地球自转方向

地球自转方向（精选7篇）

地球自转方向 篇1

关键词：高中地理,地球自转方向,经度,时间,晨昏线,日期

地球运动是高中地理课程中最难理解的一部分内容, 究其原因是学生对地球自转运动方向没有做深入的了解和归纳。地球自转运动方向是理解地球运动的基础, 如果对地球自转运动方向没搞清楚, 那么对地球公转运动等就难以理解和消化。因此, 搞清地球自转运动方向是学习地球运动的关键。

首先, 引导学生从感性认知入手:我们每天看到的太阳东升西落是地球自转的反映, 是地球自转的证据。然后, 从初中地理的视图方向说起, 基本方向是“上北、下南、左西、右东”。要在地面上把东西的方向搞清楚, 理解地球自转“自西向东”的含义;再用地球仪演示, 从北极看自转是逆时针方向, 从南极看自转方向却是顺时针方向。

然后, 引导学生思考:知道地球自转运动方向, 有哪些用处?第一, 可作判断南北半球的依据;第二, 可作判读东西经度的依据;第三, 可作判读时间早晚的依据;第四, 可作判读日期 (今天和昨天) 的依据;第五, 可作判读晨昏线的依据;第六, 在区别太阳日和恒星日的差异中也要借助自转方向。搞清楚这几点, 对地球公转运动知识的学习就不难了。

案例1.宇宙间物质运动是有规律的, 地球也是如此。图1中能正确表示地球自转的是

案例2. 地球自转一圈所用的时间为地球自转的周期, 图2中地球自转的真正周期是

A.a B.b C.a+b D.a_b

案例3.从图2中看出恒星日比太阳日长, 是因为

A.恒星遥远B.太阳视角大

C.太阳辐射强

D.地球自转与绕日公转方向相反

案例1中, A、B是极视图, 根据“北逆南顺”判断都不对;C、D是侧视图, 根据规则判断只有C项正确。

案例2中, 地球自转运动方向没有画出来, 但根据太阳连续两次上中天的时间间隔小于恒星连续两次上中天的时间间隔, 可知图中自转方向与公转方向相反 (这一点学生不容易看出来) , 因此地球自转360°的长度是恒星日为a+b, 故选C项。案例3中, 只要自转方向与公转方向相反, 太阳日就比恒星日短, 恒星日始终不变;进一步说明太阳日是昼夜交替周期, 且向东航行 (飞行) 的轮船 (飞机) 上的乘客看到的交替周期短于24小时, 向西则长于24小时, 若航行速度等于自转 (角) 速度, 向东周期变为原来一半, 向西无周期, 飞机与太阳一起在天空中做同步运动。这里还要特别注意看太阳 (恒星) 上中天位置时:太阳 (恒星) 、地面点P和地心在一条直线上。

案例4. 读图3 (阴影部分表示黑夜) , 回答下列问题。

(1) 此图以为中心, 太阳直射图3点的地理坐标是________。

(2) 图中晨线是________, 昏线是________。

(3) 从甲到乙最短距离的行进方向是

A.自东向西

B.先向东再向东北

C.自西向东

D.先向西南再向西北

(4) A点昼长为___小时, 日出时间为___点。

(5) D点时间为____ , 北京时间为____点。

案例4中是一幅极视图, 首先要根据经度排列确定自转方向为顺时针, 所以是南半球, 根据南极圈内出现极昼确定是冬至日;根据夜半球中央经线是E90°可知太阳直射W90°经线;根据自转方向确定AB弧为晨线, BC弧为昏线;D点时间根据自转方向确定为12月22日9点, 北京时间为12月23日2点;飞机飞行方向也要根据自转方向确定为西南方向转西北方向为最短航线。

案例5.图4的四幅图中 (中心是极点, 箭头指示地球自转方向) , 若斜线部分为3月21日, 则北京时间为3月22日2:00的是

案例6.图5中的两条虚线, 一条是晨昏线, 另一条两侧大部分地区日期不同;此时地球公转速度较慢。若图中的时间为7日和8日, 则甲地为

A.7 日 4 时 B.8 日 8 时

C.7 日 8 时 D.8 日 4 时

案例5要根据自转方向确定时间早晚, 所以今天自0h经线开始向东至180°经线, 昨天是自0h经线向西至180°经线;根据题意北京属于今天范围, 由北京时间2点确定0h经线是E90°, 故得出是A图正确。案例6中根据公转速度慢确定是在远日点, 北半球为夏季, 昼大于夜, 且不与经线重合, 重合的是日界线, 图中的晨昏线为晨线, 这样确定甲点时间为8点钟, 也确定通过极点的虚线为180°经线 (日期变更线) , 由此确定甲点日期为8日。

在上述案例的解题步骤中, 首先对自转方向要有清晰的了解, 否则问题的解答就无从下手。在解答类此题目和问题时要做到文图互换, 结合初中地理知识从经线排列顺序讲起, 东经度顺自转方向增大, 西经度逆自转方向增大, 然后对应24个时区排列, 东经度对应东时区, 西经度对应西时区, 据此计算地方时和区时就容易得多了。

日期判读:在180°经线附近日期顺自转方向减少, 逆自转方向日期增加;晨昏线判读, 根据自转由夜转向昼为晨线, 由昼转向夜为昏线。时间的判读:顺自转方向时间增加, 时间值大些, 逆自转方向时间迟, 时间值减少;每隔15经度相差1小时, 每隔1经度时间差4分钟。太阳日与恒星日长短的判读图中, 自转与公转方向一致, 太阳日比恒星日长为24小时, 自转与公转方向相反则太阳日比恒星日短, 为23时52分8秒, 恒星日始终不变, 为23时56分4秒。

我看到了地球自转 篇2

19世纪中叶，在物理学家面前摆着一个难题：证明地球的自转.

