地理活動課的類型有很多種劃分方法，可按活動課實(shí)施的地域環(huán)境劃分為校內(nèi)與校外，城市與鄉(xiāng)村等不同類型；又可依活動課的特征劃分為實(shí)驗(yàn)觀測型、考察調(diào)查型、娛樂表演型、宣傳競賽型等。這里，我們結(jié)合中學(xué)新教材，以學(xué)生的生活環(huán)境和活動內(nèi)容劃分為四個(gè)類型，即自然環(huán)境類、人文環(huán)境類、校園環(huán)境類和家庭環(huán)境類，分別闡述如下。
自然環(huán)境是與人文環(huán)境并列的兩大類地理環(huán)境。自然地理環(huán)境是由氣候、水體、生物、巖石、土壤等自然要素構(gòu)成的地域綜合體，自然要素間相互聯(lián)系相互制約。自然地理環(huán)境內(nèi)容豐富、復(fù)雜，涉及很多學(xué)科的知識，如氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、環(huán)境科學(xué)等。在數(shù)、理、化、天、地、生六大基礎(chǔ)自然學(xué)科中，自然地理環(huán)境就涉及一半。
從古至今，自然現(xiàn)象千變?nèi)f化，奧妙無窮，以自然環(huán)境為內(nèi)容的活動課具有真實(shí)、生動、誘人的特征。這類活動課通常都在大自然中完成，野外觀察，考察是主要活動手段。這類活動也是最基本的地理實(shí)踐活動，最能反映地理學(xué)特點(diǎn)的活動。
自然環(huán)境類活動課主要是培養(yǎng)學(xué)生對自然地理現(xiàn)象、事物的觀察能力、比較判斷能力、綜合能力、學(xué)會野外考察的方法、在大自然中鍛煉意志品質(zhì)。這方面活動內(nèi)容很多，如星空天體觀測、天氣氣候觀測、地質(zhì)、地貌、河湖、土壤、植被考察，還有自然災(zāi)害和某區(qū)域的自然環(huán)境調(diào)查等等。
這類活動受自然條件影響明顯。有些自然現(xiàn)象隨季節(jié)發(fā)生變化，只能在某些時(shí)候才能觀察到，如寒潮、臺風(fēng)等天氣現(xiàn)象；植被分布在我國北方地區(qū)只有夏秋季節(jié)適宜考察。另外，自然地理現(xiàn)象空間分布差異明顯，因此為了觀察到某些典型事物，便需要長途跋涉才能實(shí)現(xiàn)。這些方面表現(xiàn)出不同于其他類型活動課。
第一節(jié) 天文觀測
知識要點(diǎn) | 一、星空觀測 |
| 二、天體觀測 | |
| 三、天象觀測 |
在現(xiàn)行初中、高中地理教材中都安排有宇宙環(huán)境的教學(xué)內(nèi)容，天文學(xué)知識在廣大青少年中的普及任務(wù)，實(shí)際上是由地理教育承擔(dān)的。學(xué)習(xí)和拓寬天文知識有利于學(xué)生從宏觀上認(rèn)識地球，從地外原因科學(xué)地解釋地球上的現(xiàn)象；有利于他們破除迷信，樹立正確的宇宙觀，不致被種種歪理邪說所蒙蔽；天文觀測活動更有利于提高學(xué)生的動手能力，合作能力，學(xué)會使用天文觀測儀器的方法。
當(dāng)今，宇航事業(yè)的發(fā)展，使古老的天文學(xué)插上翅膀，跨到當(dāng)代科學(xué)的前沿。地外天文觀測不僅使我們對太陽、月亮、行星有了更具體的了解，而且為人類展現(xiàn)了宇宙深處的景象。美國宇航局發(fā)射的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，剛剛卸任的俄羅斯和平號空間站，都屢立“戰(zhàn)功”。這些吸引了很多青少年，成為天文愛好者。很多人自己購置了天文望遠(yuǎn)鏡，觀測重要天象。如獅子座流星雨，海爾一波普彗星，1997年漠河日全食，2000年11月“土木抱月”等天象幾乎是家喻戶曉?？梢哉f，天文知識普及正在空前高漲，也正是我們開展天文觀測活動的大好時(shí)機(jī)。
天文觀測活動具有以下特點(diǎn)。
①長期性 一般的天文觀測都不是一朝一夕即可完成，就是最基礎(chǔ)的認(rèn)識星座和星空變化都是一個(gè)反復(fù)辨別、確認(rèn)的過程。尤其是要認(rèn)識天體的變化特征、運(yùn)動規(guī)律等都需要長期觀測，如果想在天文觀測中有所發(fā)現(xiàn)，更需要長期不懈的努力。
②時(shí)間性 各種天體的運(yùn)行，各種天象的發(fā)生，都有嚴(yán)格的時(shí)間性。一次壯麗的日全食過程有1-2個(gè)小時(shí)，而“倍利珠”現(xiàn)象只能在幾秒鐘內(nèi)可見。錯(cuò)過了時(shí)機(jī)，無法彌補(bǔ)。因此，天文觀測要有周密的計(jì)劃。在觀測之前對時(shí)間、地點(diǎn)、人員、儀器，乃至觀測步驟和具體分工都要安排妥當(dāng)。有些重要天象觀測，還需要預(yù)先演習(xí)，天象攝影要通過試拍找到經(jīng)驗(yàn)，確保萬無一失。
③合作性 天文觀測常需要兩個(gè)或兩個(gè)以上的人一起完成。至少是一人觀測，一人記錄。如觀測流星雨時(shí)，兩人組成一個(gè)小組，負(fù)責(zé)觀測的人隨時(shí)報(bào)告流星亮度、顏色、歸屬星座等；記錄者要記下時(shí)間和觀測者口述內(nèi)容，二者配合默契，觀測效果才好。
④艱苦性 除了觀測太陽可以在白天進(jìn)行，其他天體觀測都要在晚上完成。夜間進(jìn)行觀測，冬天要經(jīng)受嚴(yán)寒、夏天要遭受蚊蟲叮咬，而且占用的是休息時(shí)間，是相當(dāng)艱苦的。另外，有的觀測目標(biāo)需要連續(xù)幾天追蹤，有時(shí)為了排除城市燈光的干擾，要帶著儀器到郊區(qū)農(nóng)村去觀測。
天文觀測的方式有肉眼觀測、望遠(yuǎn)鏡觀測、照相觀測等。有條件購置望遠(yuǎn)鏡來開展活動當(dāng)然很好，有些觀測如太陽黑子。行星等必須用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行。但是沒有望遠(yuǎn)鏡也是可以開展天文活動的。肉眼觀測內(nèi)容很多，如月相變化，星空的日變化和年變化，正午太陽高度變化等。天文觀測的內(nèi)容主要有天體觀測(日、月、行星、彗星、衛(wèi)星等)，天象觀測(日食、月食、流星雨等)。星空變化、天體攝影、簡易天文儀器制作等等。由于篇幅所限這里僅介紹幾個(gè)方面的活動方案，供教師參考。
方案1 四季星空
活動目標(biāo)
1.知識目標(biāo)
認(rèn)識不同季節(jié)星空的特點(diǎn)，學(xué)會辨認(rèn)主要星座和亮星；掌握星空季節(jié)變化的規(guī)律，預(yù)測星空分布大勢。
2.能力目標(biāo)
學(xué)會使用活動星圖認(rèn)星；掌握利用北極星確定當(dāng)?shù)胤较虻姆椒?。培養(yǎng)學(xué)生比較、鑒別等觀察，理解能力。
3.德育目標(biāo)
使學(xué)生樹立宇宙是物質(zhì)的、可知的科學(xué)宇宙觀，培養(yǎng)不怕困難、持之以恒、負(fù)責(zé)精神和科學(xué)態(tài)度。使學(xué)生樹立宇宙是物質(zhì)的、可知的科學(xué)宇宙觀，培養(yǎng)不怕困難、持之以恒、負(fù)責(zé)精神和科學(xué)態(tài)度。
活動需求與建議：
