[科技馆活动进校园]“苏颂的超级天文台”科学史教育活动

“吾爱吾师”是厦门科技馆以亚里士多德的“我爱我师，我更爱真理”为立意开发的趣味工作坊系列，该系列选取12位古今中外各科学领域有杰出代表的科学家，尝试将HPS（科学史、科学哲学、科学社会学）的教学模式和科技场馆的展区展品相结合，进行活动课程的开发。

“苏颂的超级天文台”是工作坊针对“2019国际天文年”，面向小学高年级段学生开发的主题科学活动。活动以宋朝时期厦门籍天文学家苏颂修建水运仪象台的巨大贡献为切入点，以“重走苏颂故里，讲述当代科学”的主脉络，通过实地考察、与学者对话、展馆参观、实践探究等活动，完成对4大科学领域“地球科学”板块的初步认识，同时重点培养学生的科学态度和爱国主义精神。本文以该项目为例，介绍活动开展过程中如何融入HPS的教学模式。

活动目标

科学知识

了解苏颂生平，观察水运仪象台的建筑结构，重点理解枢轮擒纵机构的结构特点及其在水钟里的应用，了解最古老的天文观测台在天文科学发展中的地位；初步完成利用工具观测天体的技能，理解课标中“在太阳系，地球、月球与其他星球按照一定规律运动”的概念。

科学探究

了解并模拟科学家的探究过程，亲身参与“观察—假设—收集—实验—对比—记录—结论—交流”等环节；通过对比观察和动手实验探究恒星与行星的功能，并尝试制作行星模型。

科学态度

激发对自然的好奇心，培养观察、记录、建模等技能；尝试运用不同方式实践论证，学习科学家坚韧不拔的意志；尊重客观事实，明白实验成果来之不易。

科学、技术、社会与环境

通过运用现代天文设备观测天体，理解“应用科学原理设计制造物品，解决技术应用的难题”；明白“天文科学史的发展满足了社会发展的需求，创新是社会灵魂”的道理。

活动内容

本活动涵盖理解古代天文历程、现代天文主题讲座、路边天文观测，以及天文科学课（结合场馆展品）4部分。根据《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》中提出的要求，整个活动项目注重培养学生“尊重事实，乐于探究”的科学态度，活动过程注重利用问题进行引导，重视对真实世界的观察，通过实践展开论证。同时，利用HPS解决科学活动体量过于单薄的问题，丰富学生的精神内涵，促进学生对科学的深层理解，更好地理解科学本质。

重走苏颂故里——探访同安苏颂园

带领学生到同安苏颂园参观，通过进入完全一比一复原的水运仪象台，实现同古人同步的观测活动，使学生进一步了解水运仪象台的结构和功能，理解苏颂的贡献为何被称为“欧洲天文的鼻祖”。通过讲解员的细分讲解，学生能够理解浑仪和浑象的区别和功能。学生通过参观苏颂纪念馆，了解苏颂生平和水运仪象台的建造历程。

教学分析：科学史的核心是科学实验的层进关系，以及对学科有巨大贡献的发现者的介绍，而科学的发展和技术的实质是问题探究的传承关系，科学史在很大程度上对世界历史的进程起到了推动作用。

专家主题讲座

在了解古代天文学之后，通过邀请天文学家与学生近距离探讨相关天文现象和知识，带领学生进一步了解百年间现代天文学的发展。同时，针对不同年龄层选取“漫谈天文”“天文摄影”“迈向太空”和“走近黑洞”4个主题，结合天文热点现象开展科学知识普及，向学生解密天文知识。

教学分析：科学活动不仅要学生了解科学的基本知识，更重要的是要理解科学知识的社会价值。活动设计中强调让学生理解科学改变世界，以及科学技术对社会的作用，通过专家分享亲身事例，让学生重点理解社会对科学的影响。

“宇宙空间站”小课堂活动

通过前2个环节的学习，激发了学生的崇拜心理和学习精神。在这个环节中，通过进入展厅观测水钟，参观陨石展示和天文展品，激发学生的好奇心和“模拟”天文观测行为，帮助他们更好地理解天体的概念、星座的形成、太阳系的结构等知识点，并由此引入不同星座和各种天体的命名。学生通过学习使用星座活动图，模拟太阳系行星距离，制作太阳系模型等活动，对天体形态及太阳系结构有了更加深刻的了解和记忆。通过讲解使学生了解到，现在的研究成果是以大量的观测和记录为基础的，从而激发学生的探究兴趣。

教学分析：这个环节活动是由原有的科学课中迭代而来，原来的课程设计在动手的过程中学生是依照模板完成行星的制作，对整体的天体认知和概念理解有所缺失，缺乏知识的整合，忽略了基于真实情景的探究。在本环节中，我们提出了更高的要求，利用前期活动的融入，让学生一步步观察思考，通过其他学科的应用能力和审美能力理解知识点。

天文观测活动

组织学生白天观测太阳黑子、日珥，夜晚前往同安军营村观测月球、土星和木星，并记录星座。

教学分析：通过真实的基于天文望远镜的实物体验，帮助学生理解“科学发展规律是基于观察质疑实践的过程，科学技术的研究应用需要遵循自然规律”的概念。

总结与思考

将HPS教育融入科技馆的科学课程开发中未尝不是一种可行的尝试。通过课程活动的实际操作，并结合对参与学校师生的调研，我们发现了2个在HPS教育中迫切需要解决的问题。

围绕HPS教育的教学目标有待调整

基于HPS教育的科学课程更重要的是培养学生的科学态度，通过融入人文社科的内容能够使得单一的科学知识跃然纸上，变得更加立体饱满。在此基础上，学生的主观能动性更加充足，进而达到学习科学知识、进行科学探究等教学目标。

科技馆辅导员的知识储备有待提升

高水平的科技辅导员队伍是普及科学教育、提高科学教育水平的前提，如何将科技馆的展览和展品中蕴含的科学史学、哲学等相关内容作为科技辅导员的日常科学知识储备，是一项艰巨的工作和挑战。

厦门科技馆

厦门科技馆于2007年3月16日正式对外开放，建筑占地面积21 000平方米，常设展厅面积12 000平方米。厦门科技馆以提高公众科学文化素质为目的，秉承“弘扬科学精神，普及科学知识，传播科学思想和科学方法”的建设宗旨，围绕“人·科技·和谐”为主线设置“海洋摇篮”“探索发现”“创造文明”“和谐发展”“儿童未来”5大主题展馆，以及1个临时展厅、1个健康主题乐园、1个光学展区、3个特效影院，馆藏设施近400套件。厦门科技馆的展示设计理念独树一帜、特色鲜明，先后被评为“全国中小学研学实践教育基地”“国家优秀科普教育基地”“国家级海洋科普基地”“国家级环境教育基地”。