新時代下的天文科學教育

教育是立國之本、強國之基，建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程。涵蓋基礎教育和高等教育的全程科學教育不僅傳授科技知識，還強調培養科學探索能力和塑造創新思維，在未來科學創新人才培養中勢必發揮重要作用。作為探索宇宙未知、激發人類好奇心的天文學是進行科學教育的絕佳切入點和重要陣地。我們站在第二個一百年奮斗目標的起始，面對建設科技強國、實現高水平科技自立自強的時代要求，將天文學探索與科學教育理念相結合，系統化思考天文科學教育，從理念方法、要素整合、平臺建設、實施實踐等方面全方位探索新時代下天文學的全程科學教育之路。

天文研究與科學進步

天文學研究宇宙中各種尺度天體的組成、結構、起源和演化，包括行星、恒星、星系、星系團，乃至整個宇宙，是古老而又前沿的學科，是自然科學六大基礎學科（數學、物理學、化學、生物學、天文學、地球科學）之一。歷史上，天文學曾一次次改變人類對世界的基本認知，是基本科學原理的啟蒙誕生之地，也向來是尖端技術孕育、催化、實踐和應用的前沿陣地。

當今，人類正處于新一輪工業浪潮的前夜，亟需基礎科學研究引領科學技術進步。天文學致力于探索新世界和浩渺的宇宙，其間存在著大量人類實驗室難以企及的極端物理條件，可以在百億年時空尺度上檢驗基礎物理規律、探測未知的物質組成，必將發現新天體、新現象，揭示新規律。事實上，當前物理學前沿領域中很大一部分，如中微子、宇宙加速膨脹、宇宙起源、暗物質、暗能量等，都與天文學密不可分。因此，天文學將為其他基礎科學和前沿技術提供嶄新場景，進而推動眾多科學技術領域的巨大進步。

放眼世界，天文系、天文研究中心幾乎是美歐發達國家一流大學的“標配”，天文研究也已然成為現代化大國的標志。

科教興國與科學教育

大國之間的競爭主要是科技和科技人才的競爭。當前，國家對人才的重視程度越來越高，因為具有創新能力和創新思維的科技人才是科技發展的基礎，是兩個一百年之際中華民族偉大復興的最主要驅動力。目前，我國亟需深化教育改革，突破傳統教育體系的不足，從知識傳授型教育向核心素質培養型教育轉化，即教育應當更重視培養青少年的探索能力、創新思維、自我驅動和心理素質等人才核心素質。

大力發展全程科學教育是教育改革的重要組成部分。全程科學教育涵蓋基礎教育和高等教育，面向學生傳授基本科學知識，訓練科學技術應用，鍛煉科學探索能力，進而塑造創新思維方法，培養科學精神與科學態度，建立科學知識觀與價值觀，形成持續探索的內在驅動力。全程科學教育兼具知識性教育和能力養成教育，不等同于知識傳播型的科學普及或是傳統學科教育，在傳播必要科技知識的同時，更重要的是培養學生掌握科學探索方法，具備創新思維，以及應用它們解決實際問題的能力。

當前，瞄準基礎教育和高等教育的全程科學教育，作為科教興國、人才強國的重要措施，受到的重視程度不斷提高，相應的各種政策、文件陸續出臺，已然成為基礎教育的核心之一。

天文學與科學教育

每個人內心都有一個小宇宙。神秘的宇宙從遠古時代就激發著人類的好奇心，滋養著人類的精神世界，也一直牽引著人類對客觀世界的探索。星空和宇宙，與恐龍一樣，是最受學生喜歡的科普材料；天文學作為揭示宇宙基本現象和內在規律的基礎學科，是科學探索的前沿陣地，也是進行科學教育最好的切入點。

好奇心是引領學生開始科學探索的啟動按鈕，如何激發并保持學生興趣是科學教育的關鍵。天文學不僅能夠自然地吸引學生的好奇心，由于宇宙探索的巨大發現空間，可以相對容易地獲得成果，從而提升學生的成就感，激發持續探索的興趣。同時，天文學作為六大基礎學科中唯一一門未進入中小學課程體系的學科，天然地能夠與傳統學科教育區分開來，不受已有學科教育范式的束縛，讓學生能夠在繁重的題海、考試之外，體會探索的樂趣。

