“月相”相關(guān)知識(shí)及教學(xué)策略

賀子聰 高曉燕

摘要地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域是小學(xué)科學(xué)的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容。地球與宇宙的有關(guān)現(xiàn)象、知識(shí)和規(guī)律具有時(shí)間和空間上的宏觀性和抽象性，需要運(yùn)用實(shí)地觀察、模擬實(shí)驗(yàn)、邏輯推理等方法進(jìn)行探究?！霸孪唷笔堑厍蚺c宇宙科學(xué)領(lǐng)域中具有代表性的課題，學(xué)生需要在教師的指導(dǎo)下，實(shí)際觀察、運(yùn)用空間想象建立模型、利用推理解釋現(xiàn)象來學(xué)習(xí)。處理好本課的教學(xué)，有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)地球與宇宙的探索熱情，培養(yǎng)他們的模型思維，發(fā)展空間想象能力。由于教學(xué)內(nèi)容抽象、學(xué)生空間思維能力不成熟等，“月相”在教學(xué)上仍存在難點(diǎn)。本文從月相何時(shí)可見、朔月為何不易見以及月相變化規(guī)律三方面入手，進(jìn)行知識(shí)上的分析，并針對(duì)上述問題，對(duì)本課的教學(xué)策略進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 小學(xué)科學(xué) 月相 教學(xué)策略

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.24.010

Related Knowledge and Teaching Strategy of "Lunar Phase"

HE Zicong[1]， GAO Xiaoyan[2]

（[1] Elementary Education College of Capital Normal University， Beijing 100048；[2] Yuanyang Primary School of Fangcaodi International School， Beijing 100025）

Abstract： The field of earth and cosmic science is an important learning content of primary school science. The phenomena， knowledge and laws related to the earth and the universe are macro and abstract in time and space， which need to be explored by means of field observation， simulation experiment， logical reasoning and so on "Lunar phase" is a representative subject in the field of earth and cosmic science. Under the guidance of teachers， students need to observe， use spatial imagination to establish models， and use reasoning to explain phe？ nomena. Handling the teaching of this course well will help to stimulate students’ enthusiasm for exploring the earth and the universe， cultivate their model thinking and develop their spatial imagination ability. Due to the abstract teaching content and the immature spatial thinking ability of students， there are still difficulties in the teaching of "lunar phase". This paper analyzes the knowledge from three aspects： when the lunar phase is visi？ ble， why the new moon is not easy to see and the law of lunar phase change， and discusses the teaching strate？ gy of this course in view of the above problems.

Keywords： primary school science； lunar phase； teaching strategy

地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域是小學(xué)科學(xué)的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容。地球與宇宙的有關(guān)現(xiàn)象、知識(shí)和規(guī)律具有時(shí)間和空間上的宏觀性和抽象性，需要運(yùn)用實(shí)地觀察、模擬實(shí)驗(yàn)、邏輯推理等方法進(jìn)行探究。“月相”是地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域中具有代表性的課題，學(xué)生需要在教師的指導(dǎo)下，實(shí)際觀察、運(yùn)用空間想象建立模型、利用推理解釋現(xiàn)象來學(xué)習(xí)。處理好本課的教學(xué)，有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)地球與宇宙的探索熱情，培養(yǎng)他們的模型思維，發(fā)展空間想象能力。由于教學(xué)內(nèi)容抽象、學(xué)生空間思維能力不成熟等，“月相”在教學(xué)上仍存在難點(diǎn)。

本文從月相何時(shí)可見、朔月為何不易見以及月相變化規(guī)律三方面入手，進(jìn)行知識(shí)上的分析，并針對(duì)上述問題，對(duì)本課的教學(xué)策略進(jìn)行探討。

