開發中學天文科技STSE校本課程的實踐研究

摘 要：如何通過課程滲透STSE教育是我國新一輪課程改革的重要課題方向。本研究基于國內外有關STSE教育研究的現狀，從理論和實踐兩個方面，開展了中學天文科技STSE校本課程的實踐研究。開發出版了天文科技校本教材系列叢書《星空奧秘》、《星空探秘》、《天文科技DIY》，并進行了有效的推廣應用。本研究創設了系列校本課程開發與實踐策略，分別是：完善基地，規范管理——優化有效的保障措施；專家引領，培訓研討——充實研究的理論支撐；開發課程，學科滲透——構建STSE特色的校本課程框架；拓展平臺，激發興趣——創設開放的天文科普活動體系；社團運作，競賽輔導——鼓勵創新實踐的個性發展。策略可操作性較強，尤其第三、四策略具有較強的創新性和實踐價值。在省市區天文教育專業團體及兄弟學校中有廣泛影響，并獲得高度評價。

關鍵詞：天文科技；STSE；校本課程

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2012）16-184-08

一、課題的提出

20世紀以來，人類社會從工業社會逐步轉向以計算機信技術為核心的信息社會，科技從來沒有像今天這樣廣泛而深刻地影響著我們的生活。鑒于此，世界各國都將提高公民的科學素養作為共同的科學教育目標。傳統的科學素養觀念多強調的是對科學知識和科學能力的衡量標準，缺少對科學、技術的價值判斷，對決策、倫理的思考等方面的標準。在洶涌而來的世界科技大潮面前，各國都在調整教育的目標，從而豐富科學素養的內涵，重新認識科學技術，理解科學、技術、社環境之間的關系；樹立科學的精神與態度；運用科學技術解決日常生活及社會問題。

當前我國正在實施的第八次基礎教育課程改革中，明確提出的科學教育根本目的是提高學生的科學素養，促進學生的全面發展。為了實現使學生能化信息為知識，化知識為智慧，化智慧為德性，全面提升科學素養的培養目標。探索STSE課程形式，尋求對應的教學策略已成為實現新課程研究的熱點問題之一。

天文學(Astronomy)是一門古老的科學，是研究宇宙空間天體、宇宙的結構和發展的學科，是一門綜合性基礎學科。牛頓力學的出現，核能的發現等對人類文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的聯系，極大地推動現代科學的發展。在天文科技綜合實踐活動中，學生通過自主參與類似于科學研究的學習活動，獲得親身體驗，激活儲存知識，在解決實際問題的探索性活動中，發展自己的創造能力和實踐能力。懂得科學知識對于自然、社會和人類的意義和價值，關心社會進步和人類發展。樹立正確的科學價值觀、端正科學理念、明確社會責任。中學天文科技活動，以觀測和探究為主導，能培養中小學生的動手能力、實踐能力和合作意識，還能幫學生樹立正確的宇宙觀與辯證唯物主義的世界觀，這與國家強調素質教育的根本目的和新課程改革目標不謀而合。

因此，本課題組開展中學天文科技STSE校本課程的開發和實施研究，在提高課程的適應性，促進學生的個性成長的同時，提升教師的課程意識，促進教師專業的發展，并且實現學校的課程創新，促進學校特色的形成。

二、課題研究的背景現狀分析

科學（Science）、技術（Technology）與社會（Society）教育，即“STS教育”是當代科學教育實踐的重要理念，代表了一種全新的科學教育的思維模式與觀點，對傳統的科學課程與教學產生了積極的推動和影響，得到了世界各國科學教育者的廣泛認同以及社會的強烈關注，逐漸成為科學教育結構體系中的一個重要組成。20世紀60一70年代，美國許多著名大學如哈佛、斯坦福和麻省理工都先后成立STS教育研究組織，并提出了專門的“科學一技術一社會研究計劃”。這一時期，STS思想的課程也初見端倪。進入80年代以后，由于世界范圍的科技發展和世界經濟一體化的趨勢，各國政府繼調整科學教育改革政策，并將科學、技術、社會作為科學教育的重要目標。在這政策環境的支持下，一些具有影響的STS課程也紛紛出臺或者加以改進。這些課程以STS理念為核心，以新的課結構、新的教學方式為特色，構建了一幅STS教育的愿景。90年代，STS課程改革帶動了世界范圍內的科學教育改革，由國際科學教育聯合會（ICASE）和聯合國教科文組織（UNESCO）在1993年共同設計了一項科學教育改革計劃“2000+”項目，這個項目把STS教育的目標融合到提高公眾的科學和技術素養的目標中，它既強調與發展科學素養有關的課程改革，也強調改進與發展科學素養有關的評價系統、政府政策和教師培訓等等。至此，STS教育目標已經滲透到科學教育和課程改革之中。

然而在科技發展的同時，保護人類賴以生存的環境已成為當今社會發展的重大課題，環境教育（Environment Education）也成為公民科學素養教育的一個重要組成。因此，美國在1996年頒布的“國家科學教育標準”中提出STSE教育觀念。隨后多數國家在制訂課程標準或教學大綱時將STS進一步發展為STSE教育思想。1997年加拿大教育委員會頒布了第一個國家科學教育綱要《科學學習目標公綱要》，綱要的制定代表著一種新的科學教育模型的建立，旨在通過科學—技術—社會—環境（STSE）教育提高加拿大公民的科學素養，STSE教育在科學教育中逐步凸現出來。

