简谈地理科学的教学过程和教学内容的特点

针对地理科学的教学过程和教学内容的特点，职称论文范文本文就如何构建好的教学方法提出了自己的看法，并根据实例进行了分析。

一、探究实例

(一)案例一:验证所在城市的地理坐标

1·提出问题阶段活动之前,我先对学生现有的知识做了评估。我问学生,他们是否知道潍坊市的地理坐标?学生们大多不知道,但有学生回答说可在地图上查找;还有学生说通过上网查询,也可以知道潍坊的地理坐标。最终通过上网查询,学生们查得潍坊市的地理坐标是:36°42′N、119°03′E。

2·制订计划和设计实验阶段学生们进行思考、讨论后,有学生提出利用公式:H=90°-δ-ψ(H:某地的正午太阳高度角;δ:该地纬度;ψ:太阳直射点所在的纬度),就能计算得出潍坊市的纬度,但前提是确定ψ(某日太阳直射点所在的坐标)和H(正午太阳高度角);至于经度,利用地方时与北京时间的差距,就可计算得出。但如何知道某日太阳直射点所在的纬线和正午太阳高度角呢?学生们最终确定解决办法:

(1)太阳直射点所在纬线的确定,可选在秋分日进行实验(时值9月初),因为此时太阳直射赤道,即ψ=0;

(2)正午太阳高度角的测量,用物体及其正午影子就可以简便地测出。这样,在秋分日时,有如下关系:

此时,潍坊市的地理纬度与其当日的正午太阳高度角是互余关系。确定了方法之后,学生们开始做一系列的准备。首先,进行观测工具的准备,该实验的关键点在于正午太阳高度角的确定,用什么物体及其影子测量比较方便合适呢?有同学提议用操场上的旗杆来测量,随后师生一起来到学校操场旗杆旁,对现场进行评估。经过观察,大家的意见趋于一致:该方案不太现实。地理科学的教学过程和教学内容的特点，主要理由是: (1)旗杆很高,其准确高度不易确定; (2)旗杆在一个平台之上,其影子部分落在平台上,部分在平台下,测量工作不好开展;(3)旗杆因风力作用摇摆不定,不利于测量其影长; (4)全班共有58人,进行旗杆及其影长的测量,大部分同学将成为观众,无动手机会。其次,进行了人员的分工,每组需要记录员、材料员、校验员、联络员各1人、测量员2人、共6人,并明确了个人的职责。

3·进行实验与搜集证据阶段方法1:用竹竿验证当地地理坐标(1)用竹竿验证当地的地理纬度最终学生们在秋分日(2004年9月23日)测量验证。在平坦的操场上,每组将一根略长于2米的竹竿插于地上,使其地上部分为2米。同学们根据已知经度,已预测到竹竿影子最短时应出现在北京时间将近12点04分的时刻,并由联络员相互提醒,终于,当正午竹竿影子最短时(此时,影子与地面上摆放的指南针平行),测得竹竿影长是1.50米(十个小组的平均数据)。

4·分析论证阶段用δ潍坊表示潍坊的纬度,用H表示正午太阳高度角,用H竹竿表示竹竿的高度,用L杆影表示竹竿的影子长度。它们有如下关系:

(2)用竹竿验证当地的地理经度秋分日,在做上述测量时,测得当正午竹竿的影子最短时(说明该地的地方时已经到达12点),北京时间是12点04分。根据经度差1度,地方时差4分钟,就可以求出学校所在地的经度为东经119°,与资料上的数字东经119°03′虽略有出入,但差别不大。方法2:用北极星验证当地地理坐标(1)确认北极星从北斗七星的天璇向天枢方向延伸,北极星与北斗七星的天璇、天枢约在同一条直线上。把天璇、天枢间的距离作为一个单位,那么北极星就在离天璇约5个单位的地方。(如图2)

(2)确定当地的地理纬度学生寻找北极星的高度与当地的地理纬度的关系,并画图表示。学生们最终确定从赤道到北极,北极星的高度是逐渐增大的,且与当地的纬度相同,随后各小组用他们在数学上的知识很容易地证明了这个结论(如图3:∠1是观测点的纬度数,∠2从观测点观测北极星的高度,能够证明,∠1=∠3=∠2)。根据这一原理,学生们借来数学老师上课用的量角器来测定纬度,在半圆仪圆心处,用钉固定一个下端拴有重物(粉笔)的细线,将半圆仪的直角边对向天空瞄准北极星,拴有重物的细线自然下垂,细线与半圆仪上的度数重合处就是当地的纬度(如图4:∠4=∠5)。经测我校所在纬度为36度左右。

(3)确认当地的地理经度在一块平坦的平地上,垂直于地面插一根直的竹竿。从竹竿向北极星瞄准,在地面上画下一条细线(可用指南针校验),这条细线就是通过当地的经线。第二天(需晴天),首先对好北京时间,当地时间接近正午时注意观察立竿在太阳光照射下产生的阴影(直射点除外),当竹竿影子与所画细线重合时(当地正午),记下北京时间是12点04分。由于北京时间是东经120度的地方时,又根据经度相差一度,地方时差4分钟,就可以算出我校所在的经度约为东经119度.

