▲▲▲▲初五月相，2017年3月2日攝于杭州。
我們這個(gè)稿子是有關(guān)于科學(xué)這門(mén)課的，如果你的孩子對(duì)科學(xué)有興趣或者正好在讀五六年級(jí)的，那可要仔細(xì)看了。
來(lái)給我們分享這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的是北京外國(guó)語(yǔ)大學(xué)附屬杭州橄欖樹(shù)學(xué)校天文學(xué)教師、杭州市天文學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)秦鴻翼。在橄欖樹(shù)學(xué)校學(xué)生的眼里，秦老師是一個(gè)“追星星的人”。秦老師在學(xué)校還有一個(gè)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(zhuān)業(yè)研究生畢業(yè)，天文學(xué)是我從小就有的一個(gè)愛(ài)好，已經(jīng)堅(jiān)持了20多年了?！?/p>
今年7月28日02:24-06:19（凌晨），天空上演“血色雙星”。為了觀測(cè)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(cè)計(jì)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(cè)天文現(xiàn)象。
昨天，秦鴻翼老師告訴記者，他發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)關(guān)于月相的錯(cuò)誤描述。
●第一個(gè)是▲▲▲▲
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(yáng)），下半月月相中，月球亮面在左側(cè)（指向位于東方的太陽(yáng)），反映了月球是被太陽(yáng)光照亮這一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)。
但事實(shí)上：當(dāng)一彎新月或殘?jiān)挛挥诘仄骄€附近時(shí)，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(gè)笑臉；而示意圖上的月亮卻是“立”著的。
注：月球是被太陽(yáng)照亮的，在任何時(shí)候，月球靠近太陽(yáng)的一側(cè)被照亮，遠(yuǎn)離太陽(yáng)的一側(cè)為暗面。
●第二個(gè)是
六年級(jí)下冊(cè)月相知識(shí)點(diǎn)不嚴(yán)謹(jǐn)
秦老師對(duì)照了義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材科學(xué)教師用書(shū)（六年級(jí)下冊(cè)）月相知識(shí)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?shū)里，會(huì)要求學(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(shí)需要表現(xiàn)月球在每個(gè)位置的姿態(tài)。
“如果教師沒(méi)有觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，只依據(jù)教學(xué)用書(shū)，那么哪怕學(xué)生觀察到的月相是‘躺’的，老師也可能會(huì)給學(xué)生擺‘正’，這就有問(wèn)題了?！鼻乩蠋熤赋?。
秦老師目前帶學(xué)校五、六年級(jí)的科學(xué)課，備課時(shí)偶爾會(huì)搜索網(wǎng)上現(xiàn)有的課件。前幾日，他在網(wǎng)頁(yè)上偶然翻到了一張“月相變化示意圖”，一眼就看出了問(wèn)題。
“月相知識(shí)是小學(xué)六年級(jí)下學(xué)期的課本內(nèi)容。瀏覽過(guò)這張示意圖，我就覺(jué)得不對(duì)。作為一個(gè)超過(guò)二十年的資深天文愛(ài)好者，對(duì)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(jiàn)的?！?/p>
月亮為啥一般是“躺”著的？秦老師根據(jù)地球、月球、太陽(yáng)三者間的位置關(guān)系，給出了原因：
1、因?yàn)樵虑蚴潜惶?yáng)照亮的，在任何時(shí)候，月球靠近太陽(yáng)的一側(cè)被照亮，遠(yuǎn)離太陽(yáng)的一側(cè)為暗面。所以，任何時(shí)候，月球亮面與暗面分界線兩個(gè)端點(diǎn)的連線都應(yīng)該與太陽(yáng)與月球的連線垂直。因?yàn)辄S白交角并不大，太陽(yáng)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(shí)候，月球亮面與暗面分界線兩個(gè)端點(diǎn)的連線都與黃道基本垂直。也就是說(shuō)，月球的亮面必須指向太陽(yáng)，不過(guò)，月球亮面必須指向太陽(yáng)的基準(zhǔn)是黃道。
注：黃道是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道在天球上的投影，在地球上看來(lái)，黃道就是太陽(yáng)一年中在天空中（天球上）走過(guò)的軌跡。而在一天中，黃道可以近似地理解為，太陽(yáng)東升西落在天空中劃過(guò)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(yáng)幾乎直射，中午時(shí)太陽(yáng)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(yáng)不能直射，黃道與地平線不可能垂直，但成一個(gè)比較大的夾角；（3）高緯度地區(qū)，太陽(yáng)高度非常低，經(jīng)常在地平線附近兜圈子，也就是說(shuō)，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(shí)，黃道切線與地面平行，月相才會(huì)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(shuō)，只有當(dāng)月亮公轉(zhuǎn)軌跡到地球正南方時(shí)，觀測(cè)者才能拍攝到直立的月亮，和觀測(cè)者的坐標(biāo)位置沒(méi)有關(guān)系。
“由于月球每天出現(xiàn)在正南方的時(shí)間變化很大，而且與我們平時(shí)使用的公歷沒(méi)有任何關(guān)系，所以很難說(shuō)月球什么時(shí)候會(huì)在正南方出現(xiàn)?！鼻乩蠋熃忉屨f(shuō)，“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?！?/p>
▲▲▲▲農(nóng)歷十三月相，2018年6月26日攝于英國(guó)。
為此，他寫(xiě)了一篇文章科普“月亮的正確姿勢(shì)是‘躺’而不是‘立’”這一事實(shí)，并引發(fā)許多天文愛(ài)好者的討論。
為了佐證文章觀點(diǎn)，秦老師特意搜羅了國(guó)內(nèi)外天文愛(ài)好者拍攝的不同緯度、不同天數(shù)的月相觀測(cè)圖。為了查清每張圖片的拍攝時(shí)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(ài)好者都在朋友圈里給這篇文章點(diǎn)贊。在秦老師的天文愛(ài)好者交流群，還有家長(zhǎng)特別感謝秦老師的科普：“孩子每天的觀測(cè)月亮作業(yè)里，月亮都是‘躺’著的，我還以為畫(huà)錯(cuò)了?！?/p>
網(wǎng)傳的月相變化示意圖為何會(huì)有誤差？
秦老師解釋說(shuō)，出現(xiàn)這種“誤差”，其實(shí)是教材編寫(xiě)者考慮到小學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)接受水平，將示意圖的難度人為降低。
“月相確實(shí)是一個(gè)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(yáng)三者間復(fù)雜的空間及運(yùn)動(dòng)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(duì)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(shí)有發(fā)生。例如小學(xué)5年級(jí)上學(xué)期科學(xué)課本中對(duì)“摩擦力”的定義為：運(yùn)動(dòng)物體要受到的一種阻礙運(yùn)動(dòng)的力；但上了高中會(huì)發(fā)現(xiàn)，摩擦力有時(shí)候其實(shí)是運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)力。“都是同一個(gè)道理，但這些‘誤差’不會(huì)影響學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握?！?/p>
不過(guò)，秦老師并不贊同這一做法。“在課堂上，我不會(huì)用這張?jiān)孪嗍疽鈭D。因?yàn)橹灰獙W(xué)生仔細(xì)觀察，很容易發(fā)現(xiàn)這個(gè)示意圖中的問(wèn)題。雖然我無(wú)法準(zhǔn)確在課堂上解釋月亮‘躺’的原理，但可以留作一個(gè)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）
(責(zé)編：郝孟佳、熊旭)
