张建芳：独特的古代中国天文学 采用赤道坐标系统
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　　　　内容摘要：天文学在古代中国是否存在？学术界说法各异。本文在李约瑟先生分析的赤道、黄道、地平这三种天球坐标系之间差异的基础上，进一步阐发了三系在实地观测中各自的空间取向之间的差异，证实了天文学在古代中国不仅仅是存在，而且相当发达并领先于其他各国，故而被现代天文学承传至今。只是一些学者忽略了它的独特性，才会否定它的存在,进而将中国传统科学技术与思想文化的累累硕果看得一文不值。
　　关键词：三种天球坐标系；差异；古代中国；天文学；独特性
一、天文科学体系在古代中国是否存在？
　　天文科学体系在古代中国是否存在？许许多多中外学者对这一问题的说法并不一致，正如天文学专家郑文光先生所说：
　　“一个早期研究中国天文学的法国学者德莎素（deSaussure）,就曾经根据《尚书·尧典》热情地描绘了他所想象的我国四千多年前的天文学的盛况：
　　‘在隐藏着中国的神秘古代的黑暗中，《尧典》在我们面前揭开了这样一个场景。皇宫的一个庭院清晰的出现了，这里便是司天之台。闪烁不定的火炬的亮光显示出正在进行的事情；从那投射在漏壶刻度的光线，我们可以看到天文学家们正在选择四颗恒星；当时，这四颗星正位于天球赤道的四个等角距的点上，但是，它们注定要用它们的移动来为后世说明，这幕场景发生在四千多年以前。’
　　也是一早期研究中国天文学史的法国学者马伯乐（H.Maspero）却截然相反，他认为中国天文学的历史是很短的，直到公元前五、六世纪，中国天文学还没有产生。
　　另一个法国人德伦贝尔（M.Delambre）走得更远。他说：‘中国历史虽然长，但天文学简直没有在中国发生过。’这已经不是评价的观点问题，而是肆意的贬低了。
　　有一个对中国历史和文化从来不曾做过研究的英国三一学院院长，更是十分恶毒地诬蔑中国古代天文学。他说：‘这是一个从来不晓得把自己提高到最低水平科学推理的民族；我们对于他们那些荒谬的东西所做的工作已经够多了。他们是迷信或占星术实践的奴隶，一直没有从其中解放出来；即使散布在他们史书中的古代观测记录是可靠的，也从来没有一个人去注意。中国人并不用对自然现象兴致勃勃的好奇心去考察那星辰密布的天穹，以便彻底了解它的规律和原因，而是把他们那令人敬佩的特殊毅力全部用在对天文学毫无价值的胡言乱语方面，这是一种野蛮习俗的悲惨后果。’……
　　近年来，英国的一个研究中国科学史的专家李约瑟（J.Needham）对中国天文学作了一些较为公允的评价。他说：
　　‘除巴比伦的天象记事（其中大部分都已散佚）可以看出，中国人在阿拉伯人以前，是全世界最坚毅、最精确的观测者。’他又说：‘显然，中国天文学在整个科学史上所占的位置，应该比科学史家通常所给予它的重要得多。’”并总结出中国天文学的七个优点[1]。
　　通常学术界的一些学者则认为，“由于古代中国和西方科学家处于不同的社会环境，本身的角色意识不同，所以，他们除了为求知这一共同目的进行科学探索活动外，还有不同的目的。古代中国科学家进行科学活动更主要的是为了实用，为生存服务；而古希腊的科学家更主要的是为了解释自然，为认识服务。以天文学为例，古代中国官方天文机构名称历代不同，如太史、太史局、司马监、钦天监等，但天文机构的设立一是为了制订历法。二是为了观测天象。在古代，历法是人民‘生存’的指南，农田的耕种、收播都要依照历法行事。历法的另一个重要功能是，中国历代帝王登基都以颁布他的新历法作为其合理性的标志，如刘歆的‘三统历’就是为王莽篡权而制定的，及崇祯改历等。观测天象主要用于为皇帝预测吉凶，以求奉天承运，行战争，平天下。这种为生存服务的实用传统为中国人从事科学探索设定了一座无形的围城，人们一旦谈及科学就必定进入这座围城，否则就不属于科学探索范围，这也就是古代中国历代都涌现出一些天文学家，总体人数比其它学科都多，而且天文学研究一直持续进行，却没有产生出天文学体系的缘故。”[2]我们的辞书也是只有“中国天文学史”的词条，没有“中国天文学”的词条，无法令人象了解希腊、埃及、阿拉伯天文学的框架那样对“中国天文学”的框架一目了然。让人难以置信的是，如果没有“中国天文学”，那麽“中国天文学史”又从何而来？
　　古代中国究竟有没有天文学？为什麽同是面对中国古代大量的天象记录，却会有如此不同的看法，除了带有偏见的种族歧视这一原因之外，学术界的一些学者不了解古代中国天文学的独特性，用西方天文学知识探究古代中国天文学，也是不承认古代中国有天文学的一个主要原因。立足点不同是足可以让人“横看成岭，侧成峰”的,岭有路可行，峰无路可攀。有路可行则所获颇丰，无路可攀则收效甚微，立足点、研究方法不对头会让人一无所获。因为对中国天文学的正确认知直接关系到对中国传统科学与思想文化的正确认知，所以非常有必要从根本上予以澄清。
牛仔裤是大家经常穿的，你知道怎样...
饮水机我们经常使用，如果长期不清...
金吉拉猫三三突然不敢下楼了，原来...
为了狗，她众叛亲离；为了狗，她倾...
街头巷尾藏有多少民间美味？小小“...
