從星空模擬到室外觀測

張福瑞

開展地理實踐活動，可以很好地培養學生地理實踐能力，高中地理教材設置了4個“綜合實踐活動”欄目，這一部分內容是培養學生地理實踐力的良好素材，本校擁有上海市金山區唯一的天象館和多種規格的天文望遠鏡，根據校情，結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。

一、室內星空模擬——提升空間思維，掌握星空運動規律

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律就要利用天象儀（圖1），天象儀是模擬星空運轉的科普儀器，在一個半球型天幕上演示人在地球上不同經緯度看到的星空。為了在課堂中更好地辨認星座，指導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律，認識每個季節典型的常見星座的形狀。在此基礎上，打開天象儀微機控制系統的操作界面（圖2），依次打開子午線、赤黃道、太陽;轉動極高視運動，把天赤道線調到31°N，即模擬上海所觀測到的星空;調整周年視運動，把太陽開到當日所在日期。打開恒星，轉動周年視運動，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律。在使用天象儀觀測星空的過程中，學生的觀察能力、協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。

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。康德說過“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，當月球出現在目鏡時，教師指導學生輕輕調整主鏡的焦距，清晰的月球表面形態出現在眼簾，教師組織學生輪流觀看（圖4）。學生通過望遠鏡，觀測到真實的環形山密布的月表形態。

黑夜漸濃，土星出現在空中，學生一直是從書上或電子產品上看到土星及其腰間那圈漂亮的光環，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。教師指導學生用低倍目鏡調整主鏡，使“土星”出現在目鏡中心，根據“土星”的成像清晰程度調整主鏡的焦距;調整完畢后，為了使觀測效果更好，教師把目鏡換成高倍數目鏡。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，提升實踐能力

在觀測過程中，始終要引導學生利用手機或相機進行直觀拍攝，并指導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。這個環節，學生通過團隊協作，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、查詢網絡等方式予以解決。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。

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