地震的震中與量級

　　材料與技術(shù)
　　
　　●可接人因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)。
　　●彩色打印機(jī)。
　　●每個學(xué)生人手一份表格。
　　●一張紙上寫一個地震發(fā)生地點(diǎn)的名稱，每個學(xué)生寫一個。
　　
　　安全注意事項(xiàng)
　　
　　當(dāng)學(xué)生們登錄因特網(wǎng)時，教師們最好緊密監(jiān)控，以防止學(xué)生瀏覽無關(guān)網(wǎng)站。無論是不小心還是有意登錄不恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)站，這些情況都時有發(fā)生。
　　
　　學(xué)習(xí)成果
　　
　　學(xué)生們應(yīng)該能夠：
　　●定義以及使用詞匯。
　　●利用震動圖來確定振幅以及S—P間隔。
　　●利用時間傳播圖譜來確定地震震中的距離。
　　●理解如何使用三角測量來確定一場地震的震中位置。
　　●確定地震的里氏震級。
　　●解釋圖表并利用圖表解釋網(wǎng)站中給出的問題。
　　
　　問題與目的
　　
　　通過網(wǎng)站在線的交互式模擬地震試驗(yàn)，學(xué)生們將學(xué)習(xí)使用科學(xué)家們用來測定重要地震信息的工具和方法。
　　
　　背景與調(diào)查
　　
　　這一課程可以用來介紹地震震中以及量級的概念，或者在介紹過這兩個課題后，可以利用此課程作進(jìn)一步探討。學(xué)生們應(yīng)該了解什么是地震。以及引起地震的原因都有哪些。學(xué)生們還應(yīng)該熟悉如何從圖表中搜集信息。
　　
　　關(guān)于地震
　　
　　地震是指地球內(nèi)熱向外部傳遞使熱量在地表覆蓋物中產(chǎn)生對流，從而推進(jìn)組成地球表面的板塊穿越地球表面。
　　在線交互式活動可以促進(jìn)學(xué)生們學(xué)習(xí)和理解地球所擁有的內(nèi)部能量。他們可以了解地球內(nèi)部能量的聯(lián)系。以及這種能量是如何改變地球表面的。一個地區(qū)發(fā)生地震時，明顯震動的時間間隔可以幫助減緩許多變化的速度，并且可以幫助人們了解一些突然發(fā)生的小變動出現(xiàn)的速度。同時，這些研究可以顯示出眾多地殼間交互作用發(fā)生的區(qū)域——也就是地殼板塊的邊緣地帶。
　　這一課程假定學(xué)生們已經(jīng)具備基本的計(jì)算機(jī)使用知識。了解了一些術(shù)語以及如何使用因特網(wǎng)及其瀏覽器。NSTA教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(教師標(biāo)準(zhǔn)D)推薦指導(dǎo)教師“為學(xué)生們提供科學(xué)用具、材料、媒介以及技術(shù)資源”。此課程為學(xué)生們提供了一個在因特網(wǎng)上使用某些新技術(shù)的機(jī)會，并且使學(xué)生們更加熟悉一個科學(xué)工作者使用的某些工具。學(xué)生們將有機(jī)會處理真實(shí)數(shù)據(jù)(這些數(shù)據(jù)相對簡單一些)，一個地震學(xué)家將使用這些數(shù)據(jù)確定地震的震中和震級。
　　
　　程序
　　
　　1.教師需要預(yù)先：
　　建議指導(dǎo)教師在教授此課程前預(yù)先演習(xí)此試驗(yàn)，從而了解活動所需的閱讀材料、使用的圖表以及術(shù)語。仔細(xì)檢查試驗(yàn)的各步驟，以確定參與活動的學(xué)生可以處理這些圖表并從中獲取相關(guān)信息。如果你覺得對學(xué)生來說這項(xiàng)活動比較難掌握，那么就多花點(diǎn)時間對試驗(yàn)步驟進(jìn)行單獨(dú)練習(xí)。然后再登錄網(wǎng)站進(jìn)行試驗(yàn)活動。
