基于公眾科學(xué)項(xiàng)目的跨學(xué)科課程開發(fā)梁雷

大連市第二十高級(jí)中學(xué)1.公眾與科學(xué)的關(guān)系2.公眾科學(xué)的定義及公眾科學(xué)項(xiàng)目的興起3.公眾科學(xué)教育的內(nèi)涵與特征4.公眾科學(xué)教育與公眾科學(xué)項(xiàng)目的互動(dòng)關(guān)系5.跨學(xué)科課程理念及其在公眾科學(xué)教育中的優(yōu)勢(shì)6.基于公眾科學(xué)項(xiàng)目的跨學(xué)科課程設(shè)計(jì)框架7.《尋找超新星》一課的教學(xué)設(shè)計(jì)8.總結(jié)與反思概述公眾與科學(xué)的關(guān)系科學(xué)是宗教的附庸公眾對(duì)科學(xué)的認(rèn)知被宗教神性裹挾科學(xué)脫離了宗教束縛公眾與科學(xué)的關(guān)系轉(zhuǎn)向啟蒙與參與

公眾參與科學(xué)公眾理解科學(xué)公眾理解科學(xué)公眾參與科學(xué)核心認(rèn)知提升行動(dòng)介入目標(biāo)讓公眾了解科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)精神以及科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系讓公眾主動(dòng)參與到科學(xué)活動(dòng)的某個(gè)環(huán)節(jié)甚至全部環(huán)節(jié)，成為科學(xué)活動(dòng)的參與者而非旁觀者關(guān)系方向單向?yàn)橹鳎嚎茖W(xué)家→公眾多向：科學(xué)家

公眾、公眾

公眾活動(dòng)形式科普講座、科學(xué)展覽、媒體報(bào)道、科普書籍、科普文章等共識(shí)會(huì)議、公民陪審團(tuán)、協(xié)商式民意調(diào)查、參與式技術(shù)評(píng)估、焦點(diǎn)小組討論、公民科學(xué)項(xiàng)目、科學(xué)咖啡館、在線協(xié)商平臺(tái)等區(qū)別認(rèn)知層面的科學(xué)傳播行動(dòng)層面的科學(xué)互動(dòng)聯(lián)系理解科學(xué)是參與科學(xué)的前提，參與科學(xué)是理解科學(xué)的進(jìn)階。沒有理解的參與是盲目的，沒有

參與的理解是淺層的；

二者共同推動(dòng)科學(xué)從象牙塔走向社會(huì)共同體，讓科學(xué)更貼近公眾，也

讓公眾更有能力影響科學(xué)

公眾與科學(xué)的關(guān)系

公眾科學(xué)的定義及公眾科學(xué)項(xiàng)目的興起非正式環(huán)境下公民參與科學(xué)知識(shí)推以數(shù)據(jù)或信息采集為目

廣，并成為科學(xué)研究與推廣的發(fā)起標(biāo)，發(fā)動(dòng)公眾參與到科

者、參與者、引領(lǐng)者和評(píng)價(jià)者的科學(xué)調(diào)查或科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

學(xué)實(shí)踐活動(dòng)以科學(xué)數(shù)據(jù)的分析綜合作為核心目標(biāo)，發(fā)揮民眾基數(shù)大和樣本容量高的優(yōu)勢(shì)，完成云計(jì)算或數(shù)據(jù)智能化所不能準(zhǔn)確完成的數(shù)據(jù)分析工作公眾科學(xué)項(xiàng)目釋放了被科學(xué)權(quán)威或知識(shí)客觀性所壓制的個(gè)體主體意識(shí)和能動(dòng)精神，賦予公眾能夠依托自身的生活經(jīng)驗(yàn)和價(jià)值解讀來(lái)理解、發(fā)展、重塑科學(xué)及其形象的能力

