基于STS的教師天文教育能力發(fā)展的途徑探索

陳燕飛 謝獻春

摘 要：文章將STS教育理念與中學教師天文教育能力的發(fā)展相結合，提出了基于STS教育理念的教師天文教育能力發(fā)展模式：樹立以培養(yǎng)科學素養(yǎng)為核心的課程目標，建立開放性社會化課程內容體系，設計協(xié)同式分組學習與工作項目，構建以資源學習與方式應用為導向的開放性學習訓練。以期通過多種模式幫助中學教師構建基本的天文教育能力和天文素養(yǎng)，為中學教師天文知識發(fā)展奠定基礎。

關鍵詞：STS理念；教師天文教育能力；課程改革；實踐

作者簡介：陳燕飛，廣東省深圳市光明區(qū)外國語學校教師（廣東 深圳 518000）；謝獻春，通訊作者，廣州大學地理科學學院副教授，研究方向為地理學、天文學、管理學。（廣東 廣州 510060）

中圖分類號：G451 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2019）01-0108-04

一、問題的提出

1. 中學天文教育發(fā)展現(xiàn)狀。天文學作為六大自然科學之一，卻沒有列入我國中小學正式課程。但在素質教育的大力推動下，許多中學開設了天文校本課程，創(chuàng)建了特色的天文社團或興趣小組，以課程、講座、探究活動、觀測、奧賽、科技制作、看電影、參觀天文館等形式開展天文知識與實踐教育。然而在大多數(shù)的學校，尤其在偏遠山區(qū)，由于天文學沒有應試要求，加上師資等資源匱乏，中學天文教育需求得不到滿足，甚至不被重視，極大地制約了天文教育在中學的有效開展。

2. 中小學教學改革潮流的推動。隨著新一輪科技革命和產業(yè)變革的興起，現(xiàn)代中小學教育改革將著眼于科學和技術人才的培養(yǎng)。聯(lián)合國秘書長潘基文曾倡議“教育第一”，著重要求提高學生的學習質量，通過更好的科技知識和技能培訓使年輕一代適應當今就業(yè)市場的需求。新課程改革的實施改變了傳統(tǒng)課堂強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現(xiàn)象，注重調動學生的探求興趣，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，強調民主教學、啟發(fā)式教學和研究性學習。這些變化對傳統(tǒng)教學模式主導下的教學方法和教師能力結構提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，要求教師必須轉換角色。

二、STS教育理念下教師天文教育能力發(fā)展分析

1. STS教育理念。STS（Science，Technology and Society）教育是20世紀80年代由于科技的迅猛發(fā)展給人類的生活帶來了巨大的影響，在西方國家興起的一種教育思潮。STS教育的基本涵義是：“把科學教育和當前社會發(fā)展、社會生活緊密結合起來，既考慮當代科學技術發(fā)展對教育提出的要求，又要研究社會成員對現(xiàn)代和未來社會生產、生活的發(fā)展做出的決策。”更重要的是STS教育理念對傳統(tǒng)教育實行了兩個拓展：一是針對傳統(tǒng)教學方法導致自然科學和社會科學的分離、科學技術與社會實踐脫節(jié)的現(xiàn)象，強調以科學、技術與社會的相互關系和科學技術在社會生產、生活和發(fā)展中的應用為指導思想而組織實施的科學教育。二是針對傳統(tǒng)的課堂教學強調學生個體對知識的理解與記憶，學習基本處于封閉狀態(tài)。而STS教育強調以人為本，既重視現(xiàn)有知識的傳授與掌握，又強調學生智能的開發(fā)，注重培養(yǎng)學生高尚的道德品質和科學的世界觀，教師由信息講演者轉向角色模擬者、咨詢者、調解者。

2. STS理念正在推動高校課程改革。在該理念的推動下，不少高校如美國的哈佛大學、康奈爾大學、斯坦福大學、麻省理工學院均成立了相關的研究和教育單位。美國科學教師協(xié)會（NSTA）發(fā)表了名為“科學—技術—社會：20世紀80年代的科學教育”的報告書，認為現(xiàn)代科學教育的目的是發(fā)展民眾對科學和技術的認知，強調對科學和技術的理解能力。目前，我國高校運用STS理念開展專業(yè)課程改革的研究實踐也在逐年增多。