本方案初中、高中不同年級均適用，若初中學(xué)生活動時(shí)可略降低要求，將預(yù)測星空變化內(nèi)容去掉，或分幾次完成。初學(xué)認(rèn)星，最好選擇有依稀月光的晴朗夜晚，一般在農(nóng)歷月初較為合適。并要求找一個(gè)視野開闊、無燈光干擾的地方進(jìn)行。認(rèn)星時(shí)，教師可用聚光強(qiáng)的手電筒指引，便于學(xué)生辨認(rèn)。本方案可組織全班學(xué)生實(shí)施。夜間觀察星空可選在周末進(jìn)行，不影響學(xué)生第二天上課，如果找不出單獨(dú)完成的時(shí)間，也可以利用學(xué)生軍訓(xùn)、夏令營期間進(jìn)行，因?yàn)樗璧幕顒觾x器簡單，幾乎沒有經(jīng)費(fèi)問題，組織簡便易行。
活動準(zhǔn)備
1.背景知識
①星座
在古代天文學(xué)中，星座指明亮恒星構(gòu)成的，易于辨認(rèn)相互區(qū)別的圖形。近代天文學(xué)中的星座則指以人為界線劃分的天球區(qū)域。1922年，國際天文學(xué)聯(lián)合會對歷史上的星座進(jìn)行清理，分全天為88個(gè)星座。星座的名稱多半是希臘神話中的人物和獸類，如仙后、仙女、御夫、大熊、金牛、獅子、天鵝等，也有近代命名的矩尺、望遠(yuǎn)鏡、羅盤等名稱。
每一顆恒星都從屬于一定的星座，由此，國際上建立了恒星命名的規(guī)則：按每個(gè)星座中的恒星，明亮程度的順序，逐一標(biāo)上小寫的希臘字母，分別稱為X ,X星座α星，X星座β星等。如小熊座α星就是我們熟悉的北極星，大犬座α星是全天最亮的天狼星。這里像北極星、天狼星、還有天津四、心宿二等是我國古代流傳下來的中文名稱，通常也對照使用。
②星空分布大勢與辨認(rèn)方法 為了便于初學(xué)者入門，我們把星空作了劃分和簡化。
星區(qū)劃分：按一年分為四季的傳統(tǒng)，把球形天空(天球)按赤經(jīng)值(如同地球上的經(jīng)線值)分成四個(gè)星區(qū)(圖3-1)。每個(gè)星區(qū)跨赤經(jīng)6 h(90。)，每星區(qū)的中央經(jīng)線赤經(jīng)值分別是0 h，6 h，12h和18 h ，即春分圈、夏至圈、秋分圈和冬至圈。每個(gè)星區(qū)各以其主要的拱極星座命名，由西向東依次為仙后星區(qū)、御夫星區(qū)、大熊星區(qū)和天琴星區(qū)，簡稱為后、御、熊、琴。
星座簡化：在四瓣簡明星圖3—1中，我們只標(biāo)出全天88個(gè)星座中的20個(gè)，平均每個(gè)星區(qū)5個(gè)星座。這些星座中包括赤緯—45。以北，全部15顆一等星，大多數(shù)為二等星和部分三、四等星。利用簡化的四瓣星圖，可以比較容易地了解和熟悉星空中星座、亮星的分布格局。表3-1中列出各星區(qū)的主要星座和一等星及辨認(rèn)方法。
③星空變化規(guī)律 星空變化有兩個(gè)成分，涉及地球的兩種運(yùn)動。
A．星空周日變化，指夜間不同時(shí)刻所見星空面貌不同，這是由于地球不停地向東自轉(zhuǎn)運(yùn)動造成的。星空變化規(guī)律：星座不停地向西移動，與太陽的出沒相同，即東升西落。也就是說隨著時(shí)間的流逝，某地東方星座將替代南方中天星座，而南方中天星座會替代西方即將西落的星座。
B．星空季節(jié)變化，指夜間同一時(shí)刻，不同季節(jié)所見星空面貌不同。這是因?yàn)榈厍虿煌５叵驏|公轉(zhuǎn)太陽，每日約r，而在地球上看來，太陽在不停地向東運(yùn)動——太陽周年視運(yùn)動，太陽相對周圍星空每日東移約r，即星空每日西移約10。星空的這個(gè)變化一二日內(nèi)不易覺察，但是累積一個(gè)月乃至二三個(gè)月，星空的變化就明顯了，一年之后又會重復(fù)出現(xiàn)。這便是星空的季節(jié)變化。
但是，以上所說的太陽所在星座的變化，我們是觀察不到的。因?yàn)樾亲粫c太陽同現(xiàn)蒼穹。夜間可以見到的只是太陽所對星座，即從地球上看去，與太陽相反方向的星座，當(dāng)太陽落下地平面時(shí)，它們才升出地平面。
按照前面所述四大星區(qū)的劃分，太陽大體于春夏秋冬四季分別經(jīng)過后、御、熊、琴四大星區(qū)，而我們在四季能夠觀察到的星區(qū)則是春熊一夏琴一秋后一冬御。如果以春分、夏至、秋分和冬至四日為春夏秋冬四季的代表日期，四大星區(qū)的可見情況如表3—2。
這里應(yīng)該說明，春熊一夏琴一秋后一冬御四季星空，是指夜間子夜時(shí)分正南方星空的情形，如果是日落不久或黎明前的星空，就不相同了。大家觀測星空，通常總是在前半夜，如果以晚上21時(shí)觀測，那么，當(dāng)時(shí)位于東方天空正在升起的星區(qū)是太陽所對星區(qū)，位于西方天空即將西落的星區(qū)是太陽的東鄰星區(qū)，這樣，前半夜可見的四季星空便是春季為西御東熊；夏季為西熊東琴；秋季為西琴東后；冬季為西后東御。
以上孿化規(guī)律，教師可利用活動星圖講解。
④活動星圖使用方法見動星圖背面。
2.組織工作與物質(zhì)準(zhǔn)備
將學(xué)生分為若干個(gè)觀察小組，每組2～3人，并確定組長。準(zhǔn)備天球儀或活動星圖，記錄用筆、紙，手電筒?；顒有菆D和手電筒至少是每組一個(gè)。
活動實(shí)施
1.利用天球儀或活動星圖熟悉利用仙后座和大熊座尋找北極星的方法(圖3—2)和星空分布規(guī)律。在室內(nèi)分小組進(jìn)行。
2.在活動星圖上找出當(dāng)日可見星區(qū)的主要星座和亮星。
3.到室外，在夜空中確認(rèn)北極星，然后確定當(dāng)?shù)氐牡仄椒较颉７椒ǎ赫业奖睒O星后，觀測者面向北極星，并將其投影在地平面上，則正前方是正北，后方是正南，左方是正西，右方是正東。
4.辨認(rèn)當(dāng)日星空的主要星座和一等星，并完成記錄表(表3-3)中的相應(yīng)內(nèi)容。
5.根據(jù)星空變化規(guī)律，預(yù)測三個(gè)月相同時(shí)間可見星空狀況，完成已錄表中的相應(yīng)內(nèi)容。
活動總評講評
1.星空觀察結(jié)束時(shí)，布置學(xué)生回去整理記錄。然后交上來。
2. 總結(jié)講評應(yīng)在教師評閱觀測以最后進(jìn)行。
內(nèi)容：以提問或匯報(bào)形式鞏固星空分布和變化的知識．講評觀察記錄，表彰優(yōu)秀，并展示?？偨Y(jié)講評可請有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、同行等參加。
方案2 月相變化
活動目標(biāo)
1.知識目標(biāo) 通過月相觀察使學(xué)生了解月相的特征及其變化過程，并找出月相變化的規(guī)律；理解月相變化的原因，能夠科學(xué)地理解月相變化現(xiàn)象。
2.能力目標(biāo) 在活動中培養(yǎng)提高學(xué)生的觀察能力、對比分析能力、空間構(gòu)想和綜合思維能力，學(xué)會天文觀測的一般方法。
3.德育目標(biāo) 在較長時(shí)間的連續(xù)觀測中，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生不畏艱苦、勇于探索的精神和品質(zhì)。通過對月相的科學(xué)解釋，逐步樹立唯物論和科學(xué)的宇宙觀。
