《虚拟天文：用StarryNight研究日食与月食.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《虚拟天文：用StarryNight研究日食与月食.doc（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、虚拟天文：用StarryNight研究日食与月食2005年5月18日科学教学中有关天文的课是很难上好的，许多天文现象无法直接观测，需要运用想像去构造那对于儿童来说相当复杂的宇宙空间。比如日食、月食，需要对月地位置及其影子大小进行想像，而且还必须是动态的。如果这还算是简单的话，那么星座运动、月相成因、太阳系结构等就更难想像了。无论如何，天文的教学都被老师们一致认为是教学难点。如果不是容梅老师的介绍，我这个超级天文爱好者还真没发现这么好的三维虚拟天文软件，许多常见的天象它都能非常逼真地演示出来，是一个极其难得的用于中小学天文内容教学的工具。华南师大教育技术学院的陈品德博士帮我找了两位即将毕业的大学
2、生（蒋林浩、钟泰霖）来实习，正好可以一起把基于StarryNight（）的学案设计出来（本学案是我在他们设计的基础上修改的）。这个学案设计的基本思想是：通过对日食、星座与方向辨认、1999年大十字与地球毁灭的预言、彗星等具体天象的模拟探索，系统掌握StarryNight的操作，使学生能在今后探讨天文问题时能独立使用该软件去进行虚拟实验。学案设计与实施的基本步骤是：真实的天文事件引入；基本的软件操作学习；模拟出该天文事件的天象；形成解释；运用所学进行扩展性的探索。学案的设计借鉴了MniQuest的思想，强调掌握基本方法后的自主探究。情境：这是2001年6月21日科学家在非洲赞比亚首都卢萨卡拍摄的
3、日全食照片。日食是一种罕见的天象，特别是日全食，对某一个地区而言，要看到一次日全食的奇异壮观景象很不容易，平均要二三百年才有一次这样的机会。根据科学家预测，2008年8月1日18点后，在中国郑州、西安、乌鲁木齐等地将能看到日全食。到底日全食是怎样产生的呢？任务：日全食照片 来自网络（1）为了弄清楚日全食现象是如何发生的，我们先采用 StarryNight这个软件来模拟将于2008年8月1日在西安发生的日全食现象。在模拟的过程中，请把日全食过程制作成影片保存下来。为了制作这个影片，你需要学会设置观察地点、观察时间、观察角度，确定观察对象及其图像大小、距离，确定模拟的速度和影片制作等操作。你可以通
4、过下面的Flash动画很快掌握这些操作（注：该Flash动画是为了学生通过网络自己学习操作用的，在课堂上，由老师来讲解效果会更好）。2008年8月1日19点21分 西安 日全食放大演示2008年8月1日19点21分 西安 日全食带地面景观的演示（2）我们在地球表面观看了日全食，那么你想不想从地球上空来看日食发生时地球上有些现象发生呢（月球阴影在地球上移动）？请调整高度到一个合适位置，就可以让你很快看到这个现象了。本影区域地球上空12765千米2008年8月1日19点09分 月球阴影在地球上的移动的演示3、在前面的模拟中，我们都是在地球上看日食，你想不想从太阳上来看呢？请把观测点设置到太阳表面，
5、把地球调整到视场中心，然后不断放大，看日食发生时地球和月球之间是怎样的位置关系。放大按钮从太阳的角度看地球与月球在太空中的位置关系通过对日全食多种方式的反复模拟和观察，请回答下列问题：A日全食的持续时间是多少？b日全食时，月亮、地球和太阳之间的位置是怎样的？是什么原因导致了日全食的发生？c日全食时在太阳边缘会出现一道珍珠般的光亮，这是什么原因引起的？d日全食时太阳周围的光晕是什么？你可以上网搜索有关日食的资料，建议关键词：日食，日全食等；也可以在中国科普博览 要像这样用容梅，广州天河区教研室科研办主任。虽然我早就知道StarryNight这个模拟星空的软件，可是如何将它结合在教学实践中，却是我
6、一直头疼的事情。就好象拥有了一艘豪华游轮，却不知道该如何驾御它带我驶向美丽的彼岸；又好象拥有了一本魔法书，却不知道咒语是什么而令我期待的景象发生！吴老师的深厚学科功底，使他能够驾轻就熟，将这个令人着迷的软件优势在教学中发挥得淋漓尽致，让人耳目一新。吴老师的教学实践告诉我们：虚拟探究实验将会是解决天文地理教学难点行之有效途径之一，模拟星空软件具备以小见大、以短见长、以近及远的特点，应用虚拟现实技术在互动中有效地落实探究，也正是当今教学改革所期待的目标。StarryNight极大地提高了学生的学习兴趣，将教学难点消融在近似游戏的学习过程中，为我们教授天文地理开辟了一条崭新的通途。当课程结束时，学生
7、仍对此意犹未尽，相信未来的天文学爱好者甚至天文学家将在这群幸运的孩子们当中出现。l 用好转换工具李涅，广州天河区89中物理教师学生面对的很多学习主题会比较抽象，他们非常需要一种转换工具来帮助他们学习。例如我们要在一个平面上观察一个立体，则一种可以转变观察视角的辅助软件就显得非常有效。就像本案例，面对相对抽象的关于日食和月食天文现象，教师利用StarryNight这个相宜的工具使学习活动的实施变得容易，而且课程进度的控制也变得灵活。从案例的设计来看，教师的教学思路很清晰，他利用虚拟实验软件让学生亲自模拟日食和月食的天文事件，促进学生对日食和月食的定性认识，而且也细致地引导学生学会如何使用工具帮助自己探究和解决抽象的问题。在这种学习方式中，学生完成任务的过程也就是知识和能力建构的过程。通过这个案例，我们可以看到工具的优越性不仅仅在于能帮助学生再现某个情境，而且还通过精细调节各种参数使学生明白日食和月食的相关因素有哪些，而这些因素就是学生获得解决问题的关键点。如果在任务设置时能通过表格、图示等方法引导学生关注这些关键点，则学生认知效率会更高。从检测学生能力的角度来看，如果案例任务末尾的问题能与情境导入进行呼应（“对某一个地区而言，要看到一次日全食的奇异壮观景象很不容易，平均要二三百年才有一次这样的机会”），安排学生作情境设计（如何使某地区出现日全食等），这样比单纯的概念表述更优。