必要的知識(shí)儲(chǔ)備

1.月相何時(shí)可見

探究月相變化規(guī)律需要收集月相資料。月球圍繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)，自身不發(fā)光、不透明，反射太陽光。在太陽的照射下，月球總是被照亮一半，分為亮半球和暗半球。從地球上看，明暗兩部分隨時(shí)間發(fā)生著變化。天文學(xué)把從地球上看到的月球被太陽照亮的部分叫作月相。教學(xué)中，教師經(jīng)常要求學(xué)生進(jìn)行一段時(shí)間的月相觀察，但并非所有時(shí)間都合適。在此，本文對(duì)月相可見時(shí)間及原理進(jìn)行初步討論。

需要注意的是，示意圖中地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)所在平面（黃道面）與月球圍繞地球公轉(zhuǎn)所在平面（白道面）不重合，白道面相對(duì)于黃道面有5°9’的夾角。月球是距離地球最近的天體，在一天當(dāng)中都能看到。白天，在強(qiáng)烈陽光的照射下，月球反射的光不易被人眼所察覺，這也就是在白天看不到月球的原因。因此，我們觀察月相時(shí)，通常在日落后或是日出前。以下介紹八種特殊月相及觀察時(shí)間和方位。

當(dāng)月球與太陽處于地球的同一側(cè)，即日月合朔（農(nóng)歷初一）時(shí)（如圖中A位置），太陽照射月球的方向，與地球上觀測月球的方向相反，面對(duì)地球的是月球的黑暗半球。此時(shí)觀察到的月相叫作朔月。

當(dāng)月球繞行其軌道的1/4行程時(shí)（如圖中B位置），月球、地球和太陽的位置關(guān)系構(gòu)成直角三角形，月球處于弦上。這時(shí)，地球上的觀察者正好看到月球是西半邊亮，亮面朝西，呈半圓形。此時(shí)的月相叫作上弦月。

當(dāng)月球和太陽分別處于地球的兩側(cè)，即日月相望（農(nóng)歷月半）時(shí)（如圖中C位置），太陽照射月球的方向，同地球上觀察月球的方向相同，人們看到的是一輪滿月。

當(dāng)月球繞行其軌道的3/4（如圖中D位置）時(shí)，月球、地球和太陽的位置關(guān)系再次構(gòu)成直角三角形。這時(shí)，地球上的觀察者正好看到月球是東半邊亮，亮面朝東。此時(shí)的月相叫作下弦月。

以上四種月相是以月球、地球和太陽三者的位置關(guān)系來命名的。要特別強(qiáng)調(diào)的是，朔月、望月出現(xiàn)時(shí)，月球、地球和太陽處于同一方位而非一條直線上。另外，人們將同樣特殊的四種月相根據(jù)其形狀進(jìn)行命名。朔月與弦月之間的月相，因其形狀如同女子的眉毛，故稱為蛾眉月；弦月與望月之間的月相，因其形狀凸起，故稱為凸月。

以下選取月球繞地球運(yùn)動(dòng)一周的四個(gè)特殊位置分析月相可見的時(shí)間。

朔月（如圖中的A位置）時(shí)，白天看不到月球的存在，晚上又背向月球，故月相不可觀測。月球與太陽同升同落，在夜晚的天空中觀察不到月相。

當(dāng)月球、地球和太陽的位置關(guān)系處于上弦月（如圖中的B位置）時(shí)，只有處于雙切線內(nèi)區(qū)域的人可觀察到月相，此時(shí)日期為農(nóng)歷上半月初七、初八。根據(jù)地球自轉(zhuǎn)，理論可見時(shí)間約為正午至子夜（12—24時(shí)）。由于日落前陽光強(qiáng)烈，月球反射的太陽光不足以被肉眼觀察到，所以傍晚日落后至子夜前（18—24時(shí)）的上半夜為月相可見時(shí)段。因此，上弦月在上半月的上半夜可見。

當(dāng)月球、地球和太陽的位置關(guān)系處于望月（如圖中的C位置）時(shí)，仍然是處于雙切線內(nèi)區(qū)域的人可觀測月相。根據(jù)地球自轉(zhuǎn)規(guī)律，約為傍晚到黎明（18—6時(shí)），整夜可見。