我國的STS教育始于20世紀80年代。1982年，王覺非撰文“STS—英國學校中一門課程”，介紹STS教育思想。1987年，STS教育課題被納入國家教委“七五”計劃，組織了北京師范大學附屬中學等學校作為試點。新世紀以來，在課程改革中，STSE教育越來越受到重視，為理科教育內容中一個不可或缺的領域。當前我國教育研究面臨的一個主要任務，就是如何使STSE課程中國化。STSE教育是以學科為依托，綜合滲透STSE教育思想的教育活動，是科學教育與人文教育相融合的產物。從課程理論的角度來說，STSE教育是一種課程觀念，因此只有通過課程，才能夠將STSE教育思想滲透其中并為師生所接受。

當前STS教育仍然受到高考制度的限制以及客觀條件和師資的影響，開展并不十分理想，這與當前新課程對STS教育的要求有相當大的差距。STSE教育思想也才剛剛進入國門，在科學教育領域還有廣闊的實踐空間。目前我國還沒有設置專門的STSE課程，也沒有指定明確的STSE教育內容，這就向我們提出了新的問題：如何選擇STSE教育內容和如何滲透STSE教育思想。

天文科技活動近年來也隨著國家素質教育的大力推廣，在全國范圍內轟轟烈烈開展起來。一些經濟較發達地區，校園天文臺紛紛應時而起，一個個漂亮的超半球圓頂高高懸掛在校園的一角。但是其中大多數只是作為學校硬件達標要求和裝飾功能，并沒有承擔起教育、引導學生的作用。國內不少中學也重視各類科普、實踐活動，但研究系統性不夠，實踐性不強，本土化的成果較少，開發天文科技STSE校本課程方面的研究尚為空白。

三、課題的價值與意義

1、本項目對STSE教育理念的實踐，有利于培養學生的科學素養

我校科普教育突出STSE教育理念，在STSE目標體系下設計相應的具體內容形式：

（1）科學、天文技術與社會、環境及其他學科領域的相互關系。

（2）科技在社會生產、生活環境和社會發展中的應用。

（3）當今與科技相關的重大社會問題（如氣象災害等）。

（4）理解科學知識對于自然、社會和人類的意義和價值。

2、本項目是對校本課程的創造性研究，有利于新課程改革的課程體系的持續發展

（1）校本課程開發本身即屬于新課程綜合實踐的范疇。目前，我國對開發地方課程、學校校本課程，給予很大的重視。國內不少中學也重視校本課程的開展。但主題鮮明、形成體系的校本課程較少，系統性不夠，實踐性不突出。我校的STSE校本課程將致力于開發具有可持續發展能力的校本課程，將深入研究人們在長期實踐中所困惑的教學方式與學習方式轉變的問題，和教師的角色轉換問題，是對新課程改革的課程體系的深入實踐，具有重要的現實性和時代性。

（2）研究強調學生綜合能力的培養，注重學生的親身體驗，培養其動手能力、實踐能力和合作意識，這與國家強調素質教育的根本目的和新課程改革目標不謀而合。

（3）以研究性學習的方式組織有特長的學生開展某些具體課題的探究，使研究更為深入，讓學生更好地掌握科學探究的方法，也有利于特長生的培養，提高其綜合應用能力、創造能力和實踐能力。

3、本項目能促進教師的課程整合能力，有利于教師的專業化發展

在課題研究過程，教師們以實施新課程標準為契機，積極探索把STSE教育貫穿于學科教學中，積極挖掘學科知識的自然生長點，適當延伸和拓展，并尋找與其他各學科的接合點（課程生長點），把教材（學材）中隱含的固有的STSE教育內容和因素挖掘出來，自然而然地呈現出來，讓學生體驗到，感受到，從而獲得價值認同。它是教師的課堂能力、課堂藝術、課堂智慧、人格魅力的集中體現。教師們在不斷探索把STSE教育滲透在學科課堂教學中，把個人課堂教學的獨特魅力和本質特點發揮到極致，從而有效提高了他們的專業能力和水平。

4、本項目能引導、支撐、保障師生和諧發展教學文化，具有學校文化建設的戰略意義

我校十多年來一直致力于“自主教育”研究，逐步形成了“師生自主互動發展”的學校文化（該項研究成果已獲廣東省第六屆教學成果獎二等獎）。本項目符合我校“為了每一位師生的發展”的辦學理念，既面向全體，又強調個性，基于天文臺等優質資源開展的探究活動，如星空營地、星星聯盟俱樂部、天文科普大篷車等，內容和形式上都強調自主性、開放性。

同時，本項目探索有效的社團運作機制，使社團活動常態化、制度化，同時發掘培養學生領袖，讓社團的運轉逐步自主化。希望教師能從幕前退到幕后，最后僅起到必要的引領、協調和監督作用，學生成為各項定期或不定期天文活動的主體參與者、發起者和組織者。有利于師生的自主互動發展，因此我校學校文化建設不可分隔的部分。

另外，如前所述，本項目研究圍繞STSE教育理念，旨在培養學生的創新精神和實踐能力和學科綜合意識能力，形成一定的科學價值觀。隨著活動的開展，科學價值觀逐步內化，學校將積淀出普遍的愛科學、崇尚科學的文化共識，并能不斷傳承。這是對我校現有學校文化的演繹和充實，是我校學校文化構建藍圖中的一個重要項目。