同樣，天文學探索面向大量人類實驗室難以企及的極端物理條件和百億年時空尺度，自身研究及與其他學科的交叉都必然是基礎科學的探索前沿和先進技術的創新場景，助力高等教育中科技創新人才的培養。

因此，天文學將是探索全程科學教育的絕佳試驗場，更容易讓學生體會到科學探索的樂趣并達成持續興趣驅動，結合前沿科學開展全鏈條的科學研究實踐，能夠更好地從提升科學能力、塑造創新思維的角度探索科學教育之路。

全程科學教育現狀

近些年，面向科教興國、人才強國的需求，國家陸續出臺多項關于發展教育、推進教育強國建設的文件和政策，如《中國教育現代化2035》等對教育提出了更加多元化的要求，各地紛紛推出義務教育階段“雙減”“課后三點半”等政策實施的指導意見，高等教育也在加緊開展深化新時代教學評價改革和一流大學、一流專業的建設。

在國家政策的推動下，社會、學校對科學教育的重視程度不斷提高，各種科學教育平臺、研學基地加緊建設，校本課程、科教活動陸續進入中學、大學校園，各種學科教育之外的科學興趣小組紛紛成立。在欣慰的同時，我們也看到由于理念和體系性的缺失，科學教育的作用還遠未充分發揮。例如，科學教育資源嚴重分配不均，偏遠地區很難獲得與科學相關的素質教育；多數中小學校科學教師短缺，只能依靠社會力量，而多數產業化教育機構尤其是自媒體缺乏權威性，信息傳播不規范甚至出現謬誤；即使開設有基礎科學專業的高校，科學教育仍舊更偏重知識傳授，對科學方法與能力、創新思維、科學家精神等素質培養和塑造明顯不足。

天文學作為探索科學教育的重要試驗場，備受社會和學校的關注，已有很多中小學校采購天文觀測設施、開發校本課程、組織天文活動、參加天文奧賽，產業化教育機構也推出各種觀星活動、天文研學等，在天文科學普及上取得了一定的成績；20 多所大學成立天文專業，在天文科技創新人才、天文學科創新發展中發揮了重要的推動作用。

但天文科學教育也同樣存在上述不足，而由于從業人數少和公眾缺乏了解，天文科學教育相對更為薄弱。例如，社會上對天文學的重要作用認識不足，獵奇心態多、科學了解少，對天文學的出路存疑；多數開展天文教育的中小學一次性投入了觀測設施，但師資和配套課程不足，設施水平參差不齊，運行通常無以為繼；學生所接觸的天文活動多局限于科普講座、目視觀星、天文攝影、天文知識競賽等，無法體會科學探索的吸引力；科學家的參與多為單次講座等個人行為，天文科學教育多被產業化教育機構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展腳步，偏重知識傳授和短期成果，未從視野、能力、思維等各個方向為未來重大科學突破積累人才。

總體來說，科學教育，尤其是天文教育，近年來獲得較大發展，但遠未形成推動學生鍛煉科學能力、塑造創新思維、提升核心素養的局面。

天文全程科學教育的核心要素

為了充分發揮天文學在科學教育中的作用，改變天文教育目前的散亂局面，更好地服務于創新人才培養，需要厘清誰來驅動、如何分工、如何實施、如何保障等核心問題，并在此基礎上對天文科學教育進行體系化的頂層設計。

誰來驅動 科學家是科學問題的提出者和科學發現的完成者，需要深度參與到科學教育中。只有這樣，才能夠確保科學教育的權威性和方向的正確性，確保學生形成正確的科學方法和創新思維，展現并傳遞科學家精神與風范。相應地，天文全程科學教育也應該由居于科學前沿的專業研究機構中的專業天文學家群體驅動，天文學家將前沿科學研究內容分解為可供青少年探索的科學課程和科創課題，青少年通過一步步的學習和探索加入到最前沿研究中，在滿足天文科學教育需求的同時，實現教學相長，即需要深度的科教融合。

