科普教育能显著激发和培养青少年对未知世界的好奇心和对科学技术的兴趣,启迪其独立思考和解决问题的创新意识,对青少年创新能力的培养和提升起着基础性的作用。做好青少年科普教育工作至关重要的是选择好青少年的兴趣点和科普教育模式的与时俱进,而天文学在这些方面具有得天独厚的优势。据美国国家研究委员会的研究报告(1991年)称:“业已证明,在小学和中学参加与天文学相关的学习和实验活动的学生今后更有可能选择科学和技术方面的职业,并会一直关注科学上的发现。”
天文学是研究宇宙天体的形成、运动和演化的科学,它的每一次重大突破都深刻影响了人类的科技创新和文明进程。天文学一直是最能激发青少年科技兴趣的基础学科之一。2009年由国际天文学联合会和联合国教科文组织共同发起了主题为“探索我们的宇宙”的全球性科普教育活动,有148个国家的超过8亿人参加了数千个与天文有关的活动。天文学家史蒂芬-霍金的《时间简史》已销售超过一千万本。最近,国家天文台一篇有关引力波的科普网文一周内点击量近700万次。
随着现代科技的发展,天文学已进入大数据时代。中国、美国、欧洲等世界各国的天文学家正在联手打造的虚拟天文台,就是要利用先进的互联网和信息技术把全世界的天文大数据无缝融合在一起形成一个“数字宇宙”。虚拟天文台和它的“大众版”万维天文望远镜通过可灵活加载科学大数据的功能,将遥远陌生的宇宙快捷、方便地呈现出来,并通过互联网分享出去,在为天文学家提供强大科研环境的同时,使天文科普教育资源能够手到擒来,创造出一种全新的科普教育模式。我国天文科普教育专家正在积极推广“基于数据的科普教育”理念,以真实的天文数据为载体,以互联网和云计算为平台,在学习天文知识的同时,培养学生的动手实践、归纳推理和建模思维能力,激发青少年的科技兴趣,取得了良好的效果。去年,一位10岁小学生利用虚拟天文台发现2颗超新星,引发媒体和公众的广泛关注。
近年来,我国天文科普教育发展迅速,全国重点中小学建有科普教育用校园天文台已达上千个,很多省市自治区也建有天象厅,中科院各专业天文台及其下设观测台站大都已挂牌“全国青少年科普基地”,并拥有公共天文台、访问中心等科普设施。2014年,北京市大力推动中小学素质教育,提出“课后一小时”活动,天文学入选科技类课程。但是我国青少年天文科普教育事业的发展存在以下几个方面的瓶颈:一、数理化天地生并称为六大基础学科,而令人遗憾的是,尽管天文学对培养青少年科技兴趣和提升青少年创新能力具有重要意义,但在我国没有成为中小学教育体系中的学科。二、天文学教师严重短缺。一份调查报告显示,在天文科普教育推广较为深入的北京市西城区,全区也只有两名具有天文专业背景的老师,绝大部分天文课老师由地理或物理老师兼任,在个别学校,天文课程甚至由英语老师教授。三、由于城市灯光污染或是缺乏天文专业人员对于望远镜设备使用和维护的帮助指导,使得90%以上的校园天文台长期闲置。四、在“互联网+”的大数据时代,天文科普教育的理念和模式未能充分与时俱进。因此,我们建议:
一、将天文学列为我国中小学教育体系中的学科,使天文学成为社会通识教育的一部分。
二、鼓励综合性大学和师范大学设立天文学系或天文学专业。与国外综合性大学普遍设有天文学专业、天文学人才充足的情况形成鲜明对比的是,我国设有天文学系的大学目前不到10所。
三、整体规划并尽快建设国家科普资源信息化共享平台,积极推广基于数据的科普教育理念,充分利用虚拟现实、体感互动等先进手段激发青少年的科技兴趣。
四、鼓励科研机构走进教育体系,与中小学校建立合作关系;鼓励科技人员从事青少年科普教育工作,相关业绩纳入绩效考核体系。(作者:严俊 全国政协委员,九三学社中央常委,中科院国家天文台台长)