四、核心概念界定

1、STSE

科學（Science）、技術（Technology）與社會（Society）教育，是當代科學教育實踐的重要理念，環境（Environment）教育則是公民科學素養教育的一個重要組成方面。STSE教育強調科學、技術與社會、環境的相互關系，重視科學技術在社會生產、生活環境和社會發展中的應用。其顯著特征是把當今與科技相關的重大社會問題及具有地方影響的問題納入教育特別是科學課程之中，包括科技的應用問題、科技發展動向問題和科技的社會倫理問題等。

2、天文科技校本課程

即以校本課程為實驗區，開展STSE教育。結合本校的天文活動傳統和硬軟件優勢，根據學生的興趣和需要，圍繞與天文科技相關的重大社會問題及具有地方影響的問題，開發和實施系列分年級、分層次的校本課程，其中不僅包括天文知識、天文觀測活動的學習，更強調各類主題探究活動。以期培養學生天文科技素養，動手能力、實踐能力和合作意識，從而能夠以內化的科學價值觀為基礎，指導自己產生符合自然、社會發展的決策和行為。

3、天文科技STSE校本課程的功能定位

基于STSE理念下， 以天文科技為切入點進行校本課程的開發與實踐研究，強調科學、技術與社會、環境的相互關系，并以此指導和實施科學教育。

STSE教育作為科學教育的一種范式，代表了一種全新的科學教育的思維模式與觀，對傳統的科學課程與教學產生了積極的推動和影響，得到了世界各國科學教育者的廣泛認同以及社會的強烈關注，逐漸成為科學教育結構體系中的一個重要組成。雖然各國對STSE教育目標有不同的理解，但人們一直渴望將STSE教育理念通過課程的形式表達和呈現出來。只有通過課程，才能將STSE教育理念轉化為真實的實踐，為師生所接受。我們認為應該根據不同的課程主題要求，采取多樣化的課程形式。

圖1 天文科技STSE校本課程結構圖

科學教育課程中的內容點綴

科學課程中的配角(貫穿于科學課程始末)

科學課程中的主角(統整科學課程)

4、天文科技校本課程的組織形式：“馬賽克”課程板塊

天文學是一門綜合性基礎學科，涉及物理、數學、地理、化學、生物、歷史等多門學科，專業性很強，在中學階段還沒有開設天文基礎課程。因此我們課題組認為課程的組織應從學生興趣出發，以主題的形式開發系列校本課程，我們稱之為“馬賽克”課程板塊，便于組織和指導學生自選形成個性化的天文科技校本課程清單，這將對現實教育環境中課堂教學模式產生重大突破，現逐步設計有如下主題：

表1：天文科技校本課程主題板塊

課程內容組織天文與社會天文與科學天文與技術天文與環境

概念為中心時間歷法

……黑洞

太陽系空間站

航天員太陽風暴

……

方法為中心觀測日食

……觀天巨眼

……空間探索

……天象預報

……

問題為中心占星術法

……星空美圖

黑洞宇宙太空生活

航天史話臭氧空洞

……

主題為中心奇星異象

時間簡史

元素誕生

天文史話恒星世界

星系博覽

地外文明

科學演史太空開發

載人航天

登月之旅

……宇宙演化

氣象災害

……

“馬賽克”課程板塊組成一個課程板塊庫，學校根據課程板塊的內容，適用對象、評價方式等方面的考量，設置不同年級的課程板塊庫。學校設立六年級到八年級課程的課程板塊空間，在此基礎上可 兩種可能的組合方式。組合方式A顯示有板塊向高低年級擴展，二組合方式B則顯示在十年級有后續的板塊。學生根據興趣愛好從中選擇板塊，形成天文科技校本課程清單，進行個性化學習。

圖1：“馬賽克”課程板塊

五、研究成果與分析

1、提出了開發中學天文科技STSE校本課程理論框架

本課題研究提出了一套開發中學天文科技STSE校本課程理論框架，體系相對完整，可操作性較強，為同類研究注入了新的內容，給基礎教育全面開展校本課程開發提供了參考。

1、開發中學天文科技STSE校本課程的基本理念

STSE(科學（Science）、技術（Technology）與社會（Society）環境（Environment）教育)作為科學教育的一種范式，代表了一種全新的科學教育的思維模式與觀點，強調科學、技術與社會、環境的相互關系，重視科學技術在社會生產、生活環境和社會發展中的應用，是指導和實施學科教育的新理念。STSE教育的顯著特征是把當今與科技相關的重大社會問題及具有地方影響的問題納入教育特別是科學課程之中，包括科技的應用問題、科技發展動向問題和科技的社會倫理問題等。通過STSE教育，學生在遇到相關問題時，能夠以內化的科學價值觀為基礎，進一步尋找重要的信息、認知發現和評價，直到最后做出正確的決定。

對天文科技的學習與探究，是培養中學生動手操作能力的重要途徑。天文科技校本課程，旨在讓學生通過親自參與類似于科學研究的學習活動，獲得親身體驗，激活儲存知識，通過解決實際問題的探索性活動，提高綜合應用能力，發展自己的創造能力和實踐能力。同時，通過社會實踐，懂得科學知識對于自然、社會和人類的意義和價值，關心社會進步和人類發展，努力提升自己的精神境界。在此過程中，學生的求知欲被激發，社交能力、合作能力等非智力因素得到發展和提高。