如何分工 專業天文學家群體主責主業是前沿研究，很難頻繁地親臨中小學、全國各高校講授科學課程，尤其是資源相對匱乏的非一線城市的偏遠地區。此外，天文學知識日新月異，教育一線的科學指導教師、通識教育教師很難在短時間內迅速掌握研究前沿，無法依靠自己產生持續更新的教學內容。因此，必須搭建二者有效結合的橋梁，由專業天文學家提供權威的持續更新的課程、研究課題及指導等，并對本地教師進行培訓，由其負責本地實施。

如何實施 科學教育目標是學生的成長，其過程應注重以學生為中心：①讓學生自己動手調查和解決問題，實實在在地體會探索的樂趣；②利用團隊合作互評與教師點評相結合的教育方法，讓學生日3hCimKZlFVn6Ljm1umceSw==常感受能力提升和自我成長，形成自主學習和協作探索的習慣；③利用期刊、網絡、傳媒、科技競賽等多種形式進行成果交流與展示，提升學生努力之后的成就感，通過“努力—成就—更努力—更大成就”的持續正反饋形成自發探索未知的內在驅動力。

如何保障 天文課程、研究課題的本地教學和實踐需要硬件設施及軟件平臺的支撐保障。為保障更多學校順利進行天文教育，需要權威性專業機構提供硬件設施及軟件平臺的標準化方案、軟硬件運行維護方案，以及支撐學生與科學家互動交流的科教平臺。

總之，天文科學教育應該充分利用天文學科特點，由職業天文學家群體提供權威性天文課程和天文課題及指導，由權威天文機構提供標準化軟硬件平臺保障，與教育一線的科學指導教師、通識教育教師緊密協同，使用創新性的教育方法和手段，以學生為中心形成資源整合、多方共贏的體系，最終達到提升探索能力、塑造創新思維、形成內在驅動的終極目標。

作為實施平臺的天文科學教育聯盟

天文全程科學教育的順利開展需要從頂層設計，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教育聯盟。聯盟由全國專業天文研究院所、高等學校、科協、天文學會等權威機構共同推動，將整合科研機構、高等學校、中小學各方資源，打通天文學家、科學教師、學生間的互動交流渠道，圍繞學生打造全鏈條的科學教育體系。

權威性是天文科學教育聯盟的核心特征和生命線 區別于產業化教育機構和民間組織，天文科學教育聯盟由國家級專業研究機構和專業天文學家群體驅動，以確保科學內容、前沿課題、設施標準的權威性和支撐保障的可持續性，從而權威性、持續性地推進天文科學教育。

天文科學教育聯盟將體系性提供專業科教資源和支撐保障 聯盟集合了天文學家、科學設施、觀測運行、教師培訓、成果展示等專業資源，并建立協同工作機制，為任何致力于天文科學教育的科學教師提供全面的科學培訓和教學支撐，為天文興趣課堂、天文興趣小組等提供科學知識、探索課題、研究平臺和展示舞臺。

天文科學教育聯盟將持續性、體系性開展面向全國中小學的天文科學教育 利用天文課程將天文學的種子播種在青少年心中，利用天文活動激發青少年探索宇宙的興趣，培養創新思維和探索精神。天文科學教育聯盟將全鏈條建設科學教育體系思路，打通科學教育的各要素，聯動各地區間的科教資源，有助于解決傳統教育中資源不均的問題，把優質科學教育資源送到偏遠地區的每一個學校，助力鄉村振興。

天文科學教育聯盟將系統推動實現天文學人才、科學創新人才培養模式 打破傳統高等教育中知識傳授型教學，以學生為中心，通過科學驅動，讓學生在全鏈條的科學研究中實踐，提升探索能力、培養創新思維、增強內在驅動，不僅為天文學夯實未來發展的社會基礎和選拔未來領軍人才，還將為科教興國培養具有創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激烈，我國正處于民族復興的關鍵時間窗口，科學研究和科學教育是科教興國、人才強國的關鍵。天文科學教育的設想很好地連接了天文前沿科學研究、高等教育和基礎教育，是作為專業天文研究機構、高校、中小學校的主責主業，其落地實施將為探索科學教育提供絕佳的實驗場，也有助于天文科學研究進步和科技人才培養。天文科學教育也將能夠與更廣泛的科學教育一起，為實施創新驅動發展戰略和全面建成小康社會奠定群眾基礎和社會基礎，為實現“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興的中國夢奠定人才基礎。