此，我们立足常州市天文学会，凭借自身基地优势和产业特色，以六大自然基础科学为主导、科普课程为分支，坚持以提高青少年学生综合素质为根本宗旨，从2018年开始就积极开展中小学生各类综合实践活动，广泛服务于常州市中小学，是凝炼常州地方特色，拓展学生视野，集科普视野、科技探索和社会实践于一体的重要科学载体。

为激发下一代对天文学的热情，促进中小学生的全面发展，我们特此开发了《星际探索》课程。

 三、课程内容

古人曰：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇”。在广袤的宇宙中，存在着形态各异、大小不一的各类天体。开展天文科学课程可以使学生们沉浸在观察宇宙中美丽天体与天文景观、潜心研究天文科学的氛围。

6-12岁常常被誉为“天文敏感期”，根据学生的年龄不同，我们依次设计了小学低年龄段（1-2年级）、中年龄段（3-4年级）、高年龄段（5-6年级）课程。

天文课程的进阶（基础-理论-实操-探究）

我们陆续创建了包含一阶基础性课程、二阶实践性课程、三阶创新性课程、四阶探究合作课程的“四阶”中小学天文课程体系。培养天文文化素养和天文实践能力。

以“四性”为“四阶”课程实施原则。即课程研发的“开放性” 、课程实施的“实践性”、课程评价的“过程性”、课程资源的“多元性”。

1. 天文学基础

帮助学生了解天体的基本情况，比如太阳系的结构，银河系结构，日地月三体相互关系，让我们放眼地球之外的星体，了解宇宙等。了解我们身边的天文学。

2. 天文学习理论

了解天体运动背后天文的测量方法和方式，了解基本物理量，熟悉和了解天体运动的规律，通过观测时间、空间、角度变化，找到天文与数学、物理、化学等各学科背后的联系。

3.工具和实验方法

熟悉和掌握天文望远镜、天球仪、天文影像仪器、天文摄影等工具的使用，了解现代的天体测量及物理知识，通过实验演示，学会做天文实践观测记录或报告，写关于天文的文章。

4.探究性学习和创新能力培养

主要通过“学生主体化、教师互助化、课程系统化、活动常规化”策略，提倡探究性学习，提高了课程的丰富性和创新性。为学生进入高一级学校提供知识储备和实践基础。

低阶版课程展示：

中阶版课程展示：

高阶版课程展示：

四、教学目标

一、纵观宇宙，益智明心

天文学作为一门自然科学，涉及到物理学、数学、地球科学等多个学科的知识。通过学习天文学，可以培养人们的科学素养，提高对科学问题的理解和分析能力。这对于人才的综合素质和终身学习能力的培养具有重要意义。

天文观测需要学生具有一定的动手能力，对观测中出现的问题勤于思考，用所学知识解决，这一过程中可以培养学生的创新素养。对树立一个人正确的宇宙观、世界观、人生观的形成有着重要的意义。

二、仰望星空，脚踏实地

天文课程不仅普及天文知识，更注重提升学生的学习能力，从而促进学生数学、物理、地理、英语、语文、科学、历史等学科的学习。

天文知识的习得和观测技能的提高不仅在于老师的指导，更在于同伴之间的合作学习。天文学研究常常需要多学科、多机构的合作，通过参与天文学的研究和项目，可以培养人们的团队合作和交流能力。在天文学研究中，人们需要与天文学家、工程师和科学家等合作，共同解决科学问题和实现研究目标，培养了人们的团队合作和交流能力。

带领学生走出教室、走向户外，开展天文观测活动。

天文学是一门前沿和交叉学科，通过学习和研究天文学，可以培养人们的科学研究和创新能力。天文学的研究需要观测、实验、模拟和理论等多种手段，培养了人们的观察力、实验技能和理论思维能力，为人才的科学研究和创新能力的培养提供了平台和机会。