（1）天文科技STSE校本課程的特征

①校本課程相對于國家課程來說具有一定的靈活性和自主性，它不受內容、教學時間的嚴格規限，有利于培養學生的興趣發展和拓展教師能力和活動空間，因此，它必須具備層次豐富、綜合實踐性強的特點，宜綜合采用綜合實踐活動和學科滲透教育等多種形式進行。

②以天文科技為切入點進行課程的整合，體現STSE教育的元素。因為天文與人類社會發展的關系源遠流長。尤其在中國，“天、地、人”的關系和“天人合一”的思想一直是國人的基本哲學思想。

③校本課程關鍵要體現學校的特色，廣州市第四十一中學的校本課程應體現的特色主要有：

學校的傳統特色：學校開展的科技活動、學生的興趣特點。因此，需要開展學生問卷調查，基于嚴謹的數據分析，針對學生實際情況和學校特色資源進行開發實施。

跨學科的綜合體系：尋找天文學與其他各學科的接合點（課程生長點）。

STSE的課程思想：體現科學知識、科學方法和科學本質和價值。

（2）天文科技STSE校本課程的教材設計

校本課程的教材設計，可以粗略分為兩大主題。

①“天文—地學—人文”系列

A、天文科技與人文思想的關系

天文現象、地球的四季更替以及風雨雷電自然現象等（如季節、節氣、潮汐等）與人類的生存息息相關，古人正是通過“仰觀天象、俯察地理”的經驗總結而制定了相關的歷法，并以此來引導人類族群的生產勞動和生活活動的開展。

B、天地人的關系（STSE）

地球的演化只是天體演變的一部分，有些是自然發生的，如地震、風暴、雷電等，但也有一些是由于人類的活動而加劇的，如溫室效應、臭氧空洞的迅速擴大、厄爾尼諾和拉尼娜現象等都極大地影響了人類的可持續發展。加強氣象預報的準確性，做好防災抗災應該是人類必須面對的社會問題。

②“天文科技與理化生等學科”的跨學科系列

A、天文學與物理科學的關系

天文學基本上是一門以觀察為主的自然科學，天體的運行規律可以由物理學原理加以解釋才變得較為完善。如“萬有引力定律”既可以解釋行星或彗星的運行軌跡，更為人類航天事業的發展提供了強有力的保證。人造衛星的成功發射為人類提供了氣象資料和GPS全球定位服務。還有，光、熱、宇宙射線、太空垃圾……

B、天文學與化學的關系

宇宙萬物都是由物質組成的，從宇宙大爆炸開始，就形成了不可勝數的物質種類。例如恒星與行星的組成與密度等各不相同；C60正是在研究太空物質組成的過程中“意外”發現的，并由此獲得了諾貝爾化學獎。

材料科學的發展和新材料的使用讓我們的生活方式發生了根本的變化，…

太陽時刻都在向外散發著巨大的能量，這與其體內發生的核聚變反應有關，認識并有效利用太陽能是人類面臨能源緊缺時必需考慮的途徑。還有月球上的氦-3，海底的甲烷水合物的開發利用等。

C、天文學與生物學的關系

生物的形成與繁衍與自然環境的變化關系非常密切，從光合作用的發生到地球生物物種的進化都跟自然環境密不可分。

營養與生物的生長有著密切的關系。

探索UFO及外星人的活動一直沒有停止。

2、建構了中學天文科技STSE校本課程課程體系

針對我國國情：中學階段教學以中華人民共和國教育部制訂《全日制義務教育課程標準》和《普通高中課程標準》為依據，各地區實行國家課程、地方課程、校本課程三級課程管理的方式。結合學校教育教學的特點，依托我校原有傳統特色項目“天文科技教育”。“廣州市第41中學STSE科教課程體系”確定從“必修”和“選修”主要在兩個領域展開，具體見下圖：

3、開發出版了天文科技校本教材系列叢書

本課題研究開發了一套天文科技校本教材系列叢書《星

圖2：廣州市第41中學STSE科教課程體系

空奧秘》、《星空探秘》、《天文科技DIY》、《學科中的STSE》，并進行了有效的推廣應用。（2010年8月 廣州出版社出版發行 ISBN 978-7-5462-0339-3 中國版本圖書館CIP數據核字（2010）第169404號

天文科技STSE 校本課程系列叢書《星空奧秘》和《星空探秘》是以天文科技為切入點進行課程的整合，充分體現STSE教育的元素。因為天文與人類社會發展的關系源遠流長，尤其在中國，“天、地、人”的關系和“天人合一”的思想一直是國人的基本哲學思想。目前，全國基礎教育還沒有一套較系列的天文科技STSE 課程教材提供給廣大中小學進行天文科技教育使用，廣州市第四十一中學天文科技STSE 校本課程系列叢書《星空奧秘》和《星空探秘》是填補了國內基礎教育中天文科技STSE教育課程教材的空白。這套叢書既可作為天文科技課程的教材，也是可讀性很強的科普讀物。

1、《星空奧秘》

旨在讓讀者對燦爛星空、浩瀚宇宙、神秘天象，這些人們探索最持久，最永無止境的謎題感興趣。從而作為一個生活在宇宙，生活在這個星系，生活在這個星球上的人來說，對自己生存的環境有一個基本的了解與認識。

