地理实验的教学设计
(2011-10-25 11:12:40)
标签:
宋体恒星日太阳日太阳高度角地球自转教育 |
分类: 地理教案汇集 |
人教版必修1教材中的地理实验安排较少,依据教材设计地理实验活动,让学生体验知识的形成过程,有利于转变教学方式和学习方式。列举如下。
实验一:演示太阳日与恒星日的区别
目的:通过学生参与实验,培养观察能力和探究意识,缓解难点。
器材:地球仪、太阳(学生甲)、遥远的一颗恒星(学生乙)
步骤:⑴地球仪赤道取一点A,最前排一学生甲扮演太阳,同组最后排一学生乙扮演遥远的一颗恒星。点A、甲和乙都在同一线上,地球仪绕学生甲(太阳)公转一边自转。
⑵当点A自转一周(360°),A第二次面向恒星乙,所花时间23时56分4秒,是一个恒星日。但是,点A还没有第二次面对甲。点A接着再自转59′,此时点A第二次面对着太阳甲。点A共自转了360°59′,所花的时间是24小时。
⑶其他三种假设情况:地球只自转不公转、地球只公转不自转和地球公转方向是自东向西时,再比较恒星日和太阳日的区别。
对象 类别 |
恒星日时间 |
恒星日地球自转角度 |
太阳日时间 |
太阳日地球自转角度 |
地球自西向东自转和公转 |
|
|
|
|
地球只自转不公转 |
|
|
|
|
地球只公转不自转 |
|
|
|
|
地球公转方向是自东向西 |
|
|
|
|
实验二:昼夜长短的变化
目的:让学生观察昼夜长短和极昼极夜变化,以动态的效果激发学生的想象力。
器材:以一张圆形硬纸,画上赤道、南北回归线、南北极圈,另一张黑卡纸剪成半圆形代表黑夜,覆盖在底盘。
步骤:⑴教师牵动底盘,演示太阳直射点不断南北移动,导致晨昏圈的摆动(太阳光线与晨昏线始终保持垂直关系),晨昏圈切割纬线,造成昼弧和夜弧长短发生变化;
⑵教师要重点演示春秋分日、夏至日和冬至日晨昏圈的位置关系;
⑶分四个节气段(如下表)演示;
⑷学生根据演示实验,填写下表,得出结论;
⑸继续思考:此时南半球的情况又如何呢。
节气段(以北半球为例) |
昼夜长短状况比较 |
昼夜长短如何变化 |
极昼或极夜范围的变化 |
|
夏半年 |
春分日—夏至日 |
|
|
|
夏至日—秋分日 |
|
|
|
|
冬半年 |
秋分日—冬至日 |
|
|
|
冬至日—春分日 |
|
|
|
实验三:沿地球水平运动物体的偏移
器材:撑开的雨伞,墨水和清水等。
原理:地球自转产生地转偏向力,导致沿地表水平运动的物体方向发生偏转。
步骤:⑴将雨伞伞尖代表北极点朝上,在伞尖滴适量的墨水滴;
⑵模拟地球自转方向(以北极点为中心为逆时针),进行旋转;
⑶观察并描述墨水滴流痕的偏转方向;
⑷再将雨伞伞尖代表南极点,重复2、3步骤,但自转方向与2步骤相反。
结论:地表物体做水平运动时,运动方向会发生偏转,在北半球向右偏、南半球向左偏。
实验四:测定学校的经度和纬度
原理:利用地方时差,推导经度,利用正午太阳高度角公式,推导纬度。
器材:1支1米长木杆,手机(北京时间),直尺,指南针,数学用表等。
步骤:测定经度:⑴利用直杆确定当地正午时刻:当杆影最短时,既为当地正午时刻;
⑵当地正午时,看手机时刻,此时的时刻即为北京时间;
⑶根据当地地方时与东经120°的地方时差,即可求出当地经度。
公式:当地经度=东经120°±时差×15°/小时
测定纬度:在春分或秋分日
⑴将木杆直立于操场上,观察杆影朝向;
⑵当观察到一天中杆影最短时,用直尺测量杆影长度,用数学正切函数计算出正午太阳高度角H;
⑶利用正午太阳高度角公式计算出当地纬度;
H=90°-纬度差(太阳直射点纬度与当地纬度差)
结论:写出该地的经纬度度数。
实验五:演示季风的成因
目的:直观演示由于海陆热力性质差异产生的季风及其风向变化规律
器材:一束香、电炉子、盛有冰块的小盘、大型的玻璃缸、板盖等
