虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的大眾教育課件

虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的大眾教育鄭小平喬翠蘭華中師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的大眾教育鄭小平喬翠蘭1VO(虛擬天文臺(tái))天文研究資源天文數(shù)據(jù)天文文獻(xiàn)計(jì)算資源各種軟件工具觀測(cè)設(shè)備VO數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)處理科學(xué)家虛擬天文臺(tái)將使天文學(xué)研究取得前所未有的進(jìn)展，它將成為開創(chuàng)“天文學(xué)發(fā)現(xiàn)新時(shí)代”的關(guān)鍵性因素。VO(虛擬天文臺(tái))天文研究資源天文數(shù)據(jù)天文文獻(xiàn)計(jì)算資源各種軟2VO科研領(lǐng)域必不可少的工具向大眾普及科學(xué)知識(shí)的優(yōu)良場(chǎng)所天文學(xué)對(duì)學(xué)生和天文愛好者充滿了誘惑力，甚至年幼的兒童也可能被天文學(xué)激發(fā)起求知的興趣，從而去了解相關(guān)的物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)，并在天文學(xué)的探索中理解各類學(xué)科的基本概念。VO科研領(lǐng)域必不可少的工具向大眾普及科學(xué)知識(shí)的優(yōu)良場(chǎng)所天文學(xué)3目錄虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的教育理念虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的天文教育虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的科學(xué)教育目錄虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的教育理念4虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的教育理念以學(xué)習(xí)者為中心；以探索為原則；為每一個(gè)愛好者創(chuàng)造主動(dòng)發(fā)展的無限情境空間；開放的“大教育”觀；快樂教育。促使人類、族類文明與文化的傳承、積累、揚(yáng)棄與發(fā)展；培植社會(huì)資本與文化資本；引導(dǎo)社會(huì)良性健康發(fā)展；培育具有反思性、批判性的公眾知識(shí)分子與健全的國民。虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的教育理念以學(xué)習(xí)者為中心；促使人類、族類文明5目錄虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的教育理念虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的天文教育虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的科學(xué)教育目錄虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的教育理念6前提:大部分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)在線服務(wù)結(jié)論：Internet是世界上最好的望遠(yuǎn)鏡:擁有每一部分天區(qū)的數(shù)據(jù)擁有每個(gè)波段的觀測(cè)數(shù)據(jù) 射電、紅外、…、γ射線最精細(xì)的觀測(cè)結(jié)果全天候的可用性