活動要求與建議:
本活動屬普及型活動，月亮無人不知，每日可見，題材生動誘人而且月相變化的科學(xué)內(nèi)涵豐富，適合全體學(xué)生參加，分小組完成，初中、高中年級均可。由于月相形成等知識難度較大，在初中學(xué)生活動時(shí)，可以只側(cè)重對月相變化規(guī)律的認(rèn)識。這個(gè)活動方案簡便易行。肉眼觀察月相，不需任何天文儀器，觀測場地也無特殊要求。對月相變化的一個(gè)全過程觀測，持續(xù)時(shí)間較長，但相同的月相會反復(fù)出現(xiàn)，觀察活動可反復(fù)進(jìn)行。如遇陰天或其他情況未能觀察，還可彌補(bǔ)。
活動準(zhǔn)備
月相指月球視形狀(在地球上看到的月球形狀)。月相變化即常說的月亮圓缺變化，是自古至今人們最常見的一種天文現(xiàn)象。然而，真正能夠準(zhǔn)確地說明月相變化規(guī)律以及科學(xué)地解釋這個(gè)現(xiàn)象的人卻不很普遍。
月相變化過程如圖3—3所示。月球是不停地繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)月球恰好位于地球和太陽之間時(shí)，從地球上看去，月亮和太陽在同一方向上，叫做朔，此時(shí)是農(nóng)歷初一。這時(shí)，月亮的暗面正對著我們，這時(shí)的月相叫新月，我們看不見。朔過后一兩天，月亮離開太陽有一段距離，我們可以看見月亮被照亮的一小部分，形似娥眉，這時(shí)的月相叫娥眉月。
當(dāng)月亮走到太陽東面900 的時(shí)候，在地球上可以看見月亮西邊明亮的半圓，這時(shí)的月相叫上弦月，上弦月出現(xiàn)在農(nóng)歷初七或初八。上弦月晚于太陽落下上半夜見廣西部天空。以后，月亮明亮的部分越來越大。當(dāng)月亮走到太陽相反方向的地球另一側(cè)時(shí)，它在天空中與太陽相距1800，叫做望，正值農(nóng)歷十五或十六，整夜可以看到圓圓的門亮，即滿月。
滿月后，月亮明亮的部分逐漸變小，而且明亮的部分變?yōu)闁|邊，當(dāng)月亮走到太陽西邊900的時(shí)候，可以看見月亮東邊的半圓——下弦月，此時(shí)一般是農(nóng)歷的廿二或廿三。下弦月早于太陽升起，后牛夜見于東方天空。然后月亮繼續(xù)向東走，越來越靠近太陽，又變成與蛾眉月類似的殘?jiān)?/strong>，慢慢地月亮義見不到了。
月亮由朔到下一次朔所經(jīng)歷的時(shí)問是一個(gè)朔望月，纖歷時(shí)間29.5306日，即我國農(nóng)歷一個(gè)月，月是月相變化的一個(gè)周期。月相變化和出沒地平規(guī)律總結(jié)表3—4。
月相變化規(guī)律(圖3-3)很明顯，農(nóng)歷上半月，月亮由缺變圓，月相凸面向西，西半邊亮；農(nóng)歷下半月，月亮由圓變?nèi)?，月相凸面向東，東半邊亮。月亮越圓，夜晚可見時(shí)間越長；月牙越窄，可見時(shí)間越短。
為什么月相變化如此有規(guī)律呢？這要從月球本身說起。月球本身不發(fā)光，只能反射太陽光。在太陽照射下，月球總是被分為明亮和陰暗兩個(gè)半球，即月球的晝半球和夜半球。但是，從地球上看去，這明暗兩部分的對比時(shí)刻發(fā)生變化，有時(shí)看到它的明亮半球，有時(shí)看到它的黑暗半球，一些時(shí)候月亮的明亮部分不斷擴(kuò)大，另一些時(shí)刻黑暗部分越來越大，這就是月亮的圓缺變化，這種變化由日、月、地三者的相對位置決定，取決于兩方面因素：一是太陽照射月球的方向；二是地球上觀測月球的方向。
活動實(shí)施
1.室內(nèi)布置觀察方法 觀察地點(diǎn)應(yīng)選擇正南方向比較開闊的地方，而且地點(diǎn)最好不變動。觀察時(shí)間為農(nóng)歷一個(gè)月，但是不一定從初一開始，只要完成月相變化一個(gè)周期觀察即可?？梢?—3天觀察一次，每次觀察的時(shí)刻應(yīng)相對固定，這樣便于對月相進(jìn)行比較。一般，上半月(農(nóng)歷)在黃昏時(shí)分觀察，下半月在黎明時(shí)分觀察。
觀察內(nèi)容主要是月亮所在地平方位和高度；月相特征及變化(即明亮部分變化)。在觀察時(shí)，應(yīng)如實(shí)作好觀察記錄，不得虛構(gòu)，應(yīng)盡量詳細(xì)具體完成觀察報(bào)告。
以小組為單位進(jìn)行觀察，組長負(fù)責(zé) 每組 2、3人，可以互相討論．督促完成。開始的幾次觀察，教師應(yīng)參加．并作此具體指導(dǎo)。
3.室內(nèi)整理記錄，以小組為單位 通過討論總結(jié)出月相變化規(guī)律及觀察中問題，完成觀察報(bào)告。推選出匯報(bào)人。這個(gè)過程是學(xué)生驗(yàn)證月相變化規(guī)律、進(jìn)一步理解消化月相變化原因的過程，不可忽視。
活動總評講評
召開總結(jié)會，內(nèi)容主要是二個(gè)。
1.各小組的代表向大會匯報(bào)活動進(jìn)行情況，觀察結(jié)果，講解月相變化規(guī)律和原理。
2.教師講評總結(jié)教師對活動進(jìn)行全面總結(jié)基礎(chǔ)上，評選出優(yōu)秀小組。應(yīng)該依據(jù)觀察情況、觀察報(bào)告及匯報(bào)講解及鉆研進(jìn)取，團(tuán)結(jié)合作等方面的綜合表現(xiàn)確定。展示他們的觀察報(bào)告。最后解答疑難，找出這次活動的不足。
方案3 太陽黑子觀測
活動目標(biāo)
1．知識目標(biāo) 通過觀測活動使學(xué)生了解太陽黑子的形態(tài)二數(shù)量、分布等規(guī)律；認(rèn)識太陽自轉(zhuǎn)運(yùn)動；加深理解太陽活動對地球的影響。
2．能力目標(biāo) 使學(xué)生了解天文望遠(yuǎn)鏡的主要結(jié)構(gòu)與性能；學(xué)會使用望遠(yuǎn)鏡觀測太陽黑子的方法；提高綜合分析問題的能力。
3。德育目標(biāo) 使學(xué)生了解從人類自身的利益出發(fā)認(rèn)識太陽現(xiàn)象的重要性，并激發(fā)青少年對未知宇宙天體的積極探索精神。
活動要求與建議
太陽黑子觀測活動最好是在太陽活動高峰期內(nèi)組織，這期間太陽黑子數(shù)目多，黑子面積較大，變化明顯，便于觀察。當(dāng)然，不是太陽高峰期也能看見太陽黑子，只是黑子小而少，要勤于觀測而且要細(xì)心觀察。太陽黑子觀測要在晴朗無云的日子里進(jìn)行。
太陽黑子可以肉眼觀測，也可以用望遠(yuǎn)鏡觀測。因?yàn)樘柡谧雍苄?，肉眼觀測效果不好。本方案主要介紹利用天文望遠(yuǎn)鏡觀測太陽黑子的方法，適宜備有天文望遠(yuǎn)鏡的學(xué)校進(jìn)行。關(guān)于觀測場地沒有特殊要求，只要地面平坦（便于望遠(yuǎn)鏡放置)、環(huán)境較開闊即可，也可以利用學(xué)?，F(xiàn)有的地理園、氣象園。沒有望遠(yuǎn)鏡的學(xué)?？梢缘疆?dāng)?shù)靥煳呐_，科技館完成。
太陽黑子觀測活動適宜地理興趣小組、天文興趣小組或中學(xué)高年級學(xué)生。
活動準(zhǔn)備
1．背景知識