有人会问，地球在不停地旋转着，咱们怎么没有感觉到？这是因为我们与周围景物都在随着地球一起旋转的缘故.天文学家通过对恒星的测定，可以证明地球自西向东不停地旋转.

“我们在地球上，看到日月和星座每天东升西落，这就是地球自转的证明.”物理学家们说，“这个道理就好比我们坐在旋转的木马上，看到周围的景物在旋转一样.”可惜这样讲说服力不强，因为人们“亲眼”看到的毕竟是日月星辰在转.

能不能用实验来证明呢？

物理学家经过一系列研究和实践之后发现，这样做简直困难极了.地球那么巨大，要想在地球上用实验来证明“地球自转”，几乎很难想象.于是有权威断言说：要想直接证明地球自转，要想“亲眼”看到地球自转，除非人类离开地球！

1851年的一天，巴黎发生了一件轰动全市的奇闻.人们争先恐后奔走相告：“去看地球自转啦!”接连几天，巴黎先贤祠（又称名人纪念堂）门口人声鼎沸，拥挤不堪.人们来到这座建筑里，只见高高的圆屋顶上悬挂着一个巨大的单摆，摆长67 m，下面是一个沉重的铅球.单摆在缓慢、单调地摆动，每分钟还不到4个来回.“这有什么稀奇？不过是个巨大的单摆而已！”人们不禁有些失望.

“请注意单摆的摆动方向.”一个衣着朴素的年轻人提醒大家.人们安静下来，顺着他的手指望去，只见台面上撒了一层细沙，巨摆紧贴着台面摆动，细沙上留下了一条又一条清晰的痕迹.几分钟过去了，人们不禁惊奇起来：原来，单摆的每一次摆动，方向都有一点微小的变化.1 h以后，居然变化了十几度.“摆平面在转动呢!”这就是大家目睹的结论.“可是，是什么力使巨摆在转动呢？”大家迷惘地四处张望，找不到这个力啊!

这时候，年轻人站出来大声地说：“女士们，先生们，单摆摆动的方向并没有变，是我们脚下的地球在时刻不停地转动.”经过几秒钟的安静之后，人群又一次沸腾起来.大家被这个出色的实验征服了.在巨摆下面，地球自转竟然表现得这样明显.一些顽固的教徒看得目瞪口呆，有人甚至晕倒在地.

更多的人们拥上去，紧紧地和年轻人握手，祝贺他第一次在地面上科学地证明了“地球的自转”.

这个年轻人就是法国物理学家傅科（1819～1868），这一年他只有32岁.他从小热爱科学，长大后很喜欢钻研科学难题.在“用实验证明地球自转”这个科学难题面前，他没有被权威的断言吓倒，而是勇敢地向这个堡垒发起进攻.

这一时期，傅科正在研究单摆的运动规律.傅科认为，单摆运动看起来简单，实际却很复杂，还有很多规律值得继续研究.他在家里悬挂了一个长长的单摆，从天花板直到地面，因为摆线越长，摆动就越慢，空气阻力影响就小些，单摆推动以后,可以几十个小时连续摆动不会停下来.

在夜深人静的时候，傅科推动了这只单摆，单摆沿一个平面缓慢地摆起来.傅科测量了摆的摆动角度（也就是振幅），就打开一本书看起来.几个小时过去了，傅科从沉思中抬起头来，想看看摆动幅度减小了多少，这时看到了一个意想不到的现象：开始时单摆的摆动方向是跟自己接近于平行的，现在居然偏向自己了.傅科不相信地揉揉自己的眼睛，一点儿没错！他干脆放下书，找来一些细沙铺在地板上，让单摆下部的尖端在沙面上划过.几分钟后，单摆留下的痕迹就偏离了原来的方向，沙面上形成两个对顶的扇形.

奇迹！真是个奇迹！因为根据牛顿运动定律，运动着的物体在没有受到外力的时候，总是保持着匀速直线运动状态.也就是说，单摆在没有受到外力作用的时候，摆动的方向不应该发生变化.那么，眼前的奇怪现象又该如何解释呢？傅科绞尽脑汁，苦苦地思索着.

突然,一道闪光在他脑中划过：单摆的摆动方向确实没有变化,真正变化方向的是地球,因为地球在转动.傅科紧紧抓住这个“逆向思维”的思路，进行认真思考和推理，一个科学的答案在头脑中逐渐形成.

傅科兴奋极了，这是一个多么重要的发现啊！他马上找来有关资料，拿起笔和纸,紧张地计算起来.当太阳在东方喷薄欲出的时候,傅科终于得出了满意的结果：计算证明，自己的设想完全正确.