觀測(cè)條件永遠(yuǎn)最佳

沒有月光的干擾、沒有陰天、沒有沙塵暴富于靈感的望遠(yuǎn)鏡

圖像、光譜、數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)、…集于一身天文研究方式的演變虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的天文教育前提:大部分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)在線服務(wù)天文研究方式的演變虛擬天文臺(tái)7天文學(xué)科的特點(diǎn)天文雖然是一門深?yuàn)W的學(xué)科，但同時(shí)又是一門通俗的學(xué)問，它本是一項(xiàng)生動(dòng)有趣、激動(dòng)人心的智力探險(xiǎn)活動(dòng)。人們對(duì)自身以及自身環(huán)境的與生俱來的興趣和探索欲望，是創(chuàng)造的原始動(dòng)力。在自然科學(xué)中，天文學(xué)更直接的接觸自然界的基本規(guī)律，它對(duì)生命、對(duì)宇宙的演化窮本極源，正是創(chuàng)造的良好原動(dòng)力。天文學(xué)的包容性極好。它與物理、化學(xué)、生命科學(xué)的緊密關(guān)系毋庸置言，同時(shí)，宇宙的起源和形成還會(huì)極大地影響到社會(huì)哲學(xué)的形成與發(fā)展?，F(xiàn)代天文學(xué)是一門與信息技術(shù)緊密結(jié)合的學(xué)科。定點(diǎn)觀測(cè)和巡天觀測(cè)每天都將產(chǎn)生GB甚至TB級(jí)的數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)的格式多樣，通過信息技術(shù)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)有效挖掘，從而帶來全新的現(xiàn)象或規(guī)律的發(fā)展。天文學(xué)科的特點(diǎn)天文雖然是一門深?yuàn)W的學(xué)科，但同時(shí)又是一門通俗的8我們以青少年學(xué)習(xí)者為例進(jìn)行分析。分析綜合各方面資料來看，在我國中小學(xué)中，有關(guān)天文科學(xué)教育的課程比重雖已不斷上升，但由于考試招生等因素的影響，“教師講天文、學(xué)生聽天文、讀天文、到頭來不懂天文、不會(huì)用天文”的現(xiàn)象十分常見。我們以湖北省的五個(gè)市為試點(diǎn)，進(jìn)行了天文教育現(xiàn)狀的調(diào)查。主要調(diào)查結(jié)果如下：天文科學(xué)教育的現(xiàn)狀約46.27％的青少年對(duì)天文學(xué)不太了解，但是感興趣的人超過調(diào)查的70％。獲取天文知識(shí)的主要途徑是課本、報(bào)刊雜志以及電視，至于由網(wǎng)絡(luò)來學(xué)習(xí)了解天文知識(shí)的人相對(duì)少的多，94.92％的人都沒有上過天文網(wǎng)站（與信息技術(shù)整合的層次當(dāng)然停留在極其初級(jí)的階段）。形式上局限于教室內(nèi)傳統(tǒng)的、單向教導(dǎo)的方式，缺乏活動(dòng)、體驗(yàn)、感覺和動(dòng)手做。觀測(cè)儀器普遍缺乏，觀測(cè)手段和方法原始初級(jí)。我們以青少年學(xué)習(xí)者為例進(jìn)行分析。天文科學(xué)教育的現(xiàn)狀約46.29以上現(xiàn)狀不利于青少年天文素養(yǎng)的形成。該如何運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)，如何進(jìn)行體驗(yàn)式教學(xué)，有效地發(fā)揮天文教育推廣功能？已經(jīng)是現(xiàn)今我們?cè)撊ニ伎嫉闹匾n題。？以上現(xiàn)狀不利于青少年天文素養(yǎng)的形成。該如何運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)，如何進(jìn)行10解決方案建設(shè)可達(dá)各種教育目的的Vo教育平臺(tái)。擁有各種資源的VO必須承擔(dān)起與它相稱的社會(huì)責(zé)任，為公眾了解天文，學(xué)習(xí)、利用天文提供服務(wù)。在信息技術(shù)環(huán)境下發(fā)展起來的虛擬天文臺(tái)，是天文教育與網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)良好生成物。解決方案建設(shè)可達(dá)各種教育目的的Vo教育平臺(tái)。擁有各種資11虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的大眾教育課件12虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的學(xué)習(xí)方式自主學(xué)習(xí)協(xié)作學(xué)習(xí)情境認(rèn)知和學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)研究性學(xué)習(xí)Web-quest學(xué)習(xí)VO下學(xué)習(xí)的特點(diǎn)：多媒體的信息處理；非線性的信息組織；動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)控制；多重的交互與協(xié)作等。虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的學(xué)習(xí)方式自主學(xué)習(xí)VO下學(xué)習(xí)的特點(diǎn)：13基于VO的天文教育與傳統(tǒng)天文教育相比較，有著以下一些優(yōu)勢(shì)：為天文教育提供豐富翔實(shí)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的資源和數(shù)據(jù)。以此為平臺(tái)，可能的教育服務(wù)有：教育普及資源相關(guān)元數(shù)據(jù)；最受歡迎天體索引；最受歡迎天文數(shù)據(jù)索引；業(yè)余天體攝影數(shù)據(jù)庫；面向公眾的天文圖像拼接服務(wù)；實(shí)時(shí)天文數(shù)據(jù)的訪問；互聯(lián)網(wǎng)天空數(shù)據(jù)庫；天文及時(shí)消息服務(wù)；太空科學(xué)藝術(shù)資源目錄等等。其數(shù)量級(jí)、實(shí)時(shí)性是以往的天文教育所不能比擬的?；赩O的天文科學(xué)教育的優(yōu)勢(shì)基于VO的天文科學(xué)教育的優(yōu)勢(shì)14是研究性學(xué)習(xí)的良好平臺(tái)。VO提供開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，建立挖掘數(shù)據(jù)的通道，廣大愛好者、學(xué)習(xí)者可以真正象科學(xué)家那樣進(jìn)行學(xué)習(xí)、探索、研究以及發(fā)現(xiàn)等工作,在探索的過程中不僅學(xué)習(xí)了科學(xué)知識(shí)，還逐步培養(yǎng)科學(xué)方法、態(tài)度和精神?？梢詫?shí)現(xiàn)多層面的學(xué)習(xí)需求。由于網(wǎng)絡(luò)資源具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而學(xué)習(xí)者擁有學(xué)習(xí)過程的主動(dòng)權(quán)，可以按照符合自己知識(shí)結(jié)構(gòu)和興趣特點(diǎn)的超鏈接構(gòu)建自己的知識(shí)，可以體驗(yàn)多種情境和檢驗(yàn)不同的觀點(diǎn)。知識(shí)不再是必須被動(dòng)接受的，需要機(jī)械記憶的東西。以量級(jí)天文學(xué)為例，普通愛好者和學(xué)習(xí)者可以通過圖文了解從地球107m到宇宙1027m的數(shù)量級(jí)，而更高層次的學(xué)習(xí)者可以通過相關(guān)的理論公式進(jìn)入到數(shù)量級(jí)所對(duì)應(yīng)的能量世界里。是研究性學(xué)習(xí)的良好平臺(tái)。VO提供開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，建立挖掘數(shù)據(jù)15突破學(xué)習(xí)的時(shí)空限制。學(xué)習(xí)者可以在課后的任何時(shí)間、教室以外的其他方便的地點(diǎn)，鏈接到VO主頁，自主學(xué)習(xí)或協(xié)作學(xué)習(xí)。高度體驗(yàn)。在傳統(tǒng)天文教育中，媒體主要是聲音和文字，知識(shí)的情境主要靠想象。而對(duì)于一個(gè)好的VO教育網(wǎng)站，由于多媒體技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等的應(yīng)用，媒體已不再僅僅是文字和聲音，還有圖像、視頻等多媒體，能使埋藏在圖像數(shù)據(jù)中的多變量模式可視化，富于生動(dòng)性、形象性、過程性、啟發(fā)性。知識(shí)的情境，可以模仿和虛擬，如虛擬宇宙、虛擬天空、模擬觀測(cè)等，能夠產(chǎn)生身臨其境的逼真效果。天文設(shè)備也可以VO化，例如把真實(shí)的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)接入VO系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觀測(cè)，高度體驗(yàn)。突破學(xué)習(xí)的時(shí)空限制。學(xué)習(xí)者可以在課后的任何時(shí)間、教室以外的其16能提高昂貴觀測(cè)設(shè)備的科學(xué)效益，使科學(xué)數(shù)據(jù)的價(jià)值最大化，增加發(fā)現(xiàn)復(fù)雜規(guī)律和稀有天體的機(jī)會(huì)。還能提供協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境、有援學(xué)習(xí)環(huán)境等。VO是協(xié)作學(xué)習(xí)的平臺(tái),有利于各國專家、學(xué)者、愛好者之間進(jìn)行討論協(xié)商；提供在線幫助體系，方便學(xué)習(xí)者進(jìn)行網(wǎng)上自我學(xué)習(xí)、自我評(píng)價(jià)等。能提高昂貴觀測(cè)設(shè)備的科學(xué)效益，使科學(xué)數(shù)據(jù)的價(jià)值最大化，增加發(fā)17目錄虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的教育理念虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的天文教育虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的科學(xué)教育目錄虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的教育理念18科協(xié)進(jìn)行的第四次我國公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查表明：虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的科學(xué)教育結(jié)論一：具備基本科學(xué)素養(yǎng)的公眾比例為1.4％結(jié)論二：不同職業(yè)群體科學(xué)素養(yǎng)狀況為學(xué)生11.42%最高，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他人群教育對(duì)于提高公眾科學(xué)素養(yǎng)十分關(guān)鍵結(jié)論三：傳媒對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的影響分析表明：利用因特網(wǎng)獲取科技信息的僅占1.6%。這也與發(fā)達(dá)國家的比例50%有明顯差別。公眾素養(yǎng)急待提高利用網(wǎng)絡(luò)，刻不容緩

