“模拟月相变化”实验创新设计与改进

浙江省湖州市安吉县第四小学(313300) 王 云

教科版6年级下册“宇宙”单元第2课“模拟月相变化”实验，教学时，教师通常在教室一侧粘上一个“太阳”，一名同学举一个一半白一半黑的涂色球，沿座位的外围自西向东转动一周，其他同学则坐在座位上观察。也有的教师在操场上画一个大圆，举球的同学沿着圆自西向东转动，其他同学则在圆心处观察。

1 实验原型及不足

图1是学生实验时的一张视频截图，我们在大圆的4个方位取A、B、C、D 4点，便于分析问题。

1.1 行走难

举球的同学从A点出发，自西向东绕大圆运动。为了将球的亮面对准太阳，这位同学得始终保持将自己的正面朝向太阳。从A点出发时，他是向左前方走，和平时走路区别不大，行走比较方便。到B点附近时，他要侧着身子向左移动。到C点附近时，如图片所示，他得倒着行走，同时还得不停的扭头看路，尽量沿圆周行进。到D点附近时，他要侧着身子向右移动。4个点中只有在A点可以正常行走，其余都存在一定困难。

1.2 对光难

从图片中我们可以发现，即便学生倒着走，球的亮面还是没能完全朝向太阳。而在整个实验中，该学生在不停地调整身体姿势和球的朝向，力求让球的亮面对准太阳。为了对光，导致行走困难；而行走困难，又加大了对光的难度。由于对光存在问题，圈内学生的观察就成了问题。

1.3 理解难

由于缺少黑暗的环境，教师只是将涂色球的亮面当做月球反射太阳光，将暗面当做没有被太阳照射到，学生理解起来有难度。同时，部分学生还容易误解成月球就是一半白一半黑的。此外，如图2所示，模拟实验时月相的“弦”是竖直的，真实月相的“弦”有多种形态，更多的是倾斜的。模拟实验与真实情况差距过大，在一定程度上影响了学生对月相形成原因的理解。

2 实验创新设计

2.1 实验器材

①高1.5 m、长和宽均为1.26 m的长方体不锈钢框架；②与框架相匹配的遮光布；③直径1.2 m的转盘；④带磁铁的仿真月球；⑤手电筒等。具体实物如图3(a)～(d)所示。

2.2 器材安装及作用

(1)将转盘固定在不锈钢框架的顶部，让转盘可以自由转动，用于模拟月球公转轨道。制作框架时，需要在顶部加一个固定装置。

(2)将仿真月球吸在转盘上，随转盘一起转动。

(3)用遮光布将框架整个罩住，形成暗室。在遮光布的一侧开一扇门，装上门吸，方便学生进出。在遮光布的另外一侧，离地约1.3 m的地方开一个小孔，用于手电筒照射，模拟太阳。

3 实验创新亮点

3.1 创建暗箱，环境更真实，观察思考难度低

暗室有两层遮光布，里层为黑色。这样可以有效地降低光的反射。学生进入暗箱后，看到的几乎是一片漆黑的环境，这样的环境更加接近真实的太空环境。用它来做模拟实验，有利于月相的形成，也便于学生观察。

3.2 仿真月球，解决对光难问题，现象直观易观察

用同色球模拟月球不用对光，当同色球被太阳照射到时月相很明显，而没有被太阳照射到的部分则漆黑一片(见图4)。接近于真实的月相，学生极易于观察和分析。当月初或月末时，学生还可以观察到月球、太阳同时出现在天空的现象。

3.3 公转轨道，解决行走难问题

用转盘模拟公转轨道，只需用手转动转盘即可。自西向东转动转盘一周，就相当于月球绕地球公转一周。操作简单，且可反复探究。实验中采用的是1.2 m直径的转盘，足够容得下4名学生同时进入观察区，学生在里面可以360°无死角观察。

3.4 高低可调，模拟日食月食，一物多用破难点

仿真月球的位置可以根据实验需求进行调整。当小球、观察者和手电筒在一条直线上时，就可以观察到日食或月食。一件实验器材，解决学生学习中的三大难题。创新后的实验，操作简单，现象直观，便于学生探究、理解和建模。