傅科的公开实验取得了成功，可是一些顽固的权威们仍然在摇脑袋.有人说，傅科是在捣鬼，是在表演“魔术”，这个巨摆是“魔鬼摆”.还有人说傅科亵渎了神圣的教堂，扬言要控告他.

在权威们的攻击和诽谤面前，傅科毫不退让，在巴黎公开举行科学讲座，说明巨摆为什么可以证明“地球转动”.如果我们在北极竖起一个巨大的支架，挂上巨摆，由于北极处于地球自转轴的顶端，支架就会随着地球一起转动，每过1 h变化15°，24 h转1圈.而巨摆的摆动方向是不会变化的，仍在那里按原方向摆动，当我们站在支架下面的时候，却看到巨摆的摆动方向变了，这仅仅是一个错觉，真正改变了方向的是地球、支架和我们自己.

“可是，为什么我们眼前的巨摆摆动面转得慢一些，要32 h才变化1 周？”一个性急的人问道.

“这是因为巨摆不在地球自转轴上的缘故.”傅科耐心地解释，“计算和实验都说明，地理纬度越低，巨摆摆动方向的变化就越慢.如果我们在赤道架起巨摆，摆动的方向将不发生任何变化了，因为这时支架的方向已经不随地球的转动而改变了.”

“你把摆挂在了一个多么薄的支架上啊！”一个观众惊讶地叫喊.“这是一个非常重要的条件.”傅科微笑着回答，“让摆支撑在吊环上的接触点越小，摩擦也就越小.只有这样，才是一个不随着地球转动而保持着自己的固定方向的自由摆，才能看到地球的自转.”

“为什么要把摆做得这么长这么重呢？普通单摆行吗？”又一个好学的青年问道.“其实也是可以的.”傅科转向这位青年，“我把摆做得长一些，摆锤重一些，是为了使摆动持续较长的时间.摆线长，摆动就缓慢；摆锤重，本身的惯性就大，这样空气阻力影响就小些，可以使我们把摆动方向的变化看得更清楚.”

真理的声音是封锁不住的，在铁一般的事实面前，那些顽固的权威们最后都低下了脑袋，由此，年轻的傅科被授予荣誉骑士勋章.科学家一致决定,把巨摆命名为“傅科摆”.从此，世界各地的博物馆、天文馆和物理教学楼里都经常安排这个出色的经典实验.

地球自转方向 篇3

教学目的：

1、收集证明地球自转的事实依据，培养学生查阅资料的能力。

2、初步认识“傅科摆”，知道怎样通过“傅科摆”观察地球的自转。

3、学习在科学上，要大胆假设，更要重证据、善思考的科学态度。

4、培养学生探索地球奥秘的兴趣。

教学重点：通过“傅科摆”的实验，知道地球的自转。

教学难点：培养学生的查阅资料的能力。

教学准备：有关“傅科摆”的图片和资料、长绳、便于捆绑的重物、做指示方向

用的纸条、有关地球“同步”卫星的资料。

教学过程：

一、引入

怎样才能证明地球是在不停地自转呢？如果能通过实验的方法知道就

好了。

二、探究过程

1、介绍“傅科摆”。

（1）介绍傅科发现“傅科摆”的故事。

（2）展示“傅科摆”的图片和资料。

（3）猜想傅科到底想出了什么呢？

· 分小组讨论。

· 汇报小组的讨论结果。

2、试着制作“傅科摆”。

（1）你组打算怎么做这个实验，请先作个实验设计。

（2）按照各组的实验设计进行实验，并把实验结果记录下来。

（3）汇报小组的研究结果。

3、拓展。

（1）你还见过在地球上水平运动的其他物体发生偏转的现象吗？

（2）你还能通过什么方式证明地球是在不停地自转呢？你听说过有些卫星是

与地球“同步”的吗？“同步”是什么意思呢？

4、课后拓展。

晚上观察北斗七星的运动。

5、小结。

地球的自转教学设计 篇4

【导入】多媒体课件出示毛泽东主席的七律《送瘟神》。

【师】“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”，这是毛泽东主席七律《送瘟神》中的诗句。人坐在地球上不动，为什么会日行八万里呢？（因为地球在自转）

【师】哪些现象可以说明地球在自转呢？（日月星辰的东升西落）

【师】可是这里面只讲到日月星辰自东向西绕地球转动，没有一个字提到地球的自转啊，它能告诉我们什么信息呢？

（地球和日月星辰之间有相对位置的变化，存在着相对运动）

【师】两个物体之间有相对运动，则其中必有一个物体在运动，也就是说，地球和日月星辰之间必有一个在运动，那问题来了，是日月星辰在运动呢，还是地球在自转呢？

（太阳和很多星星都是恒星，不会绕地球转动，月球虽然是地球的卫星，绕地球转动，但一个月才绕地球一周，不可能每天绕地球转）

【师】那也就是说日月星辰东升西落的原因只能是什么？（地球的自转）【师】怎样的自转？（自西向东）

【师】为什么是自西向东？

（参照物不一样，以地球为参照物，日月星辰东升西落，如果以日月星辰为参照物，地球则自西向东自转）

【师】地球既然在自转，必然有一个旋转中心，那这个旋转中心是什么呢？（地轴）

【师】这个地轴是不是随意的在变呢？

（不是，固定的，它始终连接着地球的南北极）【师】那你应该如何描述地球的自转运动呢？（地球在不停地绕地轴自西向东旋转）

【师】如果从不同角度去观察地球，如从北极上空观察，从南极上空观察，你能描述地球的自转吗？

（从北极上空看，呈逆时针方向转动 从南极上空看，呈顺时针方向转动）

【师】地球的自转带来了日月星辰的东升西落，你觉得它的东升西落有什么特点吗？（以太阳为例，一天中的运动轨迹总在偏南方向，而且太阳的高度在不断地变化，使一天中地面的明暗程度不同）

