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1、立竿测影法测量晋江一中某日太阳高度角活动设计方案晋江一中地理组 杨柳一、活动时间：2007年春二、活动背景：太阳高度角的大小直接影响到地面获得的热量的多少，决定了寒暑季节的 变化，对日常生活中有实际的指导意义，如太阳能热水器的安装，楼间距的计 算等。其实，这些内容在必修一模块中已有所涉及，由于空间想象的难度大， 在学生的脑中留下的除了枯燥的概念外，什么也没有，所以本研究性学习活动 意图在于让学生通过多种的学习方式，来了解太阳高度角，通过实地的测量晋 江一中的太阳高度角这一活动，让学生走出课堂，以实际经验来体验和感知知 识，来亲近生活，真正的做到学以致用。三、课题的目的和意义1、让学生在测量晋江
2、一中某日的太阳高度角的活动中，学会用各种研究方法 深入研究太阳高度角的测量方法，帮助学生从课外发现问题，联系课堂所学的 知识来分析和探索问题。2、通过自主的设计测量方案和实地测量，培养学生的创新精神和实践能力、 正确、科学的研究和学习态度，培养学生互助协作的团队精神和社交能力、提 高综合素质。四、具体步骤.1、成立课题小组，准备开题报告。A、明确课题任务、课题背景、活动意义、活动步骤、调查内容、调查方法、成果展示方法等B、小组讨论分工合作，责任到人。2、资料的收集与整理。收集与整理的方向：A、什么叫立竿测影法？在地理测量中通常用在什么地方？B、立竿测影法的操做过程和工具C、晋江一中的地理纬度D
3、、太阳高度角在实际生活中的应用实例E、太阳高度角在实际生活中的测量方法3、设计测量的方案A、选择设计方案和测量步骤B、确定测量的时间、地点C、测量工具的淮备D、测量记录单的设计4、初测A、评价方案的可行性和需要改进的方面B、熟练操作的程序，提高测量的精度。5、实测要求做好科学记录6、数据的整理与分析A、实测的与利用工公式计算的有什么不同B、分析数据存在差距的原因7、将得至的数据在日常生活中进行应用。8、课题小组编写实验测量报告。9、小组讨论，师生共同对研究性学习活动进行过程性评价10、结题，撰写研究性学习心得体会。五、教学要求：1、使学生了解并掌握研究性学习课题活动方案的设计方法；2、使学生明
4、确课题活动的内容和方法。3、要求课题小组记录讨论过程，真实反映小组成员和指导教师的发言内容。晋江一中 2006年级高 一 年研究性学习开题报告课题编 号Y0706087课题名称立竿测影法测量晋江一中某日太阳高 度角小组编号指导教师杨柳课题组长许有董小组成 员李丁鹏、李镜清、林天赐、李福源、许有董、高奕聪课 题 的 背 景 分 析太阳咼度角的大小直接影响到地面获得热量的多少，决定了 寒暑季节的变化，对日常生活中有实际的指导意义，如太阳能热水器 的安装，楼间的计算等。其实，这些内容在必修1模块中已有所涉及， 由于空间想象的难度大，在冋学们的脑中留下的除了枯燥的概念外， 什么也没有，通过实地的测量晋
5、江一中的太阳高度角这一活动，让同 学们以实际经验来体验和感知知识，来亲近生活，真正做到学以致用课 题 活 动 的 目 的 与 意 义通过学习测量晋江一中（正午）太阳高度角的活动，学会收集， 处理，分析地理数据的方法，提高每一个成员的综合分析能力，培养 图体合作意识和组织协调能力。活 动 步 骤阶段时间（周）主要任务阶段目标一高一上期末选题准备确定课题二高一下1-6周收集资料收集相关资料三高一下7-11 周开题调查实际调查获得相关数 据资料四高一下11-15 周结题论文教师审定论文成员分工李丁鹏：活动记录表 李镜清：选题报告 林天赐、网页、实验报告 李福源、成果作品的展示 许有重、结题报告 咼奕
