王 菁,郭 霞,李 鵬
(北京天文館,北京 100044)
天文學作為自然科學的基礎學科,在促進人類文明發展方面起著不可替代的重要作用。許多事實表明,天文學是既涉及基礎理論的研究,又涉及技術應用的科學,它的持續發展反映了人類對科學的探求、對宇宙的探索和開發是永無止境的。天文學的進步也為天文館的科學普及事業注入了無限的生命力[1]。
天文科普教育的途徑是多種多樣的,但不可避免會涉及到相對抽象的空間概念和較為繁雜的數字公式,常令公眾和初學者望而卻步。天文館的誕生,為形象化地開展天文科普教學開辟了全新模式。天象儀作為天文館起源的關鍵,是天文館的核心設備。1923年,第一臺天象儀與球幕的設計制造在耶拿蔡司公司初步完成,1925 年,世界上第一座天文館在德國慕尼黑的德意志博物館正式向公眾開放[2]。中國的第一座天文館——北京天文館也于1957 年正式落成開放,天象廳球幕直徑23 m,安裝蔡司Ⅲ型天象儀,在中國天文科普中起到舉足輕重的作用。
隨著科學技術的不斷進步和航空航天事業的飛速發展,人類對地球及所處宇宙環境的探索和關注達到空前高度,天文館基于其直觀、立體的演示效果和可互動、可操控性強等基礎功能與特性,成為普及天文科學知識、促進公眾理解科學的重要科學文化設施,更是成為開展公眾社會教育和學生校外教育的重要場所。目前,世界各地已經建成3 500 余座天文館。作為天文科普教育的頭部陣地,天文館在公眾理解科學和開展天文科普教育方面仍然存在巨大潛力,既需滿足公眾日益增長的天文科學知識需求,還需兼顧天文觀測與科學研究工作,科普與科研相輔相成,共同促進天文館及相關行業的高質量發展[3]。
自1957 年北京天文館開放落成以來,中國天文館事業逐漸起步,各地天文館如雨后春筍相繼落成,遍布科技館、學校、少年宮等。隨著天文、物理、空間、環境等多學科的快速發展,人類對宇宙探索進程逐步加速,對天文館的發展建設提出了更高的要求[4]。本研究整體梳理近10 年中國天文館的發展建設情況,對國內外天文館同行,有意投身天文科普事業的各類社會團體、企業與教育機構的交流合作、發展建設均可起到促進作用。通過問卷發放、深入訪談等方法,對各地天文館、科技館、青少年宮、學校、中國自然科學博物館協會天文館專業委員會、設備廠商等相關機構開展廣泛調研,內容涵蓋歸屬機構性質、建設時間、天象廳大小、天象儀設備廠商等基礎信息,并對部分天文館的專業人才、科普活動、展覽節目等進行深入調研,基本體現國內天文館行業發展建設的整體情況。
天文館體系初具規模,但區域分布仍不均衡。調查顯示,截至2022 年底中國已建立并投入使用的天文館達426 座,各省均已覆蓋,其中90 余座天文館為2013年以來新建(含升級改造),近10 年增長率可達30%。天文館分布概覽如圖1 所示,具體分析如下:①在經濟較為發達的東部、沿海省市共計建有天文館237 座,占比56%,建設數量和規模遠高于中部、西部省市,特別是上海天文館的落成開放,極大豐富了長三角地區的天文科普教育資源;②經濟欠發達的中部、西部地區天文館共計189 座,共占比44%,天文館建設數量較10 年前有明顯增長,如在西藏落成的藏域星球天文體驗館,南寧、合肥等城市正在籌備的大型天文館新建或升級改造項目,都將進一步充實中西部地區的天文科普基礎設施建設,有效帶動周邊省市天文館的發展及天文科普教育熱潮;③國產天象儀設備廠商所在的省市,天文館建設密度明顯高于其他省市,如四川、江蘇。由此可見,中國天文館的建設規模總體呈持續上漲態勢,天文館建設已基本輻射至全國各地,但地域差異顯著,區域分布還需均衡,中部、西部省市仍具備較大發展潛力。

圖1 天文館分布概覽
