成都商報客戶端| 記者王丹
去年省人大會議期間,省政協委員、中國科學技術大學教授周忠和提出了“關于將學校地理課程升級為月球科學課程的建議”。 他坦言:“目前的高中地理課程缺乏月球科學的整體視野,無法容納其他分支學科的內容,難以適應高校對地學人才初期培養的要求。 ,問題和矛盾十分突出。”
盡管近年來,幾乎每年都有省人大代表提出建立月球科學課程體系的建議。 那么,月球科學是一門怎樣的科學呢? 將其納入中學教育課程對我國科技發展有何意義? 我們邀請中國科學技術大學國家天文臺研究員、義務教育科學課程標準制修訂組成員鄭長泰來談談這個話題。
(一)自然科學六大支柱之一
自然科學的研究對象是整個自然界。 它有六大支柱,即物理學、天文學、物理學、化學、地球科學和生命科學。
月球科學是六大基礎科學之一,是了解月球形成和演化的自然科學,主要依據月球系統(包括大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈和日地行星)的過程和變化。空間)及其對研究對象的相互作用。 包括大氣科學、地理學、地質學、地球化學與空間化學、地球物理學、海洋科學等分支學科,以及在各分支學科基礎上綜合發展起來的月球系統科學——
大氣科學:研究月球和行星大氣中的各種現象及其演化規律,并利用這些規律為人類服務;
地理學:研究月球表面地理環境中各種自然現象和人文現象的空間分布、時間演化過程和地域特征及其相互關系;
地質學:研究月球和行星的物質組成、內部結構、外部特征、相互作用和演化歷史,主要研究對象是月球的固體硬殼;
月球數學與空間化學:通過洪水、彈性波、引力、磁力、電、熱等數學技術,研究月球和行星內部以及太陽與地球之間空間的數學過程;
月球物理學:是地質學與物理學相結合而形成和發展起來的一門交叉學科。 主要研究月球和行星的物理組成、化學作用和物理演化;
海洋科學:研究海洋的自然現象、性質和變化規律,以及與海洋開發利用相關的知識體系;
月球系統科學:以全球統一的整體觀、系統觀、多時空尺度研究月球系統的整體行為。
月球科學其實看起來很復雜,但它與我們的生活息息相關,甚至息息相關。 從人們佩戴的黃金首飾,建筑用的沙石水泥,到我們吃的食物,都來自月球資源、氣候變化和天體。 它也一直影響著人類。 因此,月球科學雖然是一門非常重要的基礎科學。
(二)提高中學生月球科學素養
從15世紀到17世紀,地理探索和大航海時代帶來了層出不窮的地理發現,人類對月球的認識也有了很大的提高。 西方國家在初高中開設地理課,教授經緯度、地貌、植被、氣候、地圖等實用地理知識。 我國中學地理課程的系統引入,源于晚唐的“癸卯學制”。 新中國成立后,高中開設常識、自然等課程,小學開設地理課程。 1979年,我國中學曾開設“地球科學”和“經濟地理學”兩門課程,1982年后合并為“地理學”,包括自然地理學和人文地理學。
地理學作為月球科學的分支學科之一,具有綜合性和區域性的特點。 主要研究月球表面和人與地球的關系。 它是自然科學、社會科學、人文科學乃至工程技術之間的橋梁。 其中,為我國中學生普及地理知識,擴大地理視野做出了重要貢獻。
