国之重器：“中国天眼”看世界

本期导师：梁捷舜

研学导师、研学课程设计师，六年研学旅行课程研发与执行经验；《广东省中小学研学旅行教材》编撰导师之一；服务20+中小学研学旅行，共计5万+学生。

一、课程背景

贵州，喀斯特的王国，这里有最全面的喀斯特地貌形态：发育于地表的石芽、漏斗落水洞与发育于地下的溶洞、暗河等纵横叠置，形成了一个极富地域特色的自然“岩溶博物馆”。独具特色的喀斯特地貌也为“国家重器——中国天眼”的落成提供了必要的条件。

“中国天眼”（简称FAST）坐落于贵州省平塘县克度镇，是世界上口径最大的球面射电望远镜。FAST“睁眼”后，人类可以窥探到遥远星系、寻觅另一个地球、探索潜在智慧生命，开展地外文明的探索等，这对人类的薪火相传具有重要的意义。

本次研学课程将带着学生去探秘“天眼”，探索宇宙奥秘，跟天文学家一起追寻遥远、神秘的浩瀚苍穹，窥探星际之间互动的信息，了解更多宇宙起源之谜，思考宇宙、生命、人类的话题。

二、研学主体

广州中学40名学生

三、课程特色

① 专家讲座|“天眼”知识大科普

从整体的“天眼”问世历史、“天眼”工作原理、天文推理知识入手，细致到中性氢、星际分子、脉冲星、电磁波、平抛面等化学、物理学科的跨学科知识，让学生感受到知识之广阔，科学之深度。

② 天文地理|古往今来：聆听宇宙的声音 探寻天文发展史

“天地日月未具，状如鸡子，混沌玄黄”，就是对地球的结构的大概描述。早在新石器时期，中国就开始有了对天文的探索，但只局限于天象观察、仪器制作和编订历法三个方面。

平塘国际天文体验馆集文化科普、宇宙探秘于一体。在这里，通过馆内声、光、电等特效技术配合下，学生亲身经历一场宇宙星空体验之旅，了解有趣的天文知识。

在古代中国，天文学的一个最重要的任务就是测量时间，从确定年的长短以及四季的变化，到制定历法。二十四节气就是我们的祖先经过很长一段时间，总结出对自然环境变化的细微认识，汇集成了古老的节气规律。

学生们在馆内追寻古人的步伐，从古老的宇宙观到近现代宇宙观的发展，从中国的二十四节气到如今精准的时间计算方法，从简陋的天文望远镜到如今射电望远镜在黑洞、引力波、脉冲星等前沿科学研究的成果，让学生看到天文事业一步步的发展，感悟天文探索的延续与传承，也是求知精神、人类文明的传承。

③ 大国重器|实地勘察揭面纱

为何在300多个洼地中选址偏僻的大窝凼？“中国天眼”究竟有什么样的工作原理？学生走进“天眼”静默区，登峻岭爬上天眼观光台，一睹“天眼”的“盛世美颜”，揭开“天眼”的神秘面纱。

大窝凼附近５公里半径之内没有一个乡镇，其地貌最接近“天眼”的造型；而这里的喀斯特地质也可以让雨水向地下渗透，不会对“天眼”造成重大伤害。所以，它就这样嵌在这独一无二的喀斯特山地中，气势宏伟，岿然不动。

在导师的讲解下，学生了解到“天眼”是由反射信号的抛物面和接收信号的馈源两大部分组成，利用抛物面的反射聚焦，把信号聚拢到一个点上，再将信号汇聚到馈源舱。导师讲解及实地考察让学生对复杂的工作原理有了更直观的认识。

④ 研学成果|思维导图展学汇报

各小组席地而坐，围绕成圈，一起回顾研学知识，协力商讨，集众人智慧将研学旅行中所学的知识进行归类和总结。学生们从数学、物理、化学等学科角度为大家一一剖析“天眼”项目，有效地培养学生的发散性思维与系统性思维。