三、茫茫星海，才露尖角

在天文观测活动中，开阔学生视野，锻炼动手能力，促进各门学科的学习，提升了科学素养。通过天文观测知天地宽广，学会淡泊名利、豁达人生。甚至有些同学通过天文学习，立志以后从事天文研究，为国家科学科技事业的发展作贡献。

天文学作为一门古老而神秘的科学，具有广泛的科普价值。通过学习和了解天文学，人们可以培养科普和教育能力，将天文学的知识传播给身边同学和更多人。这对于科普普及和科学教育的发展具有重要意义，有助于提高公众的科学素养和科学教育的质量。

 五、课程特色

一分钟了解课程特色

发现自己 成为自己

好奇探索 创新思维

科学艺术 工程技术

太空发现 宇宙遨游

课程根据国家相关政策、纲要和课程指南，结合学校、家长、学生实际需要和地方特色，制定相应实施计划。

课程类型:分别有星空教室、星空观影课、天文体验课、天文观测课四大类型。

授课方式:分为室内教学和户外观测两部分。课程以专题形式出现，每一专题主要包括两大部分:天文知识教学和教学式互动。融知识性、趣味性、实践性于一体。打破传统的知识“灌输式”，注重学生的参与实践和多元化形式活动。

独特的课程体验:在执行课程目标的过程中对本节课需要掌握的课程目标进行实际探索，营造全方位的教学沉浸体系，让学生在未知中努力探索，已知中重新发现，在实践中学习，在学习中感悟，在体验中成长。

六、特色场景

唤醒对天文学的热爱，想象力比知识更重要

我们适当把课堂主导权转交给孩子，有利于主动思考、巩固所学；不约束孩子的想象力，更有利于在遇到困难时积极寻找方法，而不是墨守陈规。

通过教学内容的设计和教师的指导，向学生介绍天文学的基本知识和概念。通过观察天体、模拟实验等方式，让学生亲身体验和感受天文学的魅力。

蕴含多门学科知识

天文学是一门交叉学科，在学习的过程中有很多涉及到数学、物理、化学、地理、历史等学科的知识点。所以，我们在课程开发的时候，特别注重学科内容的并重，希望能够让学生理解基础学科的意义，找到学习的动力。

适当进行科艺融合

天文学是一种既拥有科技含量，又富含艺术感的学科。孩子们在学校里学习很多理论知识，但科艺结合更能够丰富一个人的精神世界，所以我们决定适当增加对学生美育方面的培养，尤其是通过令人兴奋的活动——星空摄影。

具备一定审美素养的教师，往往能更好地带领学生一同走进一个有色彩、有温度的世界，看到教育的美好、看到生活的美好，获得精神上的愉悦，真正实现通过教育“塑造灵魂、塑造生命、塑造人”！

增加特色讲座

天文课属于科技课程之一，本身就特别依赖学生与教师的关系纽带，为学生构建理想的学习场景与坚实的信赖感。经过讨论，我们认为举办天文特色讲座是一个非常好的载体。

举办天文讲座和展览，邀请专家学者和天文爱好者分享知识和经验。可以通过讲座和展览的形式，让公众了解天文学的最新进展和研究成果，培养人们对天文学的兴趣和好奇心。

增加观星实践

学习天文没有户外观星实践，就如同厨师只看菜谱而不去掌勺——始终都是纸上谈兵。所以我们决定在新的课程结构中，适当减少理论课时，增加一到两次户外观星实践，利用学校、公园、草地等场地，为大家提供便捷的观星体验，甚至是星空摄影实践。

组织天文观测活动，得以让在校社团课学生有机会观察天体现象，如日食、月食、流星雨、彗星等。可以借助天文台、天文俱乐部等设施，提供专业的观测设备和指导，让人们亲眼目睹宇宙的奇妙。