本書的特點之一是設置了大量的天文科技綜合實踐活動。因為，天文科技活動是培養學生動手操作能力的重要途徑，學生通過自己參與類似于科學研究的學習活動，獲得親身體驗，激活儲存知識，通過解決實際問題的探索性活動，提高了綜合應用能力，發展了自己的創造能力和實踐能力。同時，通過社會實踐，懂得科學知識對于自然、社會和人類的意義和價值，關心社會進步和人類發展，努力提升自己的精神境界。在此過程中，學生的求知欲被激發，社交能力、合作能力等非智力因素得到了發展和提高。

本書另一個特點是每一章都設置了“本章知識要點與自我檢測”內容，特別是“自我檢測”的方式多樣化，充分體現了學習者的學習過程性評價功能。

2、《星空探秘》

是以通俗的語言來講解深奧的天文科學問題，旨在讓廣大讀者接受這門科學，首先是讀得懂、喜歡讀；同時，讓讀者們對天文科學家們那種敏銳的觀察力、堅忍不拔的精神、不怕困難的勇氣、敢于面對失敗的決心等良好的科學素養，有一種同感心靈的震撼，充分體現“現代天文學”的科學理性和人文價值。

本書的特點之一是向讀者介紹了人類對宇宙探索的最新發現，如宇宙的黑洞、暗物質、暗能量等，以及人類對宇宙探索的未來發展（包括中國的深空探測計劃）。這有助于培養學生（讀者）的創新精神和探索欲望。

本書另一個特點是用一整章篇幅介紹“科學探索技能”，包括思考方法、實驗技能、科學研究等，使學生在遇到相關問題時，能夠以內化的科學價值觀和科學方法為基礎，進一步尋找重要的信息、認知發現和評價，直到最后做出正確的決定。這有助于培養學生（讀者）的綜合實踐能力。

3、《天文科技DIY》

為廣大同學提供了多項與天文科技STSE相關的動手實驗設計和綜合實踐活動方案。本書以“參與、動手、快樂”為宗旨，倡導“玩中做，做中學”的教育理念。旨在讓同學們通過動手做實驗和參加社會綜合實踐活動，培養起一絲不茍的科學態度、分秒必爭的時間觀念、刨根問底的指示精神、百折不回的非凡效力、有理有據的分析能力、敢想敢干的創新精神。

本書的特點為在于著重體現趣味性、探究性和自助性，讓同學們根據自己的愛好自主選擇方案開展實踐，通過有趣的探究實驗去理解科學現象。

本書還展示了一部分本校學生近年開展天文科技DIY探究實踐活動的優秀方案。

4、《學科中的STSE》

我國《基礎教育課程改革綱要（試行）》中對基礎教育課程改革的具體目標強調“要加強課程內容與學生生活以及現代社會和科技發展的聯系，關注學生的學習興趣和經驗，精選終身學習必備的基礎知識和技能”。目前我們的新教材中有很多合適STSE教育的切入點和體現STSE教育的元素，在課堂教學中插入與社會、生活、新科技有關的內容，可讓學生意識到學好相關知識可提高自己和他人的生活質量，對科學知識有一個更全面的認識，科學意識更加濃厚。

本書的亮點在于，把紛繁復雜的學科內容，根據“STSE滲透教育”的研究目標統一起來，形成系統。并自然、合理、有效地在日常教學中向學生呈現，增強學生關心自然、關心社會、關心人類可持續發展的情感。同時，引領教師們積極挖掘學科知識的自然生長點，適當延伸和拓展，并尋找與其他各學科的接合點（課程生長點），把STSE教育貫穿于學科教學中。

4、對學生進行了天文科技素養的問卷調查與分析

在開發和實施天文科技校本教材系列叢書的前期，課題組參考國際教育成就評價協會(IEA)主持的TIMSS調查問卷量表，在研究了我國科學教育的課程目標與課程標準的基礎上，經過多次修改編制了一份關于《廣州市第四十一中學學生天文科技素養調查表》，對學校2010學年初一、初二、高一級的學生進行了調查，并對調查數據進行了詳細的分析。通過問卷分析，有力說明了開展本課題很有實踐價值，并且極具迫切性。同時，為開發和實施天文科技STSE 校本課程系列叢書、確定研究方向、把握重點和制定途徑提供了重要依據。

1、調查顯示目前學生主要靠課外途徑提升自我的天文科技素養，迫切需要學校以課程形式為發展學生的天文科技素養提供有效途徑。

我國學校教育在天文科技素養方面沒有作課程安排。本調查研究表明有66%的學生通過書籍和電視等傳媒獲取天文科技素養，其中25%的學生通過互聯網，高達91%學生從課外獲取天文科技素養。現代大都市網絡信息傳媒的迅速發展給中學生提供了新的平臺和新的認識空間，獲得天文科技素養和方法的信息渠道大大拓寬。學生對天文科技素養獲得的主要途徑，見圖2。

圖2：學生對天文科技素養獲得的主要途徑

以上的餅型圖百分比顯示學生在課堂獲得天文科技素養的只有7%，這說明了現在中國的學校教育在培養、提高學生的天文科技素養方面沒有作系統的課程安排。但現代社會的高速發展離不開科技領域的迅猛發展，學生對天文科技素養的需求和追求也不斷提升。從餅型圖百分比很明顯看到66%的學生只能通過課外的書籍和電視等傳媒來解決自我提高天文科技素養的需求。因此，作為學生提升各方面能力的主要場所——學校很有必要開發一系列的天文課程來滿足學生對天文科技素養的追求。

