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高中地理综合实践活动设计案例


高中地理综合实践活动设计案例:学校经纬度测量的实验设计 上石桥高中 冯正栋 一、活动目的 此次活动的教学设计旨在培养学生的科学探究精神、 合作精神和 动手实践的操作能力, 体验科学探究的艰辛和成就感, 提高科学素养。 通过对学校经纬度的测量,掌握太阳高度的变化规律,培养地理观测 能力和时间能力,并且可进一步理解正午太阳高度、地方时差的含义 及其计算方法,培养学生的地理思维能力和地

理计算能力。 二、活动内容 依据杆影法和正午太阳高度的计算公式,测量出学校的地理纬 度;依据地方时差和经度差的对应关系,测算学校的地理经度。 三、理论依据 1、测量纬度(杆影法) :太阳直射点在一年之中会作有规律的周 期运动,在这过程中各地的正午太阳高度也会随着发生变化,而当地 的正午太阳高度不仅与太阳直射点的纬度有关, 与当地的纬度也有直 接关系。 各小组确定好标杆并且量出标杆长度 L1(大致 1m 左右) ,先通 过早上 6 点日出时的杆影确定方向坐标, 接着在中午时标杆的影子与 所画的正北线重合时(即上石桥当地地方时为十二点时) ,量出标杆 影子 L2,利用数学公式计算出上石桥当日的正午太阳高度角 H,再通 过已知该日(秋分日)前后太阳直射纬度——赤道(0°) ,最后利用 公式(H=90°—纬度差)求出学校的纬度δ 。

2、测量经度(时差法) :由于地球自西向东自转,在同纬度地 区,相对位置偏东的地区的时刻要早一些。因经度而不同的时刻,统 称为地方时,经度每隔 15°,地方时相差一小时;经度每隔 1°,地 方时相差 4 分钟;经度每隔 1′,地方时相差 4 秒钟,经度上的微小 差别,都能造成相应的地方时差。 确定好标杆的正北方向之后,当北京时间 12 时后(通过校正后 的手表或收音机确定) ,按下秒表;当杆影和正北方向重合时停止秒 表,记录北京时间正午十二点到学校地方时十二点的时间差Δ T(由 于上石桥经度比北京时间所在经线(120°E)偏西,因此北京时间正 午十二点之后再过一小段时间,才到上石桥当地地方时的十二点) , 最后通过所得时间差换算经度差,得出学校经度Φ (该地经度=120° E-Δ T/4min) 四、活动准备 1、人员准备 分六个小组,每组 6-7 人。 2、器材准备 标杆、皮尺或拉尺、手表(与北京时间校准) 、计算器、粉笔、 实验记录本、相机等记录媒体。 3、天气情况 秋分日前后,天气晴朗(正午十二点时立竿见影) 。 五、活动过程 2014 年 9 月 23 日(秋分日)前后,天气晴朗,学校高二年级的

同学们在中午放学后兴致勃勃地来到学校校标周围的操场进行 “学校 经纬度测量实验”的地理课外测量活动。 ① 取一根长度约 1m 的标杆,找一块水平地面,将圆杆垂直竖立 在地面上,量出标杆长度 L1; ② 通过早上 6 点日出时的杆影确定方向坐标; ③ 当北京时间 12 时后(通过校正后的手表或收音机确定) ,按 下秒表; ④ 当杆影和正北方向重合时停止秒表,记录北京时间正午十二 点到本地地方时十二点的时间差Δ T,量出标杆影子 L2; ⑤ 利用数学公式计算出上石桥当日的正午太阳高度角 H,再通 过已知该日(秋分日)前后太阳直射纬度——赤道(0°) ,利用公式 (H=90°—纬度差)求出学校的纬度δ ; ⑥ 通过所得时间差换算经度差,得出学校的经度Φ (校园经度 =120°E-Δ T/4min) 。 六、实验结果 实际测量的结果各组平均值(31.48°N,115.24°E)与 GPS 卫 星测得校园经纬度(31.80°N,116.40°E)虽然存在一定的误差, 但作为使用简单工具测量的结果还是可以接受的。 七、实验遇到的问题 1、实验的器材不够精确:如皮尺、拉尺易偏移,存在微小误差, 测量的标杆太粗或者不够垂直等; 2、实验人员经验不足,准备不充分,分工不明确等。

八、实验改进建议 1、使用较精确的仪器,用更精确的指北针确定正北方向 2、使用更好的方法确定正北方向:如提前一天以需测标杆为圆 心画一个圆, 根据太阳照射标杆的轨迹路径与该圆的两个交点的中点 与标杆的连线确定正北方向。 九、小结 在此次地理实践活动中,结果并不是最重要的,重要的是同学 们在活动中把学到的地理原理和知识应用到实际中, 不仅可以巩固所 学内容,更培养了学生的学习兴趣、提高实践能力和小组合作能力, 取得了很好的效果,这样的课外活动还应推广到日常的教学中去。 以下是一些同学的心得体会: ①这次实验是我们加深了对课本知识的理解, 增加了对地理学科 的兴趣,认识到了地理不仅是在课堂学习知识,也可是在生活随处可 以学习的。 ②这次活动让我认识到地理知识与我们的日常生活密切相关、 不 可分割,更加激发我们地理学习的乐趣。科学的道路是永无止境的, 我们只有把从课堂上学到的知识与理论运用于实践中, 才能真正彰显 科学的魅力,让科学的气质绽放出更加明亮的光芒。同时在实践过程 中,增进了同学间的友谊,形成了一种热爱科学、团结互助的求知氛 围,而这正是我们素质教育所标榜与提倡的。总之短短十几分钟的实 践,产生了不可估量的价值与意义,这是一次伟大的胜利也是一次美 妙的实践,希望明年能游玩北回归线。

③实验时要沉着细心、做好充分准备,地理在生活中的应用很广 泛,应该多掌握有用的地理知识。 ④虽然在太阳底下人会变黑,但被内心的舒畅感和满足感充斥 着,也是很快乐,通过此次活动,我知道我们课堂上学到的只是不是 仅存于理论,增加了对地理的兴趣,我更爱地理这门课程。 ⑤实验过程中有过一次错误的测量, 通过与已知 GPS 卫星测量的 校园经纬度的比较,组员们讨论后及时发现错误重新测量,最终测得 较为准确的数据,从中感受到团结协助的重要性,同时锻炼了动手能 力,是一次受益匪浅的课外实践。 ⑥多动手多动脑,从实际操作中更深层的理解了课内的知识,使 同学们在课堂上所学的知识都在这次动手操作中得到应用, 真正得到 “学以致用” 。 ⑦这次活动中我们课堂上学到的知识以及实验操作规范在现实 生活中得到了应用, 锻炼了我们的动手能力, 提高了我们的合作意识, 启发我们更加自主学习、合作学习、探究学习。深刻的体会到了同学 之间的默契感,希望以后多举行此类活动


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