公眾科學(xué)的定義及公眾科學(xué)項(xiàng)目的興起公眾科學(xué)教育的內(nèi)涵與特征公眾科學(xué)教育是基于公眾科學(xué)理念發(fā)展的教育形態(tài)，其核心是通過(guò)引導(dǎo)公眾參與真實(shí)科研項(xiàng)目，在貢獻(xiàn)科研成果的同時(shí)實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)、探究能力培養(yǎng)與科學(xué)精神培育參與即科研知識(shí)傳遞的單向模式更注重跨學(xué)科能力與科學(xué)素養(yǎng)的培育參與的真實(shí)性過(guò)程的探究性目標(biāo)的綜合性公眾科學(xué)教育與公眾科學(xué)項(xiàng)目的互動(dòng)關(guān)系公眾科學(xué)項(xiàng)目為教育提供實(shí)踐場(chǎng)景公眾科學(xué)教育為項(xiàng)目運(yùn)作提供可持續(xù)的人力支撐與質(zhì)量保障公眾科學(xué)項(xiàng)目的科研任務(wù)本身蘊(yùn)含豐富的教育價(jià)值，為跨學(xué)科學(xué)習(xí)提供真實(shí)情境公眾科學(xué)教育能夠通過(guò)提升參與者的科學(xué)素養(yǎng)，直接優(yōu)化項(xiàng)目數(shù)據(jù)質(zhì)量與運(yùn)作效率化學(xué)公眾科學(xué)地理歷史天文信息技術(shù)物理外語(yǔ)語(yǔ)文跨學(xué)科課程理念及其在公眾科學(xué)教育中的優(yōu)勢(shì)問(wèn)題向?qū)灾R(shí)整合性實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)化復(fù)雜問(wèn)題的解決能力提升知識(shí)的遷移能力激發(fā)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)大連市第二十高級(jí)中學(xué)天文校本課程“課程群”分布課程群必修選修1選修2選修3人文表達(dá)與歷史文化群科學(xué)探究與工程實(shí)踐群地理空間與生活環(huán)境群身心成長(zhǎng)與生命教育群民族文化與認(rèn)同群藝術(shù)與創(chuàng)意表達(dá)群勞動(dòng)教育與生活實(shí)踐群

基于公眾科學(xué)項(xiàng)目的跨學(xué)科課程設(shè)計(jì)框架提交天文認(rèn)知調(diào)查報(bào)告/論文

參與公眾科學(xué)項(xiàng)目高一

高二參與全國(guó)青少年航天創(chuàng)新大賽

創(chuàng)作科普作品，發(fā)表或參賽上上下下課程題目公眾科學(xué)項(xiàng)目跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)評(píng)價(jià)方式尋找超新星公眾超新星搜尋歷史物理化學(xué)信息技術(shù)公眾超新星搜尋萬(wàn)維望遠(yuǎn)鏡穿越超新星過(guò)程性評(píng)價(jià)：PSP平臺(tái)識(shí)別準(zhǔn)確率；萬(wàn)維望遠(yuǎn)鏡操作熟練度成果性評(píng)價(jià)：超新星分類思維導(dǎo)圖；古代記錄與現(xiàn)代觀測(cè)對(duì)比報(bào)告星系星系迷宮星系馬戲團(tuán)歷史物理藝術(shù)信息技術(shù)宇宙大爆炸模擬星系迷宮星系馬戲團(tuán)萬(wàn)維望遠(yuǎn)鏡繪制星系形態(tài)圖譜過(guò)程性評(píng)價(jià)：星系分類準(zhǔn)確度；異常天體識(shí)別完整性；

萬(wàn)維望遠(yuǎn)鏡操作熟練度成果性評(píng)價(jià)：哈勃分類法思維導(dǎo)圖；星系形態(tài)與演化關(guān)系探究報(bào)告引力透鏡效應(yīng)引力透鏡搜尋歷史物理數(shù)學(xué)引力透鏡效應(yīng)模擬引力透鏡搜尋萬(wàn)維望遠(yuǎn)鏡討論暗物質(zhì)、暗能量的存在過(guò)程性評(píng)價(jià)：引力透鏡識(shí)別準(zhǔn)確率；萬(wàn)維望遠(yuǎn)鏡操作熟練度成果性評(píng)價(jià)：引力透鏡與暗物質(zhì)關(guān)系思維導(dǎo)圖、探究報(bào)告光譜光譜動(dòng)物園物理化學(xué)信息技術(shù)棱鏡分光實(shí)驗(yàn)光譜動(dòng)物園萬(wàn)維望遠(yuǎn)鏡討論不同類型恒星的光譜差異過(guò)程性評(píng)價(jià)：光譜匹配準(zhǔn)確率；萬(wàn)維望遠(yuǎn)鏡操作熟練度成果性評(píng)價(jià)：元素光譜線與恒星類型思維導(dǎo)圖

基于公眾科學(xué)項(xiàng)目的跨學(xué)科課程設(shè)計(jì)框架第一課時(shí)：超新星初識(shí)與遺跡觀測(cè)第二課時(shí)：超新星的分類機(jī)制與公眾科學(xué)參與第三課時(shí)：重元素起源與遺跡穿越教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)理解超新星的基本概念及爆發(fā)特征了解中國(guó)古代超新星記錄的科學(xué)價(jià)值

掌握蟹狀星云的基本特征及觀測(cè)意義知識(shí)目標(biāo)掌握超新星的分類標(biāo)準(zhǔn)理解Ia型與核心坍縮型超新星的爆發(fā)機(jī)制差異

