动态模拟日食观察装置创新

原观察不足之处

六年级《日食》一课主要设计了模拟三球运动、模拟日食两个活动，由浅入深地探索日食成因。在模拟日食活动中，教材用三个带底座的纸片模拟太阳、地球、月球，通过将三者摆放在同一直线上，并将月球放置在距离地球远近不同的两个位置上，模拟观察日全食和日环食现象。在实际教学中，我发现该活动存在一些不足：在模拟观察中，学生难以将日、地、月摆放于同一直线上；学生不知道为什么要将月球摆放在已确定好的两个远近不同的位置上，且只需用三年级所学的“近大远小”对观察到的两种类型的日食做解释即可，难度低；日食本应是一个连续变化的动态过程，但学生在模拟观察中只能观察到静态的日食瞬间。

观察改进

有教师基于教材增加带滑轨、滑块的可折叠底座，并将日、地、月固定在金属伸缩杆上。这样做的优势是能保证三个天体的位置处于同一直线且月球可上下移动，但不足之处是学生仍只能观察日食的静态瞬间。[1]有教师将三球的位置固定，但月球无法上下移动。[2]有教师基于三球仪增加摄像头，这样做虽可以让学生动态观察日食过程，但无法调整月球位置。[3]在以上实验的基础上，我对模拟日食观察装置做了改进（如图1）。

改进1：增加伸缩天线。将一根伸缩天线弯折成90度L形，在一端粘贴月球卡片，利用伸缩天线的特点，实现月球向上、向下、向前、向后移动。

改进2：用长木板作底座。在长木板上固定地球，连接月球的伸缩杆可以地球为圆心旋转，实现月球绕地球转动；在长木板上粘贴纸带，标识三球所处位置的数值，这样做便于学生收集数据、推理分析成因。

改进3：借助信息技术观察。利用手机透过观察孔拍摄整个过程，这样，小组成员可以一起观察现象，并根据日、月的相对大小调整月球位置。

观察操作

模拟日食观察的步骤分为对、调、转、贴四步（如图2）。

对，将手机摄像头对准地球观察孔。

调，一边观察日食情况，一边调整月球位置（向前、向后、向上、向下移动）。

转，使月球逆时针转动，录下日全食、日环食、日偏食的过程（如图3）。

贴，在观察记录单中贴上三种日食发生时月球的位置（如图4）。

我在课前拍摄了观察指导视频，便于学生短时间内掌握观察操作步骤。利用这一装置，学生只用调整月球位置，就可以观察、录制日食的形成过程。

改进优点

改进后的模拟日食观察装置具有两大亮点：现象可视化，借助信息化技术还原了日食的动态形成过程；观察装置推广性强，改进后的制作材料都是生活中容易找到的材料。通过本装置，学生能充分建构日食发生时三球的相对运动、相对位置及相对大小等概念。

[课题：深圳市宝安区教育科学“十三五”规划2020年度课题“引入模型与建模，促进小学科学概念转变的实践研究”，编号：yb2020172]

（作者单位：广东省深圳市宝安区罗租小学）

参考文献

[1]马基法.自制可滑动日食演示仪改进模拟实验[J].实验教学与仪器，2023（02）.

[2]吴丝丝，王丹，田晓莉.小学科学教具改进的“5P”策略——以“日食和月食”为例[J].实验教学与仪器，2021（07）.

[3]周昌胜.科学建立模型有效突破难点——“日食成因”实验教学改进[J].中小学实验与装备，2017（04）.