应用Stellarium软件 再现高考真题情境 应用Stellarium软件 再现高考真题情境 应用Stellarium软件 再现高考真题情境 江西省鹰潭市第一中学 毛智堂 近三年高考关于地球运动模块的高频考点集中在月相、太阳视运动及地方时的计算等三个方面，而在月相与太阳视运动的问题解决方面，对于学生的空间思维与地理实践力要求比较高，学生难以将静态的照片动态化、过程化，题目难度系数比较高，学生得分率较低。 Stellarium软件的运行是建立在精确的天文算法和持续优化的专业模型基础上，其在月相、太阳视运动等模拟的过程中，能提供高精度的数据，可以真实、清晰地呈现出在不同时空背景下，太阳的方位角与高度、月球的方位与高度的精确数据。通过对数据的分析与处理，月相与太阳视运动的过程能够实现可视化、动态化与具象化，进而很好地再现高考真题情境。 下面笔者将结合2025天津高考真题、2023浙江高考真题与2023山东高考真题中的三组高考试题，以月相、太阳视运动高频考点为切入点，充分融合Stellarium软件，再现高考真题情境，以便引导学生更加有效地去解决该考点相关的问题。 （2025天津高考真题）我国台湾省南部兰屿的清水湾，以适合观看海上日出而闻名。在一年中某时段，日出方向经历由①到②到③的移动过程（下图）。读图文材料，完成1～2小题。 1．该时段处于（ ） A．春分到夏至之间 B．夏至到秋分之间 C．秋分到冬至之间 D．冬至到春分之间 2．从冬至日到夏至日，该地正午时物体影长及方向的变化是（ ） A．逐渐变长 始终朝南 B．先变长再变短 先朝南再朝北 C．逐渐变短 始终朝北 D．先变短再变长 先朝北再朝南 为了创造真实的情境，我们先通过网络查询到兰屿的经纬度位置约为（121°48′E，22°N），将兰屿的经纬度位置输入Stellarium软件，如下图： 通过查询日历，确定二分二至的具体日期，如：2025年春分日为3月20日，夏至日为6月21日，秋分日为9月23日，冬至日为12月21日，2026年春分日为3月20日。我们先与学生一起从Stellarium软件获取春分日、夏至日、秋分日、冬至日与次年春分日的日出方位。 鼓励学生运用同样的方法，获取更多的数据，以比较完整的展示日出方位角的动态变化，整理数据如下表： 应用Excel软件，将数字转化为曲线趋势图，形成屿的清水湾日出方位角年变化图，学生可以清楚的看出兰屿的清水湾日出方位角年变化，大致得出春分日与秋分日，日出方位位于正东方位（方位角约为90°），夏至日至冬至日，日出方位角越来越大，表明日出方位越来越靠近南方，冬至日至次年夏至日，日出方位角越来越小，表明日出方位越来越靠近北方。 第1小题，考查的是日出方位的动态变化，我们通过清水湾某时段日出方向变化示意图，我们可以直接提取信息：由①到②到③的移动过程，日出方位位于东北方位，且越来越靠近北方。所以该时段处于春分至夏至之间，A选项正确。 按照同样的数据获取方法，我们可以从Stellarium软件中获取冬至日至夏至日的正午太阳高度与方位角。如2025年12月21日冬至，正午时刻太阳方位角为180°，太阳高度约为44°35′，学生依次取得每一天正午时刻的太阳方位角与太阳高度，并记录在excel中，数据获取越丰富，更能够动态化、具象化正午时刻太阳方位角与高度的变化。 第2小题考查的知识点是正午太阳高度与其方位角的变化，学生通过获取的数据，可以看出冬至日到夏至日期间，正午的太阳方位先在正南方位，后在正北方位，太阳高度先变大后变小。所以，从冬至日到夏至日，该地正午时物体影长是先变短再变长，方向的变化是先朝北再朝南。所以D选项正确。 （2023浙江高考真题）某中学地理社团组织成员开展月相观测。2021年2月19日农历正月初八，有同学用肉眼在湛蓝的天空中观测到了日、月同天景象，并作记录。同时，部分同学还从网上查到，位于（0°，105°W）的地点可观测到月球正在地平线落下。完成第3小题。 3．同学记录的日、月位置和月相正确的是（ ） A．① B． ② C． ③ D． ④ 应用Stellarium软件的时光回溯的功能，学生可以将时间回溯至2021年2月19日，观察月球与太阳两大天象的相对位置以及月相特征。通过调整分针的时间，学生发现太阳位于月球的西边，③④图中显示月球位于太阳的西边，不符合当时的天象特征。从月球的属性信息显示被照亮部分为46.1%，月相朝西，①图中月球被照亮的部分明显偏小，所以B选项正确。 虽然，学生根据农历初八这个信息，判读出为上弦月，上弦月月相朝西，日落后会出现在西部天空，也可以选择正确选项，但是实际上此时月相被照亮部分并没有达到50%，要到2月20日3时40分左右达到50%。通过这样的学习过程，有利于培养学生严谨的科学精神，明确我们所学的理论知识与真实地理事物的特征之间还是有差异的。 （2023山东高考真题）某文化广场（37°N，105°E）上的十二生肖石像均匀排列成圆形，生肖鼠位于正北方，小明在圆中心竖立一根细杆，以观察太阳周日视运动变化。图示意夏至日两个时刻的杆影指向。完成第4小题。 4．该地夏至日地方时16：00时，杆影指向（ ） A．生肖虎 B．生肖虎与兔之间 C．生肖兔 D．生肖兔与龙之间 图中信息显示北京时间9:20杆影指向正西，当地经度为105°E，此时当地地方时应为8:20，太阳位于正东，一天之中太阳方位关于地方时12：00对称，课推测此日当地地方时15:40太阳应位于正西，则地方时16:00太阳应位于西北方向，杆影应指向东南。不少学生反应，答案是否有问题，夏至日，该地地方时下午16：00，距离日落时间为时尚早，太阳应该位于西南方位，杆影朝向更应该位于生肖虎或生肖虎与兔之间。为了解决这个疑问，我们应用Stellarium软件再现该文化广场夏至日的太阳视运动。 我们将文化广场的经纬度（37°N，105°E）输入到Stellarium软件中，并选择时区为本地平太阳时，即东七区的区时，然后将时间调整到夏至日，如2025年6月21日，最后调整至16：00，就可以显示出此时的太阳的方位角，约为272°44′。通过换算，可知竿影朝向92°44′，图中生肖兔位于杆的正东方即方位角90°，生肖龙位于杆的方位角为120°，所以该地夏至日地方时16：00时，杆影指向生肖兔与龙之间，所以D选项正确。 学生对于图例中，夏至日北京时间9：20的杆影指向也有疑问，因为教师一般在讲授太阳运行至正东方位时，为了简略些，方便学生理解记忆，便以春分日与秋分日的日出方位与对应的地方时为代表，得出结论当地地方时大概为6：00左右，而本题显示太阳运行至正东方位时，当地地方时为8：20，与所学知识差异较大。通过Stellarium软件，学生可以对数据进行验证，获取的数据是夏至日北京时间9：20，太阳的方位角约为89°40′，与试题情境是相符的。通过对所学知识的验证，可以促进学生知识的高效生成与内化，建构更加贴近真实情境的知识体系。 通过深入挖掘Stellarium软件的数据库，可以很好地实现月相与太阳视运动的模拟再现，摆脱时空、设备、天气等因素的制约，学生便可以在其无限接近真实的情境中，通过自主、合作、讨论等形式探究月相与太阳视运动问题，高效地实现该类考点的突破，进而生成、内化与建构地球运动知识体系，为知识的迁移与应用，提供了坚实的理论基础。
夜雨聆风
