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从地球的自转谈学科间的综合
作者：佚名 来源：本站整理 发布时间：2008-8-20 15:53:13
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增大字体个气压带．气压带之间在气压梯度力和地转偏向力的作用下形成了低纬环流圈、中纬环流圈和高纬环流圈．由于受地转偏力的作用，南北向的气流，却发生了东西向的偏转．北半球地面附近自北向南的气流，有朝西的偏向．在气压带之间形成了六个风带，即南、北半球的低纬信风带，南、北半球的中纬西风带，南、北半球的极地东风带．
3 气旋和反气旋
气旋与反气旋是大气中最常见的运动形式，也是影响天气变化的重要天气系统．在气压梯度力和地转偏向力的共同作用下，大气并不是径直对准低气压中心流动，也不是沿辐射方向从高气压中心流出．低气压的气流在北半球向右偏转成按逆时针方向流动的大旋涡，在南半球向左偏转成按顺时针方向流动的大旋涡，大气的这种流动很像江河海流中水的旋涡，所以又叫气旋．夏秋季节，在我国东南沿海经常出现的台风，就是热带气旋强烈发展的一种形式．高气压的气流在北半球按顺时针方向旋转流出，在南半球按逆时针方向旋转流出，高气压的这种环流系统叫做反气旋．
4 傅科摆
地球的自转对单摆的运动也会产生影响，假如没有地转偏向力，单摆将在直线AB上来回摆动，事实上，单摆从A向B摆动时，由于地转偏向力的作用而逐渐向右偏移，并没有到达B点而是到达C点．从C向回摆动时仍然逐渐向右偏移，结果到达D点．依次推论，摆动平面将以顺时针方向不断偏转，如图4中虚线箭头所示．每一次来回摆动，摆动平面所偏转的角度是很小的．任何可察觉的偏转角都要求比较长的时间．适应此要求的摆长较大而摆球较重的摆称做傅科摆．傅科1851年在巴黎的教堂第一次做此实验时，所用的摆长达67m，摆球为直径略大于30cm的铁球，铁球质量为28kg，所画出的椭圆长轴等于3m，摆的振动周期为16s，而椭圆旋转的周期则为32h．在历史上，傅科以此第一次显示了地球的自转．今天，在普及天文学知识的机构中，都备有傅科摆．
图4
5 复线火车
我国地处北半球，火车在行驶中受地转偏向力作用，因而对右轨压力大于左轨压力，普通单轨铁路上经常有相反方向的火车行驶，其左右正好相反，结果两轨磨损差不多相同．由于受火车发展历史的影响，调度员用来指挥火车开、停、允许不允许进站等的行业信号都设在火车前进方向的左侧路边，因而复线火车都是靠左行．火车由于受到指向运动右侧的地转偏向力，而使复线铁路上靠左走的火车所受的地转偏向力均指向内侧．设一列火车质量为２.０×１０６ｋｇ，速度为20m／s，列车所在地点的纬度为45°，则地转偏向力的水平分量的大小为
FC水平=2mｖωsin45°=4.1×103N．
这只相当于列车自重的万分之二，大小仅为列车所受阻力的百分之几．这样大小的力，其作用效果只能是表现为右轨磨损较甚，而不会使复线上相向而行的两列火车相撞．
四、对学科间综合的几点认识
1 有利于探讨一些跨学科的问题
分学科教学各自强调学科的系统性，内容偏旧、偏多、偏深，有不少地方重复，内容繁琐，占有课时较多，知识面较窄，应用性较差，阐明科学思想方法，介绍科学发展史等人文因素的内容显见淡薄，涉及人口、能源、环境等与人类命运有关的因素也难系统反映．学科间的综合有利于把一些跨学科的内容纳入到课程中去，有利于课程的多样化，适应不同学生的需要．
2 有利于理论联系实际
根据青少年爱活动，受好新鲜事物，有强烈探索意向的特点，学科间的综合可从观察、实验开始，引导学生动手、动脑，参加实践，记录数据，收集资料．学生作为独立的个体，发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，通过知识整理与讨论来形成概念、获取结论，掌握其中的规律．阐述重要原理或概念之后，尽可能地挑选一些学生能够接受的各学科中的问题，要求学生用学到的知识来解决，有意识地把所学知识与实际问题联系起来，解释自然现象和社会问题，培养学生运用知识去观察、分析、综合问题的良好学习习惯．
3 有利于体现当代科学技术发展的趋势
