小学科学课程天文内容教学浅谈

楼曙光

有计划地开展对学生进行天文知识、天文观测研究方法以及天文科学精神的教育，是科学教育中的重要内容，但目前由于多方面条件的限制，许多学校和科学教师对天文教学不够重视，天文知识的普及和天文观测活动都没有很好得到开展。本文通过作者的教学实践，探索并提出了小学科学课程天文内容教学的有效方法与途径。

地球与宇宙领域是小学科学教学的重要内容，也是教学的难点，尤其是天文学中关于星空的教学内容。虽然这部分内容为学生撩起了星空的神秘面纱，点燃了小学生的求知欲，但终究是因为小学生的空间想象的发展水平有限，浩瀚的宇宙使孩子的空间想象无法达到的范畴，所以学生难以真正了解星空。许多科学老师为此进行了努力。但因为教学时间、地点、经费和个人研究水平的限制，难以真正落实该领域的教学。目前，天文学还不是中小学的必修课，但许多学校已经把它作为选修课讲授，开展了许多天文科普活动，已经有一部分学生参与其中，但大部分学生对星空知之甚少。怎样才能较好地完成这个教学任务，引领孩子遥望星空呢？

一、保证课堂教学的效果

在小学教科版科学教材中，关于星空的教学内容主要有五年级下册的《地球的运动》和六年级下册的《宇宙》两个单元，内容虽不多，但组成了小学天文启蒙教育的重要内容。科学教师要充分发挥课堂教学主阵地的作用，认真上好科学课，落实地球与宇宙的具体内容标准。

以下是小学科学课程标准中地球与宇宙领域对天文教学内容的表述（见表1、表2）。

二、充分发挥工具和虚拟软件的作用

认识四季的代表星座是教学中难点，但是如果很好地完成教学任务，对学生以后的天文学习和观测将产生重要的影响，教师要指导学生利用工具、虚拟软件来学习和观测。

1.活动星图

活动星图又可以称为旋转星图，它是由一个可转动的星盘底座与一个带椭圆开口与时间刻度的圆盘组成，它能显示不同日子和时间实际所见的星空，部分观星者用来计划一晚观测的程序。

不同地理纬度的观测者使用的旋转星图也不同。旋转星图一般较便宜，且可显示出不少的星座，又方便携带，所以适合刚入门的观星者使用。活动星图比较适合天文的入门者使用，主要是教天文初学者辨认星座的。

要将活动星图的方位与实际的星星位置对应，最简单的方法是将他高举在头上，并正确对应出东西的方向，有经验的使用者则只需平举在胸前，将活动星图上的方向与所面对的方向对正即可。

2.全天星图和星空伞

全天星图，就是把全天所有的星及深空天体等，按照一定的规律绘制在纸上，称为全天星图。 相对旋转星图，整张全天星图比较折中，既适合一般天文爱好者，也适合天文发烧友，特点是全天所有星座及深空天体绘制在一张图上，类似地图大小，“全天”的整体感较强，星等达到6等及以上，深空天体也较多，可以观星参考，也可以了解学习使用，不足是户外观星携带不太方便。

为了便于携带，人们发明了星空伞——将全天星图绘制于伞面上。这是学生学习认识星座的一个很好的选择。

3.虚拟天文馆（Stellarium）软件

Stellarium 是一款免费开源的GPL软件，它使用openGL技术对星空进行实时渲染。软件可以真实地表现通过肉眼、双筒望远镜和小型天文望远镜所看到的天空。Stellarium还被应用于天象馆中。不同编译版本的 Stellarium 可以在不同的操作系统下运行，目前支持的操作系统包括：Linux/Unix、Windows 和 MacOS X。

Stellarium可以根据观测者所处的时间和地点，计算天空中太阳、月球、行星和恒星的位置，并将其显示出来。它还可以绘制星座、虚拟天文现象（如流星雨、日食和月食等）。

