杭州橄欖樹學(xué)校愛追星星老師發(fā)現(xiàn)網(wǎng)傳月相變化示意圖有誤

　　我們這個稿子是有關(guān)于科學(xué)這門課的，如果你的孩子對科學(xué)有興趣或者正好在讀五六年級的，那可要仔細(xì)看了。

　　來給我們分享這個知識點(diǎn)的是北京外國語大學(xué)附屬杭州橄欖樹學(xué)校天文學(xué)教師、杭州市天文學(xué)會理事長秦鴻翼。在橄欖樹學(xué)校學(xué)生的眼里，秦老師是一個“追星星的人”。秦老師在學(xué)校還有一個人數(shù)眾多的粉絲團(tuán)，團(tuán)歌是“陪你去看流星雨，落在這地球上”。

　　“我是北京工業(yè)大學(xué)理論物理專業(yè)研究生畢業(yè)，天文學(xué)是我從小就有的一個愛好，已經(jīng)堅持了20多年了。”

　　今年7月28日02:24-06:19（凌晨），天空上演“血色雙星”。為了觀測這一奇景，秦老師特意趕到了甘肅省臨夏市，可惜天氣不好，秦老師的月食觀測計劃僅完成大約十分之一。他打算明年去一趟內(nèi)蒙古，那里視野寬闊，便于觀測天文現(xiàn)象。

　　昨天，秦鴻翼老師告訴記者，他發(fā)現(xiàn)了兩個關(guān)于月相的錯誤描述。

　　網(wǎng)傳的部分關(guān)于月相變化的示意圖有誤差。

　　網(wǎng)傳的示意圖中，月球的亮面都直立著（亮面與暗面是左右結(jié)構(gòu)），并且上半月月相中，月球亮面在右側(cè)（指向位于西方的太陽），下半月月相中，月球亮面在左側(cè)（指向位于東方的太陽），反映了月球是被太陽光照亮這一個重要的知識點(diǎn)。

　　但事實上：當(dāng)一彎新月或殘月位于地平線附近時，月球的亮面基本都是“躺”著的（亮面與暗面是上下結(jié)構(gòu)，并且亮面在下），像一個笑臉；而示意圖上的月亮卻是“立”著的。

　　注：月球是被太陽照亮的，在任何時候，月球靠近太陽的一側(cè)被照亮，遠(yuǎn)離太陽的一側(cè)為暗面。

　　●第二個是

　　六年級下冊月相知識點(diǎn)不嚴(yán)謹(jǐn)

　　秦老師對照了義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教材科學(xué)教師用書（六年級下冊）月相知識點(diǎn)部分，發(fā)現(xiàn)上面也有不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋硎觯涸孪嘁徽碌慕處熡脮铮瑫髮W(xué)生在日落后不久去觀察月球，記錄月球在天空中的位置以及形態(tài)，并要求學(xué)生做一幅日落后不久月球在天空中方位的示意圖，同時需要表現(xiàn)月球在每個位置的姿態(tài)。

　　“如果教師沒有觀測經(jīng)驗，只依據(jù)教學(xué)用書，那么哪怕學(xué)生觀察到的月相是‘躺’的，老師也可能會給學(xué)生擺‘正’，這就有問題了。”秦老師指出。

　　秦老師目前帶學(xué)校五、六年級的科學(xué)課，備課時偶爾會搜索網(wǎng)上現(xiàn)有的課件。前幾日，他在網(wǎng)頁上偶然翻到了一張“月相變化示意圖”，一眼就看出了問題。

　　“月相知識是小學(xué)六年級下學(xué)期的課本內(nèi)容。瀏覽過這張示意圖，我就覺得不對。作為一個超過二十年的資深天文愛好者，對月球的狀態(tài)已經(jīng)非常熟悉，知道月亮一般都是‘躺’著或‘半躺’著，立著的是很少見的。”

　　月亮為啥一般是“躺”著的？秦老師根據(jù)地球、月球、太陽三者間的位置關(guān)系，給出了原因：

　　1、因為月球是被太陽照亮的，在任何時候，月球靠近太陽的一側(cè)被照亮，遠(yuǎn)離太陽的一側(cè)為暗面。所以，任何時候，月球亮面與暗面分界線兩個端點(diǎn)的連線都應(yīng)該與太陽與月球的連線垂直。因為黃白交角并不大，太陽與月球的連線在天球上的投影就在黃道附近，與黃道大致重合。所以不太精確地講，任何時候，月球亮面與暗面分界線兩個端點(diǎn)的連線都與黃道基本垂直。也就是說，月球的亮面必須指向太陽，不過，月球亮面必須指向太陽的基準(zhǔn)是黃道。