茶馆接到毛阿姨的求助电话，儿子因...作为一个普通人，想知道天文学究竟能够做什么。
在国际天文学联合会（IAU）的网站上，我们可以找到一篇文章回答了这个问题，《天文爱好者》杂志刊登了中文翻译版本。里面大概的意思是说，天文学研究的过程中回答了一系列物理学的极端问题，提供了难能可贵的实验环境，发展了一些高端技术设备，还让人们携手努力合作??基本上李然的回答很完整而且全面了。但是，我觉得这太不够了。我总觉得，这个回答还不足够说服我去研究天文学，还不足够让这个学科有独一无二的可以不被取代的伟大意义，还不足够成为一个面向真正的未来的学科。能回答物理问题的方式不少，实验室固然需要，但也不是只有观测远方一条路可以走。而一系列技术创新，更让我觉得这把天文学看的有些功利了。如果一门基础科学需要用其他技术产品来测量它的价值的话，这真的很悲哀，或者是我们的理解还不够深入。当然，其他回答中提到的作用和重要性，我都是赞同的。除了这些以外，我想，还应该有一点什么别的。我看到有人在之乎上问了这样的问题： 如果你恰好看过一部电影叫《楚门的世界》，如果你觉得《黑客帝国》三部曲还算有意思，那么我们就有了讨论这个问题的基础。我们怎么才能知道我们的这一切，恰恰不是被佛教说中了？这一切的喜怒哀乐，美好与祝福，爱恨情仇，生老病死，这一切你的我的她的，全都是“如露亦如电”，全都是因为“我执”而陷入的“无明”状态，看不清这个世界本质上的状况，白富美只是“粉骷髅”，不，就连粉骷髅都仅仅是幻想，因为“凡所有相，皆是虚妄”，这，有没有可能？我们的这一切，有没有可能只是一场实验，一段代码，我们被running着，我们除了读取下一个准备好的变量，没有选择的余地，这，有没有可能？高高在上有一位player（玩家），它观察着这张地图上逐渐展开的村庄和城市，它生成一个一个的你和我，让我们放牧、种植、生育、探险??玩家不高兴的时候就让我们消失掉几个小时，或者彻底消失掉，玩家会故意把两个毫不相干的人放到一起，邪恶地观察我们俩的下一步关系。然后，玩家会再把我们分开很远很远，实验我们的耐性。这，有没有可能？我的回答是，这一切，没有办法用我们今天的知识来证明或者证伪，但我们的经验给了我们一个暗示：如果我们要证明自己的存在感，如果我们要让玩家愿意继续玩下去，而不是觉得无聊而删除地图关机退出，我们需要一点“惊人之举”，我们需要让玩家觉得不无聊，我们需要让代码有出现bug亮红字跳出的可能，我们需要挑战极乐世界的存在，看一看六界边缘。方法有两个：1）不停地走下去，探索我们这个世界的边界。beyond moon，beyond mars，and our local universe。也许我们永远也无法看到一个所谓的边缘，也许佛法无边，我们的十万八千里只是玩家的弹指一挥间，那又如何呢？乔布斯说：“I want to put a ding in the universe.” （我想在宇宙中制造一声“叮”。）2）不停地自己给自己制造bug，制造逻辑上的、几何上的、情绪上的、基本构造上的错误，挑战这个大系统的底线。请不要见怪，人类已经这么干了很久很久了。在这个基础上，我们发展了逻辑学、哲学、各种宗教的宗教批判和思辨、数学等一系列思考的宝贵成果。在我看来，这些知识，都是我们制造的一些列的挑战，有人问 我想，天文学有这么一个作用，它似乎难以言说，它似乎就是慢慢地给你一点勇气，在你疲惫不堪的时候，鼓励你再坚持一小下，站起来，站的笔直笔直地，仰头对着上头说：“我fuck！有本事你就让我消失，否则，我总要朝着你探索下去！” 这目光，显然要穿越国贸三期的高度，穿越pm2.5的高度，穿越白云和蓝天的高度，穿越这137亿年的宇宙的高度。如果我是一个玩家，看到小蓝星上有这么一群碳基生物的naive的“豪言壮语”，我可能呵呵一笑，然后乐的观看下去。你呢？
天文学据我看大致有四个作用：1.天文学是基础科学发展的引擎之一：天文学关注的是最具有前瞻性的问题。这些问题的提出和解决本身对自然科学基本理论的研究有着非常重要的作用。往远了说，太阳系天体运动的研究直接导致牛顿力学系统的建立，并随之引发第一次科技革命。往近了说，暗物质和暗能量的存在都是在天文学观测中被发现。黑洞的研究则是量子引力论最核心的问题。这些问题一旦未来被解决，将极大推动自然科学基础理论。而基础理论的进步又是人类科技水平进步的必要条件。 2.地外行星观测和地外生命研究将解答人类的命运问题：宇宙中是否有其他适于生存的星球。生命如何起源的。人类的存在是否是独特的，是否有其他的智慧种族。以及在遥远未来，人类是否可以移民外星球？这些问题的解决，关系人类作为一个种族的命运。3.天文学是能够提供极端条件的实验室：科学进步需要做大量的实验来验证假说。在当今时代，很多理论高能，高磁场等极端条件下的实验才能够验证。所以欧洲会建造巨大的粒子加速器LHC. 但即使如此，依然很多问题无法在地球实验室完成。而宇宙中很多天体物理现象，如脉冲星，超新星爆发，类星体吸积，自然的提供了极高能情况下的物理过程。观测这些天文现象，可以帮助人们检验理论。4.满足人类的好奇心：天文学研究人类历史上长期存在的根本追问。宇宙有多大，世界如何创生，生命从何而来。时间是否有起点......
