肖锋军

摘要：《地球概论》是一门内容高度抽象、难学也难教的课程。传统的黑板加粉笔和计算机辅助教学方式很难达到好的教学效果。本文提出了月球同步自转和月相变化协调演示以及行星的会合运动演示两个让学生参与的课堂演示实验，该方式不仅可以提高学生的参与性，而且能极大促进学生的思考能力。该方式能显著提高教学效果，可作为教学的一个重要补充方式。

关键词：演示实验；月相；会合运动

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）51-0158-03

一、引言

《地球概论》是高等师范院校地理科学专业的一门先行的专业基础课，是学习和研究《地质学基础》、《气象学和气候学》、《水文学》等专业课程的基础[1-2]。同时，该课程也是中学地理课程的重要内容和难点所在。与地理科学专业其他专业课程相比，《地球概论》涉及大量的三维立体运动，要求学生具备较高的空间想象能力。但是，传统的黑板加粉笔和计算机辅助教学方式通常很难提高课堂教学气氛，实验教学部分通常也只由教师演示，使得学生参与程度低，缺乏学习积极性，不能达到好的教学效果。

学生参与课堂演示实验可以作为一种调动学生的积极性，活跃课堂气氛的重要教学方式[3]。地球运动及其地理意义是该门课程的难点和重点内容，同时也是中学地理的必修内容。因此，本文选取该部分教学内容中的月球同步自转、月相变化和行星会合运动作为演示实验案例，介绍教学过程中学生参与演示实验以调动课堂气氛的教学方式。

二、演示实验

1.案例一：月球同步自转和月相变化协调演示实验。月球同步自转指月球的自转与它绕地球公转有相同的方向（向东）和周期（恒星月）。月相则是对地球上看到的月球被太阳照明部分的称呼。月球在运动的过程中，随着日月距角的变化，月相也会随之发生变化。因此，月球同步自转实验和月相变化实验可以分别进行演示，也可以将两个实验协调进行演示，本文主要介绍后者。在图1中月球从位置A开始经历位置B—C—D又回到位置A，由于月球自转和公转的方向和周期相同，因此在月球自转和公转一个周期中，月球上的箭头始终对着地球，即从地球上始终只能看到月球的一面。图2是月相变化示意图。月相形状是一个教学难点，只是因为月球的三维球形形状以及日月距角的变化，而示意图是二维图片，从而使同学很难理解和想象月球明亮部分的具体形状。因此，在演示实验中需要增加三维教具。本文的演示中，我们采用一个半边为白色半边为黑色的圆球用于演示太阳光照射时月球的光明和黑暗半球，下文中简称为黑白球。在图3的学生参与月球同步自转和月相变化协调演示实验中，圆圈中心站一位同学演示地球，教师站在外围位置a演示月球，并且头举黑白球。教师的外侧位置站一位同学演示太阳（位置a的右侧并保持不动）。在演示过程中，教师从位置a开始逆时针运动经历位置b—c—d—e—f—g—h又回到位置a，在每一个位置点上教师绕圆圈中心公转和自转的角度都相等，即教师在运动过程中需要始终面朝圆圈中心的演示地球的同学，演示地球的同学只能看到教师的正面。同时教师还需要始终保持黑白球的白色半球在右，黑色半球在左。演示地球的同学主要需要完成两项任务：第一，观察黑白球白色部分的形状和所在方位（右手边还是左手边），并描述各个位置点上的月相；第二，同学还需要通过自转来观察日月之间的升落关系。示范完成后，找其他同学来替换演示地球的同学，教师再演示一次。之后，就可以只让同学来演示地球和月球。该方法可以使所有同学快速掌握月球同步自转和月相变化的规律。月相变化演示如下：（1）朔月：当演示月球的同学转到位置a时，演示地球的同学只能看到黑白球的黑色半球，而且自转时看到演示月球的同学与演示太阳的同学同升同落。所以，日月的中天和升落时间相同。彻夜不可见。（2）上峨眉月：当演示月球的同学转到位置b时，演示地球的同学看到黑白球的左侧大部分为黑色，右侧小部分为白色（形状象反写的C），演示太阳的同学和演示月球的同学呈45°。所以，日落后，地球再自转一个角度就看不到演示月球。傍晚西方天空可见。（3）上弦月：当演示月球的同学转到位置c时，演示地球的同学看到黑白球的左侧部分为黑色，右侧部分为白色（形状象D）。演示太阳的同学和演示月球的同学呈90°。所以，日出时，月亮下中天；日落时，月亮上中天；太阳上中天时，月出。太阳下中天时，月落。上半晚可见。（4）上凸月：当演示月球的同学转到位置d时，演示地球的同学看到黑白球的左侧小部分为黑色，右侧大部分为白色。演示太阳的同学和演示月球的同学呈135°。所以，大半晚可见。（5）望月：当演示月球的同学转到位置e时，演示地球的同学只能看到黑白球的白色半球。演示太阳的同学和演示月球的同学呈180°，而且两者此起彼落。所以，日月的中天和升落时间相反。彻夜可见。（6）下凸月：当演示月球的同学转到位置f时，演示地球的同学看到黑白球的右侧小部分为黑色，左侧大部分为白色。演示太阳的同学和演示月球的同学呈225°。所以，大半晚可见。（7）下弦月：当演示月球的同学转到位置g时，演示地球的同学看到黑白球的右侧部分为黑色，左侧部分为白色（形状象反写的D）。演示太阳的同学和演示月球的同学呈270°。所以，日出时，月亮上中天；日落时，月亮下中天；太阳上中天时，月落；太阳下中天时，月升。下半晚可见。（8）下峨眉月：当演示月球的同学转到位置h时，演示地球的同学看到黑白球的右侧大部分为黑色，左侧小部分为白色（形状象C）。演示太阳的同学和演示月球的同学呈315°。所以，黎明前可见。

