蓋瑞王的自然教室_奇妙的月亮

身為老師，要提高學生觀察到月亮的機率，就必須先知道月亮出沒的時間，而「解答」都在月相圖中。

解析月相圖. 首先，為了讓各位能更快速讀懂後續的圖， ... Skiptocontent 月亮的移動與月相的變化是有週期性的，但這樣的概念對國小四年級的小孩而言，並不是那麼容易就能理解。

大多學生會有的迷思就是（一）月亮的形狀真的會改變，以及（二）月亮一直都在天空中，有時看不到只是因為被東西擋住了。

像是我們學校的孩子就告訴我：「月亮一直都在天上：白天看不到，是因為太陽太亮了！」為此，要讓孩子更認識月亮的規律性，有必要讓他們親自觀察。

不管是哪一版本的自然課本，都會要求學生親自觀測月亮。

只是你曾有遇到孩子苦惱的跟你說：「我就是看不到月亮」？你以為是孩子搞不懂觀測月亮的方法，但可能只是因為月亮在那個時間真的不在天上！身為老師，要提高學生觀察到月亮的機率，就必須先知道月亮出沒的時間，而「解答」都在月相圖中。

  解析月相圖 首先，為了讓各位能更快速讀懂後續的圖，我們先介紹一下我們的座標系統。

圖一左[註一]表示三度空間下的四個方位，身為北半球的我們，通常習慣將月相圖以「北極視角」呈現，也就是在月相圖中，凸出紙面的方向為北方（圖一右），很明顯的，當你如同圖中小人一樣面向北方，你的右手邊會是東方、左手邊則為西方。

接下來，我們得了解地球的自轉是由西向東。

相對於地球不動，我們會感受到太陽是從東方地平面升起，再由西方地平面落下。

圖二中的地球是由北極點方向向下俯視，若你剛好站在地球的Ａ處，你會見到太陽在東方靠近地平面處，此時時間應該為早上的六點左右；若你在地球的Ｂ處，你會感覺太陽在你的頭頂上方，此時應該為中午十二點；Ｃ處的人會看見太陽出現在西方地平面上，為下午六點；位在Ｄ處時，太陽則完全在地平面之下，此時為午夜的十二點。

  圖一、「北極視角」座標系統解釋。

  圖二、地球自轉與太陽移動路徑的關係。

  再來考慮月球的部分。

從北極點向下看，月亮也是以逆時針方向對著地球公轉（圖三），公轉一圈為一個月。

但因為太陽都在同一個方向，所以不管月亮從Ａ處移動至Ｂ處、甚至Ｃ、Ｄ處，月亮都是同一個面被太陽照射。

從圖上可以看出，月亮在Ａ處的時候，它的暗面對向地球，所以此時地球上的人無法看到月亮，此時月相稱為「朔」，我們訂為農曆初一；當月亮移動到Ｃ處時，月亮的亮面完全對向地球[註二]，所以此時地球上的人就可以看到滿月（望），約為農曆十五、十六；而當月球移動到Ｂ或Ｄ處時，月亮剛好是以半亮半暗的樣子對著地球，人們看到的就會是上弦月（農曆初七、初八）或是下弦月（農曆二十二、二十三）。

圖三、太陽、月亮與地球的相對關係。

  當瞭解上述概念後，就要進入到更進階的部分：知道月岀月沒的時間。

我想先澄清一點－月相圖中的地球自轉與月球公轉並不同步！或許這句話對一些人來說很奇怪，但真的會有人因為看不懂月相圖，以為當月球從圖三A的位置移動到B處時，地球上的小人也會從對準A處，轉而對準B處。

必須知道，地球自轉一圈為一天，而月球公轉一圈是一個月，所以當月球從圖二A處移動到B處時，地球早已自轉了六、七圈了[註三]！ 如果釐清了心中的迷思，我們就能以圖四繼續解說判斷月亮出沒時間的方法。

以滿月為例，當天的月球大致都位在地球的背面（假設面對太陽那面是正面），若你剛好位在A圖中的位置，也就是傍晚六點的時候，你會看到太陽正慢慢西下，而月亮正從東邊升起；當時間推移至午夜十二點，也就是B圖的位置時，滿月剛好會在你的頭頂上方；繼續到了凌晨六點，太陽慢慢從東方地平線升起，滿月則往西方地平線落下（圖四C）。

