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有效开展小学天文教育的策略

2021-04-07梁永恒

广东教学报·教育综合 2021年19期
关键词:天文星空观测

梁永恒

天文学以神秘的宇宙作为研究对象,对激发人类好奇心和想象力具有不可替代的作用,适合培养学生科学兴趣、创新素质、质疑态度。本文通过实践,探索并提出小学天文教育的有效策略。

一、补充教学内容

粤教版小学科学教材中关于天文的教学内容有月相、地球运动与宇宙,对天文启蒙起到一定作用,但知识的深入与系统性仍存在较大的欠缺。我在教学中,对内容作了补充,并编写了校本教材。包括:太阳系天体;恒星世界;银河系与河外星系;宇宙;星空与星座;时间与历法;天文望远镜。通过补充教学内容,丰富教学资源,充分发挥了天文的引导作用,培养学生实践和创新能力,提高科学素养和综合素质。

二、有效的教学方法

(一)充分发挥各种学具的作用

太阳系天体间的关系与四季星空是小学天文教学的重难点,如果能很好地完成这两个部分教学工作,对学生以后的学习和观测意义重大。然而小学生的空间想象能力有限,往往难以理解。可以利用学具、虚拟软件来指导学生学习和观测。

1.三球仪。三个小球分别代表太阳、地球和月球,在机械联动装置的带动下,能动态演示出三者之间的关系及一些天文现象的成因。地球倾斜地自转,并在轨道上绕太阳公转,月绕地轨道与地绕日轨道相交成一个角度——“黄白交角”。利用三球仪可以有效演示日月食、月相、地球自转和公转、昼夜和四季交替等现象,解析各种现象的成因。

2.活动星图。底座是一个可转动的星盘,上面有椭圆开口与时间刻度,转动底座能看到对应日期和时间所见的实际星空。使用时,将其高举在头上,星图上的方向与所面对的方向对正,正确对应东西方向,就与实际的星星位置对应了。

旋转星图可显示出星座,且方便携带,适合于刚入门的观星者辨认星座,还可用于计划一晚观测的顺序。但选用时一定要注意,不同地理纬度的活动星图是不同的。

3.全天星图。全天星图把全天星星及深空天体等,按一定的规律绘制在类似地图大小的纸上,“全天”的整体感较强,星等达6等及以上,深空天体也较多,可作观星参考,也可作了解学习用,不足的是户外观星携带不太方便。

4.Starry Night天文软件。Starry Night是一款非常强大的实时模拟天文软件。可模拟公元前99999年到公元99999年人类所能观察到的所有天文现象;可以把观察点设在观测者所在地看当晚的星空,与看到的实际星空完全一致。其强大的模拟功能,能让你看到1万年前的北斗七星是怎样排列的,甚至可以让你体验到站在冥王星上看日出的景象,坐在哈雷彗星上环游太阳系的感受,或者开着飞船在外太空遨游的激情。

5.虚拟天文馆(Stellarium)。Stellarium使用openGL技术对星空进行实时渲染,能真实地表现出通过肉眼、双筒望远镜和小型天文望远镜所看到的天空,是非常好用的学习夜空知识教具和星空观测辅助工具。它能根据观测者所处的时间、地点,计算出天空中各天体的位置,将其显示出来;还可用于绘制星座,虚拟天象(如流星雨、日月食等)。

6.星空地图软件。手机星空软件很多,相比之下,谷歌星空地图使用方便快捷。它借助手机内建的全球卫星定位系统及加速器,精确地根据你所处位置、面对方向、手机倾向等,动态地显示出当前的星空图,犹如一个微型的天文望远镜,带你仰望星空,探寻宇宙奥妙。

(二)由点到面开展教学活动

1.软硬件准备。要有效开展天文教育工作,相应的软硬件配套十分重要。比如用来讲授天文基础知识、播放科普视频、课件的天文活动场所,天文望远镜等教学仪器,有条件的学校可以建设天文活动室、天文台和天文广场,还要订阅天文科普读物(如:《天文爱好者》月刊等),以协助教学活动的实施。

2.成立天文社团。从兴趣、精力、坚持不懈精神、良好心理素质等方面调查,找一群志同道合的孩子组建天文社团,开展社团活动。逐年吸纳更多学生加入,壮大社团队伍,为普及天文教育夯实基础。天文社团建设不仅能丰富校园科普文化氛围,开拓学生视野,丰富知识面,而且能激发全校师生学习天文知识的热情。

3.开设普及课程。在社团的基础上,争取课堂资源,利用校本教材开设天文知识普及课程,进行全校普及教育,全面提高学生的科学素质及培养崇尚科学的浓厚兴趣。

(三)开展天文观测活动

观测是每位天文爱好者的必修课,也是天文学习中最振奋人心的环节,对学生极具诱惑力。合理安排观测活动,能有效提高学生的动手能力,激发好奇心和想象力,提高学习热情。

1.观测内容。初学者,应选择难度较低、效果较好的观测内容,比如月球的视面大,表面清晰可辨,可观测目标多,通过认真观测,容易获得成果,是初学者的首选。有一定经验和能力后,便可循序渐进观测有一定难度的内容,如辨识星座、太阳黑子、行星等。

2.安全保障。天文观测因其特殊性,大部分活动要安排在晚上,而且有些观测项目若操作不当,可能存在伤害,不安全因素有来自观测环境和观测对象。活动组织者,要调动各方面力量,避免因社会治安和观测地环境原因存在的不安全因素,同时要充分考虑,避免“如观测太阳时可能伤害到人眼”等类似情况的发生,做好开展活动的安全保障措施。

(四)交流与拓展

交流是促进成长的有效手段,为学生提供良好的交流学习平台,组织分享会、观测联谊活动、天文专题讲座等,促进学生进行理论知识、实际观测和成功喜悦交流。激发继续学习的欲望,延伸拓展新的、更深層次的学习内容。

(五)竞赛活动

参加竞赛是促进学习的有效方法。我市科学馆、省天文学会和省教育学会每年都举办中小学生天文竞赛,有笔试和现场观测两个环节,充分展示学生的天文基础知识和观测技能,进一步激发了学生学习天文知识,探索宇宙的热情。

三、课题研究促教学

课题研究是促进教学相长的有效途径。天文课题研究能营造良好的天文教学氛围,有利于学生深入、系统地学习天文知识,同时为教育工作者提供良好的交流平台,促进互相学习,推广成果。为了更好地开展天文教育工作,沉淀成果,笔者主持市级科研课题《有效开展小学天文教育的实践研究》研究工作,并取得了丰硕的成果。

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