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中职学校利用模拟天文软件开展天文兴趣活动的实践与思考【摘要】本文以模拟天文软件Starry Night Pro 6.0在教学过程中的使用为例，探讨了在天文科普教育中如何利用先进的信息技术进行教学。 【关键词】天文科普模拟天文软件Starry Night Pro 由于中职院校的特点，中职院校很少有天文望远镜等天文教学仪器和挂图。而且出于对学生安全的考虑，更不可在夜间组织学生进行天文观测，这些都不利于天文兴趣活动的开展。随着近年来信息技术发展和普及，很多院校都有计算机机房，并且配备了电脑教学平台、投影仪等先进的教学设施。这使得利用模拟天文软件开展天文兴趣活动成为可能。 一、开展天文兴趣活动的总体理念 中职学生对未知事物的求知欲是巨大的，并且他们尝试着用已经学到的知识去解决问题。根据这个阶段学生的心理特点，建议把提高学生对天文的兴趣，培养自学能力作为首位。 天文科学是一门观测科学，也是一门与数学、物理、化学、哲学相互渗透、相互借鉴的科学，需要学习者具有较为深厚的基础知识。中职学生缺乏充足的知识，只能就其中简单的问题进行认识、理解和研究。因此，建议将天文基础知识、基本技能的教育放在第二位。 二、如何使用模拟型天文软件 (一)软件的选择。模拟天文软件分星空观测型模拟、特定对象观测型模拟两大类。星空观测型模拟软件主要功能是模拟天体在天球上的视运动为出发点的。学生可以利用这类软件了解天体是如何运动的、星座的位置和范围、天体的物理性质等知识。现时此类型中比较成熟的软件，国外的有Starry Night6.0、Skymap11.0，国内有立体星图。特定对象观测型模拟软件是针对某类或某个天体进行模拟观测的软件，如国内的星空观测小助手，就专门对太阳、月球及九大行星的位置进行计算，帮助有一定水平的天文爱好者找到要观测的天体。又如国外的MarsPreviewrII(火星表面浏览者)，VirtualMoonAtlas(虚拟月面图)及经本人汉化的广大天文爱好者普遍使用的Stdlarlum8.2都为本类软件的佼佼者。 (二)设置面向学生的天文专题，并用相应的软件实现。学生经常会向教师提出许多的天文问题，其中不少的问题都与天文观测有关。例如：天空中有多少个星座?今晚会看到哪些星星?我怎么样把它们认出来?为什么星星会移动?如何利用星星辨认方向?太阳系的行星是怎样围绕太阳旋转的?在别的星球看星星会怎样?诸如此类的问题在没有实际观测的支持下是很难直观地解释给学生们的。但现在利用模拟软件可以轻而易举地实现直观的教学。 根据学生的问题，将兴趣小组的课程用下列的几个专题组织起来。见表1。从表中我们可以看到除了第六个专题之外，其他的五个专题都可以用模拟型软件来实现，见表2。 三、教学案例 利用Starry Night 6.0来进行兴趣小组活动的。这款软件以观察者的视角模拟天象的运行，仿真度较高，适合没有观星经验的学生观看。而且它的功能强大：天体种类丰富、数量巨大，使用者可以通过点击天体来查询其各方面的资料，并且还能够直接连接到互联网。 (一)初识星空。城市里的多数学生没有进行过野外观星的活动。即使学生在家中，也由于周围环境的光害因素、作息时间的制约等而难以进行有目的的观星。利用StarryNight6.0的首要目的，就是要把星空之美、星空之奇展现给学生，极大地激发学生的兴趣。 1课前准备。(1)StarryNight6.0为英文软件，中职学生看多了会产生厌烦的情绪。因此应从网上下载了一些介绍四季星座、恒星的短文，作为星空演示的补充材料加深学生的认识。(2)调整软件的状态，使显示的天体、标注文字易于学生识别。天体的显示星等最低设定为6.0，这样既能显示出繁星点点的视觉效果，但又不至于天体太多，产生烦乱的感觉。 2课堂教学。(1)热身运动。先向学生提问，今天晚上你会看到什么星座的星星?接着打开软件，将时间调整为晚上，然后缓慢地调节视野所向的方位和高度，以展示星空的全部。(2)寻找北极星。利用软件演示寻找北极星的方法，打开Guides菜单，使Auto Identify功能处于选择状态。当鼠标移动到大熊座的位置时。会显示出大熊座的字样和希腊神话中大熊座的绘画形象。接着找到北极星的位置，引出北极星及小熊星座。然后按下时间菜单栏中时间向前按钮使时间前进，学生可以观看到众星围绕北极星做逆时针运动，进一步明确北极星的作用以及提高对周日视运动的感性认识。(3)12星座。将视野的方位定为东方，把时间菜单栏中步进时间间隔的数值改为1天，打开时间向前按钮让天体运动，学生将会看到经常谈论的黄道12星座逐次升起和落下，从中加深对周年视运动的感性认识。 (二)四季星空。前面的课程结束后，学生对各季节的星空产生了极大的兴趣。这时需按照冬、春、夏、秋的顺序介绍四季星空。在介绍时，把天象馆节目作为蓝本设计演示过程。比如冬季星空。需从容易辨认的猎户座人手，注重启发学生通过星座的特征区去辨认星座。接着以猎户座为中心，遍历周围的白羊、金牛、御夫、双子、小犬、大犬、天兔、波江、鲸鱼等星座，最后用冬季花环将主要亮星串联起来，使学生形成冬季星空的总体印象。 演示中可以把星座的连线和区域分别显示出来：方法是GuidesConstellafionsAstronomical。在显示单个星座时，多使用放大功能。 (三)日食和月食演示。首先演示日食天象。这是学生最感兴趣的。可使用Go菜单中的Companionbook功能，选择TheSolar System中的Sun Eclipse过程(共有4个，分别为日偏食、日全食、日环食和日食中月影在地球表面的投影)，并根据2009年7月22日的日全食设置相应的地点和时间进行演示。注意提醒学生观察月影掩食太阳起讫的位置，观察初亏、食甚、复圆的时刻。培养学生认真观察事物的精神。其次，使用Go菜单中InnerSolarSystem的功能，将观测者的位置设定为太阳系的空间内，通过对太阳、月球、地球的俯瞰、侧视，了解三者在空间中的位置。为了便于学生观察，可从显示对象中取消对行星以外天体的显示，突出显示这三个天体和地球、月球的轨道。 四、评价 在计算机机房。要求学生以小组为单位，利用软件完成一下任务：第一，分别显示夏季和冬季的星空，并从其中找到主要的星座和亮星。第二，演示周日视运动和周年视运动。第三，显示南半球的星空。第四，在星空中找出行星，并通过模拟星际飞行的功能，降落在那个星球上。并设计了一个评价表(表3)，使评价规范化。 这个评价表的评价角度由自我评价和教师评价构成，目的是让学生可以将自己标准与教师的标准进行对比，从而改变评价自己的标准，使之更好地指导自身继续地学习。使用小组合