天文觀測(cè)類地理實(shí)踐力測(cè)評(píng)試題的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

鐘華 張文軍

摘 要：地理實(shí)踐力一般在實(shí)踐活動(dòng)中才能更完整地呈現(xiàn)，而考場(chǎng)中的紙筆測(cè)試一直是學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)中最重要、最現(xiàn)實(shí)的環(huán)節(jié)。為落實(shí)對(duì)地理實(shí)踐力素養(yǎng)的考查，本文基于天文觀察的實(shí)踐活動(dòng)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)三組天文觀測(cè)類試題，分別考查學(xué)生的活動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力、地理時(shí)空觀念和綜合實(shí)踐能力，并制定其等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：地理實(shí)踐力;天文觀測(cè);試題設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G633.55? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1005-5207（2022）07-0030-04

地理實(shí)踐力指人們?cè)诳疾臁?shí)驗(yàn)和調(diào)查等地理實(shí)踐活動(dòng)中所具備的意志品質(zhì)和行動(dòng)能力[1]，顯然地理實(shí)踐力的測(cè)評(píng)主要應(yīng)在考察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等實(shí)踐活動(dòng)中展開，諸多地理教師設(shè)計(jì)并實(shí)施了各具特色、異彩紛呈的校內(nèi)外實(shí)踐活動(dòng)，如董滿超設(shè)計(jì)的天文觀測(cè)活動(dòng)方案與反思為同類實(shí)踐活動(dòng)提供了新思路[2]。高考、學(xué)業(yè)水平考試等紙筆測(cè)試中體現(xiàn)的地理實(shí)踐力的價(jià)值取向?qū)θ粘＝虒W(xué)具有強(qiáng)大的導(dǎo)向作用，筆者嘗試以天文觀測(cè)為內(nèi)容，以地理實(shí)踐力為導(dǎo)向，分別設(shè)計(jì)以流星雨觀測(cè)、月食觀測(cè)和日影測(cè)量為主題的三組紙筆測(cè)試的試題。

一、流星雨觀測(cè)，考查方案設(shè)計(jì)能力

【實(shí)踐情境】

材料一：流星是外太空的碎石、冰塊等微小天體受地球引力吸引墜入地球大氣層時(shí)因摩擦而燃燒的發(fā)光現(xiàn)象，當(dāng)流星集中爆發(fā)時(shí)則出現(xiàn)流星雨。流星發(fā)生位置隨機(jī)且轉(zhuǎn)瞬即逝，在天上留下或明或暗的線跡，多為白色、綠色，觀賞價(jià)值較高，人眼觀測(cè)時(shí)應(yīng)避免其他強(qiáng)光。

材料二：流星雨會(huì)以天空中某個(gè)點(diǎn)為中心向四周輻散，故流星雨的名字就以輻散中心所在星座來命名，如獅子座流星雨。著名的雙子座和英仙座流星雨最佳觀賞期分別出現(xiàn)在每年12月14日左右和8月13日左右，理論上每小時(shí)均可觀測(cè)到約120顆流星。

材料三：浙江某中學(xué)天文小組（10人）計(jì)劃觀測(cè)2022年暑假的英仙座流星雨，目前正在做前期準(zhǔn)備工作。

【實(shí)踐問題】

（1）小組成員的家庭大都分布在城區(qū)，在選擇觀測(cè)地點(diǎn)時(shí)，有以下備選地點(diǎn)：①城市中心較開闊的廣場(chǎng);②小區(qū)內(nèi)部的花園;③低緩丘陵山谷處的近郊農(nóng)村;④遠(yuǎn)離城市的景區(qū)山頂（海拔860m）。假如你是小組成員，你會(huì)選擇? ? ? ? ? 作為最佳觀測(cè)地點(diǎn)，請(qǐng)說出它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。（6分）

（2）討論“活動(dòng)準(zhǔn)備”注意事項(xiàng)時(shí)，正確的是? ? ? ? ? （不定項(xiàng)）。（2分）

①提前1～3天關(guān)注當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r;②準(zhǔn)備幾臺(tái)不同口徑的天文望遠(yuǎn)鏡;③準(zhǔn)備頭戴式紅光燈、便攜躺椅;④準(zhǔn)備飲用水、單反相機(jī)和保暖衣物;⑤若地點(diǎn)偏遠(yuǎn)，考慮帳篷露營或預(yù)定當(dāng)?shù)刭e館;⑥準(zhǔn)備必要的藥品，如防蚊蟲劑、抗蛇毒血清等。

