师：同学们，你们好，欢迎来到今天的科学课堂。上课之前，请仔细观察这幅图片，右上角的这颗天体是谁呢？对，它就是我们晚上抬头经常能看到的月球。在茫茫宇宙中，月球是离地球最近的天体，千百年来，它始终蒙着一层神秘的面纱，编织出许多神话与传说。在我国，就有嫦娥奔月、吴刚伐桂、玉兔捣药等关于月球的神话。同学们，你们知道月球表面是什么样子吗？下面，就让我们带着对月球的好奇，一起进入今天的科学课堂。
自古以来，人们就对月亮充满好奇，尝试用各种方法观察、了解月亮。400多年前，意大利天文学家伽利略用自制的望远镜观察月球，看到了月球表面众多的环形山、高地和月海。下面，让我们通过一段视频来进一步了解。
自古以来，人类就对月亮充满向往，希望登上月球，看看它的真模样。直到1969年，人类才真正踏上月球，揭开了它神秘的面纱。1969年7月16日，土星5号火箭载着阿波罗11号飞船从美国肯尼迪航天中心点火升空，开启了人类首次登月的太空征程。宇航员阿姆斯特朗、阿尔德林和柯林斯驾驶着阿波罗11号宇宙飞船，经过三天三夜，跨越38万公里的征程，踏上了月球表面，留下了人类的第一个脚印。这虽然是个人的一小步，但却是整个人类在航空航天事业上迈出的伟大一步。此后，美国相继发射了阿波罗12、13、14、15、16、17号飞船，共有12名航天员登上月球，他们在月球表面开展了各项科学实验，获取了大量实验数据。
中国也有登月工程规划。2007年10月，我国绕月人造卫星嫦娥一号通过环月飞行，对月球表面进行拍照详查，为后续宇航员着陆做准备。2010年10月，嫦娥二号完成了一系列工程与科学目标，获得了分辨率优于10米的月球表面三维影像、月球物质成分分布图等资料。2013年12月14日，嫦娥三号顺利落在月球表面。2019年1月3日，嫦娥四号和玉兔二号翩然登陆月球背面，拍下了第一张月背全景图。2020年12月1日23:11，嫦娥五号着陆月球，并对月球土壤进行采样。12月17日1:59，嫦娥五号返回器携带珍贵的两公斤月球土壤，在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆。
同学们，看完视频后，你们是否也像老师一样，为中国航天事业的发展感到骄傲和自豪呢？成功登月后，科学家们收集了更多关于月球表面的证据，其中最引人注目的就是随处可见的环形山，几乎布满了整个月面。月球上直径大于1千米的环形山多达33000多个。许多年来，科学家一直认为环形山是由火山喷发形成的。20世纪70年代，科学家结合观测证据提出了新观点：这些环形山大部分是由来自宇宙的流星体撞击形成的。要想知道科学家提出的这些新证据能否正确解释环形山的形成，我们可以通过模拟实验来验证猜测。
接下来，我们一起进行模拟环形山形成的实验。实验过程中，我们需要用到托盘、直尺、大小不同的石子、细沙等。在一个盘子里铺上约3厘米厚的细沙，用尺子刮平。然后从不同高度、不同位置往沙盘里丢大小相同的石子，再从同一高度、不同位置丢大小不同的石子。虽然这个实验难度不大，但老师还有一些注意事项要提醒大家：把沙子倒入盘子后，一定要用尺子将它刮平，以便在实验中形成石子坑；丢石子的时候手要放松，不要用力；取出石子时要小心，注意不要破坏陨石坑的形状；实验过程中可以多次重复，以减小误差。下面，让我们通过视频来感受一下实验过程和实验现象。
模拟环形山形成的实验，实验材料有石子、细沙、托盘。在托盘内铺上约3厘米厚的细沙，也可用面粉代替。从同一高度往沙盘里丢下大小不同的石子，再从不同高度丢下相同大小的石子，观察石子坑影子的变化，通过此实验了解月球上环形山的形成原因，即由空中掉落的陨石砸成。
在实验过程中，我们可以观察到这样的现象：大小相同的石子，落下高度越高，形成的沙坑越深越大；高度越低，则形成的沙坑越浅越小。从相同高度扔石子，石子越大，形成的沙坑越大；石子越小，形成的沙坑就越小。亲爱的同学们，在刚才的实验过程中，我们用沙面、石子以及丢石子的行为分别模拟什么事物或活动，你们知道吗？我们用沙面模拟月面，用石子模拟流星或陨石，用丢石子的行为模拟流星或陨石撞击月球表面的活动。也鼓励同学们在课程结束后自己动手做一做这个实验。
通过实验，我们发现环形山可能确实是由陨石或流星撞击形成的。那么，撞击之后形成的环形山什么时候观察最为合适呢？让我们通过环形山阴影的变化实验来感知一下实验过程。用手电筒光模拟阳光直射、斜射沙盘里的石子坑，观察石子坑阴影的变化。请仔细看这两幅图，我们发现当手电筒直射沙坑时，沙坑影子较小；而斜射时，沙坑影子较大。因此，我们观察环形山的时候，选择每月农历初七、初八或二十二、二十三左右最为合适。
同学们，当你们抬头观察月亮的时候，它的样子都是一样的吗？你们知道月相变化有什么规律吗？我们同样可以用模拟实验来感受一下月相的变化。在进行这个模拟实验之前，有一些问题你们要提前思考：在这个实验过程中，我们用什么来模拟月球和地球？除了月球和地球，我们还需要模拟什么？月球是如何运动的？我们在模拟月球公转的时候需要注意哪些问题？想好了吗？知道答案了吗？在进行这个实验的时候，我们可以用台灯来模拟太阳以及太阳发出的光线，用一只球，例如排球，来模拟月球，用人眼的观察来模拟地球上的人对月相的观察。