　　在紙片上寫好地震發(fā)生的地點(diǎn)，然后分發(fā)給學(xué)生們。地震地點(diǎn)的名稱可以是：舊金山地區(qū)；南加利福尼亞；日本地區(qū)；墨西哥。另外，在活動開始前，確定每個學(xué)生人手一份試驗(yàn)表格。
　　注意：使用試驗(yàn)表格可以令所有學(xué)生都更關(guān)注試驗(yàn)，而不僅僅是使用網(wǎng)絡(luò)的那些學(xué)生。如果在課程結(jié)束時試驗(yàn)表格還沒有完成，安排下次課程繼續(xù)試驗(yàn)。完成表格上的數(shù)據(jù)搜集工作并完成全部課程。
　　
　　2.學(xué)生們的試驗(yàn)步驟
　　(1)分配需要學(xué)生們研究的地震地點(diǎn)(可以把紙片放在帽子里讓學(xué)生們自己抽取，或者分成幾個小組)。
　　(2)將試驗(yàn)表格發(fā)給學(xué)生。簡要介紹要登錄的網(wǎng)站。讓學(xué)生們?yōu)g覽一下試驗(yàn)表格，對模擬試驗(yàn)的要求有一個大概的印象。回答學(xué)生們提出的問題。
　　(3)帶領(lǐng)學(xué)生到計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室并登錄試驗(yàn)網(wǎng)站。
　　(4)學(xué)生們要完成全部試驗(yàn)活動并填寫試驗(yàn)表格。
　　注意：學(xué)生們在成功完成此次課程后可以得到一個證書。
　　
　　學(xué)生表格
　　
　　地震震中和震級試驗(yàn)表格
　　姓名：________試驗(yàn)周期：________
　　日期：________
　　按照指導(dǎo)教師的要求，在你的瀏覽器地址欄中鍵入以下網(wǎng)址，或者在收藏夾中找一個模擬地震的網(wǎng)站。例如http：／／www.sciencecourseware.org／eec／Eartlaquake／。
　　仔細(xì)閱讀活動內(nèi)容，明確你需要在試驗(yàn)中做什么。請注意，你必須非常仔細(xì)地進(jìn)行試驗(yàn)測量，這樣才能在結(jié)束活動后獲得證書。當(dāng)你讀完以后，請按[執(zhí)行模擬地震]鍵。
　　在你完成活動的過程中，你需要定義以下詞語。從首頁上你可能找不到所有詞語的定義。在找到相關(guān)詞語的定義時。別忘記將它們添加到表格中。
　　振幅——
　　到達(dá)時間——
　　震中——
　　震源——
　　震級——
　　里氏震級——
　　S-P間隔——
　　震動圖——
　　地震儀——
　　讀完閱讀材料首頁后請回答以下問題：
　　●什么是地震?
　　●什么是震波?
　　●材料中談到的震波有哪幾種?
　　●這些震波有什么不同?
　　●你需要什么信息才能確定地震的震中?
　　●發(fā)現(xiàn)震中的過程被稱為什么?
　　確定你自己明白如何從示例震動圖中得到相關(guān)數(shù)據(jù)。如果你不知道怎么做，請問一問你的搭檔或者你的指導(dǎo)教師。當(dāng)你確定自己可以從地震圖中獲取所需的數(shù)據(jù)時。繼續(xù)研究你的試驗(yàn)地震地點(diǎn)。你可以在本頁的末尾看到四個地點(diǎn)的列表。
　　仔細(xì)閱讀你看到的試驗(yàn)描述。看著震動圖然后回答以下問題：
　　●什么類型的地震波最先到達(dá)?
　　________________________________________________
　　●圖表的每一行代表幾秒?
　　________________________________________________
　　●說一說你從這張圖表中可以獲得什么信息?