①太陽黑子概況 太陽大氣光球?qū)映霈F(xiàn)的暗色斑點(diǎn)即是太陽黑子。太陽黑子看上去是暗黑的，其實(shí)它在發(fā)光，一個(gè)大的黑子能發(fā)出跟滿月一樣的光。黑子的溫度很高，平均約4500開爾文，只是因?yàn)樗裙馇驅(qū)悠骄鶞囟?770開爾文低，看上去才顯得暗些。
太陽黑子大小不一，大的黑子直徑可達(dá)20萬千米。黑子的形狀像一個(gè)淺碟，中間凹陷約500千米。在望遠(yuǎn)鏡中可以看到黑子的本影和半影，如圖3-4，黑子中間的暗核叫本影，本影周圍較亮的部分叫半影。
太陽黑子通常成對出現(xiàn)，在太陽表面緩慢移動。在一個(gè)太陽黑子周期中，黑子一般在中高緯度形成，然后緩慢地向低緯度方向移動，最后在太陽赤道附近消失。黑子在日面上的緯度分布不均勻，幾乎所有的黑子都集中在±80—±450。如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，繪出黑子在日面緯度上的分布，形狀像一群蝴蝶，這就是著名的蝴蝶圖。在這里應(yīng)該說明，在一星期，兩星期或更短時(shí)間內(nèi)觀測到的黑子在太陽表面位置的變化，是太陽自轉(zhuǎn)運(yùn)動的表現(xiàn)，不是黑子在日面的移動。對比黑子的觀測記錄，可以知道，黑子在日面由西向東(地面觀察者的東方)移動，某一部分黑子從西部出現(xiàn)至東部消失，大約需兩周時(shí)間。因?yàn)樘栕赞D(zhuǎn)周期27天。
太陽黑子的觀測已經(jīng)有幾百年的歷史了，究竟太陽黑子是什么，直至20世紀(jì)末天文學(xué)家才得到比較肯定的回答。黑子是太陽表面強(qiáng)磁場的旋渦。在一般情況下，太陽磁場的磁力線都隱藏在太陽的內(nèi)部，但有時(shí)太陽內(nèi)部氣體的劇烈運(yùn)動，會造成磁力線扭曲，扭曲嚴(yán)重的地方，磁力線就從太陽表面拱出采。在磁力線拱出來的地方，溫度降低，就形成了黑子。因此，黑子成對出現(xiàn)，而且分別具有正、負(fù)極性。
②太陽活動的周期性及對地球的影響 太陽黑子是復(fù)雜的太陽活動中的一種形式，是太陽活動強(qiáng)弱的標(biāo)志。黑子出現(xiàn)較多時(shí)，太陽活動強(qiáng)烈，反之活動微弱。對長期累積的黑子數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到，太陽黑子的活動周期為11年。
通常表示黑子數(shù)變化的指標(biāo)是太陽黑子相對數(shù)(R)。這是1849年瑞士蘇黎世天文臺的R·沃爾夫提出并使用的。 R=K(10g+f ) ---其中g(shù)是觀測到的黑子群數(shù)，，f是觀測到的單個(gè)黑子總數(shù)，K是換算系數(shù)。我們只作短期觀測可取K=1。g和f計(jì)數(shù)的一般方法是，黑子聚在一起算做一群，黑子群通常含2個(gè)主要黑子；有的黑子孤單一個(gè)，同別的黑子距離較遠(yuǎn)，也算一群；黑子的個(gè)數(shù)一般按本影個(gè)數(shù)計(jì)算，單獨(dú)一個(gè)半影點(diǎn)也算一個(gè)黑子。沃爾夫利用這個(gè)方法，分析了大量歷史資料，得出黑子活動周期大約是11．1年。
國際天文學(xué)界把1755年開始的太陽活動峰年，作為太陽活動第一周期。目前正處于第23周期，天文學(xué)家預(yù)測本周期太陽黑子的高峰年是2000～2002年。太陽活動強(qiáng)烈會對地球人類產(chǎn)生許多影響，所以世界各國都很重視太陽黑子的觀測和研究。
太陽活動強(qiáng)烈時(shí)會騷擾地球大氣中的電離層，引起地面無線電通訊紊亂甚至中斷。據(jù)中國科學(xué)院研制的風(fēng)云一號、風(fēng)云二號衛(wèi)星的空間粒子監(jiān)測儀器探測，2000年7月14日晚太陽突然發(fā)出強(qiáng)烈高能粒子流，這是本輪太陽活動周期中迄今為止最大的一次。這次太陽風(fēng)暴16日零時(shí)開始和地球相遇，其時(shí)中國各地先后發(fā)生嚴(yán)重的電離層暴，電離層的部分臨界頻率急劇下降或被嚴(yán)重遮蔽，直到見不到回波。據(jù)悉，這次太陽風(fēng)暴導(dǎo)致北京地區(qū)的短波通訊完全中斷達(dá)20多分鐘，滿洲里、長春、青島等地部分波段幾乎沒有回波。這次電離層暴于7月16日20時(shí)至24時(shí)左右在中國各地先后結(jié)束，很快無線電通訊恢復(fù)正常。
另外，從歷史資料分析，地球上許多地區(qū)的旱澇災(zāi)害也呈現(xiàn)11年的周期，與太陽活動周期相吻合。這說明太陽活動對氣候及植物生長有重要影響。我國著名氣象學(xué)家竺可楨在1926年就發(fā)現(xiàn)，黑子多時(shí)長江流域雨量大，反之雨量則少。1991年太陽黑子極大年，長江流域發(fā)大水，1998一1999年太陽活動進(jìn)入第23周期，長江水量連年增大。在太陽高峰年前后，有些地區(qū)樹木生長迅速，農(nóng)作物豐收，糧價(jià)降低。1958年是太陽活動第19周期的極大年，我國的小麥產(chǎn)量比極小年增加22％，前蘇聯(lián)增加54％，加拿大增加27％。
不僅如此，太陽活動強(qiáng)烈時(shí)對人體生理、心理影響也很大。因?yàn)樘柣顒釉鰪?qiáng)使地面磁場發(fā)生變化，擾亂人體內(nèi)的生物電流，使心血管病高發(fā)、猝死病增多。太陽發(fā)出的強(qiáng)粒子流會影響人的神經(jīng)功能，使人的判斷力、自控力減弱，導(dǎo)致交通事故增多。為了減少紫外線對人體傷害，可以選擇紅色、白色服裝，盡量避免陽光的直射等。
③天文望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)、性能 以南京天文儀器廠生產(chǎn)的120毫米折反射望遠(yuǎn)鏡為例，介紹天文望遠(yuǎn)鏡。
A．結(jié)構(gòu)裝置 120望遠(yuǎn)鏡為赤道式裝置，由互相垂直的極軸和赤緯軸構(gòu)成。鏡筒圍繞極軸旋轉(zhuǎn)可以調(diào)節(jié)赤經(jīng)或時(shí)角值；鏡筒圍繞赤緯軸旋轉(zhuǎn)可以調(diào)整赤緯大小。除以上轉(zhuǎn)動度量裝置，望遠(yuǎn)鏡還有主鏡、尋星鏡和跟蹤裝置(圖3-5)。主鏡是望遠(yuǎn)鏡的主體，由物鏡和目鏡組成。物鏡即指向觀測目標(biāo)一端，通常由多個(gè)光學(xué)鏡片組成o 120望遠(yuǎn)鏡的物鏡是鍍鋁反射鏡，并配有改正透鏡，用來消除像差。由于它的物鏡是由反射鏡和折射鏡組成，所以屬于折反射望遠(yuǎn)鏡，如(圖3-6)望遠(yuǎn)鏡的目鏡，即接觀察者眼睛一端。·120望遠(yuǎn)鏡備有一組(4個(gè))目鏡，并巧妙地裝配在一起，觀測時(shí)旋轉(zhuǎn)一下，就可以得到不同的放大率。
尋星鏡是用來尋找觀測目標(biāo)及粗略觀察的裝置，一般口徑較小，視場較大，放大倍數(shù)較小。120望遠(yuǎn)鏡尋星鏡的口徑為35毫米，放大率7，視場5.2 0跟蹤裝置也稱轉(zhuǎn)移鐘，用于較長時(shí)間跟蹤觀測目標(biāo)。有些簡易望遠(yuǎn)鏡沒有這部分裝置。
B．主要性能 衡量望遠(yuǎn)鏡性能優(yōu)劣，主要由以下5個(gè)指標(biāo)，這也是購買天文望遠(yuǎn)鏡時(shí)必須考慮和注意的事情。物鏡的有效口徑(D)即物鏡的直徑，是望遠(yuǎn)鏡最基本的性能，口徑越大越好，看到的天體越明亮。通常望遠(yuǎn)鏡的品牌上都標(biāo)有它的有效口徑。120望遠(yuǎn)鏡的口徑就是120毫米。