天文学研究宇宙间除了地球这一个小圆球以外所有的东西（行星/恒星/星系及其集团或前后身、星际介质乃至宇宙本身等）的形态、位置、形成、演化、物理/化学性质，顺便探索一下地球以外存在生命的可能场所。小学开展天文科普教育的途径探索与实践创新
小学开展天文科普教育的途径探索与实践创新
北京市朝阳区芳草地国际学校远洋小学&& 刘华
国务院颁布的《全民科学素质行动计划纲要（－2020年）》，将“完善基础教育阶段的科学教育，提高学校科学教育质量，使中小学生掌握必要和基本的科学知识与技能，体验科学探究活动的过程与方法，培养良好的科学态度、情感与价值观，发展初步的科学探究能力，增强创新意识和实践能力”作为“未成年人科学素质行动”任务。
2005年至今，我们本着“以科学精神塑造人，以人文精神熏陶人”的教育理念，在天文学专家的直接指导下，积极开展科普教育与培训资源的建设与整合研究。经过6年边研究、边实践、边推进的努力，开发了小学天文科普校本课程和一套教材，归纳出天文科普教学的基本模式和操作策略，积累了学科资源融合共同促进师生科学素质发展的可行经验，在学校形成一种尊重知识、尊重人才、崇尚科学的风尚，有效地通过开展天文科普教育促进了学校素质教育的纵深发展。
一、研究的背景与思考
2003年“中国公众科学素养调查”结果显示：我国公众科学素养水平稳步增长，但与美国、欧盟国家和日本相比，还处于落后地位。大多数公民对于基本科学知识了解程度较低，在科学精神、科学思想和科学方法等方面更为欠缺，一些不科学的观念和行为普遍存在，愚昧迷信在某些地区较为盛行。公民科学素质水平低下，已成为制约我国经济发展和社会进步的瓶颈之一。为此，我国全面启动了“国家中长期科学和技术发展规划（）”的研究制定工作，首次把科普列入科技发展规划之中。
在这个大背景下，随着神舟五号载人飞船的成功发射，长大做“航天员”成为当时无数孩子们心中的梦想。落实国家《科学素质纲要》是时代赋予教育工作者的神圣使命之一，也是实施素质教育的重要课题。2005年通过问卷调查发现，我校3～6年级221名学生中，有95%对天文现象很感兴趣，有93%希望能和家长一起观赏天象；他们的家长中有90%希望学校增加天文方面的教学内容。这引发我们开始思考：天文学是人类历史上最早诞生的一门自然科学，也是二十一世纪世界科学发展最前沿的科学，凡是高、精、尖领域的科研项目都要涉及到天文学。伴随着文明进步和社会生产力的不断发展，人类与其生存的地理环境之间产生了突出的矛盾。人类比以往任何时候都关注地球和宇宙，试图通过初探宇宙的奥秘，探求人类生存和未来发展的问题，这些问题与探索行动已经日益渗透到青少年之中。学校必须立足自身实际，针对小学生特点有效开展科普教育。
天文学是研究天体、宇宙的结构和发展的科学，同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。天文知识的普及对于一个国家发展经济、繁荣文化、形成高素质人才的作用越来越受到国际社会的普遍重视。联合国教科文组织和国际天文学联合会着眼于教育，面向公众，曾共同发起以“探索我的宇宙”为主题的全球性活动，吸引各国家、区域青少年参与其中的各种活动，认识人类在宇宙中的位置，激发探索发现精神。可是，我国的天文教育还远未达到普及的程度。一方面中小学开展天文科学教育面临系统的课程设置不足、缺乏优秀师资和必要硬件等实际困难，另一方面学生的天文活动主要通过课外兴趣小组，面比较窄，且缺乏科学、系统的管理，难以充分发挥育人功能。北师大天文系主任曾坦言，“天文是最适合培养学生好奇心和科学精神的学科，在诸多的科技活动中，天文活动对学生具有特别大的吸引力。但在六大基础学科中，天文学却是目前唯一没有被列入我国中小学正式课程的学科。”近年来，为改变我国天文学基础教育普遍薄弱的状况，许多天文学家呼吁“在小学和中学12年的教育体系中开设天文课，让孩子们了解宇宙的奥秘。”我们从中得到启发，决定从培养小学生的天文兴趣入手，通过在小学开展天文科普教育的行动研究过程，探索一条深化义务教育课程教学内容和方法改革的实施途径，为科普教育真正成为素质教育的重要内容增添新的实践经验。
二、活动目的
1.促进学生和教师发展
天文科普教育是指有目的有计划地开展对少年儿童进行天文知识、天文观测研究方法以及天文科学精神的教育。目前我国天文科普教育主要通过天文馆、天文兴趣小组、天文观测主题实践等课外教育途径进行，中小学开设天文活动课程的研究正处于起步阶段。本研究旨在充分开发和利用各种资源，探索小学开展天文科普教育的有效方法与途径，使天文科普教育常规化、系列化、规范化。课题推进过程以课堂教学为主渠道，重在激发学生天文探索的兴趣，帮助学生建构简单、系统的天文知识，掌握借助工具观测天体的基本技能，形成正确的宇宙观。落实“掌握知识，发展能力，陶冶品德”的三维培养目标，促进学生、教师和学校的可持续发展。主要内容包括：
1.通过以课堂为主，课内外结合实施天文科普教育的过程，向小学生传递天文知识、训练观测技能、培养空间想象、分析推理的思维能力，发展小学生的天文兴趣，立志为国家的宇宙探索事业。
2.通过天文科普教育的校本课程教材建设和课堂教学实践，提高小学教师课程意识和研究能力，深化课程教学改革的可行经验。
3.通过学校与首都天文学专家的深度合作，探索引进专家资源培训小学教师并对小学科普教育发挥长效作用的工作方式。
4.将天文教育资源有效拓展，带动周边学校的学生、家长和成人感受宇宙的奥秘，关注“同一个地球、同一片星空”。
三．活动对象
第一阶段：朝阳区芳草地国际学校远洋小学全体学生、家长
第二阶段：朝阳区小学科学教师220多位科学教师
第三阶段：朝阳区部分学校& 远洋天地及周边社区
