名師介紹
朱映暉,華中科技大學附屬小學科學教師,武漢市學科帶頭人,湖北省特級教師,教育科學出版社《科學》教材編寫組核心成員,全國學會現場課特等獎獲得者。先後主持湖北省十五重點課題《小學生科學學實踐能力培養研究》和武漢市十一五重點課題《小學科學課堂教學行為研究》,出版環境教育專著《藍鵲在線》,主編湖北省地方教材《環境教育讀本》12冊。
《日食和月食》教學視頻
《日食與月食》教學實錄
執教:華中科技大學附屬小學 朱映暉
時間:2013年10月
地點:重慶謝家灣小學
師:讓我們一起走進科學的世界,感受科學帶給我們的驚喜和美麗,好嗎?
生:好。
師:我這裡有一張紅色圓片,如果我們把它當作光源,現在請同學們做一件事,我想讓黃色圓片產生的投影,投射在藍色圓片上,請問黃色原片放在哪合適?
(學生上臺講黃色原片放在代表光源的紅色圓片和藍色圓片之間。)
生:大家好,我認為應該放在中間。
師:還有什麼要補充說明的?
生:因為光源照在黃色的圓片上,光源照射這一部分的光就被黃色圓片擋住了,所以說這裡就形成了投影。
師:非常感謝!難度再高一點。同樣我還是用紅色圓片代表光源,現在同學們做另外一件事,想讓你們讓藍色圓片產生的投影,投射在黃色圓片上,你認為這兩個圓片放在哪個位置更合適?
(學生上臺,依次放好藍色圓片和黃色圓片,並將藍色圓片放在紅色圓片和黃色圓片之間。)
生:大家好,我認為既然要把藍色圓片的投影給投到黃色圓片上,就應該像剛剛那樣的原理一樣,讓它反著來。
師:這是咱們「地球人」都知道的事,我就不再問了。而今天我給大家帶來新的任務,我這有一個真正的光源,也有小圓片、大圓片。讓你們做什麼呢?我藉助黑板上這些是給大家介紹一下:任務一,讓大圓片面對光源,要讓小圓片產生的投影投射在大圓片上。光源位置不變,調整小圓片與大圓片的遠近距離,觀察影子在大圓片上的變化特徵。任務二,讓小圓片面對光源,要讓大圓片產生的投影投射在小圓片上。光源位置不變,調整大圓片與小圓片的遠近距離,觀察影子在小圓片上的變化特徵。關於這兩個任務,同學們還有什麼不明白的?
生:沒有。
師:我們為同學準備了這樣一套材料,還有一支記號筆和一張記錄單。那麼在這個實驗中有三點小提示:希望大家能夠用簡單的文字或圖示表示出光源、大圓片、小圓片的位置以及影子的大小、濃淡等特點;兩人或四人配合完成本次任務;在8分鐘的時間內完成實驗和記錄。那麼我們的材料放在一個盒子裡,每兩個人可以得到一份材料。如果可以的話,我們現在可以開始實驗了。
(學生在接下來的8分鐘時間裡按要求實驗並記錄。)
師:哪位同學可以代表你的小組或是你的搭檔展示你的記錄,同時和大家作交流。謝謝!
(一同學帶記錄上臺。)
生:大家好,這是我們小組討論出來的結果。第1個任務我們一共列出來了4條,第1條,越近影子越小,然後小圓片投射在大圓片上面的影子越濃;第2條,越遠,影子越大越淡;第3條,越遠,在大圓片上會出現重影;第4條,把小圓片跟光源靠近,小圓片的影子完全蓋住大圓片。第2個任務,我們發現無論怎樣調整,大圓片的影子始終都能蓋住小圓片。謝謝大家!
師:好,非常感謝,有沒有不同意見或需要補充的?歡迎大家來交流。
(沒有同學舉手進行補充。)
師:看樣子是她的發言太完整了,已經代表你們所有的發現是嗎?