多地開展天文館籌建,天文科普基礎設施逐漸完善。現階段中國天象廳直徑大于20 m 的大型天文館和直徑15~20 m的中大型天文館多分布于獨立運營的專業天文館和綜合性科技館,雖然目前占比不到20%,但天津、江蘇、安徽等多地大型天文館的規劃籌建已步入正軌,預計未來專業大型天文館的科學布局及科普輻射面將達到新的高度。天象廳直徑小于15 m 的中小型天文館多集中在學校、青少年宮、企業、協會等機構,且依托學校而建的天文館占比高達60%,這其中52%的天文館分布在各個中小學校,8%分布在大學及相關科研院所。其余則分布于青少年宮、天文臺、企業及其他相關機構。
數據顯示,非獨立運營的天文館,其從屬機構的性質愈發多樣化,充分反映出中國天文教育基礎環境得到了極大改善,如圖2 所示。

圖2 天文館從屬機構性質
國產品牌天象儀有較高市場占有率,但技術與服務仍需精進。經統計,隨著國產天象儀設備廠商技術研發日趨成熟,及其產品具有價格可控、運維檢修便利等優勢,已有超過60%的天文館、且多為中小型天文館選擇安裝成都金都超星等國產品牌天象儀,如圖3所示。同時,基于德國蔡司、美國益世等國外品牌過硬的產品質量和專業性,它們仍舊是很多大型天文館安裝天象儀設備的第一選擇。研究發現,國外天象儀品牌廠商,除了在技術上不斷精進,還定期舉辦產品發布會、技術交流會、提供球幕科普節目資源等,積極拓展基礎售后服務,值得國內品牌廠商學習借鑒。

圖3 天象儀品牌市場占有率
展教活動及配套設施建設還需加強。在天文館,最引人入勝的科普形式就是通過天象儀演示全天星象以及放映寓教于樂的球幕天文科普節目。據統計,絕大多數天文館均組織面向公眾、學生等群體的天象演示與互動講解;28%的天文館儲備有球幕天文科普節目資源并定期放映,其中僅8%的天文館具備自制天文科普節目的能力,外購或租賃成為科普節目的主要來源。除節目放映外,展教活動也是天文館開展科普教育的重要途徑。調查顯示,有16%的天文館建設有配套的天文科普展廳,且主要集中在北京天文館、上海天文館等專業天文館及綜合性科技館內;部分學校、青少年宮的天文館受到場地限制,選擇以較為靈活的展板形式策劃常設展覽及臨時展覽;還有部分天文館受場地、資金等問題制約,無展覽、節目或其他科普活動配套。
調查過程中發現,部分中小型天文館目前處于停擺狀態,基礎信息難以收集,無人問津,還有一些天文館在建設運營過程中遇到選址不當、年久失修、缺乏資金與政策支持等困境,導致無法開放使用,從根本上影響了天文館的正常運營及科普作用的發揮,造成固定資產和科普教育資源的嚴重浪費。同時,專業天文人才、管理運營人才的缺失也是導致這些問題的重要原因,如相關業務人員在實際工作中對天文知識、天象儀設備并未開展深入鉆研和學習,天文館則難以發揮出應有的作用。調研還發現,面向公眾對外開放的天文館通常門庭若市,這些多為獨立運營或綜合性科技館的天文館,占比超過60%;而僅對內部開放用于教學的則多為學校天文館,受機構屬性、場所大小的制約,其開放形式、運營機制還有一定的探討空間。
由國務院印發的《全民科學素質行動規劃綱要(2021—2035 年)》中指出,要“加強對科普基礎設施建設的統籌規劃與宏觀指導,創新現代科技館體系,大力加強科普基地建設”[5]。黨的二十大報告還提出要“建設全民終身學習的學習型社會、學習型大國”,天文館作為專業性的科技類博物館,必將成為公眾進行終身學習的重要場所,這給天文館的發展建設帶來了新機遇和新挑戰。目前,中國天文館的建設布局已取得階段性的成果,天文科教基礎設施日趨完善,科普覆蓋面逐年遞增,國產天象儀品牌逐步崛起,公眾對天文知識的熱情也不斷高漲,理應積極總結經驗解決問題,完善體系做好規劃,全方位推動天文館建設事業的可持續發展。