【师】那这种运动给我们的生活带来了怎样的影响呢？

（使人们产生了时间的概念，太阳出来就是一天的开始，太阳在正头顶就是中午，太阳落下就是一天的结束）

（使得人们更容易确定方位，太阳升起的位置就是偏东方向，太阳爬到最高时对应的地理方向就是正南，太阳落山的位置就是偏西方向）

【师】那同学们想不想把你在生活中习惯的认识在地球仪上演绎出来？（想）

【师】首先，请同学们拿出地球仪，在上面找出我们现在所处的位置，并在上面做一个十字方向标。还可以在上面扎一个大头针作为想象中的观察者，由于地球相对太阳很小，射到地球表面的光线几乎是一条平行线。同学们可以用这样一块画上平行光线的硬纸板模拟太阳的位置。试着自西向东转动地球仪，找出早晨，中午，傍晚该地区所处的空间位置以及对应的太阳方向。

（学生实验并汇报）

【师】模拟出来的情景是不是和现实中一样。【师】当某一场国际体育比赛在美国某地下午2时举行时，我们却要在半夜里起来观看这场比赛的电视实况转播。地球上总是有些地方处于白昼，同时又有些地方处于黑夜，这是什么原因引起的呢？ [展示地球仪] 【师】大家知道，地球自己不能发光。看地球仪的演示，如果地球是透明的，还有昼夜之分吗？

（没有，整个地球都是白昼。）

【师】很好。可实际上地球是不透明的，在同一时间里，太阳只能照亮地球表面的一半，因此地球的不透明就使地球上有了昼和夜的分别。如果地球是静止的，会出现什么现象？

(一面是白昼和一面是黑夜。)

【师】非常正确。由于地球不透明，会形成昼夜现象。被太阳照亮的半个地球是白天，即昼半球；背着太阳的另一个半球是黑夜，即夜半球。昼半球和夜半球的分界线，也就是中间的大圆圈，叫晨昏线，或者叫它晨昏圈，由晨线和昏线组成。你知道图上那条是晨线，那条是昏线？

（学生根据图片指出）

【师】很好，由夜变为昼的半圆弧叫做晨线，晨线上的各点即将进入昼半球，即晨线上的各点即将进入白昼时段；由昼变为夜的半圆弧叫做昏线，昏线上的各点即将进入夜半球，进入黑夜时段。

【师】同学们再观察一下，晨昏圈和太阳光线位置上有什么关系？（垂直）

【师】很好，晨昏线一定垂直于太阳光线，并过平面图中的中心。[投影--自转 ] 【师】地球在时刻不停地自转着，假如这个红点代表就是你站在那儿，你看到的昼和夜是怎样变化的？

（昼夜不停地交替。）

【师】很好。由于地球不停地自转，昼夜也就不停地交替。

（板书）昼夜交替

【师】昼夜交替的周期为24小时，也就是一天。过去人们总是日出而作、日落而息；今天，人们的起居作息也深受昼夜交替的影响，因此“天”也被用来作为基本的时间单位。

【师】昼夜交替的周期对地球上生命的形成和发展有没有好处？为什么？

（正是地球周期性的昼夜交替，才使得地球表面温度不至于过高，也不至于过低，且交替的时间也合适，给地球上的生物创造了合理作息规律，从而为生命的形成和发展创造了条件）（过渡）

【师】由于地球自西向东自转，在同纬度地区，相对位置偏东的地点，要比位置偏西的地点先看到日出，这样时刻就有了早迟之分。显然，偏东地点的时刻要早一些。因经度而不同的时刻，统称为地方时间。因此，是地球自西向东自转产生了时间的概念。[板书：地球自转与时间] 【师】东边地点的时刻总比西边早。那每隔一个经度，时间相差多少呢？

（由于地球自转一圈360度是24小时，因此每隔一个经度，时间相差1/15小时）

【师】也就是说，经度每隔15°，时间相差1小时。我们可以确定地球上除晨昏圈以外地区的时间。

《地球的自转》的教学反思 篇5

《地球的自转》的教学反思

这节内容总的来说不怎么好讲，做为一个菜鸟级别的年轻教师，也没有什么好的方法能确保学生一定能够听明白，只能是讲自己认为重要的知识点了，对于这堂课，个人觉得上得还行，经过彭老师的点评，针对课堂的不足，想到了一些提升的方法。

