摘要：認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力是學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動機，直接決定了學(xué)習(xí)是否能夠有效進行。依托南菁天文美育課程的實施，通過對“司空見慣”的日出方位問題進行真相深究、對天文望遠(yuǎn)鏡使用問題進行深化研究、對簡易日晷的制作和使用進行活動探究，在實踐活動中讓學(xué)生體驗天文之美，享受學(xué)習(xí)研討之樂，提升認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力；天文；美育；高中學(xué)生

康德曾言：“有兩樣?xùn)|西，越是經(jīng)常而持久地對它們進行反復(fù)思考，它們就越是使心靈充滿常新而日益增長的驚贊和敬畏：我頭上的星空和我心中的道德法則[1]?！边@種持久而自覺的“反復(fù)思考”，用奧蘇泊爾的成就動機理論解釋，就是在認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力作用下學(xué)有收獲并持續(xù)自覺地學(xué)習(xí)。認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力是一種要求理解事物、掌握知識、系統(tǒng)闡述并解決問題的需要，作為目標(biāo)，從知識獲得中得到滿足，是學(xué)習(xí)的內(nèi)部動機。內(nèi)因是事物變化的根據(jù)，外因是變化的條件，外因通過內(nèi)因起作用。期待贊許、獲取威望等都是學(xué)習(xí)的外部動機，可能會帶來學(xué)習(xí)的成功，但顯然遜色于認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力。蘇霍姆林斯基指出：“強烈的學(xué)習(xí)愿望、掌握知識的愿望，是這一活動的重要動因?！痹诟咧须A段，對理解知識、掌握知識、運用知識解決問題的渴望是學(xué)生學(xué)習(xí)成功的關(guān)鍵。筆者借助學(xué)校開設(shè)天文美育課程，與學(xué)生共同研究，在領(lǐng)略天文之美的同時，有效激發(fā)學(xué)生認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力做出一些嘗試。

一、真相深究，理解客觀存在——日出是否在東方

天文學(xué)的博大精深造就了“高處不勝寒”的意境，讓世人向往卻敬畏，對于一些“常識”則會放棄思考。然而，這就導(dǎo)致了思維的僵化，逐漸被“常識”淹沒，放棄對真相的深究。曾問選修天文美育課程的學(xué)生“太陽從哪邊升起”這一問題時，很多學(xué)生脫口而出“東邊”，只有個別學(xué)生問，“這是個問題嗎？”日出東方是“司空見慣”的客觀存在，可日出真在東方？真相深究步驟如表1（以P點日出方向為例）。

深究日出方向，選擇的時間點還可以拓展到北半球的夏半年任一天、冬半年任一天，選擇的研究對象可以拓展到南半球任一地點。對日落方向也可以同樣深究。帶領(lǐng)學(xué)生通過大量繪制日照圖和太陽周日視運動圖一步步向真相逼近，并在繪圖基礎(chǔ)上播放動畫“周日視運動軌跡全解”，深刻理解太陽的視運動現(xiàn)象。在理解日出方向基礎(chǔ)上，與學(xué)生一起看日出，一起追問事實真相。同時還創(chuàng)設(shè)動手操作晨昏儀分享日出方向問題探究的成果，讓“小天文學(xué)者們”與其他學(xué)生共同領(lǐng)略周日視運動的對稱之美、運動之美、科學(xué)之美。對日出方向真相的深究，可打破對“日出東方”的固有思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，讓他們揭開謎團、揭示真相，理解客觀現(xiàn)實的熱情高漲。

二、問題研究，掌握必備知識——用什么望遠(yuǎn)鏡能看清天上的星星

宇宙的浩瀚給人無盡的想象空間，這讓大多數(shù)人放棄把宇宙看清的嘗試。仰望星空，人們自然會想到用天文望遠(yuǎn)鏡。望遠(yuǎn)鏡是天文觀測的必備工具，可以說沒有天文望遠(yuǎn)鏡，就沒有現(xiàn)代天文學(xué)。但接觸天文，幾乎所有人都會問這樣一個問題，“用什么望遠(yuǎn)鏡能看清天上的星星？”筆者與學(xué)生就此問題展開深入研究。

1.天文望遠(yuǎn)鏡能否看清天上的星星

對于提出想看清天上星星要求的人來說，須糾正一個認(rèn)識誤區(qū)：夜空中大多數(shù)肉眼看到的星星，本質(zhì)是恒星。在地球上用天文望遠(yuǎn)鏡對恒星進行觀測，結(jié)果肯定令人大失所望?？赡芟胂笾谶@些星星上看到藍(lán)天白云、大海綠樹。事實上望遠(yuǎn)鏡放大足夠倍率，最后只看到不停發(fā)光發(fā)熱的“太陽”。當(dāng)然，選用合適的望遠(yuǎn)鏡，可以看到天然衛(wèi)星——月球表面豐富的地貌形態(tài)，看到有美麗光環(huán)的土星，也可以看到許多神奇美妙的星云。是否能看清，先要看觀測對象是否具備可看清的屬性，并要看其“看清”的要求是什么。

2.天文望遠(yuǎn)鏡到底能看多遠(yuǎn)

這是天文新手的常見問題，希望依賴天文望遠(yuǎn)鏡，將最遙遠(yuǎn)的星辰看得清清楚楚、明明白白。這其實是一個“假”天文問題。天文望遠(yuǎn)鏡的分辨能力主要受其硬件條件、觀測環(huán)境及觀測者自身因素共同制約（如表2）。

