國之重器：“中國天眼”看世界

本期導師：梁捷舜

研學導師、研學課程設計師，六年研學旅行課程研發與執行經驗；《廣東省中小學研學旅行教材》編撰導師之一；服務20+中小學研學旅行，共計5萬+學生。

一、課程背景

貴州，喀斯特的王國，這里有最全面的喀斯特地貌形態：發育于地表的石芽、漏斗落水洞與發育于地下的溶洞、暗河等縱橫疊置，形成了一個極富地域特色的自然“巖溶博物館”。獨具特色的喀斯特地貌也為“國家重器——中國天眼”的落成提供了必要的條件。

“中國天眼”（簡稱FAST）坐落于貴州省平塘縣克度鎮，是世界上口徑最大的球面射電望遠鏡。FAST“睜眼”后，人類可以窺探到遙遠星系、尋覓另一個地球、探索潛在智慧生命，開展地外文明的探索等，這對人類的薪火相傳具有重要的意義。

本次研學課程將帶著學生去探秘“天眼”，探索宇宙奧秘，跟天文學家一起追尋遙遠、神秘的浩瀚蒼穹，窺探星際之間互動的信息，了解更多宇宙起源之謎，思考宇宙、生命、人類的話題。

二、研學主體

廣州中學40名學生

三、課程特色

① 專家講座|“天眼”知識大科普

從整體的“天眼”問世歷史、“天眼”工作原理、天文推理知識入手，細致到中性氫、星際分子、脈沖星、電磁波、平拋面等化學、物理學科的跨學科知識，讓學生感受到知識之廣闊，科學之深度。

② 天文地理|古往今來：聆聽宇宙的聲音 探尋天文發展史

“天地日月未具，狀如雞子，混沌玄黃”，就是對地球的結構的大概描述。早在新石器時期，中國就開始有了對天文的探索，但只局限于天象觀察、儀器制作和編訂歷法三個方面。

平塘國際天文體驗館集文化科普、宇宙探秘于一體。在這里，通過館內聲、光、電等特效技術配合下，學生親身經歷一場宇宙星空體驗之旅，了解有趣的天文知識。

在古代中國，天文學的一個最重要的任務就是測量時間，從確定年的長短以及四季的變化，到制定歷法。二十四節氣就是我們的祖先經過很長一段時間，總結出對自然環境變化的細微認識，匯集成了古老的節氣規律。

學生們在館內追尋古人的步伐，從古老的宇宙觀到近現代宇宙觀的發展，從中國的二十四節氣到如今精準的時間計算方法，從簡陋的天文望遠鏡到如今射電望遠鏡在黑洞、引力波、脈沖星等前沿科學研究的成果，讓學生看到天文事業一步步的發展，感悟天文探索的延續與傳承，也是求知精神、人類文明的傳承。

③ 大國重器|實地勘察揭面紗

為何在300多個洼地中選址偏僻的大窩凼？“中國天眼”究竟有什么樣的工作原理？學生走進“天眼”靜默區，登峻嶺爬上天眼觀光臺，一睹“天眼”的“盛世美顏”，揭開“天眼”的神秘面紗。

大窩凼附近５公里半徑之內沒有一個鄉鎮，其地貌最接近“天眼”的造型；而這里的喀斯特地質也可以讓雨水向地下滲透，不會對“天眼”造成重大傷害。所以，它就這樣嵌在這獨一無二的喀斯特山地中，氣勢宏偉，巋然不動。

在導師的講解下，學生了解到“天眼”是由反射信號的拋物面和接收信號的饋源兩大部分組成，利用拋物面的反射聚焦，把信號聚攏到一個點上，再將信號匯聚到饋源艙。導師講解及實地考察讓學生對復雜的工作原理有了更直觀的認識。

④ 研學成果|思維導圖展學匯報

各小組席地而坐，圍繞成圈，一起回顧研學知識，協力商討，集眾人智慧將研學旅行中所學的知識進行歸類和總結。學生們從數學、物理、化學等學科角度為大家一一剖析“天眼”項目，有效地培養學生的發散性思維與系統性思維。

