“日食和月食”与“光和影” - 图文

小学.科学

“日食和月食”与“光和影”

周显林 郴州市十一完小 13975777077

【摘要】 日食和月食是宇宙中发生的天文现象。用投影仪把日食和月食发生时的图像在屏

幕上显现出来，能取得很好的教学效果。

【关键词】 日食月食投影仪 模拟实验 稳定神奇的图像效果

科教版小学科学（六。下）第三章第四课“日食和月食”

小学科学新课程标准指岀: 让学生亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课应向学生提供充分的探索机会，使他们形成尊重事实，善于质疑的科学态度。探究活动应按由近及远，由浅入深，由具体到抽象，由简单到复杂的序列编排。

日食和月食是宇宙中发生的天文现象，是太阳、地球和月球三者运动到成一条直线并且相互位置恰当时形成的。也是月球绕地球公转，地球绕太阳公转形成的。是人们在地球上能经常观察到的天象奇观。

为了使学生了解日食形成的原因，教材中设计的模拟实验可以帮助学生通过观察太阳，地球和月亮三个天体位置关系，了解日食和月食现象是月球（地球）挡住太阳光形成的影子。用手电代表太阳，乒乓球代表地球，小玻璃球代表月球，当“月球”挡住“太阳”射向“地球”的光时，能看到“地球”上有“月球”的影子，这就是日食现象，这个实验虽然揭示了日食现象形成的原因，但是因为手电光线太强，玻璃球太小，投射在乒乓球上只有一个小黑点，效果极不理想。﹝图一﹞

﹝图一﹞ 月球本身是一个不发光又不透明的天体，选择玻璃球代表月亮是不合适的。玻璃球反光影响了效果。学生实在是看不清楚。可见这个模拟实验有着明显的缺陷。

于是，我用乒乓球作“月球”, 小皮球作“地球” 再一次进行模拟实验。乒乓球落在小皮球上的影子大了，也清楚了。但是效果还是不理想，因为手拿着乒乓球时不可避免在晃动，手电也散光，投射在“地球”上的

影子极不稳定，不能形成稳定的图像效果，学生观察起来像雾里看花。 (图二)

(图二) 针对这两个实验活动，我感受到教学效果不太好，学生肯定不满意。原因在哪里呢？我想，日食和月食现象发生在浩瀚的宇宙中，离我们非常遥远，再由于小学生的年龄、知识方面的局限，缺乏必要的知识基础，对日食和月食没有亲自观察的过程，缺乏理解能力和想象力。日食和月食现象虽然是实实在在的自然现象，对于小学生是陌生的。因为日食和月食现象发生在遥远的宇宙之中难以触及。我想，如果通过一个固定的装置，用图像把日食和月食现象模拟出来，效果一定会好得多。

自然界中物体的影子是物体挡住光线留下的图像，我亲眼过观察过2009年7月19日上

午9时发生的全日食现象，至今印象非常深刻。教材中有日食形成示意图，并反思以前教学中遇到的疑难，想及日食和月食现象的形成是与月球(地球) 挡住太阳的光形成影子有直接关联。有影子就有图像。如果用投影的方式把日食和月食发生时的图像投射在屏幕上，就能出现稳定的图像效果。

用小手电代表太阳，较小的的球代表月球，较大的球代表地球。小手电用纸筒套起来，使光线集中形成光柱，，以增强投影效果。用蓝色塑料做屏幕，这种屏幕象征蔚蓝色天空,而且反光度不强，能保证图像效果。活动支架上放置“地球”和“月球”，组装在木底板上,成了固定的“日食”和“月食” 投影装置。（图三）

图三 用这个装置进行实验操作，模拟“日食” 和“月食” 实验。

实验一：日食的成因与图像

1﹕调整月球和地球的相互位置，使月球处在地球和太阳之间，缩短月球与太阳的距离，使太阳光线全部被月球挡住，太阳形成一个黑色的圆面，地球处在月球的影子中。屏幕上出现的是日食图像，也是日全食图像。(图四)

(图四) 2﹕调整月球与太阳的距离，使月球只挡住太阳中央部分的光线，太阳周围出现一个明亮的光环，屏幕上出现的是日环食图像。（图五）

（图五） 3﹕月球的位置发生偏转，使太阳圆面一部分被月球遮挡并变得黑暗，投射到屏幕上的就是日偏食图像。（图六）

（图六）

实验二﹕月食的成因与图像

1.转动活动支架，使地球处在月球和太阳之间，并使地球能完全挡住太阳射向月球的光，月球完全处在地球的影子当中。屏幕上大的黑影是地球的影子，中间是月球的影子，这就是月全食图像。（图七）

（图七） 这里要向学生讲明白，为什么在地球的影子中还能看得清月球的轮廓呢？这是因为太阳射向地球的红光并没有完全被大气层吸收，而被反射到月球表面上了。

2.让地球的位置发生偏转，使太阳射向月球的光线只有一部分被地球挡住，月球的一部分变得黑暗，投影在屏幕上的是月偏食图像。（图八）

（图八）

为什么不会出现与日食类似的月环食呢？这是因为月球的体积太小了，大约是地球的四十九分之一。不管地球、月球、太阳的相互距离如何改变，在这三个天体成一直线的前提下，月球永远处在地球的影子中，所以，不会发生月环食现象。

通过这个装置，创新了实验方法，既让学生理解日食和月食形成的原因，又清楚的观察到日食和月食形成时的图像。此装置构造简单，材料易找，制作也不复杂，使用起来灵活，方便。用它进行日食和月食模拟实验的教学，图像显得大方、稳定而且清晰，形象又逼真。把陌生的远在天上的日食和月食现象模拟成容易理解的近在身边的图像，效果可称得上神奇。

科学教学中的实验活动是学生学习科学知识的必要手段，制作实验装置是深入探索教学方法的有效措施。对于日食和月食这些天体发生的典型现象，学生还处于朦胧阶段。‘‘天苍苍，野茫茫’’宇宙空间的天体是那样的遥不可及，日食和月食现象更显得虚无缥缈，制作这个简单而实用的日食（月食）投影仪，用来进行日食和月食的模拟实验，效果还比较理想，也为今后的教学提供了方便。用这个装置在北湖区教育局组织的2012年上期科学实验创新大赛中获得一等奖，该装置也获得一致好评。