计划涉及学生、教师、家长及社区居民20000人次
四、实施计划
1.策划阶段（2005年10月～2006年2月）：搭建专家指导平台，在强化师资培训，完善天文知识结构，提高天文活动能力的同时，着手开发天文教育校本课程，制定课程开发方案和天象厅建设方案。
2.试验阶段（2006年3月～2007年2月）：按照校本课程选定的教学内容编写教学提纲，在进行教学试验的同时，搜集师生教与学中的问题，建成“师生问题库”，积累教学素材资源，摸索可行的教学模式，设计校园文化的建设方案，建设天象厅。
3.改进阶段（2007年3月～2010年6月）：将校本课程纳入课表，经过实践、分析和论证，在筛选并确定教学主要内容、编写教材的同时，归纳具有实效性的天文课堂教学模式和策略，积累典型教学案例，为提高课堂教学实效和修订教材提供可靠的依据；完成校园文化建设；在设计、实施丰富学校课内外天文实践的系列活动的同时，组建校园天文社团，建设天文活动基地，修订校本课程教材。
4.拓展阶段（2008年9月～2011年7月）：在开发、整合远洋小学天文教育资源的实践中，做好天文教育向科学教师及周边学校、社区的推广工作。
5.总结阶段（2011年7月～2011年9月）：整理学生作品集、教师工作集、学生活动集，在总结天文课教学的基本规律、基本模式和可行策略的同时，完成“小学开展天文科普教育的途径探索与实践创新”研究报告。
五、实施过程与成果
科普教育是学校工作的重要组成部分。远洋小学根据学生身心发展规律，立足学校实际，挖掘教师潜力，以课程为载体，通过天文科普课程化、环境化、活动化的建设过程，积极探索科普教育的新途径、新方法。不仅满足了孩子们的好奇心，激发起他们为祖国天文事业勇于进取的科学热情上，更为他们形成初步的科技创新意识和能力，为国家培养在天文领域有认识、有建树、有参与国际交流的话语权的科技人才和促进公民科学素质的提高，发挥出重要的作用。
（一）实施天文科普教育的校本课程和教材的开发，完善了三级课程的建设
一个人在青少年阶段掌握基本的科学知识，了解科学的原理和方法，养成科学的思维方式，对其一生的成长有着不可估量的作用。因此，小学阶段的科普工作需要与学校课程改革结合起来，在课程设置中增大实际动手操作、科学实践的比重，变被动式的科学知识传输为主动式的科学知识探索，培养学生一丝不苟的科学态度，分秒必争的时间观念，百折不挠的非凡毅力，有理有据的分析能力，敢想敢干的创新精神。。
1.建立天文教学“师生问题库”
为有效保证天文科普教育的系统性与持续性，我们从着手策划开发能够在校学习的《天文探索》课程，使之成为学生感受宇宙奥秘，探究天文知识的主渠道。为保证这门课程的实施，学校特意建立了“师生问题库”，将来自教学实践的鲜活问题作为专家培训指导教师、提高课堂实效和教材编写质量的直接依据。
从学生学习的角度：参与天文科普活动，可引发学生进一步探究关于天文的有趣话题或有趣问题，例如“为什么多数星球是圆形的”“为什么太阳系中只有地球有生命”“为什么太阳会永久发光”“为什么外星人不和地球人见面”……我们梳理了一千多条，从中了解不同年级学生的学习需要。从教师教学角度：懂天文、会用观测工具、随时记录天文信息，是教师上好天文课的前提，由此引出很多教学中会遇到的问题，例如“怎样把天文信息传递给学生”“怎样教会学生找到天上的星座”“课堂上不能观测怎么办”
……我们已经记录了一百多个，从中了解天文课教学的具体需要。
我们的研究动力源于师生的教学问题。正是对这些问题的研究与解决，才使得课题有意义、有深度、有实效。“师生问题库”的建设推动着课题的深入开展，也为今后的推广工作提供了事半功倍的资源，见证了我们一路走来的困惑、反思、收获和跨越，为科学教育研究夯实了基础。
2.开发《天文探索》校本课程教材
2006年，为了弥补国家课程在天文学教育方面的不足，我们在天文学专家的指导下，一边强化天文师资培训，一边着手制定校本课程开发方案。《天文探索》同其它课程一样，有教学计划、教学目的要求、教学时数和教学评价，是对小学科学课程内容的延伸和补充。课程具有明显的系统结构，对不同年级学生有不同的天文知识和天文实践活动要求。课程的组织安排与课外活动临时、短暂的组织安排有明显不同，具有相对的稳定性，能够保证天文科普教育更有效的开展。
2006年，为了使天文科普教育有的放矢，使课堂教学有依托，学校组织师生共同参与，在整理完善课程讲义基础上，历经一年多时间编写完成《天文探索》校本教材，开始进入课堂试验。教材定位于为小学生撩起星空的神秘面纱，选取浅显易懂、天文探索前沿、学生能够参与体验的内容组织学生探究。在传递天文信息的过程中发展小学生观测星空的兴趣，通过观察、记录等活动认识天体的运动模式，培养想象力，认识人类智慧和科学进步的潜力，让学生的校园生活更富有童趣。
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&&&&&&&&&&&&&&&&专家亲临学校指导教师
2007年，学校将《天文探索》课正式纳入课表，3～6年级每周一课时。经过课堂教学的实践与改进，《天文探索》校本课程形成一套4册的教材，于2008年在全校3～6年级使用。这套教材涉及地球、月球、太阳、行星、四季星空等共计64课内容，从封面到内容，所有的图片都是我们远洋小学的师生亲自动手在课堂实践中拍摄积累的。它记录了师生的成长和创造，深得师生喜爱。教材在编写期间不仅发动学校师生深度参与，而且得到北京天文馆朱进馆长、《天文爱好者》齐锐博士、北京师范大学天文系李宗伟教授的具体指导和大力支持，保证了内容的科学性、针对性和趣味性。教材坚持在实践中研发，凸显两方面特点。一是关注选取学生感兴趣的话题，二是关注学生的探究活动，尤其注重彰显学生的认知兴趣，因此突破了乏味的知识介绍、再现深奥的天体规律等让小学生难以接受的局限。2010年，经过课堂实践和4次全面的修改与严谨的校正工作，我们开发的校本课程《天文探索》教材，通过了出版社的严格审定并正式出版。