同理，當(dāng)月球、地球和太陽處于下弦月（如圖中D位置），仍然是處于雙切線內(nèi)區(qū)域的人可觀測月相，此時(shí)日期為農(nóng)歷下半月二十二、二十三左右。理論上的可見時(shí)間為子夜至正午（0—12時(shí)）。由于日出后陽光強(qiáng)烈，月相的可見時(shí)間為子夜至黎明日出前（0—6時(shí)）的下半夜。因此，下弦月在下半月的下半夜可見。多種月相的可見時(shí)段總結(jié)如下表。

教師應(yīng)在課堂上展現(xiàn)真實(shí)拍攝得到的月相，以此作為建構(gòu)模型的依據(jù)，不要輕易使用網(wǎng)絡(luò)上一些帶有錯(cuò)誤信息的圖片。

2.朔月為何不易見

教師在總結(jié)學(xué)生觀察到的月相時(shí)，容易忽略“朔月”的記錄問題，經(jīng)常讓學(xué)生在記錄單中將“〇”涂黑來表示。但是，朔月真的不可見嗎？

朔月時(shí)，月球與太陽處于同一方位。由于月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道（白道）與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道（黃道）不在同一平面，故太陽、月球和地球不在同一直線上。月球與太陽同升同落，面向地球的又是暗半球，因此人們無法觀測月相。

然而，當(dāng)太陽、地球、月球三者大約在一條直線時(shí)會(huì)出現(xiàn)日食現(xiàn)象。我們可以從地球上看到月球遮擋太陽，從而可見朔月的月相。顯然，不是每月都會(huì)產(chǎn)生日食現(xiàn)象。出現(xiàn)日食的條件有兩個(gè)：日期逢朔；太陽和月球相合于黃白交點(diǎn)或其附近。

日食現(xiàn)象出現(xiàn)的概率很小，只有在日食現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)人們才可以觀察到朔月。因此，學(xué)生在實(shí)踐過程中，多數(shù)情況下無法觀察到朔月，自然也就不能將觀察不到的月相用涂黑的“〇”表示。

教學(xué)策略

1.月相觀察與記錄指導(dǎo)

月相變化有其規(guī)律，通常來說，一個(gè)周期是農(nóng)歷的一個(gè)月（29或30天）。根據(jù)小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“月相”知識(shí)點(diǎn)的要求，低年級(jí)學(xué)生只需要“描述月相的變化現(xiàn)象”，即觀察到月相的明顯不同（需半個(gè)周期），故觀察周期至少為15天；而中年級(jí)學(xué)生需要“描述月相變化的規(guī)律”，即觀察到月相的完整變化（需一個(gè)周期），故觀察周期應(yīng)不少于30天。

教師在布置長期的觀察任務(wù)時(shí)，應(yīng)將時(shí)間設(shè)置在9月或10月，此時(shí)降雨相對(duì)較少，秋高氣爽，多晴朗天氣，有利于觀察月相。同時(shí)提醒學(xué)生，觀察月相時(shí)應(yīng)選擇視野開闊的地方。排除天氣和視野的干擾，農(nóng)歷上半月的適宜月相觀察時(shí)間為18點(diǎn)以后，下半月的適宜月相觀察時(shí)間為8點(diǎn)以前。以上時(shí)段既符合學(xué)生的作息規(guī)律，又可能在幾乎同一方位捕捉到月相。

根據(jù)小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的活動(dòng)建議，學(xué)生應(yīng)記錄月球在天空中的位置變化和月相變化，即觀察到月相的日期、時(shí)間、方向、形狀以及較前一日的變化。在布置記錄任務(wù)時(shí)，教師應(yīng)適當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生月相的畫法、觀測地點(diǎn)的選擇和方位辨識(shí)等，并詳細(xì)介紹“月相觀察記錄單”的填寫規(guī)范，留下思考問題。同時(shí)，教師應(yīng)要求學(xué)生尊重客觀事實(shí)——觀察到月相，要記錄其真實(shí)的樣子；沒觀察到的，直接標(biāo)注“沒觀察到”。在記錄月相時(shí)，不必考慮畫圖的美觀及同學(xué)的觀測結(jié)果，做到實(shí)事求是。