了解公眾超新星搜尋項(xiàng)目的原理與意義知識(shí)目標(biāo)理解恒星核聚變與超新星在元素形成中的作用

了解仙后座A超新星遺跡的元素分布特征掌握電磁波譜與天文觀測(cè)的關(guān)系能力目標(biāo)能使用萬(wàn)維望遠(yuǎn)鏡定位并觀測(cè)超新星遺跡

能從古籍記錄中提取天文信息能力目標(biāo)能根據(jù)光譜特征區(qū)分Ⅰ型與Ⅱ型超新星能實(shí)踐完成公眾科學(xué)項(xiàng)目的圖像對(duì)比任務(wù)能力目標(biāo)能解釋“我們都是星塵”

的科學(xué)內(nèi)涵能完成《穿越超新星遺跡》在線互動(dòng)任務(wù)情感目標(biāo)激發(fā)對(duì)宇宙奇觀的探索興趣體會(huì)古今天文觀測(cè)的傳承價(jià)值情感目標(biāo)認(rèn)識(shí)科學(xué)分類的邏輯方法建立普通人也能參與科學(xué)發(fā)現(xiàn)的認(rèn)知情感目標(biāo)建立宇宙物質(zhì)循環(huán)的整體認(rèn)知激發(fā)持續(xù)參與科學(xué)探究的興趣教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：超新星的基本概念、蟹狀星云研究

的科學(xué)意義重點(diǎn)：超新星分類標(biāo)準(zhǔn)與爆發(fā)機(jī)制，

公眾科學(xué)項(xiàng)

目參與方法重點(diǎn)：重元素形成機(jī)制，電磁波譜在天文觀測(cè)

中的應(yīng)用難點(diǎn)：理解超新星爆發(fā)的能量規(guī)模與遺跡

形成過(guò)程難點(diǎn)：不同類型超新星爆發(fā)機(jī)制的微觀差異理解難點(diǎn)：

核聚變停擺與超新星爆發(fā)的能量邏輯關(guān)

系教學(xué)準(zhǔn)備多媒體素材萬(wàn)維望遠(yuǎn)鏡軟件古籍記錄材料蟹狀星云多波段圖像展板多媒體素材公眾超新星搜尋項(xiàng)目官網(wǎng)圖像對(duì)比練習(xí)素材元素周期表多媒體素材仙后座A多波段元素分布圖在線互動(dòng)設(shè)備

《尋找超新星》一課的教學(xué)設(shè)計(jì)格式內(nèi)容標(biāo)題word教材尋找超新星word拓展閱讀中國(guó)古天文史word拓展閱讀超新星分類word做一做尋找超新星遺跡word做一做公眾超新星搜尋word做一做穿越超新星PPT教學(xué)內(nèi)容尋找超新星做一做教材

《尋找超新星》一課的教學(xué)設(shè)計(jì)拓展閱讀教學(xué)內(nèi)容

《尋找超新星》一課的教學(xué)設(shè)計(jì)課程開發(fā)的理論價(jià)值基于公眾科學(xué)項(xiàng)目的跨學(xué)科課程開發(fā)，突破了傳統(tǒng)科學(xué)教育學(xué)科割裂、理論脫離實(shí)踐的局限，通過(guò)真實(shí)科研任務(wù)構(gòu)建了科研即課程的內(nèi)容整合模式，使跨學(xué)科知識(shí)自然融入實(shí)踐場(chǎng)景；形成了參與即學(xué)習(xí)的能力培養(yǎng)路徑，使探究能力在解決真實(shí)問(wèn)題中得到發(fā)展；確立了貢獻(xiàn)即成長(zhǎng)的素養(yǎng)培育理念，使科學(xué)精神在科研參與中深度內(nèi)化

總結(jié)與反思

總結(jié)與反思資源整合難度：公眾科學(xué)項(xiàng)目的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與教學(xué)進(jìn)度可能存在錯(cuò)位，需建立穩(wěn)定的教學(xué)資源庫(kù)教師能力要求：跨學(xué)科教學(xué)需教師具備天文、物理、信息技術(shù)等多領(lǐng)域知識(shí)，需加強(qiáng)教師培訓(xùn)差異化教學(xué)實(shí)施：學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)與能力水平存在差異，需設(shè)計(jì)分層任務(wù)

總結(jié)與反思基于公眾科學(xué)項(xiàng)目的跨學(xué)科課程開發(fā)，為中小學(xué)教育提供了連接課堂與科研的新路徑。后續(xù)可進(jìn)一步深化理論研究，結(jié)合具體實(shí)踐探索課程的可行性與優(yōu)化策略，最終實(shí)現(xiàn)讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)成為科學(xué)的參與者與貢獻(xiàn)者的教育目標(biāo)

教師培訓(xùn)培訓(xùn)主題通過(guò)跨學(xué)科整合及人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬天文臺(tái)等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，提升中小學(xué)天文教育質(zhì)量。項(xiàng)目聚焦于幫助