2、調查表明不同學段學生的知識背景和認知水平，開發實施天文科技校本課程應注重突顯其校本化、多層次、多形式、可選擇的特點。

從調查數據中看出初中學段與高中學段的學生對天文知識掌握的程度不同，從問卷總分的差異比較中可知高一學段的學生對天文知識的掌握要比初中好很多，這是由于兩個不同學段原有知識背景的差異以及年齡差異所造成的，心理和智力水平、思維特點的差異導致的。面對這些差異，天文課程的設計應符合各學段學生的不同特點，采取不同的教學方法來有效提高學生的天文科技素養。

（1）原有知識背景的差異

學生主要是從地理課堂及歷史課堂獲取少量零散的天文知識。現時地理課程的內容更多關注的是地球這一天體自身的狀況及現象。初中學段的課程主要是圍繞自然地理，人文地理開展，只有在七年級上冊第一章第二節地球的運動中涉及地球自轉公轉的問題，這也是天文學研究的問題之一。而高中學段的課程主要是圍繞經濟地理開展，只在必修一采用一章的篇幅介紹地球在宇宙間與其它天體的關系及地球的運動，同樣也是地理學與天文學的交叉處，而在歷史課程的內容里，無論是高中學段還是初中學段對天文故事及天文學家的介紹都是分散在某一時期的文化介紹里。由于兩個學段的學生在課堂上都未能建立連貫系列的天文知識體系，因此學生們對于這些知識的印象比較模糊，零碎。高中學段的學生因學習內容較初中學段的學生豐富，在原有知識背景方面顯得略勝一籌。

（2）思維活動的差異

初中學段的學生伴隨著自身生理、心理發生的顯著變化，其思維活動中抽象邏輯思維已占主導地位，但有時思維中的具體形象成分還起作用。高中學段的學生經過初中學段生理及心理上的劇變及動蕩，高中生的生理及心理均趨于成熟和穩定，抽象邏輯思維得到了迅速的發展，初、高中學段的學生雖然在抽象邏輯思維方面都得到了發展，但還是存在一定的差異。初中學段抽象邏輯思維在個體智力發展中占優勢，但在很大程度上這時的邏輯思維還需要經驗的支持。然而進入高中學段以后，學生的抽象邏輯思維則屬于理論型，高中生已能在頭腦中進行完全屬于抽象符號的推導，能以理論作指導去分析、解決各種問題，他們的邏輯思維已具有充分的假設性、預計性及內省性，而且辯證邏輯思維迅速發展，抽象邏輯思維已經進入成熟期。因此對于一些未知領域的問題，高中學段的學生的解答明顯優于初中學段的學生。

3、調查表明開發實施天文科技校本課程不能僅局限于個別學科或課外活動、社團活動中開展，它更需要多學科廣泛合作，特別應該在常規教學中進行滲透。

目前，國家課程的各版本統編教材中有很多合適STSE教育的切入點和體現STSE教育的元素，在課堂教學中插入與社會、生活、新科技有關的內容，可讓學生意識到學好相關知識可提高自己和他人的生活質量，對科學知識有一個更全面的認識，科學意識更加濃厚。課堂是滲透社會中的科學與技術的最佳場所，當學生看見所學知識在許多方面都有應用時，就會涌現出一股強烈的求知欲望，在學習中表現出前所未有的自覺性和主動性，同時也會增強學生關心自然、關心社會、關心人類可持續發展的情感。

科學精神對一個人的學習能力培養乃至人格的塑造等都起著巨大的作用，是全面提升個人科學素養的原動力和精神基礎。我們教師都應該具有崇尚科學、弘揚科學精神的文化內涵，在教學中善于用適當方式聯系和滲透STSE教育。因此，本課題需要強調各學科教師的共同參與，開展學科滲透的研究，探索如何在課堂教學中進行STSE素養的有效滲透，研究學科滲透的目的意義、方法途徑等。

（1）目前學生缺失各學科教師的共同關注

一些學者把科學素養內涵界定為：1、概念性知識———構成科學的主要概念、概念體系或觀念；2、科學的理智———科學研究的方法論；3、科學的倫理———科學所具有的價值標準，即科學研究中科學家的行為規范，又稱科學態度或科學精神；4、科學與人文—科學與哲學、文學、藝術、宗教等文化要素的關系；5、科學與社會—科學與政治、經濟、產業等社會諸方面的關系；6、科學與技術—科學與技術之間的關系與差異。科學素養的內涵已經覆蓋到科學和人文的各個學科。

黃小蓮關于“教師對培養學生的科學素養與各科教學關系的認識”的調查顯示：很多教師把提升學生科學素養的任務僅僅歸結于科學課程和科學教師，從而使得學科教育中科學精神與人文精神的分離。布魯納主張，在人的“學習方式”和“認識方式”中，存在“右利法”和“左利法”。所謂“右利法”是指合理的、演繹式的、直線式進行的方法，或謂之實質性方法；“左利法”則是指直觀性的、假設性的、游戲式的、想象式的富于機智的一種探究方法。“右利法”的訓練主要依賴于理科教學，而“左利法”的訓練離不開藝術類課程，而科學問題的解決，往往要在左右之間移動若干次。因此，提升學生的天文科技素養，不論是科學知識的傳授，還是科學精神的培養，抑或者是科學方法的訓練，亦需要各科教學的共同參與。

