虚拟天文馆stellarium软件在小学科学宇宙单元教学的探索与实践

卫巍

随着科学技术的进步，大量智能手机、平板电脑的大量使用，在手机端存在着大量可以实施GPS定位，并且对宇宙星空可以实时观测定位的APP客户端，在很多课改观摩课上，很多优秀教师也已经把未来教室、平板进课堂作为一种尝试。Stellarium是一款开源的桌面星空软件，可在Linux/Unix， Windows，Android，iOS和Mac OS X平台上运行。并且教师可以利用软件调整时间、地理位置、时间流速等，为学生营造一个不受时间和空间限制的观测环境，让学生自主地去发现、探索宇宙的奥秘。

修改地理坐标，突破空间限制

教科版五年级下册《地球的运动》单元《4谁先迎来黎明》一课中，学生可以通过模拟实验来探究地球自转的方向，发现北京和乌鲁木齐谁先迎来黎明，但是回到课题还是没有较好的实证来证明。在虚拟天文馆软件中，可以利用地理位置定位，选择当前的地理位置为北京，设置时间日期（如5月31日），加快时间流速，让学生观察到今天在北京太阳升起的时间为04：51；改变地理位置，通过软件定位乌鲁木齐，发现此时乌鲁木齐太阳还没升起，而乌鲁木齐太阳升起的时间为06：51；北京和乌鲁木齐的时差为2小时，回到课题：北京比乌鲁木齐先迎来黎明。同时利用软件可以拓展延伸，越往东，太阳升起得越早。

教科版五年级下册《地球的运动》单元《8极昼和极夜的解释》一课中，学生对于极昼极夜的现象及发生极昼极夜现象的地区常常是教学中的难点，在虚拟天文馆软件中，可以通过修改地理位置来突破重难点。先设定时间为夏至（6月21日），地点修改为北极圈内某一点（如北纬70度），学生发现从午夜0时开始，太阳就在天空中，加快时间流速，太阳动起来了，但是整整一天时间，太阳都在地平线上，只有白天，没有黑夜，学生发现了极昼的现象。紧接着修改地理位置到南极，学生则发现在夏至（6月21日），一整天都没有太阳出现，即为极夜。继续修改时间为冬至（12月21日），利用同样方法学生发现，在冬至时，北极区域内是极夜，而南极区域则是极昼现象。

修改时间参数，突破时间限制

教科版五年级下册《地球的运动》单元《5北极星不动的秘密》一课中，教材上利用了长时间曝光的图片来说明天体的运动，学生对长时间曝光这样的概念很模糊，在教学过程中利用虚拟天文馆Stellarium软件，可以形象直观地显示天体的运动，首先教师先在大屏幕虚拟天文馆Stellarium软件投射出实时的星空，利用在软件中提供的加速播放的功能，把运行速度调整为1倍速，学生发现太阳是是东升西落的、天上的星星也都是东升西落的，那么天上的天体在很长一段时间内是怎么运动的呢？教师把运行速度调整为3倍速以上，在画面上可以很清楚地看到天体在旋转，而天体旋转的原因，学生可以很快猜测出是由于地球自转的原因；同时学生还发现所有的天体在旋转的时候有一颗星星的位置是不变的，并且所有的星星都是围绕这颗星星进行运动的，利用鼠标点击，这颗星星是北极星（小熊座a），从而引出学生思考：北极星不动的秘密。

同时在这一课中还能够利用虚拟天文馆Stellarium软件修改地理坐標的功能：把位置定位在北极点（北纬90度），发现北极星是在天顶的正中央；把位置定位在南半球，却发现这时候找不到北极星了，让学生进一步明确地球、地轴与北极星的位置关系。

教科版六年级下册《宇宙》单元《2月相变化》《4 日食和月食》中，学生对于太阳、地球、月球的空间位置关系的掌握是学习中的重难点，在《月相变化》一课中，利用虚拟天文馆Stellarium软件修改时间参数，可以让学生很直观地观察到月球从农历初一到农历三十的月相变化、同时学生还能够关注每天晚上月亮升起和落下的时间，突破难点。在《日食和月食》一课中，教师可以利用互联网预先搜索到发生日食和月食的时间，让学生观察到日食和月食发生的相对真实的景象，进而明确日食、月食时、太阳、地球、月球的位置关系。

观测环境，仰望星空

教科版六年级下册《宇宙》单元《5 太阳系》《6 在星空中（一）》《7在星空中（二）》《8探索宇宙》教材中，让学生了解自己身边的太阳系，了解星空，进而激发学生探索宇宙的兴趣。在目前的公开教学模式中，很多教师把智能平板设备引入课堂，利用IPAD中的如Star walk等APP进行教学，成果显著，但在广大一线教师的日常教学中，这种“未来教室”的模式，还只是“少数人”的模式。

利用虚拟天文馆Stellarium软件可以很方便地设定地球上的地理位置坐标和时间坐标，让学生不受时间和空间的限制，观察到美丽的星空，如：北半球与南半球看到的不同的星空；一年四季星空的不同；感受到地球在宇宙中的运动。同时在软件中，每一颗天体都有详尽的介绍，让学生能以探究者的第一视角去发现、探索宇宙空间，充分发散学生的思维，激发学习兴趣。