虛擬天文館stellarium軟件在小學科學宇宙單元教學的探索與實踐

衛巍

隨著科學技術的進步，大量智能手機、平板電腦的大量使用，在手機端存在著大量可以實施GPS定位，并且對宇宙星空可以實時觀測定位的APP客戶端，在很多課改觀摩課上，很多優秀教師也已經把未來教室、平板進課堂作為一種嘗試。Stellarium是一款開源的桌面星空軟件，可在Linux/Unix， Windows，Android，iOS和Mac OS X平臺上運行。并且教師可以利用軟件調整時間、地理位置、時間流速等，為學生營造一個不受時間和空間限制的觀測環境，讓學生自主地去發現、探索宇宙的奧秘。

修改地理坐標，突破空間限制

教科版五年級下冊《地球的運動》單元《4誰先迎來黎明》一課中，學生可以通過模擬實驗來探究地球自轉的方向，發現北京和烏魯木齊誰先迎來黎明，但是回到課題還是沒有較好的實證來證明。在虛擬天文館軟件中，可以利用地理位置定位，選擇當前的地理位置為北京，設置時間日期（如5月31日），加快時間流速，讓學生觀察到今天在北京太陽升起的時間為04：51；改變地理位置，通過軟件定位烏魯木齊，發現此時烏魯木齊太陽還沒升起，而烏魯木齊太陽升起的時間為06：51；北京和烏魯木齊的時差為2小時，回到課題：北京比烏魯木齊先迎來黎明。同時利用軟件可以拓展延伸，越往東，太陽升起得越早。

教科版五年級下冊《地球的運動》單元《8極晝和極夜的解釋》一課中，學生對于極晝極夜的現象及發生極晝極夜現象的地區常常是教學中的難點，在虛擬天文館軟件中，可以通過修改地理位置來突破重難點。先設定時間為夏至（6月21日），地點修改為北極圈內某一點（如北緯70度），學生發現從午夜0時開始，太陽就在天空中，加快時間流速，太陽動起來了，但是整整一天時間，太陽都在地平線上，只有白天，沒有黑夜，學生發現了極晝的現象。緊接著修改地理位置到南極，學生則發現在夏至（6月21日），一整天都沒有太陽出現，即為極夜。繼續修改時間為冬至（12月21日），利用同樣方法學生發現，在冬至時，北極區域內是極夜，而南極區域則是極晝現象。

修改時間參數，突破時間限制

教科版五年級下冊《地球的運動》單元《5北極星不動的秘密》一課中，教材上利用了長時間曝光的圖片來說明天體的運動，學生對長時間曝光這樣的概念很模糊，在教學過程中利用虛擬天文館Stellarium軟件，可以形象直觀地顯示天體的運動，首先教師先在大屏幕虛擬天文館Stellarium軟件投射出實時的星空，利用在軟件中提供的加速播放的功能，把運行速度調整為1倍速，學生發現太陽是是東升西落的、天上的星星也都是東升西落的，那么天上的天體在很長一段時間內是怎么運動的呢？教師把運行速度調整為3倍速以上，在畫面上可以很清楚地看到天體在旋轉，而天體旋轉的原因，學生可以很快猜測出是由于地球自轉的原因；同時學生還發現所有的天體在旋轉的時候有一顆星星的位置是不變的，并且所有的星星都是圍繞這顆星星進行運動的，利用鼠標點擊，這顆星星是北極星（小熊座a），從而引出學生思考：北極星不動的秘密。

同時在這一課中還能夠利用虛擬天文館Stellarium軟件修改地理坐標的功能：把位置定位在北極點（北緯90度），發現北極星是在天頂的正中央；把位置定位在南半球，卻發現這時候找不到北極星了，讓學生進一步明確地球、地軸與北極星的位置關系。

教科版六年級下冊《宇宙》單元《2月相變化》《4 日食和月食》中，學生對于太陽、地球、月球的空間位置關系的掌握是學習中的重難點，在《月相變化》一課中，利用虛擬天文館Stellarium軟件修改時間參數，可以讓學生很直觀地觀察到月球從農歷初一到農歷三十的月相變化、同時學生還能夠關注每天晚上月亮升起和落下的時間，突破難點。在《日食和月食》一課中，教師可以利用互聯網預先搜索到發生日食和月食的時間，讓學生觀察到日食和月食發生的相對真實的景象，進而明確日食、月食時、太陽、地球、月球的位置關系。

觀測環境，仰望星空

教科版六年級下冊《宇宙》單元《5 太陽系》《6 在星空中（一）》《7在星空中（二）》《8探索宇宙》教材中，讓學生了解自己身邊的太陽系，了解星空，進而激發學生探索宇宙的興趣。在目前的公開教學模式中，很多教師把智能平板設備引入課堂，利用IPAD中的如Star walk等APP進行教學，成果顯著，但在廣大一線教師的日常教學中，這種“未來教室”的模式，還只是“少數人”的模式。

利用虛擬天文館Stellarium軟件可以很方便地設定地球上的地理位置坐標和時間坐標，讓學生不受時間和空間的限制，觀察到美麗的星空，如：北半球與南半球看到的不同的星空；一年四季星空的不同；感受到地球在宇宙中的運動。同時在軟件中，每一顆天體都有詳盡的介紹，讓學生能以探究者的第一視角去發現、探索宇宙空間，充分發散學生的思維，激發學習興趣。