從星空模擬到室外觀測

張福瑞

開展地理實踐活動，可以很好地培養(yǎng)學生地理實踐能力，高中地理教材設(shè)置了4個“綜合實踐活動”欄目，這一部分內(nèi)容是培養(yǎng)學生地理實踐力的良好素材，本校擁有上海市金山區(qū)唯一的天象館和多種規(guī)格的天文望遠鏡，根據(jù)校情，結(jié)合高中地理教材中的“星空觀測和月相觀測”綜合實踐活動 ，學校地理教師從室內(nèi)模擬和室外觀測兩個場所對學生進行了地理實踐力的培養(yǎng)。

一、室內(nèi)星空模擬——提升空間思維，掌握星空運動規(guī)律

茫茫宇宙，繁星點點，讓學生了解天空中主要恒星的位置以及四季星空的變化規(guī)律是天文科普的基本要求。但由于受到光污染等影響，城市上空能夠看到的星座很少。因此，要全面認識星空變化規(guī)律就要利用天象儀（圖1），天象儀是模擬星空運轉(zhuǎn)的科普儀器，在一個半球型天幕上演示人在地球上不同經(jīng)緯度看到的星空。為了在課堂中更好地辨認星座，指導(dǎo)教師給學生繪制簡易的四季星空圖（圖3）。在上課伊始讓學生先了解四季星空的變化規(guī)律，認識每個季節(jié)典型的常見星座的形狀。在此基礎(chǔ)上，打開天象儀微機控制系統(tǒng)的操作界面（圖2），依次打開子午線、赤黃道、太陽;轉(zhuǎn)動極高視運動，把天赤道線調(diào)到31°N，即模擬上海所觀測到的星空;調(diào)整周年視運動，把太陽開到當日所在日期。打開恒星，轉(zhuǎn)動周年視運動，當太陽西邊落下時，夜晚來臨，當繁星開始耀滿星空，學生就開始辨認常見的星座。總之，利用天象儀模擬星空是一種直觀、形象的教學方法，教師需要充分利用這一實用、高效的教學工具，讓學生能快速有效地辨認出四季星空中不同星座的具體位置，建立一定的空間思維，掌握基本的星空變化規(guī)律。在使用天象儀觀測星空的過程中，學生的觀察能力、協(xié)作能力以及空間思維能力都得到極大提高，這也進一步落實了地理實踐力的培養(yǎng)。

二、室外天體觀測——學以致用、察以致思

1.天文觀測前期準備（表1）

室外前期準備工作非常重要，要讓學生共同參與完成。

2.裸眼觀測當季星空主要星座

“飛馬當空，銀河斜掛”，這是秋季星空的象征。秋季星空亮星雖然較少，但同樣充滿浪漫和想象。在教師的指引下學生用肉眼很容易從頭頂方向找到一個“秋季四邊形”（又稱為“飛馬-仙女大方框”），秋季四邊形由飛馬座的三顆亮星（α、β、γ）和仙女座的一顆亮星（α）構(gòu)成，十分醒目。由于本校光線問題，遺憾的是我們無法觀測到仙女座大星云。學生整日忙于走路，很少抬頭仰望星空。當真正靜下心來與星空對話時，學生被震撼了?？档抡f過“世界上有兩件東西能夠深深地震撼人們的心靈，一件是人們心中崇高的道德準則，另一件是人們頭頂上燦爛的星空”。

3.望遠鏡觀測天體

觀測當日為農(nóng)歷十四日，月相漸趨滿月，黃昏之際，皎潔的月光灑滿校園，月球成為我們首當其沖的觀測對象。教師指導(dǎo)學生自己組裝好望遠鏡，利用goto自動跟蹤儀自動尋找和跟蹤觀測天體，當月球出現(xiàn)在目鏡時，教師指導(dǎo)學生輕輕調(diào)整主鏡的焦距，清晰的月球表面形態(tài)出現(xiàn)在眼簾，教師組織學生輪流觀看（圖4）。學生通過望遠鏡，觀測到真實的環(huán)形山密布的月表形態(tài)。

黑夜?jié)u濃，土星出現(xiàn)在空中，學生一直是從書上或電子產(chǎn)品上看到土星及其腰間那圈漂亮的光環(huán)，平時肉眼看到的也就是一顆亮晶晶的星星而已，很少有機會親自目睹巨行星的表面形態(tài)。教師指導(dǎo)學生用低倍目鏡調(diào)整主鏡，使“土星”出現(xiàn)在目鏡中心，根據(jù)“土星”的成像清晰程度調(diào)整主鏡的焦距;調(diào)整完畢后，為了使觀測效果更好，教師把目鏡換成高倍數(shù)目鏡。學生輪流觀測，當學生把眼睛貼近天文望遠鏡，遙遠的、自帶光環(huán)的土星真實地躍入眼簾，這是一個全新的星空世界。學生對望遠鏡里的土星流連忘返，心生向往。他們看到了一個遙遠的世界，觸摸到了一方神奇的天空，自然而然地激發(fā)其學習天文、探索宇宙的興趣。

三、資料收集和后期處理——整合信息技術(shù)，提升實踐能力

在觀測過程中，始終要引導(dǎo)學生利用手機或相機進行直觀拍攝，并指導(dǎo)學生把望遠鏡與電腦連接，利用CCD攝影機進行連拍，并通過后期制作得到清晰的照片，這些都將成為學習天文、探索太空的寶貴資料。這個環(huán)節(jié)，學生通過團隊協(xié)作，自己摸索學習拍攝軟件的使用方法和實用技巧，動手對獲得的一手資料進行匯編整理，并把遇到的問題記錄下來，通過咨詢老師、查詢網(wǎng)絡(luò)等方式予以解決。一輪觀測下來，學生的團隊精神和動手能力都得到很大提高，收集和整理資料的能力也獲得一定提升。

觀測活動結(jié)束，為增強學生探索宇宙奧秘的興趣，培養(yǎng)辯證唯物主義宇宙觀，也為培養(yǎng)他們的科學素養(yǎng)，提升查找資料和繪圖的能力，指導(dǎo)教師設(shè)計了相關(guān)拓展題，如提供學生空白星座圖，讓學生繪制一份這個季節(jié)的主要星座圖（圖5）;或讓學生查詢資料（中國探月和深空探測網(wǎng)），認識環(huán)形山，在自己拍攝的月表地形圖上標出主要環(huán)形山的名字 ，認識月表的環(huán)形山、峽谷、月溪、峭壁等不同地形，探索月表各種地形的形成。