6、聪：活动图像活动形式观察法 实验法 查阅资料法访问的单位或 对象校内教师校外活动所需条件图书馆查找相关信息，资料等上网室查找相关信息，资料等实验室交通步行其他教师预期成果论文（）调研报告（）制作模型（）实验报告（V ）其他 （）成果形式文字（V ）图片（V）实物（）音像资料（）网页（）其他（）指 导 教 师 意 见其它说明测量晋江一中某日正午太阳高度角实验设计实验一: 实验目的:测量当地所处经纬度计算当地地方时方案：知识准备：正午时分（地方时12点）时，日影落在当地所在经线上正午时分（地方时12点）时，也是一日白昼的平分点。实验工具：手表.标杆.记号笔.记录纸. 实验步骤：1测定前，将时间工具
7、校正为北京时间。2. 在晴天正午前3 0到6 0分钟立杆，杆要垂直于地面且应立于 平坦开阔的土地上立标处标记为0。3. 在地面上杆影的顶点记A,并记录下时刻11。4. 以O为圆心，OA长为半径作圆。5. 正午后30到60分针。记下杆标刚好落在所画圆的位置B,瞬 时刻t2。6. 作角AOB的角平分线OC, OC就是当地经线，保留装置，不受移 动。7. 次日，中午间将手表与北京时间调准，记录下杆影与OC重合的 瞬间时刻，则当地正午时刻为13。8可多测几次提高准确性。方案评估：可操作性较高，可以提高同学们的参与度，但数据会有误差。 方案： 知识准备：地球表面经度相差15度的两个地点地方时相差60分钟
8、，即每一度相差4分钟。北京时间是东经120度的地方时，也是东8区的区时。 知道当地精度，照此推出本地地方时。实验工具：GPS定位仪实验步骤：1.使用GPS定位仪确定当地经纬度2运用计算推算出当地地方时 方案评估：简便易行，精确度大，但所需工具较难获得。 方案：知识准备：无实验工具：无实验步骤：上网查找当地地方时方案评估：方便.便捷.但可信度较低，不利于培养同学们动手能力实验时间：2 0 0 7年 月 日（雨天顺延）实验二： 实验目的：确定当地某日正午太阳高度角方案：知识准备：正午时分（地方时12点1时，影子的顶点与标杆的顶点所在的线 与地面影子所成的角为正午太阳高度角。实验工具：手表.卷尺.标
9、杆实验步骤：1将时间工具校正为北京时间2在中午前把标杆垂直立于平坦.宽阔的地面上。3当地地方时为12点时，记录下影子顶点的瞬间位置4. 测量出影长OP5运用三角函数求出影子顶点与标杆所在直线与影子所成的夹角。 既这个角就是该地这日正午太阳高度角。方案评估：简便.易行.精确度较高，但较费时方案：知识准备：正午时分（地方时12点1时，影子的顶点与标杆的顶点所在的线 与地面影子所成的角为正午太阳高度角。 实验工具：三角板.直尺.量角器.铅笔.白纸.手表实验步骤：1在白纸上建立十字坐标，交点O,白纸放在阳光下的平面上，三 角板的直角顶点与O点对准，三角板一条直角压在纵向的一条坐标 线上。2调整白纸和三
10、角板，使三角板的斜边正对太阳的方向，阴影正好投在相反的一条坐标线上。当当地地方时为12点时，用铅笔标 出阴影顶点的位置，为A点。3将三角板放倒，使两条直角边与两条坐标重合，用铅笔标出三 角板直立的那条直角边的长度。为OB连接AB两点，用量角器量出 LOAB的度数即与当地正午太阳高度角。方案评估：简易方便，可随时随地使用，但操作较繁琐，误差相对较大。 方案：知识准备：不同时期.不同纬度.正午太阳高度叫更不相同。实验工具：笔纸计算器 实验步骤：1事先利用北极星仰角确定当地纬度。2计算此日与春秋分和夏冬至日相差的天数用差算法算出当日太 阳直射纬度。3所算出的太阳直射纬度通过相加或相减，当地纬度可算出
