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冬至日活动——测量经纬度  

2009-12-23 23:41:22|  分类: 爱好者们 |  标签: |举报 |字号 订阅

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中学地理校园课外测量活动

——用杆影法、时差法测经纬度活动

活动时间:2009-12-22      (冬至日)

活动地点:汕头华侨中学 排球场   

参与人员:2009级高一7-12班地理兴趣小组

指导老师:郭华夏

一、       前言

中学地理校园课外测量活动是一种基于地理理论的用于学生探究学习的地理实践活动,通过活动能够让学生把学到的地理知识应用到实际生活中。目前由于场地等条件限制,能够真正让学生走出课堂到野外实践的机会并不多。此次设计“用杆影法、时差法测经纬度活动”正是想利用一年中“二分二至”这特殊的时间点,让学生积极参与地理研究活动,在探究过程中,通过亲身体验来理解知识,使学生认识杆影与当地经纬度的联系,学会用数学的方法解决地理问题,扩展学生视野,增强学生学习地理的兴趣,培养其观测能力、动手能力、实际操作能力和利用统计数据,分析归纳正确结论及解决问题的能力。同时还可以培养其严谨的治学态度以及处理在科学实验中突发事件的能力。

二、       测量方法

本次活动的目标:测量学校的经纬度

1.                            测量经度(时差法):确定好标杆和正北方向,北京时间12时(校正后的手表)记录时间T北京,当杆影和正北方向重合时记录手表时间T本地,计算北京时间正午十二点到本地地方时十二点的时间差ΔT(由于汕头经度比北京时间所在经线(120°E)偏西,北京时间正午十二点过一小段时间之后,才到汕头的当地地方时十二点,因此ΔT =T校园-T北京)。通过所得时间差换算经度差,得出校园经度(校园经度=120°E-ΔT/4min

2.                            测量纬度(杆影法):各小组确定好标杆并且量出标杆长度L1,在汕头的当地地方时十二点即标杆的影子与所画的正北线重合时,量出标杆影子L2,利用中学数学用表或三角函数计算器计算汕头冬至日正午太阳高度角H,通过已知的该日(冬至日)太阳直射纬度δ(23.5°S),利用公式(H=90°-纬度差)求出校园的纬度Φ。

三、       活动准备

1.         人员准备

分六个小组,每组8-15人,每组两位负责同学。

2.         器材准备

标杆、皮尺或拉尺、手表(与北京时间校准)、指北针、中学数学用表或三角函数计算器、粉笔、实验报告、相机等记录媒体

3.         天气情况

冬至日当天天气晴朗,正午十二点时立竿见影。

四、       活动过程

20091222冬至日,天气晴朗,汕头华侨中学高一地理兴趣小组的同学们在放学后兴致勃勃地来到学校排球场进行“用杆影法测校园经纬度”的地理课外测量活动。

活动分为六个小组进行。首先,各小组找好自己的标杆,测量好长度,观测杆影的方位并用指北针定好正北方向所在的经线,同时准备好与北京时间校准手表用于计时。当北京时间正午十二点的时候,各组同学开始计时;当杆影与正北经线重合的时候,各小组计算时间差并测量杆影的长度。接下来各小组开始通过课堂学习的地理知识计算我校校园的经纬度。

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五、       得到的结果

各小组测算出来的结果如下

第一组

22.80°N

117.61°E

第二组

22.91°N

117.36°E

第三组

23.50°N

116.40°E

第四组

23.39°N

117.81°E

第五组

22.67°N

118.79°E

第六组

23.22°N

116.41°E

实际测量的结果各组平均值(23.08°N117.39°E)与GPS卫星测得校园经纬度(23.36°N116.69°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。

六、       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,指北针测量时易摇晃等

2.       实验人员经验不足,准备不充分,分工不明确等

七、       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。

八、       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:

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,认识到了地里不仅是在课堂学习知识,也可是在生活随处可以学习的。(曾广云)

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,者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。(曾伟森)

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。(张淑慧)

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和亲爱的郭老师。(陈海敏、陈思妍)

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。(蔡怡喆)

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”。(苏雨苗、谢秋丽、丁沛禧)

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。(陈晓丹、许文丽、陈欣)

 

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九、       通讯稿

校园经纬度我知道!