3. 基于STS理念的中學天文教師能力需求分析。中學天文教師能力分析主要可從科學知識及科學技術、社會發(fā)展三個方面著手。

S-科學知識的再學習能力。目前活躍在中學一線的天文教育教師絕大多數(shù)來自高校非天文專業(yè)，隨著天文與空間科學技術的迅猛發(fā)展，天文教育教師急需知識的儲備與更新。如廣東實驗中學、廣州第四十一中學、順德容山中學的以天文教育為特色，開發(fā)了具有本校特色的天文系列教材。而校本課程的開發(fā)與研究對教師教育與科研能力的要求更高，教師必須實現(xiàn)向專家、學者的轉變。

T-科學技術的實踐能力。天文與航空航天科學的發(fā)展體現(xiàn)了現(xiàn)代科學技術的最高水平。鼓勵并引導青少年積極參與天文科普活動與天文觀測活動，激發(fā)學生的探索興趣，發(fā)掘科學前沿和技術新動態(tài)，開展天文觀測活動是訓練學生綜合能力的極好途徑。如此，對中學天文教師來說，掌握一定的天文觀測能力與技術就十分必要。

S-關注社會與發(fā)展問題的意識。中學課改的內容強調與學生生活及現(xiàn)代社會發(fā)展的聯(lián)系，關注學生的學習興趣和經驗。作為新課程背景下的教師，需要各方面的知識，只熟悉本學科的單一型教師已不能滿足新課改要求，視野寬廣、知識淵博、多才多藝的全能型教師將在新課改中倍受青睞。

4. STS教育理念在中學天文教育中的實踐。STS教育理念應用于中學教師天文教育能力的培養(yǎng)已有成功的案例。廣州市第四十一中學何樹生所寫的“開發(fā)中學天文科技STSE校本課程的實踐研究”一文便很好地將STSE教育理念（STSE教育是對STS教育的延伸，E即環(huán)境Environment）與中學天文科技活動相結合，該研究認為，應將天文科技活動中有關社會重大問題分層次培養(yǎng)學生的動手實踐能力，從而內化科學價值觀，指導學生產生符合自然、社會發(fā)展的決策和行為。陳道興的研究則指出，目前人類面臨越來越嚴峻的環(huán)境問題、社會問題和價值觀問題，這些問題嚴重制約了社會的發(fā)展，然而中學基礎教育存在“內容過于狹隘、能力局限于解題、目標直指考試分數(shù)”的現(xiàn)象，以天文作為STSE教育的切入口，在理科與文科中整體推進STSE微案例教學模式，可以使學生懂得科學知識對自然、社會和人類的價值。

三、基于STS教師天文教育能力發(fā)展的原則

1. 綜合性原則。指綜合、統(tǒng)籌考慮各個方面與要素，從而達到預期的目標，產生良好的效果。STS教育強調科學、技術與社會的關系，因此在天文教學中滲透STS教育，要統(tǒng)籌考慮多方面要素，遵循綜合性原則。具體在教師天文能力培訓課程中體現(xiàn)在：第一，綜合多種途徑進行滲透；第二，綜合多種教學方法進行滲透，協(xié)同式小組合作學習、開放性學習訓練、探究性學習模式等有機整合；第三，在滲透的過程中以天文學科本身的知識為主，綜合其他學科的相關內容，幫助教師理解天文知識，掌握天文技能，全面提升教師的綜合素質。

2. 開放性原則。在教師天文教育能力發(fā)展培訓課程中，應通過建立開放性的教學系統(tǒng)，充分體現(xiàn)STS教育的特色。培訓內容應具有開放性，不局限于概念、理論的學習，而是與日常生活、工農業(yè)生產、國際形勢等結合起來，積極走出“教室”，與專業(yè)天文機構、天文培訓教育基地等合作，課堂教學、實驗課、活動課、社會實踐課等有機結合。