Stellarium 可以用作学习夜空知识的教具，还可以作为天文爱好者星空观测的辅助工具，或者仅仅是满足一下好奇心。由于其高质量的画质，一些天象馆将 Stellarium 用在了实际的天象放映中。有些天文爱好者还使用 Stellarium 绘制他们文章中用到的星图。

4.谷歌星空等手机软件

手机上使用的星空软件比较多，有谷歌星空（Google Sky Map）、星空星座知识（The Night Sky）、移动天文台（Mobile Observatory Pro）、星空（Starmap）等。相比之下，安卓系统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观测应用软件。它如同一个微型的天文望远镜，带您仰望星空，探寻宇宙的奥妙。谷歌星空可查看各种天体，包括星体、星座、星系、行星和月球，允许用户自由设定显示哪些天体。

谷歌星空完全依赖手机内建的全球卫星定位系统（GPS）及加速器，精确地利用您的所在位置，包括你所面对的方向、手机倾向何方等等，就可向您显示当前所在位置的星空图，而且星空图会随您而动。所以当用户用手机分别对着头顶和脚底的时候，就可以看到天顶和天底。面对满天的星星，用户要想找到自己想找的星星好比大海捞针。不过可以点击菜单键，选择搜索，在搜索框中输入关键字如“大熊座”，谷歌星空会在屏幕上显示一个圆圈状的箭头指示星座方位，用户只需调整手持手机的方向和角度，就可以轻松找到想要找的星座了，而且此时手机所指向的方位就是真实的星座在天空中所在的位置。

三、开展天文观测活动

天文观测是小学生天文学习中最振奋人心的环节，深受学生的喜爱。在小学中开展天文观测科普活动有效地配合了科学课的教学活动，是教学的拓展。

1.成立天文社团

在校园开展天文科普的目的，一是普及，二是提高，所以活动的组织宜采用“金字塔”型结构。最底层是天文爱好者，它由全校所有对天文感兴趣的师生组成，中间层是在众多爱好者中，对天文特别感兴趣，并能坚持参加各项天文活动的师生，顶层是天文骨干和核心，它是由具有天文科技知识，有责任心的老师和一些在艰难观测中能坚持、能吃苦，并且在活动前能充分作好各项准备的学生组成。对这一部分师生，建议成立天文社或天文兴趣小组等社团。

开展天文观测的初始阶段，在全校层面开展天文观测活动不太现实，所以天文观测要先在人数不多的天文社团开展。

2.软硬件准备

天文社团要有自己的活动场所，主要用来讲授天文基础知识、播放科普视频、课件，要配置天文望远镜等观测仪器，还要订阅或购买天文科普读物。为了发挥辐射作用，还可以在学校网站开辟天文观测活动专栏。学校要为社团确定业务水平较高的指导师，条件许可的话还可以聘请校外辅导员。

3.确定观测内容

观测活动的初期，应该选择难度较低、效果较好的观测内容，比如月球。由于月球的视面大，表面清晰可辨，可观测的项目多，而且要通过认真的观测，比较容易获得观测的成果，因此，月球观测是开始进行天文观测的首选。学生有了一定的观测经验和能力以后，可以循序渐进选择有一定难度的观测内容，如星座辨识、太阳黑子的观测等等。

4.遵守安全第一的原则

天文观测活动因其特殊性，大部分要晚上进行观测或有些观测可能存在的伤害。所以在老师组织学生活动时首先要考虑安全，没有安全保障宁可放弃观测。这里的不安全因素有来自观测环境和观测对象，就观测环境而言，社会治安情况，通往观测地及观测地的环境情况等。就观测对象而言，还要充分考虑来自观测对象对观测者的伤害，如观测太阳时可能伤害到人眼等。

5.交流与拓展

观测活动结束后，要给学生交流的机会，可以让他们交流观测的技巧，也可以分享成功的喜悦。通过交流积累经验，激发他们继续观测的欲望，延伸拓展新的观测内容。

【作者单位：义乌市稠城第一小学 浙江】