11、当日正午太阳高 度角。方案评估：简单.忽略操作误差。但计算量大，机算误差大。实验初测与改进经过小组成员对反案的评估及讨论。最终确定以实验一方案1为雏形来确 定当地正午地方时。以实验二中方案1为雏形来确定当地某日正午太阳高度角 鉴于老师的意见（以简易工具代替实地测量）以及小组成员的建议（用同一种 工具来进行二种实验的测量）先将方案改进如下：1工具制作：所需材料：长杆（约1分米），硬纸板，橡皮泥制作步骤：将长杆垂直立于硬纸板交点为0。并用橡皮泥固定（如图） 实验一： 知识准备：正午时分（地方时12点）日影落在当地所在经线上。正午时分（地方时12点）是一日中白昼的平分点。此时太阳高度 角最大。实验工
12、具：所制作的简易工具.手表.圆规，笔 实验步骤：1测定前将时间工具校正为北京时间正午2在晴天正午前30到60分把所制作的工具放置于平坦开阔的地 面上（如操场）3. 在硬纸板上的杆影内顶点记为A4. 以0为圆，0A为半径做弧5正午后30到60分钟，记录下日影刚好落在所画弧的瞬间位置B。6. 做角A0B的平分线0C, 0C就是当地经线，保留装置不受移动。7. 将手表与北京时间校正。记录下日影刚好与0C重合的瞬间时刻tl, tl就是当地正午地方时。实验二：知识准备：正午时分（地方时12点）时，影子的顶点与竹杆的顶点所在的直 线与地面所成的角为正午太阳高度角。 实验工具：所制作的简易工具，刻度尺，手表
13、。 实验步骤：1.将时间工具较正为北京时间。2. 在正午前将测量工具放置于平坦开阔的地面上。3. 记录下影子顶点在当地地方时12点时的瞬间位置。4. 测量出影长0P5运用三角函数求出影子顶点与竹竿所在直线与影子所成的夹角。 即这个角就是该地此日正午太阳高度角。知识准备：正午时分（地方时12点）日影落在当地所在经线上。 正午时分（地方时12点）是一日中白昼的平分点。此时太阳高度 角最大。实验工具：所制作的简易工具.手表.圆规，笔 实验步骤：1测定前将时间工具校正为北京时间正午 2在晴天正午前30到60分把所制作的工具放置于平坦开阔的地 面上（如操场）3. 在硬纸板上的杆影内顶点记为A4. 以O为
14、圆，0A为半径做弧5正午后30到60分钟，记录下日影刚好落在所画弧的瞬间位置B。6. 做角AOB的平分线OC, OC就是当地经线，保留装置不受移动。7. 将手表与北京时间校正。记录下日影刚好与OC重合的瞬间时刻 tl, tl就是当地正午地方时。实验二：知识准备：正午时分（地方时12点）时，影子的顶点与竹杆的顶点所在的直 线与地面所成的角为正午太阳高度角。实验工具：所制作的简易工具，刻度尺，手表。实验步骤：1.将时间工具较正为北京时间。2. 在正午前将测量工具放置于平坦开阔的地面上。3. 记录下影子顶点在当地地方时12点时的瞬间位置。4. 测量出影长OP5. 运用三角函数求出影子顶点与竹竿所在直线与影子所成的夹角。即这个角就是该地此日正午太阳高度角。I nr，理心得体会K-07高奕聪大多数人们对太阳的认识，仅仅是知道地球绕着太阳转，太阳早上从东边升起从西边落下，还知道这两个时候的太阳最能让人诗兴大发，却不了解太阳 从东升西落这段时间里，其高度角的变化，其实是与人们的生活息息相关的。经过这次研究性学习,我们不仅获得了更多的关于“测量太阳高度角”的 测量的知识，还获得了动手、亲手实践的机会。虽然我们的测量工作因为天气 的关系还没有得到结果，但是我们每一个成员都尽力去完成组长分配的工作， 我们感到充实。组长分配给我的工作是照相以及制作相关的网页，这并不简单。总的照片 只有5、6张，主