（3）人眼視野不能覆蓋整片天空，最佳視野為90°左右。為了不錯(cuò)過流星，請(qǐng)你設(shè)計(jì)“肉眼和設(shè)備觀測(cè)、監(jiān)控天空，并記錄流星”的方案。（4分）

參考答案：（1）④;優(yōu)點(diǎn)：遠(yuǎn)離城市，光污染最輕;海拔較高，大氣透明度較好;山頂視野開闊，無遮擋。缺點(diǎn)：路途偏遠(yuǎn);可能要留宿過夜;偏僻的山區(qū)，存在未知危險(xiǎn)? ?（2）①③④⑤⑥? ?（3）方案：5人一組分兩組，兩組間隔30米;每組中4人分別面向東南西北四個(gè)方位靠近就座，另1人在躺椅上觀測(cè)天頂區(qū)域;使用單反相機(jī)自動(dòng)連續(xù)拍攝;使用360°魚眼相機(jī)監(jiān)控全天;每觀測(cè)到一顆流星，即手寫或語音記錄流星發(fā)生的方位、高度、亮度、顏色、運(yùn)動(dòng)方向、序號(hào)等信息。

【命題意圖及解析】第（1）題考查實(shí)踐地點(diǎn)選取的方案設(shè)計(jì)，既要求學(xué)生掌握流星雨觀測(cè)的環(huán)境需求，又要求學(xué)生對(duì)不同環(huán)境有準(zhǔn)確的區(qū)域認(rèn)知。流星雨應(yīng)在夜晚觀測(cè)，城市中心開闊廣場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)是交通便利、離城市家庭較近、安全、視野較開闊，缺點(diǎn)是市中心光污染嚴(yán)重，不是理想的流星雨觀測(cè)場(chǎng)所。小區(qū)內(nèi)的花園被四周高樓包圍，天空遮蔽度高，視野最受限。低緩丘陵的山谷視野開闊度中上，近郊農(nóng)村光污染稍輕（但離城區(qū)近，依然存在不同程度的光污染），交通也較便利，可作為備選項(xiàng)。但與遠(yuǎn)離城市的景區(qū)山頂相比，顯然后者在觀測(cè)條件方面更佳。

第（2）題考查準(zhǔn)備工作的方案設(shè)計(jì)，不定項(xiàng)填空增加了難度。幾乎全部天象觀測(cè)均需晴朗通透的天氣，流星雨觀測(cè)也不例外，故提前了解天氣信息以決定活動(dòng)是否如期開展非常必要，若遇陰雨或云量大于50%的天氣可考慮取消觀測(cè)行程。天文望遠(yuǎn)鏡用于放大天體，但同時(shí)也會(huì)使視野非常狹窄，流星是隨機(jī)發(fā)生的，使用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)不易“捕捉”流星，故望遠(yuǎn)鏡一般不用于流星雨觀測(cè)活動(dòng)。至于其他物品的攜帶，③④⑤⑥選項(xiàng)均正確：觀測(cè)活動(dòng)中照明設(shè)備必不可少，但白光等強(qiáng)光對(duì)人眼適應(yīng)黑暗有很大干擾破壞作用，紅光較柔和、刺激性小，天文觀測(cè)活動(dòng)中常用紅光頭燈作為主要照明手段，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在材料一最后一句話有透露，同時(shí)也是天文實(shí)踐活動(dòng)的常識(shí);觀測(cè)流星雨的最佳姿勢(shì)是躺著，故需攜帶躺椅;單反相機(jī)用于拍攝記錄;夏季白天炎熱，大部分學(xué)生白天穿短袖，但山區(qū)夜晚較涼爽，需要保暖衣物;若在觀測(cè)地過夜，則需要帳篷露營或入住賓館;夏季蛇、蚊蟲較多，需準(zhǔn)備相關(guān)藥品。

第（3）題考查活動(dòng)過程的方案設(shè)計(jì)，為了對(duì)整片天空進(jìn)行360°無死角觀測(cè)、記錄，肉眼觀測(cè)方面應(yīng)由四人緊盯四個(gè)方位，另一人負(fù)責(zé)頭頂區(qū)域，并對(duì)所觀測(cè)的流星進(jìn)行記錄;相機(jī)拍攝方面應(yīng)使用單反延時(shí)拍照以便存檔、分享成果，魚眼鏡頭錄像確保覆蓋全時(shí)段的記錄。

二、月食觀測(cè)，考查地理時(shí)空觀念

【實(shí)踐情境】

2021年11月19日上半夜，我國中東部出現(xiàn)月偏食天象。傍晚月亮升起便可觀測(cè)月食，而后逐漸離開地球陰影（由于月球向東公轉(zhuǎn)）。圖1為該次月食示意圖。