　　________________________________________________
　　●S-P間隔是什么意思?
　　________________________________________________
　　當(dāng)你確定你能夠找出S－P間隔的時候，你就可以點(diǎn)擊[查看震動圖]按鍵。
　　利用震動圖回答以下問題：
　　●P波到達(dá)的時間?
　　第1地點(diǎn)________；第2地點(diǎn)________；
　　第3地點(diǎn)________。
　　●S波到達(dá)的時間?
　　第1地點(diǎn)________；第2地點(diǎn)________；
　　第3地點(diǎn)________。
　　●S－P間隔是多少?
　　第1地點(diǎn)________；第2地點(diǎn)________；
　　第3地點(diǎn)________。
　　將S－P間隔數(shù)值輸入每張震動圖。當(dāng)你完成輸入時，點(diǎn)擊[轉(zhuǎn)換S－P間隔]按鍵。
　　閱讀關(guān)于時距圖的描述及應(yīng)用。請指導(dǎo)教師檢查一下你對圖表的使用方法是否正確。準(zhǔn)備好以后，利用一張大時距圖確定你的三個研究地點(diǎn)震波運(yùn)動的距離。如果不能從圖表的數(shù)據(jù)線上直接獲得數(shù)據(jù)，那么你就要估計(jì)一個大概的數(shù)值。回答以下問題并將你得到的距離數(shù)值添入表中。
　　●圖表中的每一行代表多少距離?
　　________________________________________________
　　●你是如何發(fā)現(xiàn)的?
　　________________________________________________
　　●對你的研究地點(diǎn)所得到的距離數(shù)據(jù)是怎樣的?
　　第1地點(diǎn)________；第2地點(diǎn)________；
　　第3地點(diǎn)________。
　　●圖表中的距離單位是什么?
　　________________________________________________
　　當(dāng)你確定距離數(shù)值時，點(diǎn)擊[發(fā)現(xiàn)震中]按鍵。
　　仔細(xì)觀察震中的地圖。
　　●你的三個圓周是否相交于同一點(diǎn)?
　　________________________________________________
　　●它們是否應(yīng)該相交于同一位置?為什么?
　　________________________________________________
　　如果頁面底部的按鍵是[重新測量S－P間隔]，點(diǎn)擊這個按鍵并重新估測你所選擇的時間與距離，盡量獲得更精確的數(shù)據(jù)，然后重新提交數(shù)據(jù)。
　　●當(dāng)三個圓周相交于一點(diǎn)時，這個點(diǎn)被稱作什么?
　　________________________________________
　　●什么因素會干擾這一測量方法的精確度?
　　________________________________________________
　　當(dāng)你完成所有問題并且使你的圓周相交于一點(diǎn)后，點(diǎn)擊[計(jì)算里氏震級]按鍵。
　　●在里氏震級的測定標(biāo)準(zhǔn)中，多高的震級才會被人們感覺到?
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　　●你如何描述最大振幅?
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　　●最大振幅是不是既可以在零線以下又可以在零線以上?
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　　進(jìn)入下一頁，回答以下問題：
　　●標(biāo)準(zhǔn)的里氏地震震級是如何量級的?
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　　●“標(biāo)準(zhǔn)”的地震振幅是多少?
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　　●如果里氏震級從3級升到4級，震動圖上的最大振幅會增加多少毫米?
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　　●閱讀指導(dǎo)信息并確定你的每個研究地點(diǎn)最大振幅是多少。記住。最大振幅可能在零線以上也可能在零線以下。
　　●每條水平線代表的振幅是多少?
　　________________________________________________
　　●你的研究地點(diǎn)最大振幅分別是多少?水平線之間的數(shù)據(jù)需要估測。
　　第1地點(diǎn)________；第2地點(diǎn)________；
　　第3地點(diǎn)________。
　　當(dāng)你確認(rèn)所有數(shù)據(jù)并添入表中后，點(diǎn)擊[提交到列線圖]按鍵。
　　觀察列線圈并估計(jì)你研究的地震里氏震級數(shù)。
　　●你的里氏震級是多少?
