“月相”相關知識及教學策略

賀子聰 高曉燕

摘要地球與宇宙科學領域是小學科學的重要學習內容。地球與宇宙的有關現象、知識和規律具有時間和空間上的宏觀性和抽象性，需要運用實地觀察、模擬實驗、邏輯推理等方法進行探究。“月相”是地球與宇宙科學領域中具有代表性的課題，學生需要在教師的指導下，實際觀察、運用空間想象建立模型、利用推理解釋現象來學習。處理好本課的教學，有助于激發學生對地球與宇宙的探索熱情，培養他們的模型思維，發展空間想象能力。由于教學內容抽象、學生空間思維能力不成熟等，“月相”在教學上仍存在難點。本文從月相何時可見、朔月為何不易見以及月相變化規律三方面入手，進行知識上的分析，并針對上述問題，對本課的教學策略進行探討。

關鍵詞 小學科學 月相 教學策略

中圖分類號：G424文獻標識碼：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

地球與宇宙科學領域是小學科學的重要學習內容。地球與宇宙的有關現象、知識和規律具有時間和空間上的宏觀性和抽象性，需要運用實地觀察、模擬實驗、邏輯推理等方法進行探究。“月相”是地球與宇宙科學領域中具有代表性的課題，學生需要在教師的指導下，實際觀察、運用空間想象建立模型、利用推理解釋現象來學習。處理好本課的教學，有助于激發學生對地球與宇宙的探索熱情，培養他們的模型思維，發展空間想象能力。由于教學內容抽象、學生空間思維能力不成熟等，“月相”在教學上仍存在難點。

本文從月相何時可見、朔月為何不易見以及月相變化規律三方面入手，進行知識上的分析，并針對上述問題，對本課的教學策略進行探討。

必要的知識儲備

1.月相何時可見

探究月相變化規律需要收集月相資料。月球圍繞著地球轉動，自身不發光、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，明暗兩部分隨時間發生著變化。天文學把從地球上看到的月球被太陽照亮的部分叫作月相。教學中，教師經常要求學生進行一段時間的月相觀察，但并非所有時間都合適。在此，本文對月相可見時間及原理進行初步討論。

需要注意的是，示意圖中地球圍繞太陽公轉所在平面（黃道面）與月球圍繞地球公轉所在平面（白道面）不重合，白道面相對于黃道面有5°9’的夾角。月球是距離地球最近的天體，在一天當中都能看到。白天，在強烈陽光的照射下，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，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間和方位。

當月球與太陽處于地球的同一側，即日月合朔（農歷初一）時（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，面對地球的是月球的黑暗半球。此時觀察到的月相叫作朔月。

當月球繞行其軌道的1/4行程時（如圖中B位置），月球、地球和太陽的位置關系構成直角三角形，月球處于弦上。這時，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。此時的月相叫作上弦月。

當月球和太陽分別處于地球的兩側，即日月相望（農歷月半）時（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。

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

以上四種月相是以月球、地球和太陽三者的位置關系來命名的。要特別強調的是，朔月、望月出現時，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其形狀進行命名。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動一周的四個特殊位置分析月相可見的時間。

朔月（如圖中的A位置）時，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。

當月球、地球和太陽的位置關系處于上弦月（如圖中的B位置）時，只有處于雙切線內區域的人可觀察到月相，此時日期為農歷上半月初七、初八。根據地球自轉，理論可見時間約為正午至子夜（12—24時）。由于日落前陽光強烈，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）的上半夜為月相可見時段。因此，上弦月在上半月的上半夜可見。

當月球、地球和太陽的位置關系處于望月（如圖中的C位置）時，仍然是處于雙切線內區域的人可觀測月相。根據地球自轉規律，約為傍晚到黎明（18—6時），整夜可見。

同理，當月球、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區域的人可觀測月相，此時日期為農歷下半月二十二、二十三左右。理論上的可見時間為子夜至正午（0—12時）。由于日出后陽光強烈，月相的可見時間為子夜至黎明日出前（0—6時）的下半夜。因此，下弦月在下半月的下半夜可見。多種月相的可見時段總結如下表。