生:對。
師:非常高興大家能夠在短短的8分鐘時間內,把關於光和影的一些特點能夠概括出來,並有所新的發現。在這裡我想不僅是我們的實驗室裡,可以做出類似於任務一、任務二這樣遮光、投影的這樣一些實驗。其實在我們的生活中,乃至於我們的宇宙中也會發生像我們任務一、任務二發生的現象。接下來請大家看大屏幕,我在12天前為今天這節課做了一個微視頻,反映的是我們4年前發生的一件事。
(教師播放2009年日全食視頻。)
師:相信大家已經看到了,視頻中反映的是日食,而且是日全食。我相信咱們重慶的同學在二年級暑假的時候,可能看到了這樣的奇觀。在武漢也看到了,我們把這個奇觀拍了下來。現在想問一下大家,在座的同學,你對日食有多少了解?誰給大家說一說?
生:大家好,我對日食的了解是,太陽和月亮還有地球重合在一條線上會發生日食的現象。
生:大家好!我對日食的了解其實分三種:有日環食、日全食和日偏食。
生:大家好,我知道日食是地球、月亮、太陽重合在一條線上,當然地球、太陽是在兩邊,月球是在它們的中間。
生:大家好,我認為日食一般會在農曆的初一才出現。
師:我們來看一下黑板。今天做了兩個與影子有關係的實驗。你認為哪個任務更符合你對日食的了解?
生:大家好,我認為任務一更符合日食的情況。
師:你能具體說一下是哪三個天體嗎?
生:光源是太陽,小圓片是月亮,大圓片是地球嗎。
師:我們都知道,月球別說跟太陽比了,月球比地球都小得多。怎麼它能夠把太陽擋住?
生:大家好,之所以月亮能把太陽給「吞掉」,我覺得這是與它們之間的距離有關係的。我認為月亮比較靠近地球,因為月球在中間就阻擋了一部分太陽的光到地球。
生:大家好,我認為是視覺上那個近大遠小的關係。因為月球比較靠近地球,所以說人的眼睛來看它就比較大;太陽離地球非常的遠,所以說它看上去非常的小。
生:而且我還認為光只能直線傳播,所以月亮能擋住它的光芒。
師:相信我們同學的介紹能讓大家理解為什麼遠比太陽小得多的月球能夠擋住太陽光了。在大家都看到了,這是日全食的時候,一個黑色的天體也就是月球擋住了太陽的光芒。外面這一層是太陽外面的大氣,也叫作日冕。我在整理照片的時候做了一個非常有趣的事情,我想知道月球當時看起來究竟比我們的太陽大多少?這是早上8:30初虧的時候我拍了一張太陽,我沿太陽外圈做了一個參考線。在10:39即將復圓的時候,我發現太陽仍然在原來的參考線內。我們把參考線放在全食的圖片上,原來月球看上去真的比太陽大了一圈。是不是所有的日食都是這樣的呢?這是在2010年1月15號,農曆的十二月初一,我帶領我學生到雲南大理拍攝的日環食的圖片。我看給大家展示幾張我們接近食甚時候的圖片。這是16:39分,我看到擋住太陽的黑色天體是誰?
生:月亮(齊)。
師:沒錯,是月亮。隨著時間的推移,它在逐步向太陽中心靠近(出示16:41的圖片),這個時候是食甚(出示16:45的圖片),隨著時間的推移,月亮慢慢離開了太陽直至全部離開。這是食甚時候的一張圖片(出示16:45的圖片),看一看月亮這時候沒有完全覆蓋住太陽,甚至比太陽還小一大圈。外面這一圈可不是日冕,是沒被擋住的太陽。問題來了,請你們在小組裡思考一下,你認為有哪些可能性會造成日環食的發生?
