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实验专题 | 高中地理实验实操攻略1——观察太阳活动

 yg760 2024-03-22 发布于天津

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2023年12月,教育部教育技术与资源发展中心(中央电化教育馆)制定的《中小学实验教学基本目录》2023 版中,有初中地理实验教学基本实验活动 41 个高中地理实验教学基本实验活动 39 个,共计 80 个实验活动。

为了更好地帮助老师们了解该实验目录,能依据基本实验活动建议主题开展相关的实验活动,启星学苑结合在地理教育装备领域多年的研发和教研经验,计划推出系列【实验专题】文章,按照教育部发布的地理实验教学目录,逐一整理每一个实验实施时可以用到的工具样例,并结合自己工作经验进行比较分析,便于老师们参考和借鉴

本期开始分享高中地理实验教学基本实验活动的相关内容,首先分享的是必修地理1-地球科学基础的四个实验,第一个实验是“观察太阳活动”

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实验一:观测太阳活动

  • 课标要求:运用资料,描述地球所处的宇宙环境,说明太阳对地球的影响。

  • 活动目的:通过实地或模拟观测,让学生直接观察太阳表面特征,比如太阳黑子的变化,体验科学观测的过程,学会正确使用望远镜和相关观测设备。验证课本上的太阳活动理论知识,了解太阳活动周期性变化的现象及其成因,增强对太阳活动与地球环境关系的直观认识。通过实验活动,训练学生科学实验的设计、实施和数据分析能力,培养实事求是的科学态度和严谨的科研精神。

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太阳活动是太阳大气层里一切活动现象的总称。主要有太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和日冕瞬变事件等。由太阳大气中的电磁过程引起。时烈时弱,平均以11、22年为周期。太阳是一颗基本稳定的恒星。它的辐射总量(其中大部分是可见光)变化很小。然而,它的外层大气由于受到太阳磁场的支配,处于局部的激烈运动中。
(一)天文望远镜观测太阳黑子
之前启星学苑曾邀请南京一中臧锋老师分享过“中学生天文观测活动的开展”讲座,需要回顾的老师可以点击查看讲座复盘文:直播复盘文|臧锋老师:中学生天文观测活动的开展

臧老师当时就分享了他的实操经验:

太阳的观测:在没有望远镜的情况下,观测活动如何开展呢?

第一,可以带领学生在特定地点开展日出、日落的观测,记录日出、日落的时刻、方位、观测日期、观测地点等,观测最重要的是要和学生一起坚持下去。

第二,可以组织学生开展正午立竿见影的活动,记录太阳照射竹竿在地面上投影的长度,画出对应竿影直线和影子的端点,通过这个活动,可以让学生了解学校所处的经纬度位置。


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在有望远镜的情况下,可以开展观测太阳黑子活动,为了让观测活动更加有意义,臧老师带领学生到紫金山天文台,开展观测太阳黑子的活动,在专业老师的带领下,向同学们介绍天文望远镜投影观测太阳黑子、描绘黑子图、进行数据处理的方法。

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在学校,臧老师在2012年、2013年带领学生利用学校的天文台望远镜观测太阳黑子数量和形状,可以观察太阳黑子在地球表面出现的数量、部位等;臧老师还带领学生观测太阳日珥,拍摄到了太阳表面暗条和日珥。

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尤其需要注意的是,不可以直接通过天文望远镜观察太阳,会伤害眼睛,必须在物镜前端装置巴德膜过滤阳光,确保可以安全观日。关于天文望远镜的选择,在前面“星空观测”实验中已经涉及:实验专题 | 初中地理实验实操攻略2——“观察星空”
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各种型号的天文望远镜,均可以观测太阳黑子,只是在具体观测效果方面,会略有差异,老师们可以根据学校已有设备,带领学生进行尝试。如需采购相关设备,可咨询联系中教启星客服。
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Image太阳黑子

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日珥
真正想要拍摄出理想的太阳活动现象,还需要学习专业的天文摄影知识并进行后期处理。

(二)太阳活动观测参考方案

活动方案名称:高中太阳活动天文观测实践课
活动目标:
1. 让学生了解并掌握天文望远镜的正确使用方法,特别是针对太阳的安全观测技巧。
2. 通过直接观测太阳,使学生直观感受太阳活动现象(如太阳黑子、日珥、耀斑等)的存在及其动态变化。
3. 加深学生对太阳活动对地球环境、气候及人类生活影响的认识。
4. 提升学生的科学实践能力、团队协作精神和科学探究意识。

活动准备阶段:

1. 设备准备:确保学校拥有经过特殊改造、可用于观测太阳的安全天文望远镜,配备专用的太阳滤镜(如H-alpha滤镜)和其他必要的观测附件。
2. 教师培训:提前组织地理教师进行太阳观测的专项培训,熟悉观测设备的使用和安全注意事项。
3. 安全教育:提前给学生讲解天文望远镜观测太阳时的安全注意事项,严禁裸眼或未过滤望远镜直接观察太阳。确保所有学生都清楚不直视太阳以免伤害眼睛。
4. 理论学习:上课讲解太阳结构、太阳活动类型、活动周期以及它们对地球的影响等内容,发放相关学习资料。
5. 分组分工:将学生分为若干小组,每组确定观测记录员、数据整理员、报告撰写员等角色。

活动实施步骤:

1. 实地操作演练:在学校操场或空旷地带设立观测点,确保安全距离。教师示范天文望远镜安装、调整焦距、添加滤镜等步骤,确保所有学生都能够正确操作。
2. 观测活动:选择合适的观测时机(通常是在无云的晴朗白天,尽量选在太阳黑子活跃期),组织学生在教师监督下依次观测太阳,记录太阳黑子的位置、数量、形态以及可能发生的日珥或耀斑现象。
3. 数据记录与分析:学生填写观测记录表,拍摄图片(如果设备允许),并在课后对数据进行初步分析。
4. 观测报告:小组合作完成一份详尽的太阳活动观测报告,包括观测过程、观测结果分析、分析太阳活动现象与地球环境之间的关联,并尝试预测未来一段时间内的太阳活动趋势。

活动评估:

1. 成果展示:将学生们的观测照片、记录和报告进行展示,增进学生间的交流和学习。
2. 科普宣传:鼓励学生将观测成果制作成科普展板或微视频,向全校师生宣传太阳活动科学知识。
3. 鼓励优秀的学生作品参加各类科技创新比赛或学术研讨会,提升活动的社会影响力和学生们的成就感。
4. 通过观测报告的质量和学生在活动中的表现,评估学生对太阳活动知识的理解程度和实践能力。

安全保障:

在整个活动过程中,务必强调安全第一,确保所有的观测活动都在教师严格监督之下进行,并充分做好防晒措施,避免长时间暴露在强阳光下导致皮肤损伤。

评估与改进:

活动结束后,教师根据学生的观测记录、报告质量、现场表现等方面进行综合评估,以便在今后类似活动中不断优化方案,提升教学效果。

本期实验的相关资讯就分享到这,您如果对以上产品感兴趣,欢迎咨询中教启星客服微信:zjqxkf),了解产品相关信息。
如果您喜欢我们关于【实验专题】的栏目策划和内容,有任何其它的需求和建议,请公众号留言,启星学苑会加快推出后续系列【基本实验活动】的内容,助力地理实验教学的开展。


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