太阳日和恒星日的比较：我没有很好的讲清，首先就是恒星日的参照物恒星，为什么在同一幅图上，恒星的位置发生了变化，但是它却是同一颗恒星，经过课后思考，我认为采用数学上的平面角来解决这个问题，当角度足够小的，距离足够远的时候，遥远的恒星的.位置就能看成是与地球平行的了，基于数学知识，学生应当能够容易理解一点了;第二，太阳日相对恒星日多转的角度如何求，利用数学上的“两直线平行，内错角相等”的原理，证明多转的角度就是地球公转一天转过的角度，然后再算出这个角度即可，另外由于担心学生的知识有限，没有找到好的和学生互动的课堂活动，这个问题经过反思，仍无结论，其次在讲地球自转的角速度和线速度的时候，有些推导的数学方法，超出了高一学生现阶段的知识水平，今后，在课堂上讲这个知识点的时候，尽量用简单的方法，让学生直观的感受在地球各处的角速度、线速度的不一样;最后板书仍需加强。

地球自转方向 篇6

关键词：一对一数字化学习,地理教学,初中

时代在发展, 教育方式也在不断地变革, 不少教育学者都在致力于研究如何促进学生参与学习, 如何让学生成为学习的主人。21世纪, 一个全新的概念被提了出来, 即一对一数字化学习, 是指课堂中的每个学习者都拥有一台可交互的数字化学习设备, 如笔记本电脑、平板电脑、掌上电脑、智能手机、图形计算机等, 一对一数字化学习在教育信息化过程中发挥着重要作用。在知识经济时代向全球数字化时代转变的社会背景下, 中学教育应如何发展引发人们的思考。作为一门综合性强的地理学科, 在教学上又该如何适应和转变更值得教师深入探究。

地理是一门兼有自然科学性质与社会科学性质的综合性科学, 不仅研究地理事物的空间分布和空间结构, 而且阐明地理事物的空间差异和空间联系, 并致力于揭示地理事物的空间运动和空间变化的规律。地理学科思维的培养需要学生具有一定的空间概念和逻辑思维。由于中学生的认知心理特点所限, 中学生的抽象逻辑思维还不够成熟, 对于无法触及的事物难以理解。这就要求初中地理教学方式相对侧重于形象性、具体性、空间性。那么怎样的教学方式才能让学生充分参与其中、才能取得最大的效果呢?针对中学生的认知特点, 教师应该如何设计适合地理学科的教学方式呢?本文将对一对一数字化学习模式在地理学科中的应用进行探究, 以七年级地理中的《地球的自转》这一节课为案例进行分析, 从课程的教学设计、教学过程实施中的自行预习、合作实验、交流反馈等环节研究地理课堂中如何有效促进学生参与式学习。

一、教学设计理念

“最大化地促进学生参与式”是课堂教学的基本追求之一。本节课是选自人教版七年级地理第一章第二节地球的运动第一课时, 地球的运动是地理学科的一个重要知识, 地球空间概念的学习为后继的地理学习奠定基础。为更好地落实课程标准中“认识地球的自转”、“地球自转产生的昼夜更替与实践差异现象”的要求, 基于初中生思维发展水平, 按照“阅读感知与了解——解释说明与理解——活动体验与应用”的层次结构关系, 以图文结合的形式, 激发学生兴趣, 最大化限度促进学生积极参与。

1. 教学对象分析

七年级的地理学科需要较强的逻辑思维和空间概念, 特别是对于地球运动这一知识点, 初中学生是难以理解和想象, 学生无法理解地球是如何自转的、地球自转会产生什么现象、为什么我们生活在地球上感觉不到地球的运动等等问题。学生深受讲授型教学影响, 大多坐在座位上观看为主, 动手机会较少 , 缺乏解决问题的能力, 被动地接受知识传授。

2. 本课设计预设效果

本课教学设计的本意是在于将课文中的抽象知识、现象用图表、视频、实验演示等直观性的方式来展示。

二、教学策略

1. 自行预习——在一对一学习中促进学生的自主学习能力

在《地球的自转》的自主学习环节, 通过系统给每位学生的平板电脑派发几张关于地球自转的学说图片, 如日心说组图、地心说组图, 要求根据课本中的阅读材料和图片了解关于地球自转的学说, 并将材料中的图片归类到两大学说的表格内。自主学习环节主要是学生与课本、平板电脑的内部交流, 并在规定时间用简洁语言来描述这两种不同学说的内容, 并说明自己关于地球自转的看法。

在过去的20年里, “自主学习”这一理念在西方外语教育备受推崇, 以培养学习者“自主学习”能力为教育目标的教学改革也蓬勃兴起。[1]作为教师, 教学的目的不仅仅是使学生掌握知识, 更重要的是教会学生学习的方法, 使学生由“学会”变为“会学”。美国未来学家阿尔文 ? 托夫勒认为:“未来的文盲不再是不识字的人, 而是没有学会学习的人。”对于中学生而言, 学会学习远比短期内的课本知识显得尤为重要, 教会学生自主学习是教学追求的目标。因此, 本环节是在一对一数字化学习模式下通过读图归纳信息的方式促进学生的自主学习。