案例评析:在这个实验中,方法1明显的优点是学生可利用已学习的原理应用到现实中,观测工具也简便易行,虽最终结果受到多种因素的影响,如影长测定、三角计算、时钟调节等,导致产生误差,但各组同学的实验结果基本一致,实验是很成功的;方法2是教师指导下添加的方法,需借助北极星,因此易受外界因素,如天气状况、空气洁净程度的影响,而且将半圆仪的直角边对向天空瞄准北极星时,因无支撑物,稳定性差,瞄准时误差极大,各组学生数据差别较大,实验效果不如第一种方法。在以上观测活动中,可以感觉到学生在活动中的表现:在制订实验计划和设计实验时,学生们先是提出了验证地理坐标的原理,又否决了用旗杆测影子的方法,并提出了理由,随即制定了详细的研究方案,使今后的活动能有条不紊地开展,避免了随意性和盲目性。也说明了学生积极参与实验、认真思考,既能充满热情又比较慎重,这是良好科学态度形成的前提。尽管正式的观测尚未开始,但学生们已经开始动脑思考,得到了锻炼的机会,这个准备的过程也是学生们学习的过程。活动中学生们自觉地维护记录资料的真实性和准确性,并提出用指南针进行校验,可以看出实事求是、精确、严谨的科学态度正在深入学生们的心灵深处。从学生对观测结果由疑到信的变化过程,可以看到学生在这次活动中对自己更加有信心了。另外,在本实验中,学生们能够提前预测观测时间(将近12点04分),可知学生正在学会提高行动效率。而且学生们能够体验到用所学知识来解决实际问题的成就感、兴奋感,引发了他们学习地理的兴趣,这才是更为重要的。

(二)案例二:遵循哥伦布的足迹,估算地球周长

1·问题提出阶段在讲述第一章后,我问学生,他们认为地球周长是如何测量的。有学生回答说利用比例尺,测量地图后可算出;有学生说是绕地球飞一圈并测量距离。我告诉他们哥伦布在任何人环行地球之前就有一个近似方法,可知地球有多大,我们这次也要像天文学家一样自己找答案。我告诉学生,我们将用北极星来确定计算地球周长。

2·问题分析、论证阶段由于学生已经知道,在北半球,北极星的高度与当地的地理纬度相同。因此我要求学生用图来表示这两者的关系,该图以北极星的高度为纵轴,以地理纬度为横轴。多数学生都能画

出,如图5:随后,我提示学生,北极星的高度与地球周长是否存在关系呢?通过学生的思考,我们又在横坐标90°N、45°N、0°的下面对应写上了距离北极0、1/8地球周长、1/4地球周长。这样,学生能够看出,直线也可以表示北极星的高度角和地球周长的关系。随即学生们进行了验证,如果我们知道北半球某一条经线上两点各自的北极星高度角,

而又知道两点之间的实际距离,就可计算出地球周长。

3·问题解决阶段之后,我告诉学生,在哥伦布时代,人们就通过地面旅行知道了斯堪的纳维亚的一个城市(北极星角度为67度)和意大利的一个城市(北极星角度为43度)之间的距离约为3000英里。毕业论文范文当时了解北极星知识的人可据此计算地球周长。随后各小组进行计算。A点代表斯堪的纳维亚的一个城市(北极星角度为67度),B点代表意大利的一个城市(北极星角度为43度),从图5可以看出,同一条经线上,1个纬度的经线长是1/360地球周长,AB之间的距离有如下关系:(67°-43°)地球周长/360°=3000英里地球周长=45 000英里=72 405千米与实际地球周长40 000千米作比较,发现与真正的地球周长差别很大。分析原因: (1)两点距离的测量是通过地面旅行得出的,数据不甚准确; (2)两点不一定完全在同一条经线上,导致计算前提错误。案例评析:在活动开始之初,用“哥伦布在任何人环行地球之前就有一个近似方法可知地球有多大”来引起学生的探究兴趣。活动过程中,学生需要用自己的数学知识和地理知识进行做图和计算后,学生的图解能力、观察分析能力和计算能力得到了发展。最终的计算结果,学生开始感到失望,但分析后学生认识到哥伦布的这种方法是正确的,是非常值得尊敬的,发展了学生的批判性思维。