3. 實踐性原則。從教師天文教育能力發(fā)展的角度來看，能力發(fā)展更加需要實踐活動。在天文教學中滲透STS教育大多通過參觀、調查、探究、設計等途徑讓培訓教師在參與活動的過程中學習科學知識，提高解決問題的能力，體會科學、技術和社會的關系。這一過程可增強教師自身直觀感知，鍛煉教師分析問題的能力，如此，在今后的教學實踐中，遇到類似的情境，指導學生學習就會更加從容。

四、教師天文教育能力發(fā)展的途徑

中學天文教育的發(fā)展趨勢不可阻擋，從需求的角度來看，中學中從事天文教育的教師有目前在崗的各科老師，未來將有大批的地理專業(yè)畢業(yè)生加入該行列。因此筆者對中學教師天文教育能力的發(fā)展研究從高校課程教育和中學教師培訓教育兩個維度入手，共提出八個方面的發(fā)展途徑。

1. 建立以科學素養(yǎng)培養(yǎng)為核心的課程理念，拓展高校“地球概論”課程目標。由于天體的不易觀察性、不可接近性和不可實驗性，導致地理專業(yè)學生普遍感覺“地球概論”課中的天文問題抽象且復雜，影響學生的學習興趣?？茖W素養(yǎng)對一個國家的發(fā)展起著重要作用，而科學素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個長期的過程，尤其需要從小開始培養(yǎng)學生正確的科學態(tài)度和科學探索精神。通過天文教育，可從科學性、原理性、實踐性、發(fā)展性等角度培養(yǎng)學生的科學精神與價值觀。因此，“地球概論”課程目標應在原課程目標的基礎上，通過強化科學問題探究與天文觀測實踐活動等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)課程培養(yǎng)目標的根本轉變，通過以參與式實踐過程為主導的學習方式培養(yǎng)高校地理專業(yè)學生的科學素養(yǎng)與能力。

2. 建立開放式的課程內容體系?！暗厍蚋耪摗闭n程的教材內容更新緩慢，以廣東省為例，大多數(shù)高校使用金祖孟先生編著的第三版《地球概論》。該教材總共有六大章節(jié)，涵蓋天文知識比較全面，但存在知識陳舊、內容體系不完整等客觀問題。而目前中小學天文科技活動、天文選修課、特色課等教育活動正蓬勃開展，基于學生科學素養(yǎng)的人才培養(yǎng)理念和教學改革正在深入開展，對天文科技教師隊伍的建設與培訓需求強烈，對“地球概論”課程改革與建設也提出了新的要求。為此，可根據(jù)新的教學目標修訂課程大綱，變章節(jié)的內容架構為模塊式的課程結構，結合天文學的發(fā)展與我國航天航空科學技術的發(fā)展，增加觀測、理論、天文歷史和航空航天四個模塊的學習專題，以科學問題探究和實踐教育為主導形式培養(yǎng)和提高教師們的科學意識和綜合能力。

3. 構建開放性的社會化課程實施體系。目前天文研究機構的教育部門如中科院國家天文臺教育聯(lián)盟、天文臺與天文館的科普教育中心等會定期或不定期開展各類的培訓課程以滿足中學天文教育老師的學習需求。如每年由國家天文臺虛擬天文中心與高校聯(lián)合舉辦的“WWT萬維天文網漫游課程培訓班”，又如由北京天文館和各大天文臺合作舉行的“天文老師培訓班”，以及一些特殊天象觀測與星空大會等。高?！暗厍蚋耪摗闭n程建設應與社會機構建立更廣泛的聯(lián)系，尤其在滿足區(qū)域中小學天文教育教師的培訓方面，應與當?shù)乜茀f(xié)、天文科學學會等建立廣泛合作，以課程為平臺，建立一個服務中小學教師教育的開放式平臺。