增加天文研学科考

举办天文营地和实践活动，让学生和公众亲身参与天文观测、实验和研究。通过实践和亲身体验，加深对天文学的理解和认识，培养科学精神和探索能力。开展学校天文科普活动，如天文夜，天文竞赛等，以吸引更多的同学参与。可以利用多媒体技术、互动展示等手段，生动有趣地向大众传播天文知识，提高公众对天文学的认知和兴趣。

课程依托常州市天文学会的基地，中国规模最大的民营远程天文台——丽江双子天文台，开展天文科普的培训与教育；结合重大天文事件，宣传天文知识，促进科技人才的成长和提高；进行天文学及与天文学相关学科的学术研讨，发展同国内外天文单位的学术交流和友好往来。合作的院校包括：中科院国家天文台，中科院云南天文台，中科院空天信息研究院、中国气象卫星中心，中国航天北京遥感研究所，中船重工，长春光机所，西安光机所，北京天文馆，西华师范大学天文系，澳门科技馆，香港天文学会，浙江省天文学会，宁波市天文学会，台州市天文学会，杭州高级中学，宁波市同济中学，北京中关村二小，北京上地中学等。

天文教室建设

中小学开设天文社团， 根据各个学校自身条件的差 异，所建设天文社团也需要 因地制宜。而借鉴其他已经 成型的社团所积累下来的经验教训，则必然为天文社团 的建设开展带来非常有有益的帮助。

建立天文爱好者社群，提供交流、分享和学习的平台。可以通过互联网、社交媒体等渠道，分享天文观测经验、观测数据和研究成果，鼓励同学们促进科学知识的传播和共享。

数字化天文投影

数字天象仪投影系统表现星空，可以覆盖现在所有天象系统的功能，可演示世界各地观测地的实时天文运动，春分和秋分随时间的天文运动，还能够展现行星等近地天体的运行，模拟日食、月食，展现彗星和行星的运行，显示黄道、天赤道、天顶、赤道和方位角网格等用一个设备显示整个天球 演示超过一百多个太空深处的天体目标的图像演示一次一个或同时多个星座的轮廓线、名称和艺术画演示不同文化下的星座。

天文影片

星河探索公益计划

这是一个由天文爱好者联合发起组织，面向所有天文爱好者，以促进天文科普发展的公益项目。由志愿者为项目提供天文观测拍摄设备的使用权，截止目前已有五套不同口径不同用途的远程天文观测拍摄设备，可以进行太阳系天体观测拍摄、深空天体观测拍摄和天文科学观测等活动。

项目首期以中学生群体为试点开展计划。

《星际探索》小学天文项目课程教学进校园——致家长的一封信

尊敬的家长：

您好！

根据教育部《教育信息化2.0行动计划》以及省教育厅《关于做好中小学生课后服务工作的指导意见》文件精神，为进一步培养小学生的综合素养，激发每一个学生的潜能，提升自主创新精神，增强学生手、脑相结合的综合实践能力。积极探索STEM跨学科系统化教育新理念，我们为了激发下一代对天文学的学习热情而开设了《星际探索》课程，通过了解宇宙，使同学们胸怀广阔，目光远大，放眼宇宙，面向未来。

课程内容以专题形式出现，每一专题主要包括两大部分：天文知识教学和教学式互动。融知识性、趣味性、实践性于一体。打破传统的知识“灌输式”，注重学生的参与实践和多元化形式活动。

本学期我们的计划如下：

1、课程安排：自2023年9月新学期开始每周一次，每次一个课时，共30课时。

2、师资：由常州市天文学会提供教学经验丰富的教学老师。

3、说明：学期课程由学生自由选报，课程和老师均为免费，另有教学教具配套材料需要统一采购。

4、教学所使用课程均使用国家天文台、阿里云、微软亚洲研究院联合出品的《小学天文教学》课程体系。

5、注：是否选报课程学习由家长自愿决定，另有配套教材《宇宙魔方》一套，学年费用为980元，所涉材费与学校无关，和其他无关。

6、场地安排：授课地点为学校教室和室外操场等。