本环节分析:教师提供几组相关图片, 学生必须根据这些图片、课本资料自行整理和分析关于地球自转的两种学说:日心说和地心说, 最后阐述观点并予以论证。教师必须明确该环节的任务以及时间, 学生必须学会取舍, 学会对相关材料、图片等信息进行加工、整理。这种通过利用预设的资料来解决问题的过程能够激发学生自主学习的动力。一对一数字化学习方式, 改变教师行为, 学习主动权回归学生, 学生获得更加独立的思考空间和时间, 并且不会相互干扰。一对一数字化学习模式能提高学生自主学习的效率。在自主学习环节中, 教师都可以通过监控系统了解学生如何将组图进行归类, 学生是如何思考这个问题, 以及存在的问题, 进而掌握学生的认知水平。

2. 合作实验——在一对一学习中实现主动交流与反思

在《地球的自转》的第二环节, 通过系统发放关于地球自转的实验演示, 由每组中的两位同学组成一小组, 根据课堂中分发的实验器材 (火柴、蜡烛、乒乓球、烧杯) 进行实验。实验过程要求按照视频中的实验进行操作, 并且小组中的一位学生拿着蜡烛充当太阳, 另外一位同学拿着乒乓球充当地球, 实验过程中注意地球自转的方向以及乒乓球表面的A、B两点是处于昼半球还是夜半球, 认真进行试验操作, 相互交流各自观察到的实验现象, 并共同完成实验表格的填写。具体分析如下:

(1) 构建学生合作关系

针对本节课的内容以及学生的特点, 本环节是通过实验模拟的方式来对地球运动方式进行形象化。小组内两位同学组成一组, 两个人同时共同完成一项实验, 实验结束后各自完成自己平板电脑中的实验现象表格, 双方进行交流。同一个实验, 双方观测到的实验现象是否一致, 一方观察到的实验现象为什么和对方的不一样呢, 是观察角度不同还是观察的细节不一样, 这一系列问题的对比、思维的碰撞就会让学生主动地和对方进行交流和自我反思。通过反思, 学生清楚自己的优点与不足, 通过经常而持续的反思, 学生逐渐养成反思的习惯, 从早期的被动反思到后期的主动反思, 学习更有效, 也能更加证实自己的优势与不足。[2]

(2) 提高学习效率

教师是意义建构的帮助者、促进者, 而不是知识的灌输者, 学生是信息加工的主体, 是意义的主动建构者。教师在此过程中只是给学生创设一定的情景和提供一定的学习材料, 学生根据教师提供的材料和情景进行自我知识框架的构建。在一对一数字化环境下, 每位同学都拥有个人平板电脑:一方面, 能通过认真观看电脑实验视频的播放, 从中掌握实验要注意的细节以及安全问题, 确保各自小组实验顺利开展;另一方面, 在实验之前, 平板电脑里都发放相应的实验步骤说明、观察到的实验现象表格, 确保各小组带着问题、有目的地进行实验, 提高实验的效率。

3. 交流反馈——在一对一学习中实现及时反馈与评价

在《地球的自转》的第三环节, 通过系统分发练习表格 (地球自转的方向、地球自转的周期、地球自转产生的地理现象、时差的一道案例分析题) , 邀请一组同学上讲台演示地球自转的过程, 其余同学在座位上通过观察演示实验:任务一:找出演示小组在演示过程中做得不对的地方并修正;任务二:完成各自电脑中的练习表格。

现代课堂教学的最大问题是无法即时掌握学生的学习结果, 课堂提问没反应, 课堂检测效果不理想。在如此情况下采用一对一数字化模式下的IRS (即时反馈系统) 是非常有必要的。通过小组同学上台实验的演示, 教师可以发现学生在理解地球自转时存在的错误, 比如在讲台上扮演地球角色的同学在拨动地球仪时是按照自东向西的方式, 这时立即有学生当场提出来, 能加深学生对地球自转方向的印象。

布鲁姆 (Bloom, B.S.) 认为:“形成性评价的主要目的是决定给定的学习任务被掌握的程度、未被掌握的部分, 以帮助学生和教师把注意力集中在为进一步提高所必须的学习上。”而本环节中采取的正是形成性评价的方法, 通过一对一数字化模式的IRS (即时反馈系统) 能高效地帮助教师完成对学生知识掌握的评价, 以利于教学策略的调整。

(1) 实现教学及时反馈

在观察实验演示后, 学生必须独立完成相应的练习表格, 在练习完成后只需点击鼠标就可以通过电脑的IRS系统提交答案。教师通过系统的即时反馈信息, 便能马上把握学生每一道题的正确率, 以及针对学生的答题情况进行教学策略的调整。及时反馈功能让教师第一时间把握学生的知识掌握情况, 并及时更有针对性地进行课堂评价, 课堂练习模式更具及时性。

(2) 师生 - 生生评价中进行思维碰撞

初中学生具有较强的可塑性和模仿性, 教师可以通过言语的表扬以及鼓励的话语使得更多的学生愿意在全班面前展示自己的能力, 抓住每一个表现自己和锻炼自己的机会。每一次学生的展示, 教师都必须重视并给予反馈评价, 包括学生的互评以及教师的点评。学生之间的互评更易于让学生接受, 这是将自己的思想和别人思想之间进行对比碰撞, 学生在碰撞交流中让优点继续发扬, 不足之处后继改进。