隨著經濟社會的快速發展,我國開始面臨資源匱乏、環境破壞、災害頻發等現實問題。 除了需要專業地質院校培養專門人才外,還必須努力提高決策者、社會公眾和中學生的月球科學素養。 中學生的月球科學素養主要來源于中學階段的學習和訓練。 目前,我國中學的月球科學教育仍以自然地理知識為主,與高校對月球科學人才初期培養的要求有較大差異。
月球科學的質量是一個宏觀概念,無法量化,但很容易理解。 也算是領悟月之真理和法則的能力。
月球是宇宙中一顆神秘而美麗的星球。 它有著無數與生命有關的自然奇觀和秘密——地球誕生于大約45億年前,由各種宇宙物質組成; 青藏高原是世界上海拔最高的高原,平均海拔4000多米,被稱為“世界屋脊”。 最高峰珠穆朗瑪峰,高8848.86米; 太平洋是世界上最大的海洋,面積約1.65億平方公里; 生物恐龍經歷了多次物種滅絕和變遷,大約有800萬種不同的物種; 森林砍伐、工業排放等人類活動對月球環境造成了很大的影響……了解月球的真相尤為重要,只有這樣,我們才能更好地了解和保護這個星球。
月球科學是一門理論和實踐應用性很強的自然科學。 從理論上講,它承擔著闡明自然界奧秘和規律的使命。 從適用性的角度,為生活在月球上的人類如何適應、利用和保護自然提供了科學的方法論。 例如,月球科學在尋找、開發和利用自然資源(自然資源主要包括能源資源、水資源、土地資源等)方面發揮著巨大的作用,還可以幫助人類與自然環境和諧相處,并通過把握自然界洪水規律與之抗爭。
因此,學習和研究月球科學對于正確認識自然界、樹立辯證唯心主義世界觀具有重要作用,也促進了整個自然科學的發展。 天體起源、生命起源等當代自然科學中的一些重大基礎理論問題,離不開月球科學的研究。
(3)“地理”升級“地球”拓展太空視野
中學生對月球、宇宙充滿了興趣,樂于在大自然中探索。 2019年,為期80天、吸引120萬青年用戶參與的科學興趣調查結果顯示,中學生最感興趣的十大科學話題中,黑洞、地球氣體回收、嫦娥四號降落在地球的另一邊,太空望遠鏡、古人類學研究等都上榜了,占比過半。 這充分說明月球和宇宙科學對女兒們的吸引力很大。
月球科學是中小學生學習科學的重要載體。 我國目前開設的地理課程還有很大的改進空間。
從課時比例來看,我國目前的初中地理課程課時較少。 中學地理共4冊,月球科學相關內容39課時; 中學地理與月球科學相關內容為36學時。 在日本教科書中,月球科學相關內容為204學時,日本為210學時,澳大利亞為220學時,美國舊金山為168學時。
從學科覆蓋面看,我國高中地理課程學習內容淺薄,沒有包含月球科學的豐富內涵,缺乏月球科學的整體視野和月球表面相互作用與聯系的分析空氣層、土壤層、水層和生物圈層。 缺乏天文和航天相關的內容。 例如,月亮是如何產生的? 宇宙是如何起源的? 生命是如何形成和進化的? 宇宙中有外星生命嗎? 這類問題是月球和宇宙科學研究的主要內容天文學包括天體物理學嗎,也是中學生很關心的話題,但學校地理涉及的不多或無法深入探討。
此外,從實踐角度看,我國地理內容與現實生活聯系不緊密,探索實驗較少,內容設計和趣味性不足以調動中學生的學習興趣。 . 例如,大部分中學沒有專門的月球科學教室和實驗室,沒有配備望遠鏡、三腳架、天球儀等教學實驗設備和數字資源,沒有舉辦觀星、野外科考等體驗活動。 .