——汕头华侨中学地理兴趣小组举行校园经纬度测量活动

冬至日在地理学科上是一个特殊的节气,这一天,太阳直射南回归线,北半球白昼最短,正午太阳高度角也达到了全年最小。20091222的冬至这一天,天气晴朗,汕头华侨中学高一地理兴趣小组的同学们在中午放学后兴致勃勃地来到学校排球场,他们在郭华夏老师的指导下进行了一次“用杆影法和时差法测校园经纬度”的地理课外实践活动。

活动分为六个小组进行。首先,各小组找好各自的标杆,测量好长度,观测杆影的方位并用指北针定好正北方向所在的经线,同时准备好与北京时间校准手表用于计时。当北京时间正午十二点的时候,各组同学开始计时;当杆影与正北经线重合的时候,我校当地的正午十二点到了,各小组测算校园与北京时间的时间差并测量此时的杆影长度。接下来同学们通过课堂学习的地理知识计算我校校园的经纬度,最终各小组测算出来的平均结果——我校经纬度为:(23.08°N117.39°E)。

实际测量的结果与GPS卫星测得校园经纬度(23.36°N116.69°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。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在探究过程中,把学到的地理原理和知识应用到实际中,通过亲身体验来理解知识,使学生认识杆影、时差与经纬度的联系,学会用数学的方法解决地理问题,扩展学生视野,增强学生学习地理的兴趣,取得了很好的效果。这样的课外实践活动应大力推广,让学生积极参与地理研究活动,同时还可以培养同学们严谨的治学态度以及处理在科学实验中突发事件的能力。

 

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《测量校园经纬度》学生实验报告


班级:

姓名:

小组成员:

实验地点:

观测时间:

指导教师:


一、实验目的及要求

分组测量学校的经纬度。

二、实验所需的工具、环境及要求

1.工具:标杆、皮尺或拉尺、手表(与北京时间校准)、指北针、中学数学用表或三角函数计算器、粉笔、实验报告、相机等记录媒体

2.环境:室外空旷地方,无建筑物或植物遮挡;观测当天当天天气晴朗,正午十二点时立竿见影。

三、实验原理

1.       测量经度:确定好标杆和正北方向,北京时间12时(校正后的手表)记录时间T北京,当杆影和正北方向重合时记录手表时间T本地,计算北京时间正午十二点到本地地方时十二点的时间差ΔT(由于汕头经度比北京时间所在经线(120°E)偏西,北京时间正午十二点过一小段时间之后,才到汕头的当地地方时十二点,因此ΔT =T校园-T北京)。通过所得时间差换算经度差,得出校园经度(校园经度=120°E-ΔT/4min

2.       测量纬度:各小组确定好标杆并且量出标杆长度L1,在汕头的当地地方时十二点即标杆的影子与所画的正北线重合时,量出标杆影子L2,利用中学数学用表或三角函数计算器计算汕头冬至日正午太阳高度角H,通过已知的该日(冬至日)太阳直射纬度δ(23.5°S),利用公式(H=90°-纬度差)求出校园的纬度Φ。

四、实验步骤

1.检查所需的工具是否备齐,提前校正手表的北京时间。

2.找好或立好标杆,测量标杆高度L1

3.用指北针确定正北方位,并用粉笔划出标杆的正北方向线,即标杆所在的经线。

4. 正午,当太阳照射标杆的影子与所画的正北线重合时,测量杆影长度L2并记录手表此时显示的时间T校园。

5.整理实验结果,填写下表。

五、实验结果与数据处理

1.测得数据:

标杆高度L1=________________m

正午影长L2=______________m

120°E正午时间(北京时间):1200秒;

校园正午时间(北京时间)___________

2.数据处理:

校园纬度计算:

 

 

 

 

校园经度计算:

 

 

 

 

 

 

3.结果:校园的经纬度为:(                         

4.GPS卫星测得校园经纬度数据为(23.36°N116.69°E),小组得出数据误差为____________

五、实验遇到的问题:

 

 

 

 

 

 

六、对实验改进的建议

 

 

 

 

 

 

 

七、实验的心得体会(可以从活动的意义,你自己的收获、感想等方面谈)

 

 

 

 

 

 

 

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