Temat: Kształt i rozmiary kuli ziemskiej

Adresat

Uczeń klasy I liceum i technikum (zakres podstawowy)

Podstawa programowa

II. Ziemia we Wszechświecie: Ziemia jako planeta, następstwa ruchów Ziemi, ciała niebieskie, Układ Słoneczny, budowa Wszechświata. Uczeń:

1) charakteryzuje Ziemię jako planetę Układu Słonecznego;

Cel lekcji

Dowiesz się, jaki kształt i rozmiar ma kula ziemska.

Kryteria sukcesu

• wyjaśnisz, na czym polega metoda określenia rozmiaru kuli ziemskiej, zastosowana przez Eratostenesa;

• obliczysz obwód kuli ziemskiej korzystając z powyższej metody;

• wyjaśnisz pojęcia elipsoida obrotowa oraz geoida;

• wyjaśnić związek pomiędzy kształtem kuli ziemskiej a jej ruchem obrotowym.

Środki dydaktyczne

• komputery z dostępem do internetu;

• globusy lub atlasy świata (przynajmniej 5‑6 na klasę);

• zasoby multimedialne zawarte w lekcji „Kształt i rozmiary kuli ziemskiej” w e‑podręczniku;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda.

Metody/formy pracy

• metody problemowe: rozmowa kierowana, dyskusja dydaktyczna;

• metody eksponujące: prezentacja;

• metody programowane: z użyciem komputera, z użyciem e‑podręcznika;

• metody praktyczne: ćwiczenia przedmiotowe;

• formy pracy: praca indywidualna; praca w grupach; praca zbiorowa.

Fazy lekcji

Wstępna

1. Przed zajęciami nauczyciel poleca uczniom zapoznanie się z metodą określenia rozmiaru kuli ziemskiej, zastosowanej przez Eratostenesa, opisaną w lekcji „Kształt i rozmiary kuli ziemskiej”.

2. W trakcie fazy wprowadzającej nauczyciel określa cel lekcji, informuje uczniów o jej planowanym przebiegu.

3. Następnie zapisuje na tablicy lub tablicy interaktywnej temat lekcji. Uczniowie notują go w zeszytach.

Realizacyjna

1. Krótkie przypomnienie metody określenia rozmiaru kuli ziemskiej, zastosowanej przez Eratostenesa. Prowadzący objaśnia rysunki zamieszczone na ilustracji załączonej do lekcji „Kształt i rozmiary kuli ziemskiej” oraz omawia obliczenia według których został wyznaczony obwód Ziemi.

2. Praca uczniów w grupach.

• Posługując się globusem lub mapami w atlasie, każda grupa szacuje wartość kąta, jaki tworzy w południe w dniu przesilenia letniego kierunek padania promieni słonecznych w Asuanie z kierunkiem padania promieni słonecznych (tego samego dnia i o tej samej porze) w Kijowie lub w innym mieście europejskim leżącym blisko tego samego południka co Asuan.

• Następnie uczniowie mierzą odległość między tymi miejscami, np. używając Map Google. Nauczyciel monitoruje sytuację w klasie, pomagając uczniom, którzy mają z tym zadaniem kłopoty.

• Wzorując się na obliczeniach Eratostenesa, uczniowie obliczają obwód Ziemi na podstawie danych uzyskanych dla Asuanu i wybranego miasta Europejskiego.

3. Dyskusja na forum całej klasy, w trakcie której zostaje omówiony prawidłowy sposób wykonania ćwiczenia oraz przedyskutowane przyczyny rozbieżności wyników pomiędzy poszczególnymi grupami. Grupy, które wykonały zadanie błędnie, notują w jaki sposób należało je wykonać prawidłowo.

4. Krótkie omówienie kształtu Ziemi. Prowadzący prezentuje rysunki znajdujące się w abstrakcie oraz animację wyjaśniającą wpływ siły odśrodkowej na kształt obracającego się ciała niebieskiego.

5. Samodzielna praca uczniów – uczniowie wykonują ćwiczenia interaktywne: Wskaż stwierdzenia prawdziwe oraz Dopasuj skutek do wywołującej go przyczyny. Celem ćwiczeń jest sprawdzenie w jakim stopniu uczniowie przyswoili sobie informacje na temat rozmiarów i kształtu kuli ziemskiej.

Podsumowująca

Krótkie podsumowanie lekcji służące usystematyzowaniu i utrwaleniu wiadomości, wyjaśnieniu ewentualnych niejasności oraz uzupełnieniu notatek.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

The Earth’s shape and size

Upon thousands of years of perceiving the Earth as a flat object, people finally concluded (as a result of many observations, calculations and reasoning attempts) that our planet is a sphere or a solid closely resembling a sphere. The first successful attempt to determine the Earth’s size was completed by Eratosthenes, a philosopher, a geographer, an astronomer and a mathematician of Greek origin, living most of his life in Egypt. He compared lengths of shadows cast at noon during the summer solstice in two Egyptian locations which, as he had presumed, lied on the same meridian: Syene (modern Aswan, south Egypt) and Alexandria (at the shore of the Mediterranean Sea). When sun rays lit the bottom of a deep well in Aswan (which means they were perpendicular to the Earth’s surface), in Alexandria they fell under the angle of 7.2 degrees (which is 7.2/360 or 1/50 of a full angle). Eratosthenes measured that the distance between these locations was about 800 km (497 mi) (in modern units of length). He concluded that the Earth’s circumference should be 50 times that which was about 40,000 km (24,855 mi). This is astonishingly close to modern measurements of the Earth’s circumference according to which it measures 40,075.017 km (24,901 mi), and the average radius is 6,371.0 km (3959 mi).

The Earth is not an ideal sphere. The Earth’s rotation around its own axis results in a centrifugal force which acts the strongest on the equator and makes the Earth’s radius, measured from its centre to the equator (ca. 6,378 km / 3963 mi), to be greater than the radius measured from its centre to the pole (ca. 6,357 km / 3950 mi). Such a solid is called a rotational ellipsoid Due to the fact that land elevates from the ocean level, the Earth’s shape is neither an ideal sphere nor it is an ideal rotational ellipsoid. This is a shape typical exclusively for our planet, with no equivalent in geometric solids, and therefore called a geoid.