曾組織學(xué)生對校內(nèi)不同型號的天文望遠(yuǎn)鏡進行比較研究，讓其對望遠(yuǎn)鏡的功能、特性有比較深刻、全面的認(rèn)識（圖1為組織學(xué)生進行反射式、折射式天文望遠(yuǎn)鏡比較研究）；還組織學(xué)生利用不同型號的天文望遠(yuǎn)鏡，對月球、木星、土星等天體進行不同天氣狀況下的觀測、拍照，在直接領(lǐng)略天文景觀之美的同時對觀測結(jié)果比較分析，真正掌握天文望遠(yuǎn)鏡使用的技能技巧。對學(xué)生好奇的問題進行操作性探究，促使學(xué)生自覺掌握知識并構(gòu)建起科學(xué)的知識體系和綜合的實踐能力?！坝檬裁赐h(yuǎn)鏡能看清天上的星星？” 來自學(xué)生的問題在研究中找到了最清晰且最有價值的答案。

三、活動探究，踐行學(xué)以致用——如何制作日晷進行計時

當(dāng)今天文學(xué)快速發(fā)展，科學(xué)家的探索大踏步向深空邁進，越來越巨大的宇宙開發(fā)投資和越來越深奧的天文原理讓人們覺得天文學(xué)僅適合精英染指。而事實是每一天都可以接觸到最“樸實無華”的天文現(xiàn)象。設(shè)置解決實戰(zhàn)問題的探究活動，可以讓學(xué)生在最平常的生活與實踐中發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)樂趣與意義，日晷的制作與應(yīng)用就是一個很好的案例。

1.理解日晷“樸素”的工作原理

日晷，本義是指太陽的影子。當(dāng)今的“日晷”指人類古代利用日影測時刻的一種計時儀器，又稱“日規(guī)”。日晷通常由晷針和晷面組成，其原理是利用太陽的投影方向來測定并劃分計時，一般有赤道式日晷（日晷的晷面為赤道面）、水平式日晷（地平日晷的晷面必須嚴(yán)格水平）等類型。

2.動手制作“適合當(dāng)?shù)亍钡某嗟罆r日晷[2]

依據(jù)赤道式日晷原理，設(shè)計日晷模型紙（如圖2），圖中緯度調(diào)整區(qū)的折疊a線和折疊b線與0°線夾角度數(shù)為筆者所在的江陰緯度值。圖中實線剪開，虛線折疊，將黏貼區(qū)上下對應(yīng)黏貼，用一根牙簽作為晷針插入圖中？茚處，使之與日晷面（紙面）垂直，這樣簡易的日晷模型就制作完成。將其在陽光下放置水平即可實現(xiàn)計時觀測（如學(xué)生整合使用簡易日晷和手機校驗12時江陰的晷針日影指向）。通過動手操作，看似深奧的天文原理直觀呈現(xiàn)，看似“遙不可及”的天文觀測“信手拈來”。

3.“修正”日晷顯示的時間

在利用簡易日晷模型進行計時過程中，有一個在江陰很難發(fā)現(xiàn)但不容忽視的現(xiàn)象，即通常日晷顯示的時間與手表顯示時間并不完全吻合。此處可設(shè)置探究分析，引導(dǎo)學(xué)生從地方時、時區(qū)、區(qū)時的角度深入探討。日晷顯示地方時時刻，晷針影子指向12點時，而通常手表采用北京時間，即北京所在東八區(qū)中央經(jīng)線120°E的地方時。若在北京（116°E）使用此日晷模型，調(diào)節(jié)圖中折疊線a、折疊線b到40°N，可發(fā)現(xiàn)實測12時與手表12：00存在時差。為什么在江陰就沒有這樣的時差，原因在于江陰的經(jīng)度約120°16′E，與東八區(qū)中央經(jīng)線幾乎重合。

在利用此日晷模型進行全年計時的過程中，還會觀察到一個現(xiàn)象，春分至秋分，太陽高度大于59.5°，陽光可以直接照射晷面，日晷可以正常觀測計時。而秋分至春分，太陽高度低于59.5°，陽光無法直接照射到晷面，觀測計時需要進行換算。

子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”以上涉及的日晷進一步“修正”，讓學(xué)生探知欲在實踐與操作中得到強化，通過自主研究與合作探究，將相關(guān)“難題”逐一突破，對日晷計時原理的理解不斷深入，最終達到“樂之”的境界。

北京天文館館長曾言：“假如我們沒有好奇心、沒有對未知的探索精神，有些天文災(zāi)變（小行星撞擊、伽馬射線暴）瞬間就可能會把我們毀滅。”當(dāng)然，我們仰望星空，更多不是因為擔(dān)心毀滅，而是對宇宙之美的強烈好奇心。羅丹曾說過，美是到處都有的，對于我們的眼睛不是缺少美，而是缺少發(fā)現(xiàn)。天文美育，帶著學(xué)生一起向美前行，并在“路上”收集天文美圖美景，整理成《星辰》小報，在自己領(lǐng)略天文之美的同時，將美傳遞擴散，讓美深入升華。▲

參考文獻：

[1]葉先進，徐海龍. 開發(fā)地理美育課程 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].創(chuàng)新人才教育，2015（1）.

[2]郭紅鋒.自制日晷測時間[J].軍事文摘，2015（4）.