（2）學生缺少開展“科學探究”的興趣、時間和方法引導

導致學生“學習科學”興趣缺失的原因主要是升學的壓力。親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。“科學探究”是一個邏輯的實證過程，也是一個充滿創造性思維的過程，同時還是一個艱辛探索、不斷實踐、克服困難、發揮潛能的過程。但科學探究活動較之課堂教學要花更多的時間，生活在“應試教育”環境下的學生，被剝奪了融入大自然和“科學探究”的時間，科學素養的培養很難落實到實處。

一些中學地理教師只是在黑板上畫實驗，紙上談兵，要求學生背實驗步驟、實驗現象和實驗結果等，致使許多學生不能獨立完成一份像樣的實驗報告或條理清晰地表述某個實驗現象、描述某個實驗過程、評述與分析某個實驗結論。我們的學生以“讀”科學、“聽”科學、“記”科學代替“做”科學。學生用非科學方法學習“科學”的現象較為普遍，缺乏科學探究方法和科學精神。

5、綜合實踐活動是培養學生天文科技素養必要的、有效的途徑

校本課程相對于國家課程來說具有一定的靈活性和自主性，它不受內容、教學時間的嚴格規限，有利于培養學生的興趣發展和拓展教師能力和活動空間。

同時，區別于國家必修課程，天文科技校本課程應該著重提升學生對天文科技信息的獲取、理解、取舍、分析、判斷和處理能力素養，培養其能將知識融入社會、運用于技術、分析社會環境等問題。

問卷分析表明，問卷中最能解釋學生天文知識能力的是因素4—理解復雜的信息這一個因素就能解釋56.9%的天文科技素養水平，理解復雜信息的能力最能體現學生的天文科技素養水平，教師應該作為教學提高的重點。在教學過程中除了要讓學生掌握信息中所包含的關于天文方面的基礎知識和基本概念外，須著重提升學生對信息的敏感度及取舍能力。將信息融入社會，將運用技術滲透信息中去，并對信息進行正確的批判、取舍，從而得到進一步的理解，以形成一種可以完善自我的能力。其次是因素3--理論、分析和解決問題的能力，把因素3和因素4這兩個因素加起來的能力就能擁有79%天文科技素養水平，所以教師把提高學生理論、分析和解決問題的能力作為教學的次重點；因此，教學依次需要注重的是因素5---探索自然世界的能力，因素2---理解簡單的信息的能力，因素1---利用工具、常規步驟和科學過程的能力。

因此，它必須具備層次豐富、綜合實踐性強的特點，宜綜合采用綜合實踐活動和學科滲透教育等多種形式進行。本研究創設了系列校本課程開發與實踐策略，分別是：完善基地，規范管理——優化有效的保障措施；專家引領，培訓研討——充實研究的理論支撐；開發課程，學科滲透——構建STSE特色的校本課程框架；拓展平臺，激發興趣——創設開放的天文科普活動體系；社團運作，競賽輔導——鼓勵創新實踐的個性發展。

其中開展的系列綜合實踐活動，內容充實，極大地激發了學生對天文科技探究的興趣。從我校學生參加歷年省天文奧賽的獲獎情況可以看到，學生的天文科技素養得到了顯著提升：2005年獲高中組三等獎；2006年獲一等獎一項、二等獎一項；2007年獲一等獎兩項，三等獎一項，其中一名學生獲全國天文奧賽預賽一等獎。2008年獲11個獎項，并獲得最佳組織獎。在我校就讀初一、初二的羅連通同學參加2008年10月意大利舉辦的第13屆國際天文奧林匹克競賽，在世界各地的眾多天文高手中脫穎而出，勇奪金牌和最佳實測獎。除天文科技項目外，我校師生在參加廣東省中學生省電腦機器人競賽、廣州市第七屆青少年科技活動、海珠區青少年科技創新大賽、廣州市防震減災業余無線電應急通信競賽、廣州市中學生計算機作品大賽中有100多人次獲獎。2011年3月，由廣州市41中學物理科組建的電子制作與競賽的科技教育活動項目，正式被授予全國青少年電子制作科普基地。

本課題通過實踐證明，開展綜合實踐活動，是培養學生天文科技素養必要的、有效的途徑。

6、開發與實施天文科技STSE校本課程能有效提高教師專業素養

開發實施天文科技校本課程研究，把STSE教育理念滲透到常規的課堂教學中，是教師的課堂能力、課堂藝術、課堂智慧、人格魅力的集中體現問題，是課堂生態、課堂文化氛圍的營造問題，是體驗與感悟的問題，不是那種膚淺的、貼標簽式的直白的羅列與告知問題。

在開展課題研究之前，大多數教師自身的科學探究意識不強，特別對于天文科技素養大多數人還處于一種盲然狀態，更不善于挖掘出學科知識，將其融入進技術、社會、環境之中。經過了本課題研究，在專家的理論培訓下，在課題組主要成員的帶動下，一批骨干教師的教育科研能力得到顯著提升，具備了明確的問題意識、反思能力，掌握了理論與教學實踐相結合的方法。