相對口徑(A)，指物鏡有效口徑同物鏡焦距F的比值，也叫光力，即 A=D／F。月亮、行星等太陽系的天體在望遠(yuǎn)鏡中的明亮程度與A2成正比。相對口徑越大，天體成像越明亮。
放大率(M)，也叫放大倍數(shù)，它取決于物鏡焦距(F)與目鏡焦距(f )的比值，即M=F／f。從這個(gè)關(guān)系式可知，放大倍數(shù)與物鏡焦距成正比，與目鏡焦距成反比。某一架望遠(yuǎn)鏡的物鏡焦距是即定的，而目鏡都配備幾個(gè)不同焦距，就可以具有幾種放大率。20倍以上的望遠(yuǎn)鏡都可以看清黑子的結(jié)構(gòu)形態(tài)。
分辨角(q)，是衡量望遠(yuǎn)鏡觀測天體細(xì)節(jié)程度的一個(gè)指標(biāo)。它指通過望遠(yuǎn)鏡剛剛能夠把十分接近的兩顆星分辨開時(shí)，這兩顆星間的最小角距離(相對觀測者所張的角)，單位是角秒。q 的大小用下式表示 q =140 ／D。
D的單位為毫米。分辨角是望遠(yuǎn)鏡性能的重要指標(biāo)，對天文觀測來說，分辨角往往比放大率更重要。
視場：在望遠(yuǎn)鏡中能夠看到的天空區(qū)域的角直徑，叫做視場。視場大小同望遠(yuǎn)鏡目鏡焦距成正比。前面提到，目鏡焦距同放大率成反比，因此，望遠(yuǎn)鏡的放大率越大，視場越小，反之視場越大。
120望遠(yuǎn)鏡的物鏡焦距是1500毫米；4種目鏡的放大倍數(shù)分別是38，60，100和200；視場分別是50 ‘，36.5 ‘，20，‘，15 ‘。
2．器材準(zhǔn)備 觀測前，必須熟悉即將使用的天文望遠(yuǎn)鏡的使用方法，并在觀測地點(diǎn)作好望遠(yuǎn)鏡的調(diào)平和極軸定向(使極軸的地平高度等于當(dāng)?shù)氐乩砭暥?，極軸的地平方位在當(dāng)?shù)氐仄秸狈较?。
準(zhǔn)備好望遠(yuǎn)鏡的濾光片，沒有濾光片也可用幾張廢舊膠片疊在一起擋在目鏡前。這是因?yàn)樘柟馓珡?qiáng)，切記不可用肉眼直接在望遠(yuǎn)鏡中觀看，那樣會灼傷眼睛。
記錄紙若干張。使用潔白且不反光的紙，在上面以50毫米為半徑畫一個(gè)圓圈，畫二條互相垂直的直徑，把圓分成4等分。在4個(gè)等分點(diǎn)上，按照上北、下南、左西、右東標(biāo)上東、南、西、北方向。在記錄紙的一角寫上觀測日期、時(shí)間、天氣狀況、觀測者等。
準(zhǔn)備使用轉(zhuǎn)移鐘觀測，需要5節(jié)1號電池。再有就是描畫黑子用的鉛筆和手表等。在組織學(xué)生觀測之前，教師最好試觀測一次，以便找出經(jīng)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)問題。由于準(zhǔn)備工作較多，可師生共同完成。
3．組織工作 將學(xué)生分成若干觀測小組，提前將活動方案和需要做的準(zhǔn)備工作布置給他們，各小組成員作好分工，望遠(yuǎn)鏡操作應(yīng)有專人負(fù)責(zé)。由于望遠(yuǎn)鏡只有一架，學(xué)生比較多時(shí)可以安排各小組在不同時(shí)間分別進(jìn)行。排出時(shí)間表，當(dāng)然最好是連續(xù)進(jìn)行，因?yàn)橐苿油h(yuǎn)鏡又要重新調(diào)平、定位，太麻煩。
活動實(shí)施
根據(jù)各學(xué)校望遠(yuǎn)鏡的種類和功能，以及學(xué)生的實(shí)際情況，觀測活動有兩種形式。
(一)通過望遠(yuǎn)鏡直接觀察
教師組織學(xué)生在望遠(yuǎn)鏡下，對某一時(shí)間的太陽黑子進(jìn)行放大觀察，不便作準(zhǔn)確的記錄和多次觀測比較。適宜觀察者較少時(shí)采用。
1．在完成望遠(yuǎn)鏡基座調(diào)平和極軸定向的基礎(chǔ)上，在尋星鏡和主鏡前加上減光裝置，將主鏡筒對準(zhǔn)太陽。首先，松動赤經(jīng)赤緯的粗調(diào)螺絲，調(diào)整主鏡筒方向，使太陽進(jìn)入尋星鏡，并位于尋星鏡十字絲的正中。這時(shí)在主鏡中就可見到太陽像。然后，·調(diào)整赤經(jīng)、赤緯微調(diào)螺絲，使太陽像位于主鏡正中。
2．調(diào)整主鏡焦距，使太陽像清晰。這時(shí)可以開動轉(zhuǎn)移鐘，保持太陽像在主鏡面的位置，便開始太陽黑子觀察。沒有轉(zhuǎn)移鐘的望遠(yuǎn)鏡，需要不停地調(diào)整微動螺絲，否則太陽像會很快移出鏡面。
3．觀察太陽黑子的數(shù)量，分布以及較大黑子的本影、半影等，并通過口述作好觀測記錄。
(二)通過望遠(yuǎn)鏡投影觀察
如果教師計(jì)劃通過觀測來驗(yàn)證或得到黑子活動的某些規(guī)律，需要把每次的觀測情況記錄。下來進(jìn)行比較，應(yīng)該采取投影觀測。另外，投影觀測比較安全，也有利于每個(gè)小組人數(shù)較多時(shí)，同時(shí)進(jìn)行觀察。
1. 按前面直接觀察的方法，使太陽在主鏡中成像。
2．在望遠(yuǎn)鏡上安放投影板，并放上記錄紙。通過調(diào)節(jié)投影目鏡焦距和移動投影板的距離，獲得邊緣清晰的太陽像。應(yīng)該使太陽像的邊緣與記錄紙上的圓圈重合，同時(shí)把記錄紙上標(biāo)有的方向與觀測地的地平方位相吻合。
3．開動轉(zhuǎn)移鐘，使望遠(yuǎn)鏡跟蹤日面運(yùn)動，用鉛筆迅速地逐一描畫黑子輪廓，可先畫半影，后畫本影；先畫西邊的黑子，后畫東邊的；先畫大黑子群，后畫小黑子群，力求準(zhǔn)確清楚。最后記下觀測時(shí)間、天氣狀況等。
4．室內(nèi)工作 每次觀測后應(yīng)對記錄進(jìn)行整理分析，一是計(jì)算太陽黑子相對數(shù)；二是與前面的觀測結(jié)果進(jìn)行比較分析，得出初步結(jié)果。投影觀測應(yīng)至少組織3～4次，否則得不到規(guī)律性認(rèn)識。
活動總評講評
太陽黑子觀測活動，涉及的知識較多，又不是一次完成，總結(jié)講評工作任務(wù)重，教師應(yīng)作好計(jì)劃。最好采取專題形式總結(jié)，教師把活動內(nèi)容分成幾個(gè)專題，如下面分成A、B、C、D四個(gè)專題，各小組任選一題進(jìn)行總結(jié)。這樣總結(jié)，從全班看內(nèi)容全面，而各小組的總結(jié)又比較詳細(xì)具體。教師在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候組織全體同學(xué)參加的交流會，并展示他們的觀測成果。同時(shí)，教師還應(yīng)表彰優(yōu)秀，指出不足。
教師可以擬定下面內(nèi)容，供學(xué)生總結(jié)時(shí)選擇。
A．①觀測中你看到黑子移動現(xiàn)象嗎?依據(jù)是什么?(指觀測記錄等)
②太陽黑子在日面移動有什么規(guī)律?(觀測中見到是由東向西移動，二周左右消失；長期
觀測應(yīng)該見到由日面中高緯度向赤道方向移動等)
③你見到的黑子移動現(xiàn)象，說明什么問題?(太陽自轉(zhuǎn))
B．①根據(jù)你的觀測記錄，統(tǒng)計(jì)出太陽黑子相對數(shù)是多少?怎樣計(jì)算的?