《天文探索》作为目前国内首套小学教育阶段的天文课本，不仅得到天文专家的认可，也受到北京天文馆、国家天文台、南京紫金山天文台等天文科研单位
的关注。现已免费发给我校学生循环使用，成为远洋小学的天文教育课程由实践提升到推广的重要标志，改写了天文学没有被列入我国小学正式课程的历史。
（二）探索天文科普课程教学的基本模式与策略，推进了教师团队的建设
优质教育的关键是优质的教师，对学生进行天文科普教育同样要求具备较高天文素养的教师。我校主要承担天文科普教育的教师均是非天文专业，无论从知识建构、还是教学能力都亟待提高。为使科普教育更具实效，提升教师们的专业素养，我们聘请专家用科学理论与方法指导《天文探索》课程教学，使教师无论是在天文教学业务上，还是建立正确的世界观，立志献身于天文科普教育事业上，都取得了良好的培训效果。
1.探索课堂教学的基本模式策略
课堂是学生感受宇宙奥秘，探究天文知识的主渠道。为适应天文教育岗位的要求，提高教师的天文素养，学校鼓励教师多进图书馆，多上英特网，多操作望远镜，还给教师充足的时间强化学习，勤奋钻研。为了能够使天文科普教育落到实处，教师们依托《天文探索》校本课程在实践中学习，在反思中前行，摸索总结天文科普课程教学规律。在“建构主义”教学思想的指导下，我们根据学生获取天文知识的实效性水平对课堂教学的程序进行了整理，卓有新意地归纳出以下教学模式：
星座探索课：集中问题—反馈信息—观察取证—拓展问题。
星球探索课：收集信息—集中话题—假想答案—探索实证—研究档案。
观测考察课：集中话题—假想答案—制定方案—长期观测—发现规律。
维果斯基的最近发展区理论是指人的认知有两种水平：第一种水平是现有发展水平，这是指由于一定的已经完成的发展系统的结果而形成的心理机能的发展水平。第二种是在有指导的情况下借别人的帮助所达到的解决问题的水平，也就是通过教学所获得的潜力。据此理论指导，我们的天文课堂教学是通过进行教学“前测”分析学生的元认知水平，根据学生的概念水平设计教学过程，教学后及时设计教学“后测”评价学生的
思维过程、观点的变化、概念发展水平，并跟进完善教学设计和教学行为的。在课堂教学中，我们相对稳定地运用了以下三种策略：
策略一：关注基础——从实际出发。教师清楚地认识到学生就教学内容将会提出什么问题，想了解哪些内容、希望议论什么话题等等。例如
“北斗七星”一课教学，我们进行了如下问题调查：你认为北斗七星什么样？你观测过北斗七星吗？关于北斗七星你还知道什么？画一画你所了解的北斗七星好吗？问题反馈利于教师从学生原有知识水平出发，设计学生能够参与的活动，让学生在天文课堂上有所思、所想、所感、所悟，引导学生主动去发现未知的更有趣的知识。
策略二：关注需求——从兴趣出发。教师清楚地认识学生所感兴趣的教学内容，利于针对学生的需求选择天文教育资源，从教学的内容、组织形式以及辅助手段等方面入手，引导学生的积极、主动地参与到教学过程中来。例如
“火星”一课教学，我们组织学生梳理前测（画火星）的相同认识和争议认识，在关注争议的情况下组织学生观察火星图片进行信息整理，“证实了哪些认识、发现了什么新的认识、还有什么新的争议”，组织学生主动的观察、比较、分析、推理，建构对火星新的认知。这样有效激发学生获取新知、参与探索活动的内部动力。
策略三：关注体验——从活动出发。教师精心设计学生在天文课上可参与的探究活动，例如“日晷”一课教学，日晷是中国古代发明的计时工具，我们设计了让学生拿着日晷和手表，在操场上测量时间的活动。学生分成小组，几个人围在一起双眼注视着晷针的影子，
有的甚至趴在地上仔细地观察，探究古代计时工具和现在计时工具的差异。在活动中发展学生的多种智能，发展学生的天文志向。
2.研制课程亟需的教具与学具
教具2：“彗星结构”模型与演示实验
教具1：“太阳系沙盘”
随着学习与实践的深入，我校教师的天文科普教育能力得到一定发展，尤其是课堂教学日渐成熟，但是教师们渐渐发现，有很多关于“天体构造、天体成因”的教学内容例如地球的构造、彗星的形状、环形山的形成等，如果单靠教师讲述，学生很难融进教学活动。于是思考：能不能换一种方式教学，让学生爱学、会学、学得更好呢？由此开始琢磨利用学生手到擒来的物品制作简单实用教具和学具。教师们本着环保、省钱、能用的原则，带着学生一起利用废弃塑料泡沫板、破篮球、废报纸以及牙签、砂纸、彩笔和彩色胶带等，制作了教具“太阳系沙盘”。经过师生不断地思考——研制——试验，用智慧和汗水创造性地研发出20多种教具和学具，不仅基本满足了教学的急需，也初步缓解了课程资源紧缺的矛盾。
1、橡皮泥小球当做彗星的慧核。
彗星的结构是天文探索第三册教学内容，学生们对彗星非常感兴趣，特别是彗星的样子，教师为了让天文教学更真实，模拟制作了“彗星结构”模型。
目的：了解彗星的三部分结构。
如彗核、彗发和彗尾。
材料：橡皮泥、药丸外壳、缝衣线以及剪刀。
2、塑料药丸壳当做彗星的彗发。
3、把三条10厘米长的细线扎入小球，代表彗尾。
4、演示实验：分析慧尾的形成
教具3：“地球内部结构”模型
选取三种颜色的橡皮泥，黄色代表地壳、绿色代表地幔、红色代表地核。
用橡皮制作的地球内部模型
地球的结构是《天文探索》第二册第一单元内容，这部分内容学生接触较少，也不可能直接积累视觉的经验，教学难度很大。为此，教师们开发了“地球内部结构”模型。
学具1：制作地球仪