三、教学反思

在一般课堂中, 教师处于主体地位, 教师主宰整个课堂, 学生被动地接受知识, 对于知识, 知其然而不知其所以然。如果按照传统的课堂模式上课, 学生对于《地球的自转》这一知识的了解很大程度停留于死记硬背的层面。但采用一对一学习模式一方面能让学生收获更多, 比如探索知识的由来、生生合作学习、在班级集体中进行思维碰撞等等, 另一方面有利于教师及时得到学生对该知识点的反馈, 并能迅速地调整后续的教学策略。

过去, 学生对于课堂上教师电脑演示课件这种学习方式情有独钟, 都渴求亲自动手, 但课堂中一般只是教师展示或学生排队操作课件, 费时且参与度低。[3]一对一数字化学习模式的推广最终目的是为了提高学生在未来网络时代和知识型社会的竞争力, 这种新型的学习模式是教育界未来的发展趋势, 是技术融入教育、教育与时俱进的过程。

从地理学科的角度看, 一对一数字化学习模式将会对地理课堂带来较大变化, 无论是世界地理还是区域地理, 都要求具备一定的空间概念和逻辑思维, 而中学生的抽象思维还不够成熟, 这就要求课堂的具体化、形象化和生活化。一对一数字化学习模式能很好地满足这一要求, 教育信息化的技术不仅能清晰明了的展示各种各样的高清地图, 还能够进行各种实时的动态实验演示, 如Google Earth在地理教学中的应用, 这将抽象的地球、地图转化为学生眼前实实在在的动态事物, 还可以通过GPS定位、遥感、GIS等技术融入到地理的教育信息技术中。

总之, 一对一的数字化学习模式是基于国家社科“十一五”规划国家级规划课题——“信息技术环境下多元学与教方式有效融入日常教学的研究”的背景下产生的。[4]一对一数字化技术可以轻松地拓宽课堂的广度, 能有效地促进学生参与式学习并且提高教学效率, 将是未来教育的发展趋势。

参考文献

[1]沈钟钟.自主学习:定义、理论及培养[J].东华大学学报 (社会科学学版) , 2004.

[2]王燕.“一对一数字化“移动平台的学习功能及其运用——以小学数学作业及反馈为例[J].浙江教学研究, 2013.

[3]程军.我们亲历的“一对一“数字化学习——让每个孩子都成为学习的主人[J].中小学信息技术教育, 2011.

地球自转能曳引时空吗？ 篇7

现在，人们尝试着在地球的周围观测这个效应。《自然》杂志上的这篇文章就是关于测量地球周围时空弯曲的。显然，这种观测必须十分严密和精确，随着近代科技的飞速发展才有可能验证相对论的推论对地球这样的天体是否正确。毕竟，地球在宇宙天体中只能算是个小家伙。如果观测不到这个效应，从另一个角度来讲，或许存在至今还未发现的“相对论的破绽”，需要对相对论进行修正也未可知。

时空的曳引效应

不过，与人们通常认为的引力导致空间弯曲不同，该论文谈到的是另一种原因引起的时空弯曲，即“时空的曳引效应”。

那么，什么是“时空的曳引效应”呢?让我们用下列实验加以形象地比喻。

将一只模型船浮在装满水的水池中，拔去水池底部排水口的塞子，由于水流向下水道，船会被拖曳到排水口的上方水面。在一般情况下，水会以排水口为中心打漩儿。于是，船的运动轨迹不是径直向着排水口冲去，而是一边被漩涡拖曳着打漩儿，一边朝着排水口的位置移去。

时空的拖曳，与这个漩涡极其相似。比如，向着地球落下的苹果，如果按照牛顿力学，会径直地向地球中心的方向落下。这时，即使地球在自转运动，在牛顿力学体系下，并不会影响苹果的下落轨迹。

但是，如果用相对论所预言的曳引时空来考虑，地球的自转产生了时空的“漩涡”，落下的苹果会被拖曳，朝着漩涡方向的时空前进。于是，苹果不是径直地落向地球的中心，而是一边被拽向地球的自转方向，一边落向地球的中心。当然，苹果落下时，偏离竖直方向的程度是非常微小的，以现在的测量技术，还无法直接观察到苹果落下时产生的微弱偏差。

早在1915年爱因斯坦发表相对论后不久，另外两个科学家就预言，天体自转会对周围时空产生曳引效应。如果天体自转，为什么周围的时空会被曳引呢?它的原理就是从相对论导出的著名方程式E=mc²，用质量与能量的等价性就能够解释。按照相对论，在具有质量的物体周围，时空被弯曲。而且，因为能量与质量本质上是统一的，能量也应该能使时空弯曲。所以，地球的质量能够在地球周围产生时空的弯曲，而地球的自转，它的旋转能量也会使时空被曳引，进一步造成时空弯曲。

质量大的天体，例如太阳的存在使时空弯曲的事实，通过水星的近日点移动的观测，美国宇航局的海盗号火星探测器的验证实验，已经得到了相当准确的证实。但是时空的曳引效应却一直没有值得信赖的证据。

