董爱军 杜昆 支启军 王晓雅 李俊

摘   要：太阳作为地球生命活动的能量来源，具备很多动力学特征，其中太阳的“较差自转”现象能够利用视频分析工具在课堂教学中直观展示。文章以SDO为数据来源，Tracker为视频分析工具，“STEM”为诊断性评价标准，研究了“较差自转”现象的教学。这些教学手段可以激发学生的天文兴趣，培养学生的实践探索能力。

关键词：太阳较差自转;Tracker;STEM

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）6-0070-3

太阳和行星一样存在自转，但它是一个气体球，不像刚体那样具有相同的自转周期。观测表明，太阳的自转周期由赤道向两极逐渐增大，在南北纬30°的地方，自转周期为26.2日;两极自转周期约为37日。太阳自转速度随纬度变化的现象叫作太阳的较差自转。

1    教学方法与过程

太阳表面的纬向“较差自转”速度可以通过两类方法来计算，一类是通过观测不同谱线在太阳边缘不同纬度上的多普勒频移来计算，但计算结果会受到太阳表面速度场和散射光的影响;另一类是通过跟踪日面不同纬度上示踪物（例如太阳耀斑、黑子、日冕等）的移动来确定自转速度[1]。

考虑到学生掌握的数学和物理知识的局限，这里采用分析示踪物的移动的方法，先通过SDO（Solar Dynamics Observatory）采集2020年11月份30天的太阳图像;然后导入Tracker视频分析软件对太阳上的耀斑进行追踪，并利用三角函数的性质计算不同纬度耀斑的自转速度;最后参照“STEM”模式做出诊断性评价，形成一个完整的教学闭环，该教学过程如图1所示。……