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料：两个塑料半球、一个塑料棒、一个支架。
制作步骤：1、将制作材料摆在桌面，思考制作方法。2、将两个半球对好后，用塑料棒当作地轴穿过,固定球体。3、安装支架，固定地球仪。
料：宽胶带、橡皮筋、木棍、铅笔、吸管、橡皮泥、彩纸。
制作步骤：将纸裁成30厘米的若干条；用宽胶带将彩条固定在木棍两端；在木棍两端各沾上一块橡皮泥；将若干根橡皮筋打开，两端分别插入橡皮泥中；旋转木棍，观察橡皮筋的状态。
学具2：土星扁赤道
随着教学研究的深入，我校专门从事天文教育的教师从最初的2人发展到现在的5人组，团队合作使教师们的能量得到有效聚敛和发散。不仅成为学校天文课教学和天文兴趣小组活动有序开展的重要力量，也成为朝阳区小学首批天文教育的骨干。这5位教师从初始的受训者，逐步成长为区、市培训“培训者”的主要力量，由他们创造的天文课堂教学，多次作为范例在北京市和朝阳区进行交流展示。其中，《北斗七星》《星座》等课分别成为国家级课题展示课和北京市教研活动展示课。《天文》模块教学在北京市小学科学“做中学”项目组中作为典型经验向全市推广。目前我们整理的《教师工作集》，从近百篇来自天文课堂的教学资源中选取了优秀论文3篇、优秀天文教案2篇、经典教学案例2篇、学科渗透案例5篇、天文教育实践历程2篇，真实记载了教师们创造性劳动的艰辛，标志着教师们天文素养的提升。
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(三)创建小学天象厅和天文社团活动基地，填补了区域天文教育的空白
几年来，我校以天文科普教育为特色，以天象厅和天文社团为基地，以《天文探索》课程教材为依托，以参与天文活动的学生为纽带，积极开展天文科技教育，取得较好的科普教育效果。
&1.建设天象厅和天文社团活动基地
天文组教师在国家天文观测基地调研
远洋小学初建时的天象厅，一直使用率不高。学校经过专家论证，对现有硬件资源进行深度开发和利用，再次投资近百万先后添置了数字天象仪、折反式天文望远镜以及青铜古观测仪器等天文教育器材，并请北京天文馆第一任馆长李元教授题名，开启了新课程背景下发挥天象厅教育功能的实践探索。我们以校园文化建设为背景，在区教委支持下建立了小学生天文社团活动基地，为学生创造了更多的天文实践活动条件。其中包括：
“远方星客”：星座群以卡通动物造型交错摆放，形象地再现部分恒星分布和人类认知情况，激发学生探索星际奥秘兴趣。卡通动物同时具有桌椅功能，便于学生进行记录好讨论。
“童眼探星”：以天体造型搭建观测台，学生可以拾级而上进行实际天文观测，寓意穿越时空，攀登探索宇宙奥秘高峰。
“梦想星空”：从围廊四周架起镂空交错闭环运行轨道，下垂丝线，学生入学时可将写着梦想的自制小星星悬挂线上，寓意在浩瀚宇宙中点亮希望和梦想。
新天象厅和天文社团活动基地的建立，既能拓展学生的天文知识，又能让学生实地掌握一些天文操作技能，有效地激发了学生学天文的兴趣。无论是小学科学的天文内容，还是《天文探索》校本课程的学习，师生们都乐意到基地进行亲身实践。因为，“星空是一本巨大的天书，它不受年龄、资历的限制都可阅读。在户外，只要你抬起头，便能尽情地欣赏夜空中灿烂的银河、美丽的月色、耀眼的星座，感受金、木、水、火、土五大行星尽收眼底的快乐。”
本着“为了一切学生，一切为了学生”的宗旨，我们让新天象厅和天文社团活动基地对全校学生、整个社区开放。通过在天象厅进行的天文观测，学生从小学就能接触高科技设施，训练技能技巧、开阔视野、陶冶情操、在高科技领域的熏陶下激发求知欲望，他们的手、眼、脑被充分利用起来，观测到地球以外的各行星概貌，尤其是能对常见天体-太阳、月球的表面细节有进-步的了解。肉眼看不到的天体，通过望远镜看到了；书本上描述的五彩缤纷的天体，自己能亲眼目睹；还能通过天体摄影把它们留在自己手中。学校服务学生，服务社会，有效地促进了学生家长的积极参与，无形中提高了家长的天文知识水平和科学素养，也为全区小学天文科普教育填补了一个空白点。目前，我校的天文活动基地已成为全区教师提高科学素养的窗口，无论是新上岗的教师，还是工作多年的教育工作者；无论是本校的教师，还是其它学校的教师；无论是天文专职教师，还是语、数、外或其它学科的教师，都把这里作为提高技艺，展示才能的舞台。
2.建设远洋小学学生天文社团
我们积极探索唤起小学生的主体意识，发挥个性特长的科普教育新形式，通过建设天文社团培养学生的组织才能，增强活动的趣味性和吸引力，提高学生的全员参与意识和动手实践能力。2006年6月远洋小学学生天文社团正式成立，《天文爱好者》、齐锐博士亲自担任我校学生天文社团活动的校外辅导员，由他帮助策划开展的天文实践活动，深受学生喜爱。4年来，远洋学生天文社团开展了《天象观测》《暗夜行动》《天文小制作》《天文年知识竞赛》《与巴西小朋友对话天文》视频连线等内容丰富、形式多样的社团活动。学生积累了天文知识，锻炼了思维能力，拓展了想象空间，提高了天文素养。
暗夜行动观测春季星空
路边天文节观测
朱进馆长带着孩子们与巴西
小朋友视频交流
天文年活动
2008年，我校荣获中国自然博物馆协会“年度先进集体”奖牌，提升了远洋小学天文教育的社会影响力。2009年，被北京天文馆挂牌授予为“小学天文科普教育基地”，成为“北京市青少年天文爱好者协会”团体会员。这些都已成为全区学校和教师天文科普教育的共享资源，进一步扩大了基地建设的服务面。
（四）丰富跨学科融合施教的实践活动，开发了学生的多元潜能