四、大咖會客廳

1.您認為科技類研學給學生帶來怎樣的影響與意義？

科技類研學的著重點在于讓學生通過實地考察、身臨其境去了解、去見證科技發展的現狀，去看真實的前沿科技。學生們可能從動漫、電視、電影的觀看中對“前沿科技”有一定的認知，但這些認知中有比較大的部分屬于人類的“想象”和“期望”，不一定符合實際，同時也有一定的局限性。科技研學可以幫助學生回歸現實，觸及更多科學知識，拓展認知的邊界。

有別于影視作品中的“酷炫”，真實的前沿科技能夠給學生帶來的是更厚重、更浩瀚、更震撼的感受。就比如“中國天眼”，這么一口“大鍋”呈現在眼前，能夠給學生很強的沖擊力。

人類需要有想象力，但也需要腳踏實地。例如，研學中我們會鼓勵學生在了解“中國天眼”的功能、用途之后，去延伸思考：我們是否真的能靠它找到地外生命？如果真的存在地外生命，我們將會探測到關于它們什么樣的信號？去了解科技的真實發展現狀，是對科研人員們的肯定與支持，也能夠激發學生的民族自豪感與國家認同感，助力正確價值觀的養成。

2.您帶領過的科技研學課程有哪些類型？這個課程與其他類型有什么不同？

我帶領過的科技研學課程類型還有航空航天類、生命科學類、人工智能類等等。“天眼”看世界這個課程更加著重于科技與當地人文歷史的融合。貴州獨特的地形地貌造就了貴州極具特色的地方文化，也給當地的經濟發展造成了制約。但同時也是貴州獨特的地形地貌，使得“天眼”項目落戶貴州。“中國天眼”的建造，又在推動著當地經濟的發展。所以我們當時在設計的時候考慮到以上的因素，就做成了一個比較綜合的課程，既要帶領學生去了解我國最前沿的科技，又要帶學生去領略貴州獨特的人文景觀，感悟勞動人民的智慧，這樣更能夠幫助培養學生的全局觀。其他的課程可能更多地會聚焦于某項科技本身。

3.您認為科技與歷史在研學課程設計中可以如何做結合？

首先，科學技術的發展是組成人類歷史很重要的一部分，社會民生與科技發展是密切相關的。大家可以去看看李約瑟先生的《中國科學技術史》、粱衡的《數理化通俗演義》、方世華的《世界科技史速讀》等等跟科技史有關的書籍，就會真切地感受到，各種重大的發現、創新發明，在人類文明進程中綻放著耀眼的光芒。

在研學課程的設計中，我們會比較關注某項具體科技的發展歷程、人們生活的哪些方面因為該項科技變得更加便利、該項科技的發展給社會層面帶來了哪些積極影響等等。比如，在本課程中會介紹到我國天文科學的發展史、“天眼”的選址，從選址上延伸介紹貴州的喀斯特地貌，結合喀斯特地貌去分析貴州獨特的人文歷史，引導學生對比“天眼”建成前后當地人們的生活，從而看到國之重器除了探秘深空之外其他方面的價值。

同時，我們也會盡可能地去安排一些與之相關的科學實驗、游戲、模型搭建等活動，讓學生感到新奇，在好玩的體驗中主動獲取知識。比如在平塘國際天文體驗館，我們會讓學生動手把太陽系行星模型擺到對應的位置，帶上耳機聆聽脈沖星信號，感受來自宇宙的聲音等等。

4.您認為科技類研學課程設計或課程執行上，最大的難度或挑戰在哪里？

科技類研學課程，在設計和執行上最大的難點在于平衡課程的深度和學生的接受度。比如說，在“天眼看世界”這個課程中，我們邀請了天文專家給學生們做天文主題的講座，從天文發展史到“天眼”的運作，再到探秘宇宙的起源。但專家想傳達的很有深度、很豐富的內容，初中的學生未必能夠理解和接受，這之間會有一道鴻溝。做好專家與學生之間的橋梁，是我們研學導師需要去做的事情。

同時，學生的注意力是否集中、興趣點是否被抓住、課程體驗感是否良好，這些也是我們作為研學導師需要關注和考慮的。