其中《基于流利和基于準確的英語口語教學策略比較研究》獲第七屆廣東省普通教育教學成果獎一等獎、廣州市第六屆教學成果獎二等獎；《構建師生自主互動發展的學校文化》獲第六屆廣東省普通教育教學成果獎二等獎；《自主教育模式》獲廣州市第五屆教學成果獎二等獎，《信息技術支持下的“自主發展”教學模式研究》獲教育部重點課題《網絡教育的資源整合研究：基礎教育信息化資源開發和應用的有效性研究》總課題組終期結題成果一等獎，多項成果獲海珠區教學成果一、二、三等獎。近兩年還有85位教師的論文、教學設計、案例在省、市、區獲獎，40多篇教育教學論文在市級以上刊物發表。2012年《構建和諧師生校園文化》獲第八屆廣東省普通教育教學成果獎三等獎、

在課題的帶動培養下，學校教師整體水平也明顯提高。近三年年均評上高級教師職稱達10人，先有中、高級職稱的教師151人（高級33人、中級118人），占教師人數77%；碩士研究生33人，占16.3%；有廣州市十佳生物、數學教師各1人，廣州市優秀青年語文教師1人，廣州市優秀青年英語教師1人；何樹聲校長被評為特級教師，廣州市基礎教育系統名校長。

7、促進學校科技教育特色的進一步發展

學校通過建構STSE科教課程，把科技教育納入常規課程體系，不僅以校本課程及研究性學習形式對某些專題開展深入研究，更強調在學科教學中滲透科技教育。從而，大力推動了我校天文、機器人、無線電等特色科技項目的深入發展，進一步確立了學校科技教育特色品牌。目前我校已獲得“全國百所特色學校”、“第三批廣東省青少年科學教育特色學校”、“全國青少年電子制作科普基地”、“廣州市青少年科技教育特色學校”等稱號。

8、推動廣州天文科普教育的蓬勃發展，產生廣泛的示范輻射作用

作為廣州市青科協天文專業委員會基地，我校一直致力于發揮基地的示范輻射作用。我校積極協助廣東天文學會、廣州市青科協天文專業委員會開展“路邊天文”、特殊天象觀測等天文科普活動，產生很好的社會效應。

主持人何樹聲校長編著的天文校本課程系列教材，作為天文科普教材推廣到廣州市內的不同層次的學校，受到廣大師生的歡迎。其中廣州第五中學、廣州荔灣中學、廣州赤崗中學、廣州98中學的地理老師開設天文校本課程和綜合實踐活動，培養了一批天文愛好者，在各項天文競賽中取得優異的成績。使用天文校本課程系列教材的師生強烈要求再版并在市場銷售，使更多公眾受益。

廣州市第五中學早在20世紀70年代就開始地震科普教育活動，是“廣東省防震減災教育示范基地”、“廣東省青少年科學教育特色學校”，在此基礎上，把天文科技STSE系列教材整合為“天文地理防災減災”教材，廣州市第五中學《天文地理防災減災科普教育課程》成為廣州市教育局首批普通高中重點立項特色課程。

六、后續研究的方向

1、深化研究天文學科技與其他各學科的接合點（課程生長點）

每一個學科都有自己的學科思想，都有“情感態度與價值觀”的因素。今后將繼續組織各學科教師進一步把教材（學材）中隱含的固有的STSE教育內容和因素挖掘出來，培養學科知識的生長點，適當延伸和拓展，并尋找各學科與STSE的接合點（課程生長點）。同時，研究如何能夠自然而然地把這種接合點呈現，讓學生體驗到，感受到，從而獲得價值認同，以引領學生進入科學殿堂，培養他們的科學精神和提升個人的綜合素質。

在此基礎上，研究提煉出學科滲透STSE理念的操作范式，并把較成熟的相關學科校本課程課本編印出版，讓廣大教師分享研討課題研究的成果和有利于在教學實踐中的應用。把探索STSE教育滲透在學科課堂教學的過程，成為對教師本身專業素養的培養和提升過程，并成為教師們尋找自己的專業發展尊嚴鋪設良好的途徑。

2、進一步實踐和研究課程建設的多層次、多渠道的問題

進一步實踐和研究課程建設的多層次、多渠道的問題，形成《天文科技校本教材系列叢書》課程標準，為教材的推廣應用做好準備。課程標準的基本框架設計如下：

1、前言：闡述本門課程的課程性質、基本理念、特點與設計思路。

2、課程目標：按照國家的教育方針以及素質教育的要求，從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三方面闡述本門課程的總體目標與學段目標(如果分多學段實施的話)。

3、內容標準：根據上述的課程目標，結合具體的課程內容，用盡可能清晰的行為動詞來闡述目標。分章節簡要闡述課程內容或活動安排。

4、實施建議：為了確保課程標準能夠讓不同教師使用，在絕大多數學生身上實現，減少中間環節的“落差”，需要在課程標準中提供推廣或實施這一標準的建議，主要包括：

（1）教與學的建議

可以在易誤解的地方或陳述新出現的重要內容時，提供適當的典型性的案例，以便于教師的理解，同時也是引導一種新觀念的有效方法。

（2）評價建議

根據教學目標、內容，針對性設計學生本課程學業成績的評定辦法，涉及評定方式、記分方式、成績來源等。

5、術語解釋：根據需要對標準中出現的一些重要術語進行解釋與說明，使使用者能更好地理解與實施標準。