四、大咖会客厅

1.您认为科技类研学给学生带来怎样的影响与意义？

科技类研学的着重点在于让学生通过实地考察、身临其境去了解、去见证科技发展的现状，去看真实的前沿科技。学生们可能从动漫、电视、电影的观看中对“前沿科技”有一定的认知，但这些认知中有比较大的部分属于人类的“想象”和“期望”，不一定符合实际，同时也有一定的局限性。科技研学可以帮助学生回归现实，触及更多科学知识，拓展认知的边界。

有别于影视作品中的“酷炫”，真实的前沿科技能够给学生带来的是更厚重、更浩瀚、更震撼的感受。就比如“中国天眼”，这么一口“大锅”呈现在眼前，能够给学生很强的冲击力。

人类需要有想象力，但也需要脚踏实地。例如，研学中我们会鼓励学生在了解“中国天眼”的功能、用途之后，去延伸思考：我们是否真的能靠它找到地外生命？如果真的存在地外生命，我们将会探测到关于它们什么样的信号？去了解科技的真实发展现状，是对科研人员们的肯定与支持，也能够激发学生的民族自豪感与国家认同感，助力正确价值观的养成。

2.您带领过的科技研学课程有哪些类型？这个课程与其他类型有什么不同？

我带领过的科技研学课程类型还有航空航天类、生命科学类、人工智能类等等。“天眼”看世界这个课程更加着重于科技与当地人文历史的融合。贵州独特的地形地貌造就了贵州极具特色的地方文化，也给当地的经济发展造成了制约。但同时也是贵州独特的地形地貌，使得“天眼”项目落户贵州。“中国天眼”的建造，又在推动着当地经济的发展。所以我们当时在设计的时候考虑到以上的因素，就做成了一个比较综合的课程，既要带领学生去了解我国最前沿的科技，又要带学生去领略贵州独特的人文景观，感悟劳动人民的智慧，这样更能够帮助培养学生的全局观。其他的课程可能更多地会聚焦于某项科技本身。

3.您认为科技与历史在研学课程设计中可以如何做结合？

首先，科学技术的发展是组成人类历史很重要的一部分，社会民生与科技发展是密切相关的。大家可以去看看李约瑟先生的《中国科学技术史》、粱衡的《数理化通俗演义》、方世华的《世界科技史速读》等等跟科技史有关的书籍，就会真切地感受到，各种重大的发现、创新发明，在人类文明进程中绽放着耀眼的光芒。

在研学课程的设计中，我们会比较关注某项具体科技的发展历程、人们生活的哪些方面因为该项科技变得更加便利、该项科技的发展给社会层面带来了哪些积极影响等等。比如，在本课程中会介绍到我国天文科学的发展史、“天眼”的选址，从选址上延伸介绍贵州的喀斯特地貌，结合喀斯特地貌去分析贵州独特的人文历史，引导学生对比“天眼”建成前后当地人们的生活，从而看到国之重器除了探秘深空之外其他方面的价值。

同时，我们也会尽可能地去安排一些与之相关的科学实验、游戏、模型搭建等活动，让学生感到新奇，在好玩的体验中主动获取知识。比如在平塘国际天文体验馆，我们会让学生动手把太阳系行星模型摆到对应的位置，带上耳机聆听脉冲星信号，感受来自宇宙的声音等等。

4.您认为科技类研学课程设计或课程执行上，最大的难度或挑战在哪里？

科技类研学课程，在设计和执行上最大的难点在于平衡课程的深度和学生的接受度。比如说，在“天眼看世界”这个课程中，我们邀请了天文专家给学生们做天文主题的讲座，从天文发展史到“天眼”的运作，再到探秘宇宙的起源。但专家想传达的很有深度、很丰富的内容，初中的学生未必能够理解和接受，这之间会有一道鸿沟。做好专家与学生之间的桥梁，是我们研学导师需要去做的事情。

同时，学生的注意力是否集中、兴趣点是否被抓住、课程体验感是否良好，这些也是我们作为研学导师需要关注和考虑的。