4. 開展協(xié)同式分組學習與工作項目。協(xié)同學習 （Collaborative Learning）是指在某種教學目標約束下，以小組或團隊形式組織學生進行學習的一種策略，小組成員的協(xié)同和交互是實現(xiàn)學習目標的主要路徑 。教師可通過以下方法科學組建合作學習小組：一是指導組內合理分工，營造合作學習氛圍；二是培養(yǎng)學生的團隊意識和合作技能，以保證小組合作學習的有序開展；三是重視小組合作學習成果的展示，鼓勵小組之間的競爭與交流分享；四是建立合理的獎懲制度，促進小組成員之間合作關系的建立，提高學習小組的內聚力。例如，通過天文望遠鏡組裝比賽，學習小組組內協(xié)同學習，組外交流競爭，極大地激發(fā)了學生學習興趣，同時提高了組內各成員的綜合素質。目前廣州大學“地球概論”課程教學實踐活動模式是學生們組成若干個協(xié)同學習小組，如望遠鏡操作與觀測實踐小組、天文學習網站建設小組、研究性學習小組、中學天文課外活動輔導小組等。根據(jù)中學教育與學生科學素養(yǎng)培養(yǎng)的需求開展學習與實踐，對課程改革與建設產生了極大的促進作用。

5. 進行以資源學習為導向的開放性學習訓練。資源學習是指學生根據(jù)一定的學習目標，通過搜集專業(yè)的資源學習庫，以科學探索問題為導向，建立自身的學習資源包，開展分析和解決問題的過程訓練，并在教師的指導下，不斷完善學習過程，以培養(yǎng)綜合素質與能力的學習模式。開放性學習訓練打破了傳統(tǒng)常規(guī)的測驗評價，增加了開放性學習內容和任務，滿足了學生特別是成人學生學習的需要。在進行教師天文教育培訓中，應以資源學習與應用的學習目標為主導，利用資源特別是網絡資源，構建自身的教學資源庫，同時，通過開放性學習訓練，利用如天文實訓室進行天文觀測及野外綜合實踐活動等訓練，提高教師們的綜合能力。

6. 組織專題教育形式的綜合性學習與培訓。專題教育是由學校組織的旨在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的教育活動。在天文教育方面，應以設計天文實踐活動為主，讓學生積極參與實踐，從而發(fā)展學生的思維能力?；ǘ紝嶒炛袑W實習老師對學生在開展天文教育過程中提出的天文實踐活動設計模式具有一定的代表性（見圖1）。

7. 開展以天象觀測為導向的實踐技能訓練。近年來，高校、天文機構、科學協(xié)會以及中小學的天文科普與天文觀測活動蓬勃開展，如日月食、火星沖日、夏至立竿無影、流星雨等特殊天象觀測活動。廣東順德一中的劉華新老師運用該校的廣場常年組織開展各類觀測活動，廣州荔灣中學的郭平老師、東莞外國語學校的莫小軍教師、順德容山中學的魯平老師等以本校天文社團為依托，以學校天文特色課程活動為載體，以課題化教學為方法，以天文觀測為實驗手段進行天文教育，近年來取得了良好的教育成果。廣東實驗學校和華南師范大學附屬中學的天文課外活動大大提高了學生的動手能力和學習興趣，學生的綜合素質與能力得到了顯著提高。這些中學天文教師的成長經驗就是在天文實操方面長期訓練，不斷穩(wěn)固天文知識與教學能力。

8. 開展以問題為導向的專題探究性學習。與傳統(tǒng)教師“滿堂灌”的教育方式下學生習慣于機械、被動地接受知識不同，學生通過自主探究可獲得自身所需的、有用的知識。這些知識能夠用于解決社會問題，是未來公民必須具備的素養(yǎng)。在天文教育中，地球與火星的表面環(huán)境比較分析、太陽活動與氣候變化的相關研究等專題探究都與社會問題息息相關。以解決問題為目標的探究性學習可以通過文獻檢索、社會實踐、角色體驗、實地觀測等方法開展。如以移居火星為教學實例，讓學生扮演星際移民官的角色，考慮如何在火星環(huán)境中創(chuàng)造適合人類生存的宜居環(huán)境。又如，以探究城市光污染為教學實例，通過實地觀測城市與郊區(qū)的可視星星數(shù)量等活動推測、演示城市光污染的嚴重程度和范圍。在這一過程中，學生開闊了眼界，增長了見識，培養(yǎng)了能力，增強了社會責任感。

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責任編輯 陳 晨