小學科學課程天文內容教學淺談

樓曙光

有計劃地開展對學生進行天文知識、天文觀測研究方法以及天文科學精神的教育，是科學教育中的重要內容，但目前由于多方面條件的限制，許多學校和科學教師對天文教學不夠重視，天文知識的普及和天文觀測活動都沒有很好得到開展。本文通過作者的教學實踐，探索并提出了小學科學課程天文內容教學的有效方法與途徑。

地球與宇宙領域是小學科學教學的重要內容，也是教學的難點，尤其是天文學中關于星空的教學內容。雖然這部分內容為學生撩起了星空的神秘面紗，點燃了小學生的求知欲，但終究是因為小學生的空間想象的發展水平有限，浩瀚的宇宙使孩子的空間想象無法達到的范疇，所以學生難以真正了解星空。許多科學老師為此進行了努力。但因為教學時間、地點、經費和個人研究水平的限制，難以真正落實該領域的教學。目前，天文學還不是中小學的必修課，但許多學校已經把它作為選修課講授，開展了許多天文科普活動，已經有一部分學生參與其中，但大部分學生對星空知之甚少。怎樣才能較好地完成這個教學任務，引領孩子遙望星空呢？

一、保證課堂教學的效果

在小學教科版科學教材中，關于星空的教學內容主要有五年級下冊的《地球的運動》和六年級下冊的《宇宙》兩個單元，內容雖不多，但組成了小學天文啟蒙教育的重要內容。科學教師要充分發揮課堂教學主陣地的作用，認真上好科學課，落實地球與宇宙的具體內容標準。

以下是小學科學課程標準中地球與宇宙領域對天文教學內容的表述（見表1、表2）。

二、充分發揮工具和虛擬軟件的作用

認識四季的代表星座是教學中難點，但是如果很好地完成教學任務，對學生以后的天文學習和觀測將產生重要的影響，教師要指導學生利用工具、虛擬軟件來學習和觀測。

1.活動星圖

活動星圖又可以稱為旋轉星圖，它是由一個可轉動的星盤底座與一個帶橢圓開口與時間刻度的圓盤組成，它能顯示不同日子和時間實際所見的星空，部分觀星者用來計劃一晚觀測的程序。

不同地理緯度的觀測者使用的旋轉星圖也不同。旋轉星圖一般較便宜，且可顯示出不少的星座，又方便攜帶，所以適合剛入門的觀星者使用。活動星圖比較適合天文的入門者使用，主要是教天文初學者辨認星座的。

要將活動星圖的方位與實際的星星位置對應，最簡單的方法是將他高舉在頭上，并正確對應出東西的方向，有經驗的使用者則只需平舉在胸前，將活動星圖上的方向與所面對的方向對正即可。

2.全天星圖和星空傘

全天星圖，就是把全天所有的星及深空天體等，按照一定的規律繪制在紙上，稱為全天星圖。 相對旋轉星圖，整張全天星圖比較折中，既適合一般天文愛好者，也適合天文發燒友，特點是全天所有星座及深空天體繪制在一張圖上，類似地圖大小，“全天”的整體感較強，星等達到6等及以上，深空天體也較多，可以觀星參考，也可以了解學習使用，不足是戶外觀星攜帶不太方便。

為了便于攜帶，人們發明了星空傘——將全天星圖繪制于傘面上。這是學生學習認識星座的一個很好的選擇。

3.虛擬天文館（Stellarium）軟件

Stellarium 是一款免費開源的GPL軟件，它使用openGL技術對星空進行實時渲染。軟件可以真實地表現通過肉眼、雙筒望遠鏡和小型天文望遠鏡所看到的天空。Stellarium還被應用于天象館中。不同編譯版本的 Stellarium 可以在不同的操作系統下運行，目前支持的操作系統包括：Linux/Unix、Windows 和 MacOS X。

Stellarium可以根據觀測者所處的時間和地點，計算天空中太陽、月球、行星和恒星的位置，并將其顯示出來。它還可以繪制星座、虛擬天文現象（如流星雨、日食和月食等）。