(學生在小組內進行2分鐘交流。)
生:大家好!我們這次小組覺得是和太陽、月球的距離有關,然後我們覺得是太陽越轉越遠了。
生:大家好,我認為有可能是月球是圍繞地球橢圓形運動,在有時候是離地球遠的時候,太陽照射的光,月球就不能完全把它擋住。
生:大家好,我也認為是地球離太陽越來越遠了,因為地球在夏天的時候,它就肯定離太陽更近,所以說它就更熱;它冬天的時候離太陽就越遠,所以說月亮的位置應該是沒有改變,但地球在冬天的時候只能看見日環食。
生:我比較不贊同陳新宇的觀點,因為他剛才說地球離太陽越近就會很熱,但是就像我們剛才討論的那樣,我們夏天的時候一般都會下雨都下得很大,而冬天的時候雨都下得很小,我覺得是地球離太陽越遠才對。
師:大家好,我認為應該是太陽系的運行軌道的問題,因為他有可能是橢圓形運轉,然後地球繞著橢圓的不是兩邊,而是中間的那個位置的時候,他就離太陽近了一些,然後應該是夏天的時候。月球是圍著地球轉的,只能說月球的軌道是不變的。
師:非常感謝。我覺得謝家灣小學六年級7班同學發言都很精彩。我沒聽錯的話,大家的發言大概是兩種可能性:一種可能性,是因為月球與我們的遠近造成的;另一種可能性是因為我們與太陽的遠近造成的。是這樣嗎?我們來試一下好嗎?
生:好(齊)。
師:請大家注意到我進來(教師用自製日食模擬演示器材,包含戴在頭上的攝像頭,手持的小圓片和一個圓形的光源),我上有一個攝像頭,這個攝像頭相當於我們地球上的觀測者,前方的燈光代表的是我們的太陽,還有我拿著的月亮。先做一種可能性的模擬,月球距地球遠近不同。現在月球離我們地球比較近(「太陽全部遮住」),我現在讓月球離我們的地球遠一些(「太陽」只在中心部分被遮住)。
(學生觀察教師演示)
師:現在再做第二種可能性,月球和地球的距離不變。我現在慢慢地靠近太陽,大家看有什麼狀況發生(「太陽」只有中心部分被遮擋住)?我現在遠離太陽(「太陽」被全部遮擋住)。正如同學們剛才所說,我們的月球有時候會離地球近一點,有時候會離地球遠一點。我們的地球在冬天會離太陽近一些,在冬天會離太陽遠一些,也有距離的變化。那究竟是哪一種原因造成了環食的出現,或是哪一個因素起了決定性的作用?我這裡沒有答案,你們有興趣可以找一下日月的距離、日地的距離,來去思考。接下來,給大家展示的是一組我和我的同學們拍攝的月食的圖片。這是2001年7月5號農曆五月十五拍攝的一組月全食,這是2004年5月5號,農曆的三月十七拍攝的一組月全食。這是2011年12月10號農曆十一月十六拍攝的月全食。大家包括我們在座的一些聽課的老師會發現,月食並不是只是發生在農曆的十五。但不管怎麼樣,大家都可以看到是一個陰影遮住了月亮的光。對於月食你會跟大家怎樣解釋?
生:大家好,我認為這個現象跟日食的現象差不多,就是地球和月球的位置交換,然後地球遮住了月亮的光線,所以說就產生了月食。
生:大家好,我想補充一下,這裡不是月球本身帶著的光,月球本身沒有光,是借用太陽的光,然後地球把月球借到太陽的光給擋住了。月球沒有光了就產生了月食。
師:非常感謝,兩個同學的發言完善了我們對月食的認識。現在我想請教大家一下,我們拍月食有十幾年了,但始終沒有拍過月環食,據說想拍攝也是不可能的,我不知道大家是怎樣想的。
生:大家好,我認為月環食不可能存在,因為地球比月球大,然後無論地球離光源有多遠有多近,投射的影子肯定比月球大,所以說不可能有月環食。