VO對(duì)于提高公眾的科學(xué)素養(yǎng)，也有著非常良好的作用。天文學(xué)的基本概念和新的發(fā)現(xiàn)，能激發(fā)人們刨根問底的科學(xué)激情，使人類對(duì)自己的本質(zhì)及其在宇宙中的地位進(jìn)行深入思考，幫助人們掌握科學(xué)的思維方法，樹立正確的宇宙觀。Astronomicalimagesaretreasuredbythepublicfortheirbeauty,andthusareanexcellentvehicleforscienceeducationatalllevels.

科協(xié)進(jìn)行的第四次我國公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查表明：虛擬天文臺(tái)環(huán)境下的19因此可以從提高公眾的天文科學(xué)素養(yǎng)著手，來帶動(dòng)國民整個(gè)科學(xué)素養(yǎng)的提高。因此可以從提高公眾的天文科學(xué)素養(yǎng)著手，來帶動(dòng)國20結(jié)論：基于VO的教育在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中，向?qū)W習(xí)者提供海量的數(shù)據(jù)、大量的圖文并茂、生動(dòng)形象的天文教育資源和一定的協(xié)作學(xué)習(xí)交流工具，讓學(xué)習(xí)者在高度體驗(yàn)的學(xué)習(xí)氛圍中，在觀察、記錄、操作、整理、設(shè)想、學(xué)習(xí)、討論分析、挖掘數(shù)據(jù)、動(dòng)手實(shí)踐的過程中親歷探究宇宙奧秘的過程。信息技術(shù)在其中起著資源收集、查詢工具、交互工具、協(xié)作工具和職能工具的作用，整合層次是開放式的以資源為中心的較高層次。結(jié)論：基于VO的教育在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中，向?qū)W習(xí)21基于VO的大眾教育強(qiáng)調(diào)通過學(xué)習(xí)者主體性的探索、研究、協(xié)作、創(chuàng)新來求得問題解決，體驗(yàn)科學(xué)探索過程，提高學(xué)習(xí)者獲取信息、分析信息、加工信息的實(shí)踐能力和良好的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，提升科學(xué)素養(yǎng)。同時(shí)，基于VO的大眾教育也會(huì)對(duì)VO建設(shè)的發(fā)展和完善起到促進(jìn)作用。公眾對(duì)VO數(shù)據(jù)和資源的使用和填充，將