立竿测影法测量晋江一中某日太阳高度角

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、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

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①：

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，将时间工具校正为北京时间。

2．在晴天正午前３０到６０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t1。

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t3 。

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②：

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，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③：

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：２００７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①：

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OP

5．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②：

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③：

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。