皮亚杰的“认知发展理论”强调，“只有儿童自己具体参与各种活动，才能获得真正的知识，才能形成自己的假设并予以证实与否定。”天文科普活动正适应了青少年的活泼好动、精力旺盛、富于幻想和强烈的动手动脑要求的心理特征，以及对万物的好奇、求知的欲望。由于天文科普实践活动具有长期性，及时性，艰苦性，集体性和计划性等特点，只有坚持下去，才能培养师生一丝不苟的科学态度，分秒必争的时间观念，百折不挠的非凡毅力，有理有据的分析能力，敢想敢干的创新精神。
1.开展跨学科天文科普教育实践活动
开展天文科普教育不仅仅是几个人的事情，而是所有教师共同承担的责任。天文科普教育不可能是一个独立专行的科目，只有跨学科的融合才能是教育更富生命力和感染力。我校在坚持传统活动形式的前提下，对语文、数学、英语、科学、体育、音乐、美术等学科融合施教的方式进行了有益的尝试。例如语文《数星星的孩子》课上，老师引发学生对星空的无限遐想；数学课上，老师指导计算光年的数据让学生对宇宙的距离有了新的感知；美术课进行“我的太空生活”“新型宇宙飞船”等幻想创作；音乐学科赏析了《月》系列、《星》系列等音乐作品。学科融合从多个层面、多个角度向学生呈现出宇宙的魅力和对人类的影响。又如《中秋赏月》活动中，学生除采用固定的天文望远镜进行赏月之外，还吟诵与天文有关的名家作品、朗诵自己创作的诗词、创作天文主题书画、制作天文剪报、即兴弹奏乐曲《彩云追月》，使天文教育活动成为开发学生多元潜能的文化盛宴。
学生、家长和老师在天文社团活动基地一起参加中秋赏月活动
为使广大师生更好地和了解天文知识，提高科学素养，学校积极组织天文观测、天文讲座、天文等活动，先后对月球、伽利略卫星；四季星空、星云、猎户座流星雨、星团；火星冲日、木星合月、土星光环等进行了观测、记录和拍摄。在漆黑夜色中，孩子们悠闲、认真的数识着天上宝石般的星星，津津有味的听着关于它们的传说。这些活动激发了孩子们对天文学习的浓厚兴趣，在他们心里埋下了科学的种子。
2.开展校园天文科普教育品牌活动
校园天文科普教育品牌文化活动，是学校为学生积极、主动地融入天文科普教育又一有效途径。
一年一度的“校园天文节”已成为校园主要节日之一。师生在“校园天文节”上伴着自己创作主题曲，身着自己设计的天文文化衫，参加“纸飞机”“星座扑克赛”“星图转转转”“小专家讲坛”等活动，形成学天文、爱天文、用天文的浓郁氛围。
每学期一次的“天文辩论会”活动，形式和内容的设计新颖独特。学校师生全员参与，层层选拔，过程炙烈，最后由生生辩论升级为师生辩论。在“美国人登上过月球吗？”“火星能成为人类的第二个家园吗？”“人类能移居月球吗？”“真的有外星人吗？”“2012真的是世界末日吗？”等辩论活动中，学生根据每个辩题在场下搜集和整理信息，组织语言，进行辩论分工，在场上思维敏捷，唇枪舌战，充分展示自己的知识和才能。远洋小学的“天文辩论会”，先后两次在《北京少年报》报道，为小学推广天文教育提
供了宝贵的经验。
&“天文小课堂”则化整为零，以学生小组为单位，开展有计划、有组织、有评价的小课堂活动。操作程序为开学安排主题，例如本学期以介绍天文学家为主，小组经过讨论后报给课代表，课代表安排顺序，每节课前用不超过5分钟的时间以组为单位讲述互动，然后学生评价。课后，每个小组长把小组给讲述者的评分报给课代表，进行专项评价。
这些品牌性活动培养了学生的创新精神和实践能力，学生的心灵也得到升华，他们的责任意识、协作意识、宽容精神都得到涵养。同时也为具有不同特长、不同兴趣爱好的学生提供了展示成长的舞台，使学生的多元潜能得到有效调动。我校去年和今年的毕业班中，皆有因天文特长而被重点中学录取的学生。
学校开展的跨学科施教的开展天文科普活动，已成为学校、社会和家庭之间联系的纽带。许多家长在孩子参与了天文活动以后，自己也经常参与其中，甚至有些家长晚上也常伴左右。如学校组织的“狮子座流星雨的观测”“我给环形山照张像”等活动中，不少家长表现出很高的热情，不仅对自己孩子在物质和精神上进行全力支持，还从行动上做他们的表率，帮助学生较圆满地完成了天文实践活动任务。通过活动的参与，家长对学校的许多工作有了较全面的了解，较好地促进了学校、社会和家庭三结合教育，进一步促进了学生素质，尤其是科学素质的全面提高。目前，我们整理的《学生作品集》从近2百篇来自天文探究的学习资源中精选出诗歌6篇、考察活动感受4篇、暗夜活动感受3篇、天文辩论会感受7篇、观测感受3篇、听天文学家讲座的感受3篇、与巴西小朋友交流的感受3篇，制作天文沙盘1篇、天文未来畅想1篇，真实记录了学生们在天文科普教育活动中的成长历程，反映出他们对科学求真的情感体验。
（五）尝试与天文学专家深度合作的方式，促进了理论与实践的紧密结合
我校学生通过课堂内外的天文活动，在老师系统的讲解和运用望远镜进行实践观测的过程中，认识了什么是宇宙，什么是星系、星团、星云、恒星、行星以及卫星，之所以能够在大脑中形成生动形象的宇宙观，了解了一些星空的知识，比其它学校同龄学生更易、更早地建立起科学的世界观，主要得益于首都天文学专家的科学、有效的指导。这些资深天文学专家不仅深入浅出地进行理论培训和科普讲座，还亲自指导学校设计发展建设规划，提供天文科技前沿信息和可利用资源。如北京天文馆第一任馆长、国际编号6741号小行星命名者天文学家李元，为学校送来《太空追星》的专题讲座；副研究员赵世英到校指导天文教师策划开发校本课程，并作有《探索月球》的系列讲座；国家天文台专家、高级工程师蓝松竹以《日全食及其观测》为主线，从观测入手增强师生教天文、学天文的使命感和责任感。专家的指导既从宏观引领教师的思想认识，又对研究过程的细节给予分析、判断、确认或矫正，使我校的天文科普教育和探索研究少走许多弯路，能够站在一个较高的起点，科学、有序地开展起来。
