南北半球太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)的比較研究

謝夢(mèng)璐

古人云，東西升日月，晝夜如轉(zhuǎn)珠。古人亦云，日出而作，日落而息?？梢姷厍蛏c太陽(yáng)息息相關(guān)，我們每天都見到太陽(yáng)，知道太陽(yáng)是東升西落，那么太陽(yáng)究竟是從東偏南還是東偏北升起？從西偏南還是西偏北落下？偏幾度？升落過(guò)程又是怎樣的？根據(jù)這些問(wèn)題開展南北半球研學(xué)課程，基于小學(xué)生的年齡特征和天文學(xué)的學(xué)科特征，以觀測(cè)為核心設(shè)計(jì)和實(shí)施，研究南北半球太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)繪——奧克蘭與慈溪一天中太陽(yáng)高度角的對(duì)比及應(yīng)用。

研學(xué)目標(biāo)

在北半球（中國(guó)·慈溪）繪制冬日太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡圖，在南半球（新西蘭·奧克蘭）繪制夏日太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡圖;將南北半球的太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行比較，得出異同點(diǎn)，完善地日系動(dòng)態(tài)模型。

背景資料收集

天文學(xué)上，觀測(cè)分析某個(gè)天體時(shí)，將其投影在天球上，在觀測(cè)者看來(lái)天體就像在天球上運(yùn)動(dòng)，稱為天體視運(yùn)動(dòng)。根據(jù)太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)周期，可分為周日視運(yùn)動(dòng)和周年視運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)的周日視運(yùn)動(dòng)就是太陽(yáng)在天穹上東升西落，實(shí)質(zhì)上是地球自轉(zhuǎn)的一種反映。由于地球每年（恒星年）繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一圈，太陽(yáng)每年在天球上走過(guò)的軌跡便是黃道。

材料準(zhǔn)備

軟件：手機(jī)指南針。

工具：太陽(yáng)軌跡記錄表、指南針、太陽(yáng)高度測(cè)量?jī)x。

研學(xué)安排

階段1：2019年1月23—30日

提前與新西蘭AlbanyPrimarySchool的教師對(duì)接，共同完成校內(nèi)部分研學(xué)主題項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、總課時(shí)、分課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)及主要導(dǎo)師等，與對(duì)接公司確定研學(xué)行程，確定需在校外開展項(xiàng)目的具體時(shí)間和地點(diǎn)。北半球太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)繪安排見表1。

階段2：2019年2月13—20日

南半球太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)繪具體安排見表2。

階段3：2019年2月24日

返回慈溪后，分組完成研學(xué)報(bào)告、展示和小組互評(píng)，以及教師評(píng)價(jià)，同時(shí)鼓勵(lì)各小組對(duì)研學(xué)報(bào)告進(jìn)行修改。

研學(xué)過(guò)程

北半球太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)

觀測(cè)方法2019年1月24日，在北半球浙江慈溪（地理坐標(biāo)東經(jīng)121°2′～121°36′、北緯30°2′～30°19′，市中心為東經(jīng)121°14′、北緯30°10′），將太陽(yáng)高度測(cè)量?jī)x放在桌面或地面上，轉(zhuǎn)動(dòng)底盤上的螺絲，將底盤調(diào)平，使測(cè)量?jī)x保持水平，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量?jī)x，至影子最細(xì)時(shí)停止，再轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，至光點(diǎn)投射到十字架中心為止，觀察記錄太陽(yáng)方位角與太陽(yáng)高度角，每小時(shí)記錄1次，測(cè)量3天確保數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。

觀測(cè)結(jié)果太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡描繪過(guò)程及結(jié)果如圖1、圖2所示。

完成北半球觀測(cè)后，于2019年2月12日前往南半球新西蘭奧克蘭。

南半球太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)

觀測(cè)方法2019年2月15日，在南半球奧克蘭（南緯36°52′，東經(jīng)174°46′，市中心南緯36°51′00″，東經(jīng)174°47′00″），使用指南針和太陽(yáng)高度測(cè)量?jī)x測(cè)繪太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)。在奧爾巴尼小學(xué)的一塊空曠草地上，學(xué)生將太陽(yáng)高度測(cè)量?jī)x的位置固定，使用指南針將測(cè)量?jī)x的0度對(duì)準(zhǔn)北方，轉(zhuǎn)動(dòng)滑腳板，將太陽(yáng)影子調(diào)至最細(xì)，然后將太陽(yáng)光斑調(diào)至圓圈中心。每小時(shí)測(cè)1次，得出太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡，但傍晚天氣常常多云或陰，對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生了一定的影響。

觀測(cè)結(jié)果太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡描繪過(guò)程及結(jié)果如圖3—圖6所示。

10天后返回慈溪，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理總結(jié)，對(duì)比南北半球太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡的差異。

研學(xué)評(píng)價(jià)

過(guò)程性評(píng)價(jià)要點(diǎn)

按規(guī)定的板塊完整地制訂研學(xué)計(jì)劃;按計(jì)劃完成研學(xué)活動(dòng)，在研學(xué)手冊(cè)記載表上有完整、準(zhǔn)確的記錄;積極與同伴合作交流，包括與新西蘭同學(xué)的交流;積極展示研究成果，表達(dá)清晰到位。根據(jù)評(píng)價(jià)要點(diǎn)，以設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)量表、教師觀察等途徑落實(shí)評(píng)價(jià)，具體方式包括學(xué)生自評(píng)、互評(píng)、教師每日評(píng)語(yǔ)、家長(zhǎng)遠(yuǎn)程評(píng)價(jià)等。

終結(jié)性評(píng)價(jià)要點(diǎn)

研究性學(xué)習(xí)報(bào)告的完成度;借助PPT等媒體工具，成果展示效果好;小組合作呈現(xiàn)，表達(dá)清晰。根據(jù)評(píng)價(jià)要點(diǎn)，以作業(yè)評(píng)議的途徑落實(shí)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)主體為學(xué)生、教師、家長(zhǎng)。