用卫星验证时空曳引效应

那么，我们是通过什么方法利用卫星来验证时空的曳引效应的呢?意大利莱切大学和美国马里兰大学的两位博士对美国宇航局过去发射的两颗卫星在轨道上的记录数据进行了详细分析。按他们的说法，如果地球的自转真的能曳引周围的时空，就应该会对时空中的卫星的轨道产生影响。两位博士的确发现了卫星轨道的偏差，从而宣布，时空确实存在曳引效应。

但是，人造卫星的轨道不但受时空曳引效应的影响，还受到其他种种原因的影响。例如，地球并不完全是球体，由于自转的离心力而形成了略微扁平的球形。此外，地下的物质的密度和成分并不是均匀的。所以，引力的强度随着地球表面上的位置不同而不一样，这些都会使绕地球飞行的人造卫星的轨道产生偏差。

这些偏差与相对论效应无关，却比时空曳引而产生的偏差要大许多。要检测出隐含在大的偏差中的小的偏差，可不是一件容易的事。时空的曳引给卫星带来的偏差是每年2米左右，而因地球扁平而产生的偏差是每年几千千米。由此可知，曳引效应是多么的小。因此两位博士尽可能正确地估计地球的扁平率和地球的引力分布，从而在轨道的偏差中，剔除非曳引效应产生的偏差。

但是，仍然有一些科学家怀疑两位博士的结论。日本东京大学的一位教授认为，确定时空曳引效应引起的微弱作用，如果不能相当严格地去掉隐藏在其中的由地球引力分布而产生的影响，就不能说是有说服力的验证。从两位博士的论文来看，卫星的数据的确给出了非常正确的引力分布图，但是要证明时空曳引效应，从精确性上讲还不够。

所以，通过对卫星轨道的变化来证明确实存在曳引效应，目前还难以令人信服。

观测器带来希望

为了验证地球自转产生的曳引效应，看来还需要另辟蹊径。好在新的方法已经找到，完全可以除去地球引力分布的干扰。

2004年4月，美国宇航局发射了引力探测器人造卫星，准备验证时空的曳引效应。从2004年8月开始，以美国斯坦福大学为首的研究小组利用这颗卫星开始测量数据，但是要得出结论，还需要一段时间的数据采集和分析。

引力观测器上有个“陀螺仪”装置，它是一个直径4厘米、表面做得非常光滑的球体陀螺。将这个陀螺放入盒子里，每分钟转5000次到10000次。表面做得光滑，是为了使陀螺仪旋转时产生的摩擦力尽可能地接近于0。正常情况下，如果忽略掉旋转时的摩擦影响，即使把盒子怎样倾斜或摇摆，根据陀螺的性质，陀螺仪的旋转轴总是朝着规定的方向。

但是，在通过弯曲的时空时，陀螺仪的旋转轴会受时空的影响发生改变。通过不断监视搭载在绕地球周围轨道旋转的探测器中的陀螺仪的旋转情况，就能测出地球周围时空是怎样弯曲的。由于：不用考虑地球的引力分布，只单纯地检测时空的弯曲，所以比起先前的方法，这种方法能以更高的精度进行可靠的观测。

这个想法是上个世纪50年代末美国斯坦福大学的物理学家提出的，随着技术的进步，这个历时40多年的想法终于要实现了。这种以严格的精度测量相对论效应的行动，意义已经不仅仅是证明时空的曳引效应，还可能检验相对论这个理论本身是否正确。

旋转黑洞：最大的能量库

假如时空的曳引效应确实存在，会对我们有什么影响呢?

如果理论没有错误的话，时空的曳引效应虽然在地球周围不十分明显，但是在质量很大的天体比如黑洞周围，则会十分明显。黑洞是具有非常大的质量的恒星走向死亡，最终坍缩成直径非常小的特殊天体。和太阳一样，恒星都在进行自转，因此当恒星变成黑洞后，人们推测它也在进行自转运动。在旋转着的黑洞周围，不但会有因为质量巨大而产生时空的强烈弯曲，还会有因黑洞自转而产生的时空曳引效应。

时空的曳引效应在越靠近中心的地方就越强。在黑洞理论中，连光都无法逃逸到外界边缘叫做黑洞的“视界”，但是在外视界附近有一层特殊的区域，被称为“能层”。能层区域具有一个奇特的性质，其中的某些轨道具有负的总能量，即引力束缚能超过静止质量和动能的总和。如果利用能层区域的这个特性，从旋转的黑洞中抽取能量，在理论上是可行的。

有的科学家就曾设想，首先把物体扔进旋转的黑洞。物体一边被黑洞的旋转曳引，一边下落，进入能层区域，把物体分裂成两个。这时操纵物体，把分裂的一部分物体逆向旋转，让另一个逸出能层区域外。不可思议的是，逸出能层区域外的那部分物体将攫取黑洞的旋转能量，输出比扔进黑洞时更大的能量。利用这个能量差，就能够建立起能量取之不尽的梦幻般的系统。

真是一个宏伟的构想!或许在遥远的未来，人类可以用这种方法从黑洞攫取能量，在黑洞旁边建立起无数的宇宙城市。是的，这个未来图景完全能够实现，只要时空的曳引效应真实存在。(文章代码：0913)