教師在設(shè)計(jì)觀察記錄表時(shí)，應(yīng)當(dāng)配合觀察任務(wù)選取農(nóng)歷的上半月，以便學(xué)生在夜間觀察。但是，考慮到教學(xué)的需要，表格所覆蓋的時(shí)間段既要避開月初不易觀察到月相的時(shí)間，又要包含滿月之后產(chǎn)生不同變化的下半月時(shí)間，為建構(gòu)模型奠定基礎(chǔ)。

2.模型建構(gòu)與模型解釋

教師利用石膏球和手電筒來模擬月相變化，讓全班學(xué)生都參與實(shí)驗(yàn)。具體實(shí)驗(yàn)過程如下：

在較暗的環(huán)境下，利用手電筒發(fā)出的平行光來模擬照射到地球和月球上的陽光，石膏球模擬月球，學(xué)生代表地球上的觀察者，模擬地球、月球和太陽的實(shí)際關(guān)系，根據(jù)原型建構(gòu)模型。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將石膏球置于教室中央，打開手電筒照亮石膏球，學(xué)生圍繞著石膏球走動(dòng)（模擬月球繞地球的相對(duì)運(yùn)動(dòng)），以不同角度觀察“月相”，環(huán)繞一周就可以一覽“月相”變化。指導(dǎo)學(xué)生用模擬實(shí)驗(yàn)的“月相”對(duì)應(yīng)他們觀測到的真實(shí)月相，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與記錄單上的結(jié)果建立聯(lián)系。重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)即可總結(jié)月相的變化規(guī)律，利用模型解釋原型。

在實(shí)際觀測中，由于種種原因，學(xué)生很難觀察并記錄一個(gè)完整周期的月相，從自己的觀察記錄單上僅能對(duì)月相及其變化規(guī)律產(chǎn)生部分認(rèn)識(shí)。若想記錄更加清晰的月相，需要借助天文望遠(yuǎn)鏡、相機(jī)、觀月App（Moon）等專業(yè)工具。在有條件的情況下，應(yīng)當(dāng)利用天文望遠(yuǎn)鏡和相機(jī)來觀察和記錄月相。若條件不足，可以利用實(shí)際拍攝到的月相圖片作為參考，豐富學(xué)生對(duì)月相的感知，進(jìn)一步對(duì)月相變化的規(guī)律產(chǎn)生更加深入的認(rèn)識(shí)。

上述的知識(shí)補(bǔ)充和教學(xué)策略只是“月相”教學(xué)的基礎(chǔ)。在課程實(shí)施中還需要教師根據(jù)實(shí)際進(jìn)行一些創(chuàng)造性的教學(xué)：一是不同教材提供的“觀察記錄單”不一致，教師需要開動(dòng)腦筋，依據(jù)學(xué)科特點(diǎn)重新規(guī)劃和設(shè)計(jì)；二是“月相”演示規(guī)范不統(tǒng)一，沒有固定配備教學(xué)儀器，需要教師指導(dǎo)學(xué)生自主制作，師生制作的教學(xué)工具要保證模擬實(shí)驗(yàn)的便利和嚴(yán)謹(jǐn)性；三是日食與月食這兩種現(xiàn)象是太陽、地球和月球三者運(yùn)動(dòng)造成的，是可以觀察到的，但在小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中沒有具體要求，教師將日食與月食作為課后的拓展知識(shí)，有利于學(xué)生對(duì)天象的理解，培養(yǎng)他們的模型建構(gòu)能力和空間想象能力。