2.案例二：行星的会合运动演示实验。会合运动一般指月球或行星相对于太阳的视运动，即距角的周期性变化。地内行星的会合实验与地外行星的会合实验可以分别进行演示，也可以一起进行演示，这里我们主要讲分开时如何进行演示实验。在图4的学生参与的行星的会合运动演示实验中，三个圆圈的中心站一位同学演示太阳，一位同学站在演示太阳同学的正下方演示地球并保持不动，教师站在两者之间（之外）的一个圆上的位置a（A）演示地内（地外）行星。地内行星演示时，教师和演示地球的同学拉一根绳子，在教师从位置a开始逆时针运动经历位置b—c—d—e—f又回到位置a，演示过程中，演示地球的同学需要依据绳子测量老师和演示太阳的同学间的距角，并寻找最大距角。示范完成后，找其他同学来替换教师，由两个同学来完成地内行星的会合运动演示实验。（1）上合：当演示地内行星的同学从位置a转到位置b时，演示地球的同学发现演示太阳的同学正好在自己和演示地内行星的同学之间，距角为0°。（2）东大距：当演示地内行星的同学从位置b转动经过位置c到达位置d时，演示地球的同学发现自己和演示地内行星的同学之间的距角持续增大，并达到最大距角。（3）下合：当演示地内行星的同学从位置d转到位置e时，演示地球的同学发现自己和演示地内行星的同学之间的距角持续减小，从最大距角变为0°。（4）西大距：当演示地内行星的同学从位置e转到位置f时，演示地球的同学发现自己和演示地内行星的同学之间的距角持续增大，从0°变为最大距角。地外行星演示时，在教师从位置A开始逆时针运动经历位置B—C—D—E—F又回到位置A，演示过程中，演示地球的同学需要寻找两次方照的位置（距角为90°）。示范完成后，找其他同学来替换教师，由两个同学来完成地外行星的会合运动演示实验。（1）合：当演示地外行星的同学从位置A转到位置B时，演示地球的同学发现演示太阳的同学正好在自己和演示地外行星的同学之间，距角为0°。（2）东方照：当演示地外行星的同學从位置B转动经过位置C到达位置D时，演示地球的同学发现自己和演示地外行星的同学之间的距角从0°持续变化到90°。（3）冲：当演示地外行星的同学从位置D转到位置E时，演示地球的同学发现自己正好在演示太阳的同学和演示地外行星的同学之间，距角为180°。（4）西方照：当演示地外行星的同学从位置E转到位置F时，演示地球的同学发现自己和演示地外行星的同学之间的距角从180°持续变化到90°。

在學生掌握了上述月球同步自转和月相变化以及行星的会合运动规律后，也被充分调动了学习的积极性，这时还可以增加一些由学生自主完成的演示实验内容。如下述实验内容：（1）演示地球运动条件下的行星会合运动；（2）演示其他行星的会合运动；（3）演示月球和太阳的会合运动。通过这一部分的内容进一步培养学生独立思考探索问题，发现问题和解决问题以及团队配合的能力，促使学生以更大的热情投入到学习中，并从中体会探求知识的乐趣和成就感。

三、结语

本文提出了月球同步自转和月相变化协调演示以及行星的会合运动演示两个让学生参与的课堂演示实验，并进一步提出了其他几个相关实验。该教学方式能锻炼学生的独立思考能力和知识表达能力，提高学生学习的积极性和参与性，不仅能显著提高教学效果，而且有助于提高学生的学习能力和教学能力，对学生未来的职业生涯也有很大帮助。

参考文献：

[1]金祖孟，陈自悟.地球概论[M].北京：高等教育出版社，1997.

[2]余明.地球概论[M].北京：科学出版社，2010.

[3]刘洪利，郑怀文，邱峰.《地球概论》学生参与课堂演示实验的探讨[J].首都师范大学学报，2010，31（4）：78-80.

Study on the Demonstration Experiment with Student Participate in the Course of "Introduction to Earth"

XIAO Feng-jun

（College of Tourism and Environment，Shaanxi Normal University，Xi'an，Shaanxi 710119，China）

Abstract：The course of "Introduction to Earth" is very abstract，which is neither easy to teach nor to learn. Traditional methods is hard to achieve good teaching effect. In this paper，we introduce two classroom demonstration experiments with student participate：synchronous rotation of the moon in collaboration with moon phase，synodic motion of inferior and superior planet. This method can not only improve the students' participation，but also can greatly promote the students' thinking. This method can be an important supplement way to improve teaching effect.

Key words：demonstration experiment；moon phase；synodic motion