一、研究背景：古代学者的日心说理论

　　从古希腊著名科学家阿基米德的论著中可以了解到，阿利斯塔克曾经创造出一个日心宇宙模型，这个模型是以下面的五个观念作为理论基础的：太阳与固定的恒星不会运动、地球绕太阳运行、地球的轨道为圆形、太阳位于该圆的中心、固定的恒星距离太阳与地球极为遥远。阿利斯塔克认为，由于地球每日一周地绕太阳旋转，地球上的人们才有了天空绕地球转动的印象，因此，他显然了解地球是球体。阿利斯塔克还认为，如果包括地球在内的行星都围绕太阳旋转，而太阳因为距离地球非常遥远而看上去体积没有变化，那么天体运动就非常容易理解了。阿利斯塔克的日心宇宙模型在当时来看太过前卫，当时的世界没人能够理解他，因此他的理论很快就被淹没了[1]。

　　意大利文艺复兴时期的达•芬奇在他的笔记中也留下了“太阳不动”的相关内容。他指出：太阳有物质、形状、运动、辐射、热和原动力，整个宇宙中没有一个物体的大小和能力能与太阳相比，太阳的光照亮了宇宙中的所有天体;地球很像月亮，地球是一颗星;即使人身变得像地球那么大，仍比最小的恒星还要小得多，仍然是宇宙中一个小小的星点罢了。达•芬奇意识到太阳是宇宙的中心，但这样的看法也仅仅藏在他的笔记之中，并没有公开[2]。

　　1543年，哥白尼出版了《天体运行论》，这是一部真正伟大的科学著作。他彻底研究了古希腊学者托勒密的地心说，剖析了“本轮”“均轮”之类假说的谬误。他利用前人的观测仪器，对天体进行了大量观测，首创了平面三角和球面三角的数学工具，利用数学工具对观测数据和前人积累的数据进行了大量计算，最后才得到一个完整的宇宙天体运行体系。他所计算出的月地距离和恒星年的数据，与现代所知的实际数据非常接近，误差只有百万分之几[3]。

　　《天体运行论》出版后并未引起人们的注意，普通人看不懂，而许多天文工作者只把这本书当作编算行星星表的一种方法。《天体运行论》出版后的70年间，曾经遭到马丁•路德的斥责，但未引起罗马教廷的注意。后来布鲁诺和伽利略公开宣传日心说，危及了教会的统治，罗马教廷才于1616年把《天体运行论》列为禁书。但从此，以太阳为中心的宇宙学说却深入人心。

　　中学物理中关于太阳系的教学在初中和高中均有涉及，初中主要讲解太阳系各个行星运动的基本模型以及各个星球的尺寸比例、地球的公转自转等;高中则进一步研究太阳系行星的运动规律。不管初中还是高中阶段，学生对于太阳系宇宙模型的学习是非常重要的。而以往的教学很难让学生对于太阳系宇宙模型有直观了解。教师利用辅助教具直观、形象地演示某种科学现象，可以提高学生的学习兴趣并充分调动其积极性，是一种非常有效的教学手段。如果教师能够在课堂上展示出太阳系宇宙模型，这将对学生学习行星的运动、万有引力和航天知识起到非常重要的作用，能够激发学生的学习热情，以及对科学研究的兴趣和对宇宙的探索追求。然而，目前的教学仪器设计比较落后，能够在中学课堂普遍推广、科学有效地演示太阳系的运动模型还处在待研发状态。本文给出一种太阳系运动模型的设计方案，其设计简化、演示效果明显，对学生的启发作用突出。该设计一旦推广应用会显著增强中学物理关于太阳系及天体运动、万有引力与航天知识的教学效果，增强学生学习科学、探究未知的研究兴趣。

　　二、太阳系动态演示模型的设计

　　三、安装及工作原理

　　四、结语

　　从古希腊的阿利斯塔克到文艺复兴时期的哥白尼，人类终于认识到太阳系的真实运行模式，然而让学生明白太阳系的行星运动并不容易，毋宁说在日心说宇宙模型下理解地球的运动规律。为了形象立体地向学生展示太阳系的运行模式，本文介绍了一种太阳系动态演示模型，该模型可以从太阳和地球两个视角展示宇宙图景，可以显著提升课堂上关于宇宙、航天等内容的教学效果，增强学生对于科学的研究兴趣。

　　参考文献

　　[1] 叶江南.“日心说”并非哥白尼提出[J].文史博览,2013(9):54.

　　[2] 何平.意大利文艺复兴艺术家与近代科学革命:以达芬奇和布鲁内勒斯基为中心[J].历史研究,2011(1):159-171.

　　[3] 《天体运行论》中的数学计算[J].语数外学习(高中版中旬),2019(9):55-56.

王磊1 陈建文2　1.武汉海淀外国语实验学校　2.辽宁省盘锦市辽东湾实验高级中学