为了使科学理论指导下的教育实践更加深入，让实践为科学理论提供更丰富的实证，我们将天文教学面临的最大问题“观测”作为促进理论与实践紧密结合的工作重点，通过引进和应用科学技术研究成果，推进了专家与学校教育的深度合作。例如在专家走近学生、走近课堂、走近教材、走近活动的过程中，北京天文馆现任馆长朱进博士负责教师指导工作。他经常来校指导并参与我校天文系列活动，尤其是对校本教材的编写给予了很多宝贵的资料支持，并亲自为教材作序。在天文课教学中教师们发现，生活在城市里的孩子即使在晴朗的夜晚也很难看到几颗星星，这很大程度上阻碍了学生天文兴趣的发展。为帮助学校解决天文观测的困难，朱进博士推荐我们使用新研制的“星空模拟软件”。这个软件被融入教学和活动后，学生和教师都能适时适地的模拟真实星空进行教学，不仅解决了观测的难题，更让我们体验到“科学技术是第一生产力”的深刻涵义。专家与学校、理论与实践的紧密结合，一方面为教学创造了方便快捷的条件，使教师可以在天象厅随时调出任意日期时刻的天空星相，带领学生应用科研成果实施模拟观测，另一方面师生将使用中的问题与效果反馈给软件研发人员，又为进一步的科技创新提供了客观、真实的信息资料。引进专家资源、应用科技创新成果使我们解放了思想，打开了与专家深度合作普及天文科学工作的新局面。
（六）以远洋小学为基地，做好天文教育的推广、普及、提高
为了让天文教育资源发挥更大的教育实效，为更多的孩子搭建“谈天说地”的平台，让更多的孩子有意识仰望星空，感受到星空的奥秘，体验仰望星空的快乐，2011年4月，我们开始了天文教育推广计划。
1．朝阳区天文辩论会
天文辩论会是远洋小学天文教育的特色部分。也是深受远洋孩子们深度参与的活动。天文辩论会就是远洋天文文化向周边学校拓展的一个渠道。日，芳草地国际学远洋小学、八里庄中心小学、日坛小学、芳草地国际学校日坛校区四个学校的小天文迷们聚在了一起，开展了“真的有外星人”为题目的辩论会。辩论会上，孩子们运用自己搜集的资料作为自己观点的科学依据进行了科学的推理，阐述了自己的观点，双方的观点阐述和自由辩论得到了学生和专家的掌声。在经过初次角逐后，选出了“芳草地国际学校远洋小学和日坛小学”在5月23日进行决赛和展示。比赛由校外辅导员齐锐博士和一名小学生主持，辩论会上正反双方各持观点，依据自己的论据反驳对方，有层次、有逻辑的阐述与追问时时赢得了会场上学生观众、教师及家长的掌声。引用正方黄文可同学的阐述“我们应该生后在现实社会中，以科学为依据去做出判断，而不是生活在幻想与虚幻中”
将辩论会引向了高潮，充分展示了学生们以天文辩论会的形式为载体，发展学生搜集、整理、分析、运用信息资料作为论据进行有依据表达与交流能力，对此天文馆馆长朱进博士赞叹不已，并对辩论话题进行了个人观点的讲述，赢得了学生们的热烈掌声。
2．天文进社区观测活动
今天又是星期五，社区中的居民、孩子们又可以借助天文望远镜仰望奇妙的星空了。“仰望星空、探究宇宙的奥秘”不仅仅是小学生的兴趣，参加活动的大到孩子的爷爷、奶奶，小到一两岁的孩子，他们都会耐心的排队，等待欣赏神奇的那一刻。
在社区进行天文活动是芳草地国际学校远洋小学和八里庄社区手拉手进行的天文科普活动，是学校教育资源开放的新型探索，是科普教育的一种全新模式，不仅可以满足社区居民文化生活的需求，而且可以为孩子们搭建操作望远镜观测星空，探讨星空话题的平台，是一举双赢的效应。
四、研究的反思与展望
我校的天文科普教育实践证明，在小学是可以开设天文课和天文实践活动的，这对启迪学生天文兴趣、培养天文素养具有重要意义。我们经过研究与实践探索的经验、方法与措施等，既相对独立，又相互交融，相互贯穿，相互促进，是一个不断发展和循环往复，螺旋式上升的过程。
2010年6月，《北京教育》第六期发表了芳草地国际学校远洋小学的天文教育的实践研究成果。其中，于亚玲校长的“立足天文科普&
着眼宇宙未来”一文回顾了我校天文教育的历程，总结了在小学开展天文教育的先行经验。首先，天文科普教育活动的开展，较好地促进了师生科学知识掌握，学到许多关于宇宙、银河系、太阳系、恒星、行星和卫星等天文科普知识，以及星空的观测、望远镜的操作、天文摄影等实践知识。第二，在天文活动中，师生不仅获取了天文知识，还掌握了望远镜的操作技能、天象的观测技巧、科学实验技能以及科学原始资料、材料的积累等科学实践技能。第三，在丰富多彩的天文科普教育实践中，师生逐渐形成科学意志品质，师生和学生之间相互协作、相互促进，共同完成科学探究活动，得到了历练。
目前，学校已将学生的《天文作品集》《梦想天空》画册，
教师的《天文作品集》《奇妙的星空》《“做中学”教学模块》《成长的足迹》等材料编辑成册并印刷，记录下我们师生在研究中共同成长的轨迹。
虽然，我们的课题研究取得一定的突破性进展，但还有许多问题需进一步研究和探索。如学生们在创新能力方面还比较薄弱，需进一步深入寻找突破方法；校本课程教材在使用中仍暴露出一些不足，需要不断完善；学校地处城区不利于观测活动，需拓宽途经和活动空间等等。
最近公布的第八次中国公民科学素养调查结果显示：“十一五”期间我国公民的科学素养水平在稳定提升，但与世界先进水平相比依然存在不少差距。2010年我国具备基本科学素养的公民比例为3.27%，仅相当于主要西方发达国家和地区20年前的水平。这说明，基础教育阶段的科学教育任重道远。我们将承担起时代赋予教育工作者的神圣使命，以学校需要研究解决的问题为目标，继续努力通过天文科普教育提高小学生的科学素养，用新一轮的行动研究去落实年《全民科学素质行动规划》的任务和目标。
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