　　注：黃道是地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道在天球上的投影，在地球上看來，黃道就是太陽一年中在天空中（天球上）走過的軌跡。而在一天中，黃道可以近似地理解為，太陽東升西落在天空中劃過的軌跡。

　　2、在不同的緯度，黃道與地平線的夾角不同：(1)、低緯度地區(qū)，太陽幾乎直射，中午時太陽幾乎就在頭頂上，所以黃道幾乎是垂直地平線的；（2）中緯度地區(qū)，太陽不能直射，黃道與地平線不可能垂直，但成一個比較大的夾角；（3）高緯度地區(qū)，太陽高度非常低，經(jīng)常在地平線附近兜圈子，也就是說，黃道幾乎與地面平行。

　　秦老師還發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)月球位于地球正南方且高度最高時，黃道切線與地面平行，月相才會呈直立狀態(tài)。而在其他位置，黃道一定是傾斜于地面的，月球亮面與暗面分界線的連線與地平線成一定的角度。也就是說，只有當(dāng)月亮公轉(zhuǎn)軌跡到地球正南方時，觀測者才能拍攝到直立的月亮，和觀測者的坐標(biāo)位置沒有關(guān)系。

　　“由于月球每天出現(xiàn)在正南方的時間變化很大，而且與我們平時使用的公歷沒有任何關(guān)系，所以很難說月球什么時候會在正南方出現(xiàn)。”秦老師解釋說，“農(nóng)歷初八前后，天黑后不久看到的月亮，就是大約在正南方立著的。”

　　為此，他寫了一篇文章科普“月亮的正確姿勢是‘躺’而不是‘立’”這一事實，并引發(fā)許多天文愛好者的討論。

　　為了佐證文章觀點(diǎn)，秦老師特意搜羅了國內(nèi)外天文愛好者拍攝的不同緯度、不同天數(shù)的月相觀測圖。為了查清每張圖片的拍攝時間、地點(diǎn)及拍攝人員，秦老師花了好幾天的工夫。

　　這篇科普文發(fā)布后，不少天文愛好者都在朋友圈里給這篇文章點(diǎn)贊。在秦老師的天文愛好者交流群，還有家長特別感謝秦老師的科普：“孩子每天的觀測月亮作業(yè)里，月亮都是‘躺’著的，我還以為畫錯了。”

　　網(wǎng)傳的月相變化示意圖為何會有誤差？

　　秦老師解釋說，出現(xiàn)這種“誤差”，其實是教材編寫者考慮到小學(xué)生現(xiàn)有的知識接受水平，將示意圖的難度人為降低。

　　“月相確實是一個非常困難的內(nèi)容，尤其是涉及到黃道、天球，以及地球、月球、太陽三者間復(fù)雜的空間及運(yùn)動關(guān)系，完全理解需要學(xué)生有非常好的空間想象能力。這一點(diǎn)對于大部分小學(xué)生基本上是不可能做到的，甚至很多中學(xué)生也難以做到。”秦老師解釋道。

　　秦老師還表示，這種“失誤”在小學(xué)科學(xué)課本里時有發(fā)生。例如小學(xué)5年級上學(xué)期科學(xué)課本中對“摩擦力”的定義為：運(yùn)動物體要受到的一種阻礙運(yùn)動的力；但上了高中會發(fā)現(xiàn)，摩擦力有時候其實是運(yùn)動物體的動力。“都是同一個道理，但這些‘誤差’不會影響學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的掌握。”

　　不過，秦老師并不贊同這一做法。“在課堂上，我不會用這張月相示意圖。因為只要學(xué)生仔細(xì)觀察，很容易發(fā)現(xiàn)這個示意圖中的問題。雖然我無法準(zhǔn)確在課堂上解釋月亮‘躺’的原理，但可以留作一個課外任務(wù)，引發(fā)學(xué)有余力的學(xué)生的思考。” （通訊員 楊希林 記者 沈蒙和）