Stellarium 可以用作學習夜空知識的教具，還可以作為天文愛好者星空觀測的輔助工具，或者僅僅是滿足一下好奇心。由于其高質量的畫質，一些天象館將 Stellarium 用在了實際的天象放映中。有些天文愛好者還使用 Stellarium 繪制他們文章中用到的星圖。

4.谷歌星空等手機軟件

手機上使用的星空軟件比較多，有谷歌星空（Google Sky Map）、星空星座知識（The Night Sky）、移動天文臺（Mobile Observatory Pro）、星空（Starmap）等。相比之下，安卓系統的谷歌星空使用方便快捷。

谷歌星空是谷歌推出的一款星空觀測應用軟件。它如同一個微型的天文望遠鏡，帶您仰望星空，探尋宇宙的奧妙。谷歌星空可查看各種天體，包括星體、星座、星系、行星和月球，允許用戶自由設定顯示哪些天體。

谷歌星空完全依賴手機內建的全球衛星定位系統（GPS）及加速器，精確地利用您的所在位置，包括你所面對的方向、手機傾向何方等等，就可向您顯示當前所在位置的星空圖，而且星空圖會隨您而動。所以當用戶用手機分別對著頭頂和腳底的時候，就可以看到天頂和天底。面對滿天的星星，用戶要想找到自己想找的星星好比大海撈針。不過可以點擊菜單鍵，選擇搜索，在搜索框中輸入關鍵字如“大熊座”，谷歌星空會在屏幕上顯示一個圓圈狀的箭頭指示星座方位，用戶只需調整手持手機的方向和角度，就可以輕松找到想要找的星座了，而且此時手機所指向的方位就是真實的星座在天空中所在的位置。

三、開展天文觀測活動

天文觀測是小學生天文學習中最振奮人心的環節，深受學生的喜愛。在小學中開展天文觀測科普活動有效地配合了科學課的教學活動，是教學的拓展。

1.成立天文社團

在校園開展天文科普的目的，一是普及，二是提高，所以活動的組織宜采用“金字塔”型結構。最底層是天文愛好者，它由全校所有對天文感興趣的師生組成，中間層是在眾多愛好者中，對天文特別感興趣，并能堅持參加各項天文活動的師生，頂層是天文骨干和核心，它是由具有天文科技知識，有責任心的老師和一些在艱難觀測中能堅持、能吃苦，并且在活動前能充分作好各項準備的學生組成。對這一部分師生，建議成立天文社或天文興趣小組等社團。

開展天文觀測的初始階段，在全校層面開展天文觀測活動不太現實，所以天文觀測要先在人數不多的天文社團開展。

2.軟硬件準備

天文社團要有自己的活動場所，主要用來講授天文基礎知識、播放科普視頻、課件，要配置天文望遠鏡等觀測儀器，還要訂閱或購買天文科普讀物。為了發揮輻射作用，還可以在學校網站開辟天文觀測活動專欄。學校要為社團確定業務水平較高的指導師，條件許可的話還可以聘請校外輔導員。

3.確定觀測內容

觀測活動的初期，應該選擇難度較低、效果較好的觀測內容，比如月球。由于月球的視面大，表面清晰可辨，可觀測的項目多，而且要通過認真的觀測，比較容易獲得觀測的成果，因此，月球觀測是開始進行天文觀測的首選。學生有了一定的觀測經驗和能力以后，可以循序漸進選擇有一定難度的觀測內容，如星座辨識、太陽黑子的觀測等等。

4.遵守安全第一的原則

天文觀測活動因其特殊性，大部分要晚上進行觀測或有些觀測可能存在的傷害。所以在老師組織學生活動時首先要考慮安全，沒有安全保障寧可放棄觀測。這里的不安全因素有來自觀測環境和觀測對象，就觀測環境而言，社會治安情況，通往觀測地及觀測地的環境情況等。就觀測對象而言，還要充分考慮來自觀測對象對觀測者的傷害，如觀測太陽時可能傷害到人眼等。

5.交流與拓展

觀測活動結束后，要給學生交流的機會，可以讓他們交流觀測的技巧，也可以分享成功的喜悅。通過交流積累經驗，激發他們繼續觀測的欲望，延伸拓展新的觀測內容。

【作者單位：義烏市稠城第一小學 浙江】