【實(shí)踐問題】

（1）若圖中箭頭表示月球附近的方位，則箭頭表示月球的（單選，2分）

A.偏東側(cè)? ? ?B.偏南側(cè)? ? ?C.偏西側(cè)? ? ?D.偏北側(cè)

（2）若圖中箭頭表示某物體運(yùn)動(dòng)方向，則可能是（雙選，2分）

A.月球公轉(zhuǎn)方向

B.地球陰影因地球公轉(zhuǎn)而移動(dòng)的方向

C.月球視運(yùn)動(dòng)方向

D.地球陰影視運(yùn)動(dòng)方向

（3）為直觀觀察月球在天空中的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，剔除地球自轉(zhuǎn)對(duì)月球運(yùn)動(dòng)的干擾，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)活動(dòng)方案？并說明理由。（3分）

（4）判斷題，正確的選項(xiàng)打√，錯(cuò)誤的打×。（2分）

①正在月食的月球剛升起時(shí)，太陽還未落山（? ? ）

②通過月食觀測(cè)，可以看到地球的大致形狀（? ? ）

參考答案：（1）C? （2）CD? （3）方案一：利用月食或日食的時(shí)機(jī)，觀察月球向東穿過太陽（日食）或地球陰影（月食）。理由：由于地球自轉(zhuǎn)，任何時(shí)刻日月星辰和地球陰影均一起東升西落，在日食時(shí)月球自西向東遮掩太陽，則把月球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)顯現(xiàn)出來。方案二：選取每天固定的時(shí)刻（如19點(diǎn)整）在固定地點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。理由：每天固定的時(shí)刻即間隔24小時(shí)觀測(cè)，剔除了地球自轉(zhuǎn)周期的影響，可以看到月球在天空中向東移動(dòng)位置，即為月球公轉(zhuǎn)的表現(xiàn)? ?（4）×，√。

【命題意圖及解析】地理時(shí)空觀是綜合思維素養(yǎng)的重要內(nèi)涵，天文觀測(cè)的實(shí)踐活動(dòng)必然要考慮天體、地理事象的時(shí)空變化，并對(duì)其發(fā)生、發(fā)展進(jìn)行分析，紙筆測(cè)試時(shí)也應(yīng)重視考查時(shí)空觀。第（1）題考查空間方位，一般的地圖默認(rèn)上北下南、左西右東，當(dāng)人們?cè)诘孛嬲玖⒂^察時(shí)，方位則因人臉朝向的變化而變化。若朝正南，則前南后北左東右西。對(duì)于剛從偏東方升起的月球而言，觀測(cè)者面朝東方，月球的左側(cè)為北、右側(cè)為南，月球?qū)⒊疑戏缴?，即往西運(yùn)動(dòng)，故右上方為偏西方、下方為偏東方。同理，太陽落山時(shí)，太陽周圍的四個(gè)方位如圖2所示，這種方位關(guān)系往往用來解釋一些天文現(xiàn)象，如金星東大距。第（2）題考查地理事象的時(shí)空綜合，首先判斷該箭頭方向向西，由于地球自轉(zhuǎn)，日月星辰的視運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橄蛭鬟\(yùn)動(dòng)，故C正確。黃昏時(shí)，地球的陰影在偏東方（因?yàn)樘栐谄鞣剑缫箘t在南方，日出時(shí)在偏西方，故地球陰影也是自東向西運(yùn)動(dòng)的，D正確。月球公轉(zhuǎn)方向向東，與題圖方向不符，A錯(cuò)誤。地球陰影的確會(huì)因地球公轉(zhuǎn)而移動(dòng)，且移動(dòng)方向與公轉(zhuǎn)方向相同即向東，故B錯(cuò)誤。值得一提的是，月球在天空中的運(yùn)動(dòng)既向西（因地球自轉(zhuǎn)）也向東（因月球公轉(zhuǎn)），而地球自轉(zhuǎn)角速度遠(yuǎn)快于月球公轉(zhuǎn)角速度，故月球總體表現(xiàn)為向西運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)就像一人乘坐往西行駛的火車，而他同時(shí)也在車廂中向東行走。第（3）題考查時(shí)間觀念，月球的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)是地轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)與月球公轉(zhuǎn)的耦合，日、月食與定時(shí)觀測(cè)都能較好地排除地球自轉(zhuǎn)的影響。第（4）題考查空間思維，月食發(fā)生時(shí)為滿月月相，日、地、月幾乎在同一條直線上，即日、地、月呈180°角，那么一旦月球升起，太陽則必定已落山;月食時(shí)月球就像一塊圓圓的幕布，它把地球在太空中的影子呈現(xiàn)出來，月食時(shí)弧形的陰影邊緣無疑彰顯著地球是球體的事實(shí)。