②觀測過程中黑子相對數(shù)是否有變化?黑子相對數(shù)應(yīng)該怎樣變化?(11年為周期變化，2001年以后逐漸減小)
C．①如果你是天文望遠(yuǎn)鏡的生產(chǎn)廠家，如何向天文愛好者介紹、推薦本校這種類犁的天文望遠(yuǎn)鏡?(主要性能)
②你是怎樣使太陽在主鏡中成像的?用望遠(yuǎn)鏡觀察太陽應(yīng)切忌什么?(肉眼直接觀察)
③請介紹你描畫太陽黑子的點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)。
D．①你用望遠(yuǎn)鏡第一次看到太陽黑子時(shí)，有什么感覺或聯(lián)想?
②收集影視、報(bào)刊資料，說明第23周期中太陽活動對地球的影響。
方案4 日食觀測
活動目標(biāo)
1．知識目標(biāo) 通過觀察日食現(xiàn)象，初步掌握日食發(fā)生的過程和規(guī)律；理解日食形成的原因和條件；了解日食觀測研究的科學(xué)意義。
2．能力目標(biāo) 在活動中使學(xué)生學(xué)會幾種觀察日食的方法；增強(qiáng)時(shí)間觀念；培養(yǎng)觀察能力、空間構(gòu)想能力和對多個(gè)天體運(yùn)動的綜合分析能力。
3．德育目標(biāo) 破除迷信，樹立辨證唯物主義宇宙觀和方法論，能夠科學(xué)地解釋自然現(xiàn)象。
活動要求與建議
日食觀測屬于科普教育內(nèi)容，觀測時(shí)不需要復(fù)雜的儀器，肉眼就可觀測；而且日食過程清晰，道理淺顯易懂。因而適宜組織全體同學(xué)參加。日食現(xiàn)象的時(shí)間性很強(qiáng)，一旦錯(cuò)過無法彌補(bǔ)，但是天文臺、站都作早期預(yù)報(bào)，地理教師應(yīng)該注意獲取有關(guān)天象的信息，提前作好活動準(zhǔn)備，以求得到好的效果。同時(shí)這也是擴(kuò)大地理學(xué)科的影響，為教師個(gè)人樹立良好業(yè)績的機(jī)會。觀測場地只要是太陽所在方向視野開闊，可以見到日食全過程即可。
活動準(zhǔn)備
1．背景知識
①日食現(xiàn)象(視頻) 日食是一種短暫且壯觀的自然現(xiàn)象。日食的發(fā)生同月球的運(yùn)動和影子有關(guān)。月球在太陽照射下，背日方向形成一個(gè)很長的影子。月球拖著自己的影子繞地球運(yùn)動，當(dāng)它來到太陽和地球之間時(shí)，即朔(農(nóng)歷初一)，月球的影子有時(shí)會掠過地面。這時(shí)，在月影掃過的地區(qū)，人們會看到太陽被月球遮蔽的現(xiàn)象，這就是日食。
月球的影子可以分成本影、偽本影和半影三部分，不同的影區(qū)看到的日食不相同，在月球本影籠罩的地區(qū)，將看到太陽被全部遮擋，這叫日全食，這部分地區(qū)范圍很??；在月球偽本影籠罩的地區(qū)，將看到太陽中心被月球遮蔽，邊緣依然光芒四射，這是日環(huán)食。當(dāng)月球的本影或偽本影落到地面時(shí)，其半影也同時(shí)到達(dá)，便在見到全食或環(huán)食地區(qū)的四周有一個(gè)半影區(qū)，在這里將看到太陽的一部分被月球遮擋，這叫做日偏食。
日食總是在日輪西緣開始，于東緣結(jié)束。這是因?yàn)?，在地球上看去，月球和太陽都向東運(yùn)動，但是月．球的速度比太陽快得多，月球每日東移約13*，而太陽每日東移約尸。月球總是自西向東趕上和超過太陽，所以日食段生時(shí)就出現(xiàn)，月球由西向東遮擋太陽的現(xiàn)象。
日全食的過程(視頻)有5種食相連續(xù)出現(xiàn)，即初虧、食既、食甚、生光、復(fù)圓。日環(huán)食也有5個(gè)食相，但是食既和生光分別被環(huán)食始和環(huán)食終代替，所以它沒有全食階段。日偏食只有初虧、食甚、復(fù)圓三個(gè)食相。
在天文臺預(yù)報(bào)的日食資料中，常見到食分。食分指食甚時(shí)，日輪被“食”的程度，即月球視直徑和太陽視直徑的比值。如某次日食的食分是0．5，就是說太陽的直徑被月亮遮去50％。一般，日全食的食分≥1，日偏食食分大于0小于1。
②日食原理 日食是一種周期性的天象，它的形成具有一定的條件。日月食推算、預(yù)告是我國古代天文學(xué)的重要組成部分，并且在世界天文史上地位顯赫。
日食總是發(fā)生在朔日(農(nóng)歷初一)，但并不是每逢農(nóng)歷初一都發(fā)生日食。這是因?yàn)樵虑蜻\(yùn)行的軌道與太陽運(yùn)行的軌道之間有509，的夾角，只有當(dāng)月球和太陽都走到兩個(gè)軌道交點(diǎn)附近，又恰逢朔日時(shí)，日食才會發(fā)生。天文學(xué)家計(jì)算出來，只要太陽距離軌道交點(diǎn)150以內(nèi)，就會發(fā)生日食；距離交點(diǎn)15*~18*有可能發(fā)生日食。也就是說，在這段時(shí)間里的朔日將出現(xiàn)日食。
根據(jù)這個(gè)基本原理推算，全世界每年最多可以發(fā)生5次日食，最少也要發(fā)生2次，應(yīng)該說出現(xiàn)次數(shù)不算少。但是，由于每次日食發(fā)生時(shí)，地球上僅在月影掃過的狹長帶狀地區(qū)才能見到。對于某一地點(diǎn)來說，平均3年可以看到一次日偏食，300多年才能看到一次日全食。所以，世界上有很多人，一生中未見過日全食景象。表3-7中列出2002—2015年我國可見的日食。其中2008年、2009年分別在我國北方和南方都有日全食觀測機(jī)會，莫失良機(jī)。
日全食觀測不僅機(jī)會難得，而且景象壯觀令人迷醉。當(dāng)日全食來臨時(shí)，天昏地暗，如同黑夜猝然到來，可見飛鳥歸巢，雞犬進(jìn)窩，動物都表現(xiàn)出驚恐萬狀，天空中會出現(xiàn)一些亮星…沒有什么現(xiàn)象比太陽晝晦更為令人驚心動魄。公元前585年5月28日，小亞細(xì)亞島上發(fā)生日全食，令當(dāng)?shù)鼐用耋@恐不安，竟戲劇般地結(jié)束了兩個(gè)部落之間一場持續(xù)五年的戰(zhàn)爭，成為史話流傳。
③日食觀測的科學(xué)意義 日全食觀測具有重要的科學(xué)意義，是研究太陽的極好手段。只
有當(dāng)日全食發(fā)生、明亮的光球被全部遮住時(shí)，平時(shí)見不到的色球和日冕才顯現(xiàn)出來。天文工作者趁此機(jī)會拍攝它們的光譜，以備研究，這對于探索太陽本身及日地空間的物理狀態(tài)，有著十分重要的意義。被稱為太陽元素的氦，就是天文學(xué)家在拍攝的色球光譜中發(fā)現(xiàn)的。天文學(xué)家還利用這個(gè)機(jī)會，尋找太陽附近的行星，所以，每當(dāng)日全食發(fā)生，天文工作者們總是攜帶笨重的儀器，長途跋涉，奔赴日全食地區(qū)觀測和研究。
1997年3月9日，我國黑龍江省漠河可見日全食。我國天文工作者和天文愛好者云集北方邊陲。天津石化一中的天文觀測小組在劉黎明老師帶領(lǐng)下，攜帶天文望遠(yuǎn)鏡等儀器赴漠河觀測。他們不僅飽覽日全食勝景，而且拍攝了日全食過程(包括美麗的“倍麗珠”)，留下美好的記憶。