我們可以歸納出滿月的出沒時間大約從傍晚六點開始，於凌晨六點消失，概括十二小時左右。

可想而知，如果當天是上弦月，它的出沒時間會從中午十二點開始，至午夜十二點結束，於傍晚六點時仰角最高。

現在，你可以自己推敲看看下弦月的出沒時間嗎？   圖四、以滿月為例，推敲其出沒時間為傍晚六點至凌晨六點。

  上弦月？下弦月？傻傻分不清 現在，我們能在月相圖上標示出日期與時間了（圖五）！而且除了判斷月亮出沒時間與農曆日期，我們還可以解決一個很常見的困擾：到底看見一半的月亮時，代表上弦月還是下弦月？ 關於判斷上下弦月的方法，坊間有很多種撇步，像是觀察月亮是右邊亮還是左邊亮：某些類似「右手定則」、「左手定則」的判斷法：更厲害的人，判斷的不是左或右、而是東邊亮或西邊亮（你的方向感要很好）。

我傾向利用月亮出現的時間：如果是下午到傍晚看到一半亮的月亮，就肯定是上弦月；相對來說，你要午夜之後到中午之前才能看到下弦月。

利用月亮出沒時間認識上下弦月，是很活用月相圖的一種技巧。

  圖五、月相圖。

  月相圖在教學上的應用 回過頭來說，若能將月相圖了解得非常透徹，你就能避免學生出現「我看不到月亮」的問題。

舉例來說，如果今天是農曆初一，你會知道最近不容易觀察月亮，那就盡量避免學生這幾天觀察天空；而接下來你能預測到，儘管這周不容易看到月亮，但七天後會是上弦月，可以在平易近人的時間去進行月亮位置的量測、月形觀察等工作，甚至你可以直接用放學前的時間，親自帶著孩子在操場上觀察月亮。

你也可以反其道而行，像我一樣。

為了解決學生「晚上一定看得到月亮，除非被東西擋住」的迷思，我刻意挑了個晚上一定看不到月亮的時段，請他們在晚上觀察月亮。

孩子們隔天會很激動地跟我說：「老師我看不到月亮！」你就能心裡暗笑著，然後引導他們知道月亮在晚上不一定會出現。

而上弦月那段期間，刻意要求學生在白天觀察月亮，他們會驚訝地發現，原來白天的月亮也能那麼清楚！ 對月相圖夠熟悉時，你也能帶著孩子製作月相盤[註四]，讓孩子藉由轉動月相盤、更認識月相圖。

或許高成就的孩子也會自己鑽研月相圖後，用這樣的原理自己看天象猜時間（理想上啦）。

還有一個有趣的應用，一直很能說服我自己教學生月相圖：你可以用月亮的形狀與當時的位置來判斷現在大約幾點。

同樣以滿月為例，你在天空中看見滿月，你一定能知道當天是農曆約十五或十六；接下來，如果你發現月球位在東方天空，你就能知道現在還不到午夜；等到月球位在接近頭頂的位置，你就知道接近午夜啦（華麗馬車要變回南瓜的時間）。

搭配拳頭數量測月亮仰角，甚至能估算當時是幾點鐘（以圖六為範例）。

在野外沒有計時工具時，使用月相與月亮的位置可以得到重要的時間資訊。

讀到此，你對月相圖更了解了嗎？有更感受到學會月相圖的好處了嗎？試著在一張空白的紙上，憑記憶與上述概念自己畫出一張月相圖吧！   圖六、以月相與月亮位置判斷時間的案例。

  [註一]圖中的太陽、地球、小男孩圖像取自網路，再自行修改成解說用圖。

[註二]月亮繞地球的公轉軌道，與地球繞太陽的公轉軌道還有一個角度，所以月球繞至地球「後方」時，不代表會被地球擋住。

如果被擋住，那就會變成月食了。

[註三]月球繞地球一圈是一個月，所以當月球從圖三A處移動到B處時，轉了1/4圈，時間大約為地球的一周。

[註四]網路上有很多月相盤的製作、使用方式可以參考。

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