新月“立”着？杭州一天文學教師指出小學科學教材月相圖有誤

我們這個稿子是有關於科學這門課的，如果你的孩子對科學有興趣或者正好在讀五六年級的，那可要仔細看了。

來給我們分享這個知識點的是北京外國語大學附屬杭州橄欖樹學校天文學教師、杭州市天文學會理事長秦鴻翼。在橄欖樹學校學生的眼裏，秦老師是一個“追星星的人”。秦老師在學校還有一個人數眾多的粉絲團，團歌是“陪你去看流星雨，落在這地球上”。

“我是北京工業大學理論物理專業研究生畢業，天文學是我從小就有的一個愛好，已經堅持了20多年了。”

今年7月28日02:24-06:19（凌晨），天空上演“血色雙星”。為了觀測這一奇景，秦老師特意趕到了甘肅省臨夏市，可惜天氣不好，秦老師的月食觀測計劃僅完成大約十分之一。他打算明年去一趟內蒙古，那裏視野寬闊，便於觀測天文現象。

昨天（12月10日），秦鴻翼老師告訴記者，他發現了兩個關於月相的錯誤描述。

●第一個是

網傳的部分關於月相變化的示意圖有誤差

網傳的示意圖中，月球的亮面都直立着（亮面與暗面是左右結構），並且上半月月相中，月球亮面在右側（指向位於西方的太陽），下半月月相中，月球亮面在左側（指向位於東方的太陽），反映了月球是被太陽光照亮這一個重要的知識點。

但事實上：當一彎新月或殘月位於地平線附近時，月球的亮面基本都是“躺”着的（亮面與暗面是上下結構，並且亮面在下），像一個笑臉；而示意圖上的月亮卻是“立”着的。

注：月球是被太陽照亮的，在任何時候，月球靠近太陽的一側被照亮，遠離太陽的一側為暗面。

●第二個是

六年級下冊月相知識點不嚴謹

秦老師對照了義務教育課程標準實驗教材科學教師用書（六年級下冊）月相知識點部分，發現上面也有不嚴謹的表述：月相一章的教師用書裏，會要求學生在日落後不久去觀察月球，記錄月球在天空中的位置以及形態，並要求學生做一幅日落後不久月球在天空中方位的示意圖，同時需要表現月球在每個位置的姿態。

“如果教師沒有觀測經驗，只依據教學用書，那麼哪怕學生觀察到的月相是‘躺’的，老師也可能會給學生擺‘正’，這就有問題了。”秦老師指出。

秦老師目前帶學校五、六年級的科學課，備課時偶爾會搜索網上現有的課件。前幾日，他在網頁上偶然翻到了一張“月相變化示意圖”，一眼就看出了問題。

“月相知識是小學六年級下學期的課本內容。瀏覽過這張示意圖，我就覺得不對。作為一個超過二十年的資深天文愛好者，對月球的狀態已經非常熟悉，知道月亮一般都是‘躺’着或‘半躺’着，立着的是很少見的。”

月亮為啥一般是“躺”着的？

秦老師根據地球、月球、太陽三者間的位置關係，給出了原因：

1、因為月球是被太陽照亮的，在任何時候，月球靠近太陽的一側被照亮，遠離太陽的一側為暗面。所以，任何時候，月球亮面與暗面分界線兩個端點的連線都應該與太陽與月球的連線垂直。因為黃白交角並不大，太陽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，任何時候，月球亮面與暗面分界線兩個端點的連線都與黃道基本垂直。也就是説，月球的亮面必須指向太陽，不過，月球亮面必須指向太陽的基準是黃道。

注：黃道是地球繞太陽公轉的軌道在天球上的投影，在地球上看來，黃道就是太陽一年中在天空中（天球上）走過的軌跡。而在一天中，黃道可以近似地理解為，太陽東昇西落在天空中劃過的軌跡。

2、在不同的緯度，黃道與地平線的夾角不同：(1)、低緯度地區，太陽幾乎直射，中午時太陽幾乎就在頭頂上，所以黃道幾乎是垂直地平線的；（2）中緯度地區，太陽不能直射，黃道與地平線不可能垂直，但成一個比較大的夾角；（3）高緯度地區，太陽高度非常低，經常在地平線附近兜圈子，也就是説，黃道幾乎與地面平行。

秦老師還發現，只有當月球位於地球正南方且高度最高時，黃道切線與地面平行，月相才會呈直立狀態。而在其他位置，黃道一定是傾斜於地面的，月球亮面與暗面分界線的連線與地平線成一定的角度。也就是説，只有當月亮公轉軌跡到地球正南方時，觀測者才能拍攝到直立的月亮，和觀測者的座標位置沒有關係。

“由於月球每天出現在正南方的時間變化很大，而且與我們平時使用的公曆沒有任何關係，所以很難説月球什麼時候會在正南方出現。”秦老師解釋説，“農曆初八前後，天黑後不久看到的月亮，就是大約在正南方立着的。”

為此，他寫了一篇文章科普“月亮的正確姿勢是‘躺’而不是‘立’”這一事實，並引發許多天文愛好者的討論。

為了佐證文章觀點，秦老師特意蒐羅了國內外天文愛好者拍攝的不同緯度、不同天數的月相觀測圖。為了查清每張圖片的拍攝時間、地點及拍攝人員，秦老師花了好幾天的工夫。

這篇科普文發佈後，不少天文愛好者都在朋友圈裏給這篇文章點贊。在秦老師的天文愛好者交流羣，還有家長特別感謝秦老師的科普：“孩子每天的觀測月亮作業裏，月亮都是‘躺’着的，我還以為畫錯了。”

網傳的月相變化示意圖為何會有誤差？

秦老師解釋説，出現這種“誤差”，其實是教材編寫者考慮到小學生現有的知識接受水平，將示意圖的難度人為降低。

“月相確實是一個非常困難的內容，尤其是涉及到黃道、天球，以及地球、月球、太陽三者間複雜的空間及運動關係，完全理解需要學生有非常好的空間想象能力。這一點對於大部分小學生基本上是不可能做到的，甚至很多中學生也難以做到。”秦老師解釋道。

秦老師還表示，這種“失誤”在小學科學課本里時有發生。例如小學5年級上學期科學課本中對“摩擦力”的定義為：運動物體要受到的一種阻礙運動的力；但上了高中會發現，摩擦力有時候其實是運動物體的動力。“都是同一個道理，但這些‘誤差’不會影響學生對相關知識點的掌握。”

不過，秦老師並不贊同這一做法。“在課堂上，我不會用這張月相示意圖。因為只要學生仔細觀察，很容易發現這個示意圖中的問題。雖然我無法準確在課堂上解釋月亮‘躺’的原理，但可以留作一個課外任務，引發學有餘力的學生的思考。”

（原題為：《彎彎新月怎麼可能是站着的》）