2．物質(zhì)準(zhǔn)備 教師在籌劃觀測活動時(shí)，首先要向當(dāng)?shù)鼗蚋浇煳牟块T索取這次日食現(xiàn)象的有關(guān)資料，包括日食發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)間(當(dāng)?shù)貢r(shí)間)、歷時(shí)長短、食分大小等，并根據(jù)資料分析本地可見日食情況，以便作出安排。
日食觀測的方法很多，教師可根據(jù)學(xué)校條件選擇主要方式，并備齊用品。儀器用品主要有電焊時(shí)用的黑玻璃或廢X光膠片，照相底片；水盆及墨汁少許；望遠(yuǎn)鏡；手表；記錄筆、紙等。
3. 組織工作 教師如果組織大型觀測活動，可取競賽方式，這樣能夠吸引更多學(xué)生及青少年參加。組織工作較多，要規(guī)定活動日程，統(tǒng)一觀測記錄格式，參賽作品是什么，獎品等級。具體的觀測，可個(gè)人獨(dú)立進(jìn)行，也可二人為一小組完成。
活動實(shí)施
1．教師向所有參加活動同學(xué)講解日食現(xiàn)象及原理；介紹這次日食的情況；觀測方法及要求。
2. 肉眼觀測日食有以下／L種方法。應(yīng)該注意，無論用什么方法，都不可用肉眼直接去看太陽，陽光會灼傷眼睛。
①用透光的暗物遮擋眼睛觀察，例如電焊玻璃；或用煤油燈、蠟燭把它熏黑的玻璃；或幾張舊底片，把它們重疊起來，放在自己做好的眼睛框上，用起來很方便。利用太陽鏡觀察日食，透光太多，再遮擋一下為好。
②在放滿水的盆里，倒人一些墨汁，在水面上可以看到太陽的倒影，應(yīng)使水面平靜，效果才好。
③在我國南方，如廣東、廣西、云南等地，林木四季常綠繁茂，日食觀測可以在枝葉茂密的 樹林里進(jìn)行。茂密的枝葉之間自然形成許多小孑L，太陽通過這些小孔成像，在地面上可以看到許多太陽像——小圓光斑。日食發(fā)生的時(shí)候，小圓光斑也會隨著發(fā)生圓缺變。這是南方地區(qū)組織低年級學(xué)生觀看日食的理想場所。
④有望遠(yuǎn)鏡的學(xué)校，可以用望遠(yuǎn)鏡直接觀測或投影觀測，與前面提到太陽黑子的觀測方法相同。
3．在觀察日食的同時(shí)作好觀測記錄，畫出日食全過程的食相圖。日偏食，可每隔10分鐘畫一個(gè)食相圖。日全食從食既到生光一般只有3—4分鐘，至少要畫2張食相圖。描畫食相圖的關(guān)鍵，是迅速確定太陽圓面和月球圓面的切點(diǎn)或交點(diǎn)的位置，然后再描畫圓面。下面圖3—15是1997年3月9日在天津觀測到的日偏食過程的食相圖。
4．在觀察記錄日食全過程的同時(shí)，還應(yīng)注意以下現(xiàn)象的觀察。
①倍利珠 這是日全食時(shí)才能看到的現(xiàn)象。在食既到來或生光瞬間，太陽光通過月球邊緣的山谷射來，形成許多特別明亮的光線或光點(diǎn)，好像在太陽的周圍鑲嵌著一串珍珠似的，這就是著名的倍利珠。它是用法國天文學(xué)家倍利的名字命名的。食既瞬間，太陽東緣的倍利珠的消失標(biāo)志著日全食的開始；生光瞬間，太陽西緣倍利珠的出現(xiàn)標(biāo)志著日全食的結(jié)束。
②日冕 日冕是太陽最外層大氣，平時(shí)不用專門儀器根本見不到，日全食的時(shí)候能夠方便地觀察到，可見的時(shí)間很短。主要觀察它的形狀、范圍、明亮程度，能夠描畫出草圖更好。 ·
③觀察天空亮度、氣象變化、動物異?，F(xiàn)象。日全食的時(shí)候，天空亮度可以用肉眼能看到的·最暗星的星等表示。從日食開始到結(jié)束，要每隔5分鐘測量一次氣溫、氣壓、溫度、風(fēng)向、風(fēng)力等天氣要素，并與開始前的情況相比較。
活動總評講評
如果組織的是競賽形式的觀測活動，參加者的參賽作品(內(nèi)容)有兩個(gè)：一是日食過程的食相圖；二是教師可根據(jù)日食的背景知識擬出十幾個(gè)競賽選答題，讓他們在指定時(shí)間內(nèi)交上來，作為評獎的依據(jù)，最后公示獲獎?wù)呙麊?。如果活動只是教學(xué)班或興趣小組學(xué)生參加，可以要求學(xué)生總結(jié)觀測體會。記敘全過程，談日食現(xiàn)象原理，某一有興趣的事情，疑難問題等均可。下面是學(xué)生寫的一份觀測記實(shí)。
方案5 月食觀測及彩色攝影
活動目標(biāo)
1．知識目標(biāo) 通過觀察月食，初步掌握月食發(fā)生的過程和規(guī)律；理解月食形成的原因和條件；了解月食觀測研究的科學(xué)意義。
2．能力目標(biāo) 在活動、中熟悉天文觀測的要求，增強(qiáng)時(shí)間觀念；掌握幾種觀察月食的方法；初步嘗試天體攝影；培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動手能力、空間構(gòu)想能力和對于多個(gè)天體運(yùn)動的綜合分析能力。
3．德育目標(biāo) 通過實(shí)踐破除迷信，逐步樹立辯證唯物主義世界觀和方法論，作科學(xué)與真理的捍衛(wèi)者。
活動要求與建議 。
月食觀測與日食相似，適宜組織大型活動，這里不再贅述。月食的彩色攝影是利用天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的，如果說月食觀測屬于普及型的活動，那么月食攝影則屬提高型活動，這需要在了解月食和觀測方法，又對望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī)比較熟悉同學(xué)完成。因而適宜少數(shù)同學(xué)參加的興趣小組來完成。
活動準(zhǔn)備
1．背景知識
①月食現(xiàn)象 地球不發(fā)光，它的背日方向上有一條陰影。月球在繞地球運(yùn)行的過程中，位于地球背日方向即望日(農(nóng)歷初一)時(shí)，如果進(jìn)入地影，地球上夜半球的觀測者就會看到，圓圓的月輪被遮擋的現(xiàn)象，這就是月食。
月球全部進(jìn)入地影的本影中，發(fā)生月全食；月球的一部分進(jìn)入地球本影，發(fā)生月偏食；月球只進(jìn)入地球半影時(shí)，發(fā)生半影食。半影食肉眼不易覺察，因?yàn)樵诘厍虻陌胗袄锶杂刑栔苯诱丈涞墓?，月面仍然是明亮的?/p>
由于月球由西向東進(jìn)入地球本影，月食從月球的東邊緣開始，在西邊緣結(jié)束。月全食的過程與日全食類似，有5個(gè)主要食相：初虧、食既、食甚、生光和復(fù)圓依次出現(xiàn)。月偏食只有初虧、食甚和復(fù)圓三個(gè)食相。
月球被食的程度也叫食分，它是以月球的視直徑為1計(jì)算的。食甚的時(shí)候，如果月球恰好和地球本影相內(nèi)切，食分就等于1；通常月全食食分>1，月偏食的食分<1。
②月食原理 月食原理與日食原理類似，只是月食發(fā)生在望日(農(nóng)歷十五或十六)o由于
月球軌道面與太陽軌道面有509，夾角，不是每個(gè)望日都發(fā)生月食，只有當(dāng)太陽和月球都運(yùn)行到兩個(gè)軌道的交點(diǎn)附近時(shí)，才可能發(fā)生月食。
