昼夜交替模拟实验改进

姜建华

Improvement of Day-night Alternation Simulation Experiment

JIANG Jianhua

（Zhejiang Longyou Xikou Primary School， Quzhou， Zhejiang 324400）

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2021.18.043

昼夜交替的模拟实验是教科版五年级下册第四单元第一课的内容，教材设计的实验是利用乒乓球来模拟地球、手电筒模拟太阳，通过转动乒乓球和移动手电筒，让学生观察乒乓球上是否出现昼夜交替的现象，从而检验课堂前置的四种昼夜交替现象的假说：地球不动，太阳围着地球转；太阳不动，地球围着太阳转；地球自转；地球围着太阳转，同时地球自转。在实际教学中，本实验容易出现以下问题：操作时，乒乓球为球体且表面比较光滑，容易滑跑，且落地后产生的声音容易引起课堂喧闹；用乒乓球模拟地球、手电筒模拟太阳，不够形象逼真，向学生解释起来也比较牵强；模拟实验不能解释“太阳升起，白昼到来，太阳西落，夜幕降临”现象，偏离学生的生活实际。

实验材料

中号地球仪（直径：20厘米）、小型铁架台、自制纸板方向标、红色灯笼（直径略大于地球仪）、车载手机支架、手机、亚克力板底座。

实验改进

针对教学中的不足，笔者四处查阅相关资料，其中教师用书中对本课教学也给出了建议：有条件的学校，可用小地球仪来模拟地球，这样更逼真，效果更好。在使用地球仪时，一定要将球体从旋转支架上取下来，这与后面的教学内容相关。模拟实验用的地球仪一定要注意以下几个方面：

1.选择大小适中的地球仪，体积要比模拟太阳的红灯笼小，这样就不会偏离学生的实际生活经验——太阳比地球大。另外地球仪的表面需要安装手机支架，也不可过小，推荐使用直径为20厘米的中号地球仪。

2.从旋转支架上取下地球仪球体，是为了更好地模拟实验。地球仪球体直接摆放在桌面上同样容易出现滚动，影响操作，依据其地轴间的小孔，利用实验室小型铁架台进行固定，让地球仪球体直接穿过铁架台杆子，这样既固定了地球仪的球体部分，又能让它自由转动。

将乒乓球改成学生喜爱的地球仪球体，接下来就要用体积更大的红色灯笼替代手电筒，为了方便观察，可将红色灯笼安装在更大一点的地球仪旋转支架上。实验器材由小变大，不但解决了学生操作不便的问题，而且还能通过形象逼真的效果吸引他们的注意力，激发学习兴趣。

为了在模拟实验中能观察到太阳东升西落现象，需要观察者以“站在地球上的视角”去观察。笔者想到希沃投屏软件，可以将手机上拍摄的内容，直接投屏到电子黑板，不仅可以投屏拍摄好的照片，还可以依据数据实时投屏。于是笔者利用手机摄像头来充当地球上观察者的眼睛，将它看到的现象通过投屏展示到大屏幕上。笔者对实验器材再次改进，利用车载手机支架将手机固定在地球仪上，支架不仅固定效果好，还可以通过旋转来调整手机摆放的角度。在操作过程中，准备一块1厘米厚的亚克力板，并用刻刀在其表面刻出底座的大小，挖出圓形凹槽，将地球仪固定在亚克力板上。

解决了观察视角的问题，接下来就是如何确定太阳东边升起、西边落下。首先要区分出方向，小学阶段的学生对方向总是比较抽象。笔者以地球仪北半球为北、南半球为南，面向学生左边为西、右边为东确定方向标，并利用硬纸板制作出实体方向标。为了方便学生观察与理解，直接将方向标固定在地球仪的上方，这样学生在观察模拟实验时，太阳从东边升起、西边落下就一目了然了。

为了让实验装置更加美观，更加逼真，笔者还在装置下方的亚克力板底座铺上了太空图（改进后的实验装置如图）。

实验优点

实验装置形象逼真；学生操作方便简单；符合学生的实际生活经验，容易理解。该装置还能演示《证明地球在自转》《月相的变化》《北极星不动的秘密》系列模拟演示实验。还能演示托勒密“地心说”中“地球不动，太阳绕着地球自东向西转”的观点，和哥白尼“日心说”中“太阳不动，地球自西向东逆时针自转”这两种可能性。