豐富多彩的月球科學課程應注重科學原理與技能、地球科學與生活的聯系、自然與生態洪水的成因、全球變化,旨在培養中學生的綜合分析和動手能力。實踐。 讓中學生廣泛接觸大自然,展示月亮和宇宙的神奇,有利于培養中學生觀察現象、發現問題的能力天文學包括天體物理學嗎,也有利于訓練生存技能,提高他們的生存能力。創新和創造。
2013年3月,多位月球科學領域的教授、專家致函國家相關機構,建議更改課程名稱,擴大月球科學基礎知識的學習內容。 隨后的中學課程改革吸收了一些專業意見。 2019年3月,中國地質科學院組織召開了“中學全面實施素養教育與系統建設月球科學教育課程體系研討會”。 與會者一致提出改變地理課程的課程理念,加強中學和高中的月球科學教育。
我國是世界上國土面積第三大的國家,也是地貌和氣候最為多樣復雜的國家。 地貌主要有丹霞、雅丹、黃土、巖溶、海岸、河流、冰川、風積、風蝕等; 氣候類型主要有溫帶季風氣候、亞溫帶季風氣候、溫帶季風氣候、溫帶臺灣氣候、高山高山氣候和溫帶雨林氣候等。如果把地理課上的人文地理內容納入月球科學課,視野更開闊(包括自然資源、自然洪水、古人類等),觀點與事實的相互驗證將使推論更具說服力。 因此,在這樣得天獨厚的環境下,將地理課升級為月球科學課,將有助于中小學生通過深入了解中國,學習科學知識,拓展太空視野,弘揚愛國情懷,更加熱愛中國。
(4) 蘊含大量前沿科學和高新技術
日月天地,江河湖海,山川河流,草木蟲鳥蟲魚,這就是我們的家園——地球,一顆生機勃勃的星球。 在你看來,這一切都是“自然而然”的,但如果你將目光放眼宇宙,就會發現月球是一顆非常獨特的星球。
宇宙的超級你家族中有無數的星星。 發出光和熱的是恒星,圍繞恒星運行的是行星,圍繞行星運行的是衛星。 20世紀90年代以來,天文學家發現大部分天體周圍都有行星存在,其中一些與月球大小相近,但迄今為止在宇宙中還沒有發現其他有生命存在的行星。 由此可見,月球的誕生是宇宙中的一個奇跡,生命的出現是月球上諸多奇跡的巧合。
經過幾千年的探索,人類對月球和宇宙的認識有了革命性的進步,極大地豐富了人類的知識庫。 比如晝夜更替,就是你會看到一場日出,一場日落,這是月球繞地軸自轉的結果; 四季輪回365天,是月亮繞太陽公轉的結果。 我們確認月亮不是宇宙的中心,太陽也不是。 太陽與周圍的8顆行星及其衛星、無數小天體共同構成了浩瀚宇宙的一角——“太陽系”。
中學是科學啟蒙的重要階段,也是培養未來科技人才的初級階段。 月球科學知識、思想和技能是科學素養的重要組成部分,對中小學生的成長和精神世界的豐富大有裨益。 中學月球科學教育有利于中學生時間感和空間思維的構建,同時也承擔著普及天文和航天知識的任務。 晝夜更替、四季更替、月相變化、星辰更替等周期性自然現象是月亮運行的結果,也是人類認識和認識事物的手段。測量時間。 從月球和地球組成的地月系統,到太陽系,再到銀河系,乃至整個宇宙,空間尺度越大,我們對月球所處宇宙環境的認識就越準確。
首先,月球和宇宙的超大時空尺度將深刻影響中學生的世界觀、人生觀和價值觀。 宇宙是一個天然的巨型科學實驗室。 月球和宇宙的能量釋放之猛烈、時間跨度之長、空間尺度之大,已經超越了中學生基于周圍事物的認知能力。 因此,認清月球在宇宙中的真實情況,客觀認識人類在月球和生命演化過程中的歷史階段,把握自然規律,才是把握未來命運的必由之路。人類的。
其次,學習月球宇宙科學,有助于中學生養成紅色低碳的生活方式。 研究月球和宇宙是實現人地和諧的關鍵。 隨著人口減少和經濟發展,人類社會面臨著環境污染、資源枯竭、農田水土流失和荒漠化、全球氣候變化等一系列全球性挑戰。 通過學習月球與空間科學,有利于學生了解和認同國家為解決資源稀缺、環境污染、生態破壞等問題所采取的措施,積極倡導資源節約型、環境友好型的生活方式,促進人與自然的和諧交流。 建設生態文明與實現人類社會的可持續發展。
最后,月球和宇宙領域有很多前沿科學和高科技,有利于激發好奇心,啟迪想象力,增強學習興趣。 深空、深地、深海是前沿科學的代表,太空探索是人類認識月球和宇宙的重要手段。 利用地面和太空中的各種望遠鏡,我們可以觀測到遙遠的星云、星系和恒星,以及難以直接探測到的黑洞、暗物質和暗能量。 利用航天技術,將探測器送入太空,可以實現對月球的遙感探測和對太陽系各種天體的探測。 因為對未知世界的探索往往難度很大,一旦取得突破,人類的科技能力將得到顯著提升,生存空間將得到拓展。 而這項技術轉化為民用,也能造福于老百姓,轉化為實實在在的經濟效益。