教師應在課堂上展現真實拍攝得到的月相，以此作為建構模型的依據，不要輕易使用網絡上一些帶有錯誤信息的圖片。

2.朔月為何不易見

教師在總結學生觀察到的月相時，容易忽略“朔月”的記錄問題，經常讓學生在記錄單中將“〇”涂黑來表示。但是，朔月真的不可見嗎？

朔月時，月球與太陽處于同一方位。由于月球繞地球公轉的軌道（白道）與地球繞太陽公轉的軌道（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，當太陽、地球、月球三者大約在一條直線時會出現日食現象。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，不是每月都會產生日食現象。出現日食的條件有兩個：日期逢朔；太陽和月球相合于黃白交點或其附近。

日食現象出現的概率很小，只有在日食現象出現時人們才可以觀察到朔月。因此，學生在實踐過程中，多數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。

教學策略

1.月相觀察與記錄指導

月相變化有其規律，通常來說，一個周期是農歷的一個月（29或30天）。根據小學科學課程標準對“月相”知識點的要求，低年級學生只需要“描述月相的變化現象”，即觀察到月相的明顯不同（需半個周期），故觀察周期至少為15天；而中年級學生需要“描述月相變化的規律”，即觀察到月相的完整變化（需一個周期），故觀察周期應不少于30天。

教師在布置長期的觀察任務時，應將時間設置在9月或10月，此時降雨相對較少，秋高氣爽，多晴朗天氣，有利于觀察月相。同時提醒學生，觀察月相時應選擇視野開闊的地方。排除天氣和視野的干擾，農歷上半月的適宜月相觀察時間為18點以后，下半月的適宜月相觀察時間為8點以前。以上時段既符合學生的作息規律，又可能在幾乎同一方位捕捉到月相。

根據小學科學課程標準中的活動建議，學生應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、時間、方向、形狀以及較前一日的變化。在布置記錄任務時，教師應適當指導學生月相的畫法、觀測地點的選擇和方位辨識等，并詳細介紹“月相觀察記錄單”的填寫規范，留下思考問題。同時，教師應要求學生尊重客觀事實——觀察到月相，要記錄其真實的樣子；沒觀察到的，直接標注“沒觀察到”。在記錄月相時，不必考慮畫圖的美觀及同學的觀測結果，做到實事求是。

教師在設計觀察記錄表時，應當配合觀察任務選取農歷的上半月，以便學生在夜間觀察。但是，考慮到教學的需要，表格所覆蓋的時間段既要避開月初不易觀察到月相的時間，又要包含滿月之后產生不同變化的下半月時間，為建構模型奠定基礎。

2.模型建構與模型解釋

教師利用石膏球和手電筒來模擬月相變化，讓全班學生都參與實驗。具體實驗過程如下：

在較暗的環境下，利用手電筒發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，學生代表地球上的觀察者，模擬地球、月球和太陽的實際關系，根據原型建構模型。實驗時，將石膏球置于教室中央，打開手電筒照亮石膏球，學生圍繞著石膏球走動（模擬月球繞地球的相對運動），以不同角度觀察“月相”，環繞一周就可以一覽“月相”變化。指導學生用模擬實驗的“月相”對應他們觀測到的真實月相，將實驗結果與記錄單上的結果建立聯系。重復以上實驗即可總結月相的變化規律，利用模型解釋原型。

在實際觀測中，由于種種原因，學生很難觀察并記錄一個完整周期的月相，從自己的觀察記錄單上僅能對月相及其變化規律產生部分認識。若想記錄更加清晰的月相，需要借助天文望遠鏡、相機、觀月App（Moon）等專業工具。在有條件的情況下，應當利用天文望遠鏡和相機來觀察和記錄月相。若條件不足，可以利用實際拍攝到的月相圖片作為參考，豐富學生對月相的感知，進一步對月相變化的規律產生更加深入的認識。

上述的知識補充和教學策略只是“月相”教學的基礎。在課程實施中還需要教師根據實際進行一些創造性的教學：一是不同教材提供的“觀察記錄單”不一致，教師需要開動腦筋，依據學科特點重新規劃和設計；二是“月相”演示規范不統一，沒有固定配備教學儀器，需要教師指導學生自主制作，師生制作的教學工具要保證模擬實驗的便利和嚴謹性；三是日食與月食這兩種現象是太陽、地球和月球三者運動造成的，是可以觀察到的，但在小學科學課程標準中沒有具體要求，教師將日食與月食作為課后的拓展知識，有利于學生對天象的理解，培養他們的模型建構能力和空間想象能力。