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错题分析:季节与北斗七星勺柄指向的关系

今年六年级科学期末考试,试卷上有一个根据北斗七星勺柄指向判断季节的题目。原题见下图:

微信截图_20190118195549

本题参考答案为:秋季、春季、冬季。我认为这道题是有问题的,先说一下我的观点:

1、图中红色圈出的“夏季”最好改成“冬季”,这样参考答案应为“秋季”、“春季”、“夏季”。

2、如果一定要把勺柄向下标成“夏季”,那么参考答案应修改为“春季”、“秋季”、“冬季”。

总之,这是一道错题,要么是出题老师标错了季节,要么是订答案的老师搞反了方向。下面给出我的详细分析,如有不当之处,欢迎各位老师批评指正。

首先,我认为可以将上图中红色圈出“夏季”改成“冬季”,这是最简单的修改方式,因为这样更接近于实际观测到的现象,也比较符合小学生的认知。假设我们地处北纬36°、东经117°,分别在春分、夏至、秋分、冬至的晚上21:00,面向北方观察天空,我们可以分别看到如下景象。

春分

(春分)

夏至

(夏至)

秋分

(秋分)

冬至

(冬至)

(以上截图来自Stellarium软件)

很显然,冬至这一天(2019年12月22日)的21:00,北斗七星的勺柄是向下的。需要注意的是,由于本地纬度只有36°,图中所示时间观察到的北斗七星是不全的,勺柄末端隐藏在地平线以下了。

基于实际观察到的现象,我主张将题目中红色圈出的地方改为“冬季”,这样,只要是认真观察过天空的学生,这道题都不会做错。

那么有的老师要反驳了:古人说:“斗柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。”而且教参上也明确了这一点。既然夏季的时候斗柄指南,那么红圈里夏季斗柄指向就没有问题,根据上北、下南、左西、右东的规则,参考答案应为秋季、春季、冬季,所以这道题没错。

我的回答是:古人没错,教参当然也没错,但这种认为向下必须是南方的观点错了,而且混淆了地图的方向和天图的方向,犯了教条主义的错误,上北、下南、左西、右东的规则并不是永远适用的。如果一定要把红圈里的标成夏季,那么参考答案明显错了,应该把春季和秋季反过来,理由如下。

第一,请不要随便将任何平时的观察经验来套用在宇宙里。东南西北这几个方向只是地球上的方向而已,只要星图没有重大错误(比如镜像,甚至个别镜像个别正像),那么出题人想指定哪一个是指向南方都行,下方并不一定必须是南方。

第二,现在我们认为出题老师没有犯错,红圈中就是夏季(斗柄指南),那么斗柄指向对侧(北)的就肯定是冬。接下来的关键在于确定东和西,那么问题来了,上北、下南、左西、右东的规律是否适用于这里呢?

凡事我们先谈一下为什么,为什么是上北、下南、左西、右东?展开一张平面地图,我们的视角是从天空往下看,所以这时候按照我们的视角,上下左右的方向是确定的,那么看天呢?我们还是从天球外俯视这个天球吗?显然不是的,我们是在天球的假想中心——地面上,仰视天空。那么这时候,我们的视角是仰视的。我们展开一张平面地图,确定好上面的方位,举起来,想象自己站在这张画好了方位标的图的底下,抬头看这张图的背面,这时候你会发现什么?东南西北在你四周的位置是确定的,但你仰视的状态下,上北下南的状态下,左是什么?右是什么?

如果不好想象的话,咱们画个图试一试。在纸上画出平面地图的方位,上北、下南、左西、右东,如下图所示。为了方便理解,我们根据实际方向摆放好这张纸,即纸上的方向跟实际的方向要一一对应起来。

上北下南左西右东

保持纸的方向,我们把这张纸举过头顶,从纸的背面仰视这张图。确定好上北、下南,那么,东和西分别是哪个方向呢?如下图所示。

上北下南左东右西

答案很显然,左面是东,右面是西。所以,仰视天空是遵循的方向应为上北、下南、左东、右西。那么参考答案应该修改为:春季、秋季、冬季。

总结一下,我们看大地是俯视,看天空是仰视,所以看星图的方位和看地图的方位是相反的。如果我们面朝北看大地,那么地图方位是上北、下南、左西、右东。但我们面朝北看天空,那么星图方位是上南、下北、左西、右东。如果我们面朝南看大地,那么地图方位是上南、下北、左东、右西。但我们面朝南看天空,那么星图方位是上北、下南、左东、右西。

最后送上一张上南、下北、左西、右东的示意图,给大家参考一下。

斗柄四季指向

(特别感谢爱牧夫的f317lc和mygod两位大神指导)。

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评论 4

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  1. #2

    是不是指南微冬季,指北为夏季?

    118个月前 (03-23)回复
    • 你说反了

      高海鹏8个月前 (03-25)回复
  2. #1

    小学题目这么难啊……

    成语故事大全8个月前 (03-16)回复
    • 题目并不难,只是老师搞错了。

      高海鹏8个月前 (03-16)回复
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