步骤:⑴点燃香放入玻璃缸的中央,盖上板盖,观察烟气的飘移方向。打开板盖,把盛有冰块的小盘和电炉子分别放置玻璃缸的两端,盖上板盖,将电炉通电几分钟后,观察烟气的飘移方向。
⑵打开板盖,把盛有冰块的小盘和电炉子交换位置后,观察烟的飘移方向。
现象与原理:⑴开始时香的烟垂直向上。因为玻璃缸内在不受外界气流影响下,香燃烧形成单一的热力环流。放入盛有冰块的小盘和电炉子后,无论两者位置如何变化,卫生香的烟总是飘向电炉子后再上升。因为电炉上方空气被加热,气压降低形成低压,气流上升;冰块上方空气相对冷却,气压升高形成高压,气流下沉;水平气流由高压流向低压。
结论:冬夏季节海陆热力性质不同,高低气压产生了季节性互换,因此产生了风向有规律变化的冬夏季风。
实验六:演示锋面系统形成过程
课题:探究冷锋和暖锋的形成过程
目的:冷空气(蓝色的冷水)主动向暖空气(红色的暖水)移动,暖空气顶盖上出现“云雨”现象。
器材:透明的长方形的中间有凹槽的玻璃容器(在水槽两端各增加一种动力)、隔板、蓝色冷水、红色热水、冰块、实验报告。在容器里,一侧放温度较低、比重较大的蓝色液体,其顶盖上面放有冰块;另一侧放温度较高、比重较小的红色液体,中间用一隔板把两种液体隔开。
步骤:迅速抽去隔板,打开蓝色(或红色)冷水一侧的动力观察、记录实验现象。
现象:在短时间内,可以见到蓝色液体渗入到红色液体之下,并形成了一个倾斜的分界面,且顶盖上出现“云雨”现象。
结论:冷暖气团相遇时,会形成一个倾斜(形态)的交界面,即锋面。由于冷空气密度大,暖空气密度小,当冷暖气团相遇时,一般是冷气团位于锋面的下方,暖气团位于锋面的上方,并沿锋面上升。由于锋面两侧的温度、湿度、气压、风等都有明显的差异,所以在锋面附近常伴有云、雨、风等天气。
实验七:温室模拟实验
原理:温室阻止了空气在室内外对流或湍流方式的热交换,从而使室内增温。
目的:利用身边的事物,理解地理原理,并了解该实验与“大气保温作用”的区别。
地点:校篮球场
环境:晴朗的午间
准备:两只平盘、两只温度计、一只大的空矿泉水瓶、沙土、手表、剪刀、纸笔等。
步骤:⑴将一些沙土分别放入两个玻璃盘,用剪刀将矿泉水瓶拦腰剪断,将底部碗状部分倒扣在盛有沙土的盘中。这样就制成了“微型温室”;
⑵在“微型温室”顶部钻一个小洞,将温度计插进去;
⑶将“微型温室”放置在阳光下,将另外一支温度计放置在没有“微型温室”的盘中,保证两支温度计按受同样光源照射,然后观察升温过程,每隔1小时观察一次温度计,并记录温度值。
10年10月17日 |
10时 |
11时 |
12时 |
13时 |
14时 |
“微型温室”内的温度 |
|
|
|
|
|
“微型温室”外的温度 |
|
|
|
|
|
结论:两支温度计显示的温度有所不同,塑料瓶内的温度明显高于瓶外温度。
实验八:酸雨危害的模拟实验(课后开放实验室)
目的:认识酸雨的危害,增强环境保护意识。
准备:通过查阅书刊、上网等方式,了解酸雨的有关资料。
器材:教师准备SO2,装于6个集气瓶中并加入少量的水;镁条或锌粒。
学生准备:植物叶子,果皮、废弃大理石等。其它物质:纸张、手帕。
步骤:
活动步骤 |
加入物质 |
现象 |
原因 |
1.分别将下列物质放入老师准备的酸雨中。 |
(1)植物叶子 (2)果皮 (3)镁条或锌粒 (4)大理石 |
(1) (2) (3) (4) |
|
2.其它物质 |
(1)纸张 (2)手帕 |
(1) (2) |
|
实验九:河流堆积地貌的形成
器材:一杯颗粒不均的细沙、一本书、一张白纸。
步骤:⑴将白纸平铺在桌面上;
⑵将书本打开并倾斜放于桌面上;
⑶将细沙自书本的中缝从高处向下缓缓倾倒;
⑷观察在白纸上形成的堆积体的外形特点。
结论:可以观察到堆积地貌呈现扇形的特点,颗粒大的分布在最外缘。