　　 ________________________(添入你的數(shù)值并點(diǎn)擊[確認(rèn)震級]按鍵)。
　　如果你的里氏震級是正確的，你將得到一個祝賀信息；如果震級數(shù)不正確。那么你必須重新測量并重新鍵入你的數(shù)據(jù)。
　　在成功完成整個試驗(yàn)活動后，選擇“輸入你的名字”框并點(diǎn)擊。鍵入你們小組所有成員的名字以及你們指導(dǎo)教師的名字并注明。點(diǎn)擊[獲得證書]按鍵，在你的瀏覽器菜單中選擇打印按鍵并打印證書，記得要給你的組員每人打印一份證書。
　　
　　結(jié)果與分析
　　
　　檢查地圖并確認(rèn)是否所有地震地點(diǎn)已經(jīng)正確標(biāo)示了。學(xué)生們提交了完整的試驗(yàn)表格，打印出的證書表明成功完成此次課程，請把證書附在試驗(yàn)表格后。
　　注意：指導(dǎo)教師可能還要求把S-P間隔圓周(相交于一點(diǎn)顯示地震震中位置)打印出來，用于進(jìn)一步確認(rèn)試驗(yàn)的完成情況。
　　
　　結(jié)論
　　
　　在不同地點(diǎn)使用震動圖。可以確定地震的震中地點(diǎn)。在這一過程中，利用S-P間隔、三角測置、時距圖、振幅以及列線圖來確定震中位置。
　　
　　評估
　　
　　試驗(yàn)表格是評估學(xué)生完成問題情況的一種方法。如果把一個題目分成幾個問題，每個問題占1分，那么總分就是43分：
　　09個詞語定義：
　　06個首頁問題：
　　06個首頁問題：
　　04個震動圖問題：
　　09個S-P波問題(3個問題，每個問題需要3個回答)；
　　06個距離問題(1個問題需要3個回答)；
　　02個震中問題：
　　03個里氏震級問題：
　　04個最大振幅問題(1個問題需要3個回答)；
　　●1個列線圖問題。
　　試驗(yàn)表格不完全是考察知識掌握情況的可靠方法，因?yàn)閷W(xué)生們會不停地交換分享信息，而且有些學(xué)生可能會抄其他學(xué)生的答案。
　　為了進(jìn)一步評定知識的掌握情況。可以讓學(xué)生們將試驗(yàn)表格作為一個學(xué)習(xí)指南，然后考一考他們對主要概念的理解情況。
　　可能出現(xiàn)的評估問題：什么是地震?你需要什么信息才能確定地震的震中?解釋發(fā)現(xiàn)地震震中的試驗(yàn)過程。地震預(yù)示著什么?
　　
　　應(yīng)用知識與技能
　　
　　讓學(xué)生們研究其他地震，通過總結(jié)震動圖構(gòu)建他們自己的“虛擬地震”，然后制作一個類似于他們使用過的試驗(yàn)網(wǎng)站那樣的練習(xí)。
　　
　　拓展
　　
　　可以讓學(xué)生們研究一下地震所帶來的影響。例如照片中呈現(xiàn)的景象、金錢損失以及見證者的敘述等。登錄“確認(rèn)里氏震級”頁面：你可以發(fā)現(xiàn)一個鏈接，寫著“更多信息”。點(diǎn)擊這個鏈接并進(jìn)入這個網(wǎng)頁，可以讓學(xué)生們了解到更多關(guān)于地震的信息，正如他們剛剛完成的確定震中和震級試驗(yàn)活動。學(xué)生們可以利用這些鏈接搜集信息，寫一份關(guān)于地震研究對象的報告。有些鏈接提供了非常好的圖片供學(xué)生們研究。僅通過這些鏈接，就可以寫一份1～3頁的報告