浙江省湖州市安吉縣第四小學(xué)(313300) 王 云

教科版6年級(jí)下冊(cè)“宇宙”單元第2課“模擬月相變化”實(shí)驗(yàn)，教學(xué)時(shí)，教師通常在教室一側(cè)粘上一個(gè)“太陽(yáng)”，一名同學(xué)舉一個(gè)一半白一半黑的涂色球，沿座位的外圍自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)一周，其他同學(xué)則坐在座位上觀察。也有的教師在操場(chǎng)上畫(huà)一個(gè)大圓，舉球的同學(xué)沿著圓自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)，其他同學(xué)則在圓心處觀察。

1 實(shí)驗(yàn)原型及不足

圖1是學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)的一張視頻截圖，我們?cè)诖髨A的4個(gè)方位取A、B、C、D 4點(diǎn)，便于分析問(wèn)題。

1.1 行走難

舉球的同學(xué)從A點(diǎn)出發(fā)，自西向東繞大圓運(yùn)動(dòng)。為了將球的亮面對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，這位同學(xué)得始終保持將自己的正面朝向太陽(yáng)。從A點(diǎn)出發(fā)時(shí)，他是向左前方走，和平時(shí)走路區(qū)別不大，行走比較方便。到B點(diǎn)附近時(shí)，他要側(cè)著身子向左移動(dòng)。到C點(diǎn)附近時(shí)，如圖片所示，他得倒著行走，同時(shí)還得不停的扭頭看路，盡量沿圓周行進(jìn)。到D點(diǎn)附近時(shí)，他要側(cè)著身子向右移動(dòng)。4個(gè)點(diǎn)中只有在A點(diǎn)可以正常行走，其余都存在一定困難。

1.2 對(duì)光難

從圖片中我們可以發(fā)現(xiàn)，即便學(xué)生倒著走，球的亮面還是沒(méi)能完全朝向太陽(yáng)。而在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，該學(xué)生在不停地調(diào)整身體姿勢(shì)和球的朝向，力求讓球的亮面對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)。為了對(duì)光，導(dǎo)致行走困難；而行走困難，又加大了對(duì)光的難度。由于對(duì)光存在問(wèn)題，圈內(nèi)學(xué)生的觀察就成了問(wèn)題。

1.3 理解難

由于缺少黑暗的環(huán)境，教師只是將涂色球的亮面當(dāng)做月球反射太陽(yáng)光，將暗面當(dāng)做沒(méi)有被太陽(yáng)照射到，學(xué)生理解起來(lái)有難度。同時(shí)，部分學(xué)生還容易誤解成月球就是一半白一半黑的。此外，如圖2所示，模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)月相的“弦”是豎直的，真實(shí)月相的“弦”有多種形態(tài)，更多的是傾斜的。模擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)情況差距過(guò)大，在一定程度上影響了學(xué)生對(duì)月相形成原因的理解。

2 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)器材

①高1.5 m、長(zhǎng)和寬均為1.26 m的長(zhǎng)方體不銹鋼框架；②與框架相匹配的遮光布；③直徑1.2 m的轉(zhuǎn)盤(pán)；④帶磁鐵的仿真月球；⑤手電筒等。具體實(shí)物如圖3(a)～(d)所示。

2.2 器材安裝及作用

(1)將轉(zhuǎn)盤(pán)固定在不銹鋼框架的頂部，讓轉(zhuǎn)盤(pán)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，用于模擬月球公轉(zhuǎn)軌道。制作框架時(shí)，需要在頂部加一個(gè)固定裝置。

(2)將仿真月球吸在轉(zhuǎn)盤(pán)上，隨轉(zhuǎn)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

(3)用遮光布將框架整個(gè)罩住，形成暗室。在遮光布的一側(cè)開(kāi)一扇門(mén)，裝上門(mén)吸，方便學(xué)生進(jìn)出。在遮光布的另外一側(cè)，離地約1.3 m的地方開(kāi)一個(gè)小孔，用于手電筒照射，模擬太陽(yáng)。

3 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新亮點(diǎn)

3.1 創(chuàng)建暗箱，環(huán)境更真實(shí)，觀察思考難度低

暗室有兩層遮光布，里層為黑色。這樣可以有效地降低光的反射。學(xué)生進(jìn)入暗箱后，看到的幾乎是一片漆黑的環(huán)境，這樣的環(huán)境更加接近真實(shí)的太空環(huán)境。用它來(lái)做模擬實(shí)驗(yàn)，有利于月相的形成，也便于學(xué)生觀察。

3.2 仿真月球，解決對(duì)光難問(wèn)題，現(xiàn)象直觀易觀察

用同色球模擬月球不用對(duì)光，當(dāng)同色球被太陽(yáng)照射到時(shí)月相很明顯，而沒(méi)有被太陽(yáng)照射到的部分則漆黑一片(見(jiàn)圖4)。接近于真實(shí)的月相，學(xué)生極易于觀察和分析。當(dāng)月初或月末時(shí)，學(xué)生還可以觀察到月球、太陽(yáng)同時(shí)出現(xiàn)在天空的現(xiàn)象。

3.3 公轉(zhuǎn)軌道，解決行走難問(wèn)題

用轉(zhuǎn)盤(pán)模擬公轉(zhuǎn)軌道，只需用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)即可。自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)一周，就相當(dāng)于月球繞地球公轉(zhuǎn)一周。操作簡(jiǎn)單，且可反復(fù)探究。實(shí)驗(yàn)中采用的是1.2 m直徑的轉(zhuǎn)盤(pán)，足夠容得下4名學(xué)生同時(shí)進(jìn)入觀察區(qū)，學(xué)生在里面可以360°無(wú)死角觀察。

3.4 高低可調(diào)，模擬日食月食，一物多用破難點(diǎn)

仿真月球的位置可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)小球、觀察者和手電筒在一條直線上時(shí)，就可以觀察到日食或月食。一件實(shí)驗(yàn)器材，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的三大難題。創(chuàng)新后的實(shí)驗(yàn)，操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象直觀，便于學(xué)生探究、理解和建模。