完善政策法規,促進全域可持續發展。為實現天文館建設的科學規劃合理布局,首先應在充分調研的基礎上,由國家統一制定全面科學的發展規劃與行業標準,明確建設方向與目標,優化整體布局,以區域協調發展為紐帶,促進全域天文館均衡發展,完善天文科普資源的優化配置。各地政府應結合資源稟賦,在上級主管部門的指導下,將天文館建設融入本區域發展的大局中給予系統指導,確保各項優惠政策落實落地,在加大對各地天文科普事業的政策傾斜與財政扶持的同時,強化監督管理,提高投入轉化率,實現天文科普事業的高質量可持續發展。
豐富運營機制,整合平臺完善渠道。一是充分利用行業協會有效整合平臺,確保天文館與政府、科研院所、學校、企業等相關機構溝通、合作渠道的暢通,完成科研資源向科普資源的有效轉化,使得展教信息與資源、科普產品與服務得以協同推廣,有效擴大天文科普覆蓋面,最大限度地發揮科普資源與服務的公平普惠。二是基于不同機構屬性與場所特點,大型、中型、小型天文館各具優勢,且在受眾覆蓋面、靈活度等方面互為補充,只有繼續加強館際資源交流共享,結合場館自身的實際情況與受眾群體的不同需求打造特色化、差異化的天文科普產品,才能優化提升科普效率。三是在推動天文館持續加速覆蓋的同時,需明確定位轉變觀念,建立行之有效的社會合作機制,如社會力量參與規劃、投資等,在確保正常運營的前提下,充分挖掘多元化、商業化天文館的可能性。
重視科普創新,推動相關產業協同發展。從政策層面給與支持引導,鼓勵天文館及有關機構、企業進行球幕天文科普節目的自主制作、科普課程資源及衍生品的配套設計,拓展天象廳更多的使用場景和可能性,注重研發好移動、可傳播、易推廣的展教資源,以適配各個天文館的教育需求。在國家重視科技創新的大背景下,國內天象儀生產廠商也應抓住機遇,基于各項扶持政策,著力研發適用于大型天文館的天象儀產品,從技術精進與服務創新入手,重視產品系統操作的交互性及后續維護的便捷性,構建完整可靠的產品保障體系,全面提升國產品牌的綜合競爭力,以滿足不同類型天文館天象儀選型的重要指標。此外,還應搭建各類技術與資源交流平臺,通過定期舉辦主題研討,關注行業最新風向,促進資源共建共享,為天文館及相關機構科普教育水平的提升提供有力支撐。
多元拓展聯合,加強專業人才隊伍建設。一方面要通過高校與館際聯合培養、在職培訓進修、學術交流等形式,打造一批具有創新意識和管理能力的專業技術人才,為天文館展覽策劃、科普活動、科學研究、技術管理水平的提升提供人才保障。另一方面要持續提升人才培養的靈活性,既要“走出去”汲取前沿技術與經驗,還要“請進來”業界精英開展學習交流,不斷探索和吸收天文館建設運營的新案例、新方法、新技術、新經驗,為培育優質的天文科普活動、展覽與節目扎實基礎提供思路。同時,發展兼職科普人才與志愿者隊伍,建立并規范培養、激勵機制,充分吸納學生、教育工作者、離退休人員、天文愛好者等人員加入,規范開展課程培養與場館實踐,建設高素質的兼職科普人才與志愿者隊伍,與天文館專業人才相輔相成,打造一支具備高凝聚力的工作團隊,提高天文館人才的總體水平與業務素質。
近年來,隨著中國載人航天工程“三步走”發展戰略的持續推進,航天員出艙活動、交會對接等關鍵技術不斷突破,更是有力激發了公眾對天文科學的熱情,而天文館則是拉近天文科學與公眾距離的關鍵紐帶。作為向公眾展示重大科技創新成果的窗口,天文館還將還將充分利用各類先進技術與傳播媒介,打破專業與業余、深奧與趣味的壁壘,成為激勵廣大青少年投身天文事業的助推器。天文館的建設不會止步,將與中國天文科普事業共同踏入高質量、可持續發展的新征程。