雖然我們常常仰望星空看看月亮,但是我們很少敢肉眼直視太陽,很多時候太陽在我們的肉眼裡就是個大光暈,雖然我們的學生都知道太陽很大,但是真的要回答題目裡的問題:太陽究竟有多大?的時候,很多學生還是會撓撓後腦勺,答不出個所以然,今天鲈魚老師來教孩子怎麼回答這個問題。如果你不想錯過帶孩子科普的機會,記得右上角點擊關注學霸山丘。下面有請鲈魚老師:
這篇文章我想講講在學科學時,理解比例(scale)這個概念有多重要。
我有一個學生 M,對于科學知識一竅不通,特别是那些沒辦法親眼目睹的。
“M,你現在了解了地球的自轉,你能不能解釋一下為什麼我們會有白天和黑夜呢?”
“因為太陽下山了!”
然後我花了半小時才跟他講明白天黑不是因為太陽下山了,而是因為我們所在的地區随着地球的自轉轉入背對太陽的一面。
可能對于一個小學生來說,太陽下山了是一個足夠的解釋(因為确實看起來是這麼回事),但是考試這麼寫肯定就完蛋了。
我在給小 M 備課的時候,看到教科書上寫着:太陽是地球的 130 萬倍大,是地球的 33 萬倍重。直徑大約是地球的 1000 倍,約為 139 萬千米。
這數據相信大家可能也都聽過,或者至少覺得可以很好地描述太陽的大。
但是對于我們的小 M 來說,這些數字基本上是無法理解的。
不僅是小 M,像 130 萬這樣的數字對于大部分人都是很難理解的。因為我們生活中經曆的數字都是比較小的。
你很難看到 130 萬個硬币堆在一起是什麼樣子,你很難看到 130 萬人的集會是什麼樣子的。因為即使你看過照片,肯定也拍不下。(因為 130 萬人太多了)
這就導緻這種倍數其實是理解不了的。
學習科學的時候,我們一定要用優秀的可視化手段,讓這些抽象的數字變得可以理解。
那我們拿什麼類比太陽和地球的比例呢?
有人說,很簡單,地球和太陽比就像一粒小芝麻遇到了大西瓜。
太天真了。
地球的直徑隻有有太陽的千分之一。如果地球是一顆芝麻的話(芝麻直徑大約一毫米),太陽會是一個直徑為 1 米的大球,差不多是那種健身用的球那麼大。
有意思的是,我們很難在屏幕上展示這樣的比例。
一塊 4k 的屏幕在水平方向有 4096 個像素點,在垂直方向有 2160 個像素點。
也就是說,如果你在一個 4k 屏幕上放一顆完整的太陽,那地球僅僅隻能占據兩個像素點。
如果你讓太陽的直徑撐滿水平方向的像素點,那麼地球也隻能占據四個像素點。
一個東西如果小于人眼的最小可視角度,那麼人眼就看不到它了。
人眼的最小可視角度是 0.017 °,一個正常的電腦屏幕的可視角度假設是 30°,那麼地球所占據的那麼幾個像素點,僅占據 0.015°,完全看不到了。
這就是為啥很難在電腦展示太陽的大,你要想看到地球,那麼這個屏幕必然放不下太陽。
我們不僅很難想象太陽的大,我們還很難理解太陽的遙遠。
要學好我剛才說的比例問題,要理解這麼龐大的數字概念,就需要理解科學學習中非常重要的概念——單位。
孩子們在學科學的時候首先要把單位搞清楚。比如,一毫米的一千倍是一米,這樣就可以知道如果地球隻有一毫米的話,那麼太陽就是一米。
如果你去查,太陽和地球的距離是 1 億 5000 萬千米。
這同樣很難理解,130 萬這個數字已經令人匪夷所思了,更何況 1 億 5000 萬了。
無論如何,建立理解的第一步,都是理解“千米”這個單位是什麼概念,那就是:一千個一米的概念。
除了換算,理解了單位,才能真正理解科學概念。
我們更常聽到的關于地球太陽距離的描述是,光從太陽到地球需要跑 8 分鐘的時間。
這個解釋聽起來就生動多了,這解釋了我們看到的太陽是 8 分鐘之前的太陽。
然而,如果我們需要解釋給小學生聽,他們必須要理解速度,而且是光速—— 30 萬千米每秒。
很多孩子都不知道為啥教科書非得讨論速度的定義是什麼。
速度就是一個物體運動得有多快?錯,速度的定義是距離除以時間,單位時間走過的路程有多長。
當你知道光跑到從太陽跑到地球需要 8 分鐘的時候,你就可以把光速乘以 8 分鐘,通過計算感受太陽與地球之間的距離。
這就是一個思維方式的轉變,當我們的思考中有單位的概念存在,我們才能真正學好科學。
理解了單位的概念,你就會知道 1 億 5000 萬千米是一個多麼龐大的距離。
這麼大的太陽為什麼在地球上看起來就是個比瓶蓋還大一點的東西呢?
那是因為太陽離地球太遠了。
雖然相比于木星和土星,相比于柯伊伯帶,地球當然離太陽很近。
但是不要忘了我們說的隻是相對而言。
在我的科學課上,像這樣子 Blow Your Mind 的科學知識還有很多,我會用視覺輔助手段去給孩子們解釋清楚,在拓展視野的同時提升成績。
如果您的孩子是 5 ~8 年級的國際學校學生,評論區留言,獲取國際學校科學課學習資料。
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