據(jù)天文學(xué)家推算，世界上每年最多可能發(fā)生3次月食；有些年分可能一次也沒有；每年發(fā)生2次月食的可能性最大。與日食相比，月食發(fā)生的次數(shù)較少。但是對于某個(gè)地點(diǎn)來說，人們見到月食的機(jī)會卻多于日食，這是由于每次月食發(fā)生時(shí)，黑夜半球的人都可以看到，而每次日食發(fā)生只有地球上一條窄長的地帶能夠看到。表3-8中列出2001—2015年我國可見的月食。
③天體攝影知識 天體攝影是天文愛好者的主要觀測活動之一，因?yàn)橐粡執(zhí)祗w照片是一個(gè)天體、一次觀測活動的永久性的實(shí)況記錄。這比一般性的目視觀測具有許多無法替代的優(yōu)越性。天體攝影活動有利于增強(qiáng)學(xué)生對宇宙知識的興趣，保留和積累珍貴的觀測資料。當(dāng)然，中學(xué)生拍攝天體照片的主要目的，并不在于這些照片的科研價(jià)值，而是讓學(xué)生初步掌握一種天文工作的方法。隨著生活水平的提高，很多家庭擁有照相機(jī)，而且學(xué)生具有一定的攝影常識。天體攝影不同于一般的生活攝影，具有特殊的魅力，中學(xué)生對此很感興趣，而且有能力，有條件實(shí)現(xiàn)。這是開展天文活動的好形式。
天體照相觀測必須把望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī)對接起來使用。因?yàn)椋?般照相機(jī)的鏡頭焦距短，雖然能拍攝到較大的星空范圍，但是天體在底片上所成的像太小，即使用焦距500毫米的長焦距鏡頭拍攝太陽或滿月，在底片上的直徑也只有4．5毫米，木星在底片上的直徑還不到1毫米。對接的方法很簡單。如果使用120毫米折反射望遠(yuǎn)鏡和國產(chǎn)海鷗DF型單鏡頭反光照相機(jī)，首先卸去望遠(yuǎn)鏡的目鏡和照相機(jī)的鏡頭，然后用“接頭”(120望遠(yuǎn)鏡附件)把照相機(jī)的機(jī)身接在望遠(yuǎn)鏡上，也就是由望遠(yuǎn)鏡的物鏡代替照相機(jī)的鏡頭。接頭是關(guān)鍵部件。
在拍攝月球時(shí)，怎樣掌握曝光時(shí)間呢?月食過程實(shí)際上是在較短時(shí)間內(nèi)的月球由圓變?nèi)?，再由缺變圓的過程，所以月食過程中單個(gè)月球像的拍攝，可以參照農(nóng)歷十五、十二、初八時(shí)拍照月亮的曝光時(shí)間，如表3-9。這些數(shù)據(jù)是指天氣較好、大氣透明度比較高、月亮的地平高度在200以上情況下采用。全食階段的曝光時(shí)間應(yīng)達(dá)到l—3分鐘效果才好。另外，月全食的過程中月面的顏色變化很多，因此使用彩色膠片才能真實(shí)地反映這些變化，得到理想的月全食照片。月面會呈現(xiàn)黑色、黑黃色、黑紅色、磚紅色、銅紅色等多種顏色。
在月食拍攝之前，拍攝人員應(yīng)對拍攝次數(shù)、時(shí)刻、每次采用曝光時(shí)間等作出安排。月全食的全過程時(shí)間較長，一般在3～4小時(shí)o·根據(jù)已知的食相時(shí)間，每隔10-15分鐘拍照一張，初學(xué)者可以在同一食相時(shí)，采用相近的幾種速度多拍照幾張，供日后選擇效果最好的保存，并積累經(jīng)驗(yàn)。在掌握拍攝太陽、月亮、日食、月食單個(gè)像的基礎(chǔ)上，還可以試拍在一張底片上多次曝光得到的日食或月食的過程像——串像，并加上地面景物，那樣的、照片集自然與藝術(shù)于一體，價(jià)值倍增。
關(guān)于望遠(yuǎn)鏡的性能和使用方法，參見“太陽黑子觀測”方案。
2．器材準(zhǔn)備 首先，教師要向當(dāng)?shù)靥煳呐_、站索取或查找這次月食的有關(guān)資料，然后根據(jù)資料分析本地可見月食情況，并作出安排。對月亮進(jìn)行試拍照。
準(zhǔn)備月食全過程記錄紙(畫食相)，與日食食相記錄類似。
需要的儀器、工具主要是望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī)及其鏡頭接口；彩色膠卷；手電筒；手表；還有照相機(jī)的快門線。因?yàn)榘磩涌扉T的時(shí)候，容易引起相機(jī)振動，使成像模糊，必須使用快門線按快門。
3．組織工作 月食的觀測參加人比較多可以1~2人的小組進(jìn)行觀測完成報(bào)告然后統(tǒng)一講評。但是月食攝影活動由于依賴望遠(yuǎn)鏡，又要在月食發(fā)生過程中進(jìn)行，不宜人員過多。因此，興趣小組的成員要一齊上馬，明細(xì)分工，合作完成。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出漏洞，都會影響觀測質(zhì)量。
活動實(shí)施
1．教師向參加活動同學(xué)講解月食現(xiàn)象及其原理；介紹這次月食的情況；觀測方法及要求。
2．月食肉眼觀測 月球可以直接用肉眼觀看，所以方法簡單，記錄方法與日食差不多。特別注意記錄初虧、食既、生光、復(fù)圓的時(shí)刻和方位。每隔10分鐘畫一張食相圖。同時(shí)注意觀察月面顏色變化。月食時(shí)，被地球本影遮住的月面仍然能夠看到，有時(shí)暗；有時(shí)亮，色彩斑斕，變化異常。據(jù)研究，月面顏色同太陽活動，地球大氣狀況有關(guān)，所以觀測和記錄月面顏色是有科學(xué)價(jià)值的。
3．月食攝影 ．
①觀測小組事先到觀測地點(diǎn)進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡的調(diào)平，定向，熟悉使用方法，并對月亮試拍，取得一手體驗(yàn)。然后擬定月食拍攝計(jì)劃。
②月食發(fā)生那天，應(yīng)提前到達(dá)觀測地點(diǎn)。把望遠(yuǎn)鏡安排得當(dāng)后，即可使月亮進(jìn)入主鏡。此時(shí)，可以將事先裝好膠卷的照相機(jī)與望遠(yuǎn)鏡對接。
③調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡主鏡焦距，使月亮在照相機(jī)取景框內(nèi)成像清晰，開動轉(zhuǎn)移鐘，使月亮像始終位于主鏡正中位置。接好快門線，等待月食發(fā)生。
④月食到來時(shí)不要慌張，小組成員各司其職，按照擬定的計(jì)劃依次拍攝，同時(shí)作好觀測和拍攝記錄(表3—10)。
⑤盡快沖洗膠卷，整理觀測記錄，找出經(jīng)驗(yàn)與問題，完成觀測報(bào)告。
活動總評講評
學(xué)生的觀測報(bào)告中，除了觀測記錄以外，教師還可以擬定幾個(gè)問題要求學(xué)生思考回答。如，月食為什么會發(fā)生；你在觀測中發(fā)現(xiàn)或驗(yàn)證了月食的哪些規(guī)律；望遠(yuǎn)鏡跟蹤效果怎樣，問題何在；你們拍攝的月食照片成敗之鑒，有什么打算；這次月食觀測對你有什么啟發(fā)等。