三、日影測(cè)量，考查綜合實(shí)踐能力

【實(shí)踐情境】

4月17日（太陽直射10°N），中國某地（30°N）某中學(xué)地理課題研究小組用測(cè)量日影的方法，尋找校園的南北和東西方向。活動(dòng)過程如下：①在晴天，選擇校內(nèi)一塊較空曠的地方，用一根細(xì)直的鐵桿（2.75米）當(dāng)作日影桿，垂直插入地面（為O點(diǎn)），標(biāo)記上午某時(shí)刻的桿影末端為A點(diǎn)。以O(shè)為圓心、OA為半徑畫圓。②下午，當(dāng)桿影末端恰好交于圓周時(shí)，標(biāo)記為B點(diǎn)。③將A、B兩點(diǎn)連成直線，作∠AOB的角平分線交AB于C，發(fā)現(xiàn)OC⊥AB，如圖3所示。

【實(shí)踐問題】

（1）指示東西方向的線段是? ? ? ? ? ? ?，說明理由。（5分）

（2）請(qǐng)?jiān)趫D4中相應(yīng)位置標(biāo)注東、南、西、北四個(gè)方位，并繪制當(dāng)天太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡，標(biāo)注正午太陽高度角。（5分）

（3）請(qǐng)?jiān)趫D5中繪制當(dāng)天桿影末端軌跡（tan70°≈2.75），標(biāo)出其運(yùn)動(dòng)方向。（4分）

（4）小組記錄當(dāng)天的日出時(shí)間為北京時(shí)間6∶29，日落時(shí)間為19∶17，請(qǐng)計(jì)算當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度（精確到小數(shù)點(diǎn)后2位），并寫出計(jì)算過程。（4分）

參考答案：（1）AB;理由：桿影的長度與指向分別關(guān)于正午和正北（或正南）對(duì)稱，上午的桿影為OA，因OB與OA長度相同，故OB與OA關(guān)于正北對(duì)稱，角平分線OC為南北方向 ，因OC⊥AB，故AB為東西方向? ?（2）如圖6所示? ?（3）如圖7所示? ?（4）先計(jì)算當(dāng)?shù)卣绲谋本r(shí)間=（6∶29+19∶17）÷2=12∶53，說明該地比120°E晚53分鐘，即在120°E以西[15×5360] =13.25°，故當(dāng)?shù)亟?jīng)度=120°E-13.25°=106.75°E。

筆者對(duì)本校2個(gè)班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行了紙筆測(cè)驗(yàn)，并就學(xué)生的答題情況梳理出成績(jī)?cè)u(píng)定的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，詳見表1。

四、反思與建議

本文三組試題以三個(gè)不同的天文觀測(cè)活動(dòng)作為情境，兼顧白天與黑夜的觀測(cè)環(huán)境、常見與特殊的天象事件，并采用多種題型：定項(xiàng)選擇題（單選和雙選）、不定項(xiàng)選擇題、問答題、判斷題、填空題、畫圖題和計(jì)算題。既有答案唯一的客觀題，也有思維開放的主觀題，考查形式多樣，涉及內(nèi)容多元。

紙筆測(cè)試也有其自身的缺陷，如難以使應(yīng)試者有全過程的真實(shí)體驗(yàn)，必然會(huì)丟失部分乃至全部實(shí)踐體驗(yàn)，而且現(xiàn)階段的“地理實(shí)踐類”試題也常出現(xiàn)“應(yīng)試者難入情境”“脫離生活實(shí)際，捏造研學(xué)活動(dòng)”“新瓶裝舊酒，換湯不換藥”等情況。既然如此，是不是紙筆測(cè)試就干脆拋棄地理實(shí)踐力方面的考查？答案是否定的，紙筆測(cè)試可以根據(jù)真實(shí)實(shí)踐活動(dòng)的背景，用翔實(shí)、精準(zhǔn)的文字和示意圖盡可能營造真實(shí)的實(shí)踐情境，創(chuàng)設(shè)學(xué)生需要調(diào)動(dòng)平時(shí)所積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才能解決的實(shí)踐問題。關(guān)于紙筆測(cè)試題目的命制，建議命題人優(yōu)先使用自己真實(shí)的實(shí)踐活動(dòng)作為素材，其次可選擇他人或可靠論文中的實(shí)踐素材，盡量避免主觀臆造。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 董滿超.基于“地理實(shí)踐力”的天文觀測(cè)活動(dòng)的探索與思考[J].地理教育，2019（1）：51-52.