簡介恆星視運動動畫

恆星的視運動一直是國高中學生在地球科學上很難學會的概念，最主要是很難想像，一般教學中老師會用圖形來做為輔助說明，但是立體概念用平面來表示時學生需要在腦海中進行轉換，這對空間概念比較差的學生是很難理解和學習的，如果能夠透過3D動畫或許會因減少轉換過程和比較具體的視覺輔助，而能減少腦部的認知負荷降低學習難度，但是找很久都找不到好的動畫，最近在網路上發現了這個動畫，覺得可以一試，我先把用法介紹一下，大家可以試著用用看，日後如果實際教學效果不錯，再補充教學方式上來。



引自http://astro.unl.edu/classaction/animations/coordsmotion/celhorcomp.html
由於網誌版面的關係，稍微縮小了畫面，建議打開上面連結畫面會比較大而清楚


我們先看上區，上區分層左右兩個視窗，是下區各種參數設定之後呈現的結果，左圖為天球座標狀態下，因地球自轉造成的恆星和觀察者相對運動，右圖為地平座標下我們在地表觀察恆星運動的情形，這兩個視窗放在一起可以相互比較，在過去教學經驗中，學生遇到的一個思考上的問題是：對人來說地球很大，對宇宙來說地球很小，在天球座標系上學生必須想像將地球縮小成天球中心的一個小球體或一個點，但是又必須回到真實世界，想像地平線上天體的運動軌跡，這時又必須理解地球非常巨大到巨大到我們感覺地球表面是一個平面而不是弧形，這種要經歷不同尺度的交替轉換，然後又要整合思考，確實在認知上有極高的難度，這個動畫一次將兩個不同尺度同時呈現確實可以讓老師嘗試去解決這個問題，但如何有效的教？我還不知道。這兩個動畫顯示區塊都可以透過滑鼠的拖曳改變視角，尤其右側區塊北方(N)的位置可以視教室的實際方位調整出學生比較可以接受的角度。

下區共有四個參數設定的區塊，由左而右我們分為左一、左二、右二、右一等來區分。

左一區就是選擇你所在的位置，你可以在地圖上點取所在地或是直接輸入經緯度，這時在左上區的地球上會出現一個白點以標示觀察者的位置，當然這時右上區地球自轉軸及地平面的交角也會改變。

左二區為動畫控制區，包含動畫的啟動(start animation)，動畫的間距：你可以選擇連續動畫、每小時、每3、6、12小時間距移動，通常選擇連續或1小時比較容易觀察，最下方的橫桿可以控制動畫速度的快慢。

右二區為動畫顯示內容設定區，勾選後可以顯示需要標示的內容，依次有：

1.  show label：顯示標示文字，核取後可以顯示天頂(zenith)、天球赤道(celestial equator)、赤經0時線(0h circle)、天北極(ncp)、天南極(scp)。
2. show 0h circle：顯示赤經0時線。
3. show celestial equator：顯示天球赤道。（建議核取）
4. show underside of horizon diagram：顯示地平面下方圖形。（建議核取和取消各做一次讓學生體會）
5. show never rise region： 顯示永不上升之天球區域，這個設計很有助於教學的運用
6. show rise and set region：顯示每日會東升與西落之區域
7. show circumpolar region：顯示繞極區域（不會落到地平線下的區域），這個設計很有助於教學的運用，學測曾經考過此一概念
8. show the angle between the  celestial equator  and horizon：顯示天球赤道和地平面之間的夾角

右一區為恆星設定區，可以設定天球上要顯現的恆星，基本上可以選擇北斗七星(big deeper，代表北半天的星座)、獵戶座(orion，代表天球赤道的星座)、南十字座(Southern cross，代表南半天的星座)，或者選擇隨機的恆星標示(add star randomly，每按一下會隨機標上一顆星），最後就是選擇是否呈現星跡(star trail) ，可選擇長或短，有助於觀察恆星運動的軌跡，但建議恆星不要貼太多不然一旋轉就不容易觀察了。

接下來就請自己玩一下！