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实验专题 | 高中地理实验实操攻略3——制作地球内部圈层结构模型

 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,第三个实验是“制作地球内部圈层结构模型”
实验三:制作地球内部圈层结构模型
  • 课标要求:运用示意图,说明地球的圈层结构。

  • 活动目的:通过亲手制作模型,学生可以更直观地感受和展示地球内部各圈层之间的相对关系和空间分布,增强对抽象理论知识的感知和理解

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(一)实物地球结构模型

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地球结构模型:通常采用塑料、树脂或者其他硬质材料制成,大小各异,从小型桌面模型到大型展示模型都有,价格差距也比较大。模型上的各圈层可以清晰展示各层之间的过渡和内部特征,方便教师在课堂上进行详细的讲解和演示。这类模型在地理学教学中有助于学生形象、直观地掌握地球内部的复杂结构的相关知识。

(二)虚拟现实软件资源

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中教启星寰宇地理VR教学系统中,提供的地球圈层结构的VR资源,借助裸眼XR终端设备,学生可以看到立体的地球圈层结构,逼真地呈现在学生眼前,借助触控笔,学生可以任意旋转地球模型了解总体的圈层特征,也可以放大观察某个圈层的细节;同时支持地球圈层结构的拆分观察,地震波的动态演示、地球外部圈层结构互动场景等形象直观的内容,便于学生开展沉浸式体验活动。

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以下为中教启星的裸眼XR设备的宣传片,感兴趣的老师可以点击查看。

(三)制作地球内部圈层结构模型参考方案

活动方案名称:探秘地球之心——制作地球内部圈层结构模型
活动目标:
  • 使学生深入理解地球内部的圈层结构,包括地壳、地幔和地核的构成、厚度和性质差异。
  • 提高学生的动手实践能力和团队协作能力,通过模型制作直观展现地球内部构造。
  • 培养学生的空间想象能力、创新思维和科学探究精神。
活动准备:
  • 教师准备或安排学生准备地球内部圈层结构的图文资料、地球结构模型制作所需材料(如泡沫球、颜料、切割工具、胶水等)。
  • 学生课前预习地球内部结构相关知识,了解各圈层的主要特点和分界线(莫霍界面和古登堡界面)。
活动流程:
1. 导入环节:教师通过PPT、动画或示意图讲解地球内部圈层结构的基本知识,强调各圈层的主要特征和相互关系。
2. 分组讨论:将全班分成若干小组,每个小组负责制作地球内部某一或几个圈层的模型,并讨论模型制作的材料选择、比例设定、颜色搭配等方案。
3. 模型制作:
·地壳层:使用不同颜色的材料(如彩色纸、软陶)制作大陆地壳和海洋地壳,并标明地壳厚度。
·地幔层:选用不同颜色的材料模拟上地幔和下地幔,考虑用透明材料模拟地震波传播路径。
·地核层:用黑色或深色材料表示地核,可区分内外核(如外核用流动性更强的材料模拟液态金属状态)。
4. 组装展示:
各小组完成后,按照地球真实的圈层顺序组装模型,并标注出莫霍界面和古登堡界面的位置。随后,每组派代表向全班展示并解释各自制作的模型。
5. 评价反馈:
学生之间互评模型的科学性、美观度和创新点,教师点评并进行总结,指出优点和改进之处。
活动延伸:
  • 组织学生围绕模型进行问答或知识竞赛,加深对地球内部结构的理解。
  • 鼓励学生根据模型,结合所学知识,阐述地球内部圈层结构对地表地貌、地震、火山活动等地理现象的影响。
安全提示:在模型制作过程中,要注意使用刀具等工具的安全,确保学生在教师的指导下操作,以防意外发生。同时,建议老师提前尝试进行模型制作测试,看所需要总体制作花费的时间,再合理安排该制作活动分组和制作过程把控。想要学生真正制作出相对科学的结构模型,需要花费的时间是比较长的,老师要有思想准备。

(四)学校实践案例

下图是济南历城二中彩石校区同学们利用常见的工具制作地球圈层结构模型的案例:

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下图是鸡西实验中学的老师带领学生运用彩泥制作地球内部圈层结构的作品:

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当然也可以变通和降低难度,改为让学生绘制地球圈层结构的海报,组织海报评比活动,以平面的形式来落实该课程目标,这种方式目前在许多中学已经有实践案例。

例如河北邢台广宗县第一中学,地理组就专门印制了“绘制《地球的圈层结构》图活动专用纸”,学生发挥创意来进行绘制,作品非常精彩。

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下面是山西汾州中学翁英相老师组织学生进行的地球圈层结构的海报制作活动的学生作品展示。

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下图为华南师大附中汕尾学校高一地理组面向高一在校学生开展的“地球圈层结构”为主题的创意环保手工和示意图比赛作品:

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总之,采取多种方式都可以落实地理课标关于地球圈层结构相关教学内容。
地球结构模型教具这类实物模型可以让学生亲手触摸和观察,直观地展示地球内部的地壳、地幔、外核、内核等不同圈层的比例、层次关系及特点,有助于学生对抽象理论形成具体认知,增强记忆和理解。
使用VR软件模拟地球圈层结构,可以发挥技术优势,提高学习效率。虚拟现实技术能够创造身临其境的学习环境,让学生仿佛置身于地球内部,动态、立体地探索各圈层特征和运动规律,极大地提升了学习过程中的趣味性和参与度,同时也能加深对复杂科学现象的感受和理解。
学生亲手制作立体地球结构模型,通过DIY的过程,不仅能掌握地球内部结构的知识,还能锻炼实际操作技能、创新思维和团队协作能力,这种亲自动手制作的过程有利于知识的内化,同时激发学生对地理科学的兴趣。
学生绘制地球结构示意图,这是一个更为基础且传统的学习方式,但是比较容易实施。通过手动绘制,学生需要仔细研究各个圈层的特点、边界位置和相互关系,这不仅锻炼了空间想象能力,也强化了对于相关知识点的记忆,同时还培养了学生的表达能力和艺术审美。
综上所述,多样化的教学手段各有优缺,学校教师可以根据自己学校教学风格和学生需求,选择可行的方案,从多角度、多层次、全方位地帮助学生理解和掌握地球圈层结构这一复杂的地理概念,从而达到促进学生深度学习和全面发展的教学目标。
本期实验的相关资讯就分享到这,您如果对相关产品感兴趣,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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注:部分图片源于网络

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