当前科学技术发展的趋势是自然科学的各个分支正加速横向联系，学科之间相互交错和渗透，各学科的成就互为利用的范围日益扩大．学科间的综合应适当加强那些从事社会主义建设、适应现代生活、继续学习所必需的新知识，使学习内容具有科学性、基础性和先进性，有利于学生从多方面认识自然科学对现代化生活和生产的重大意义．
4 有利于知识的理解和巩固
学科间的综合开阔了学生的视野，扩大了知识面，熟悉了不同学科间知识的交叉点和同一概念的不同表述，使知识能相互渗透，能帮助学生辨析概念的本质，加深对知识的理解，有利于对所学知识的巩固．
5 有利于非智力因素的培养
根据各门学科的特点，将传授知识、开发智能和育人相结合．通过科学发展史、科学人物和我国科学成就的介绍，培养学生爱科学、爱祖国的思想，激发学生为人民富裕和国家富强而献身的精神．用辩证唯物主义的观点和方法阐述科学知识，使学生受到辩证唯物主义观点的教育．有利于培养动机、兴趣、情感、意志、性格等非智力因素，为培养有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义建设人才，提供重要的保证．
6 有利于个性发展和对能力的培养
在面向大多数学生的同时，学科间综合有一定的弹性和较强的适应性，通过一些选修内容、阅读材料、小制作、小实验、小采集、社会调查、自由研究等，能因材施教，促进学生的个性发展．学科间的综合，能强化不同学科间知识的综合应用能力，提高学生综合思考和解决问题的水平．能培养学生的科学兴趣，拓宽学生的知识视野，丰富学生的研究方法，发掘学生的创造潜能．能培养学生的创新意识、创新精神和创新能力．能培养学生全面的综合素质，为将来成为创新型人才奠定全面的素质基础．
3 气旋和反气旋
气旋与反气旋是大气中最常见的运动形式，也是影响天气变化的重要天气系统．在气压梯度力和地转偏向力的共同作用下，大气并不是径直对准低气压中心流动，也不是沿辐射方向从高气压中心流出．低气压的气流在北半球向右偏转成按逆时针方向流动的大旋涡，在南半球向左偏转成按顺时针方向流动的大旋涡，大气的这种流动很像江河海流中水的旋涡，所以又叫气旋．夏秋季节，在我国东南沿海经常出现的台风，就是热带气旋强烈发展的一种形式．高气压的气流在北半球按顺时针方向旋转流出，在南半球按逆时针方向旋转流出，高气压的这种环流系统叫做反气旋．
4 傅科摆
地球的自转对单摆的运动也会产生影响，假如没有地转偏向力，单摆将在直线AB上来回摆动，事实上，单摆从A向B摆动时，由于地转偏向力的作用而逐渐向右偏移，并没有到达B点而是到达C点．从C向回摆动时仍然逐渐向右偏移，结果到达D点．依次推论，摆动平面将以顺时针方向不断偏转，如图4中虚线箭头所示．每一次来回摆动，摆动平面所偏转的角度是很小的．任何可察觉的偏转角都要求比较长的时间．适应此要求的摆长较大而摆球较重的摆称做傅科摆．傅科1851年在巴黎的教堂第一次做此实验时，所用的摆长达67m，摆球为直径略大于30cm的铁球，铁球质量为28kg，所画出的椭圆长轴等于3m，摆的振动周期为16s，而椭圆旋转的周期则为32h．在历史上，傅科以此第一次显示了地球的自转．今天，在普及天文学知识的机构中，都备有傅科摆．
图4
5 复线火车
我国地处北半球，火车在行驶中受地转偏向力作用，因而对右轨压力大于左轨压力，普通单轨铁路上经常有相反方向的火车行驶，其左右正好相反，结果两轨磨损差不多相同．由于受火车发展历史的影响，调度员用来指挥火车开、停、允许不允许进站等的行业信号都设在火车前进方向的左侧路边，因而复线火车都是靠左行．火车由于受到指向运动右侧的地转偏向力，而使复线铁路上靠左走的火车所受的地转偏向力均指向内侧．设一列火车质量为２.０×１０６ｋｇ，速度为20m／s，列车所在地点的纬度为45°，则地转偏向力的水平分量的大小为
FC水平=2mｖωsin45°=4.1×103N．
这只相当于列车自重的万分之二，大小仅为列车所受阻力的百分之几．这样大小的力，其作用效果只能是表现为右轨磨损较甚，而不会使复线上相向而行的两列火车相撞．
四、对学科间综合的几点认识
1 有利于探讨一些跨学科的问题
分学科教学各自强调学科的系统性，内容偏旧、偏多、偏深，有不少地方重复，内容繁琐，占有课时较多，知识面较窄，应用性较差，阐明科学思想方法，介绍科学发展史等人文因素的内容显见淡薄，涉及人口、能源、环境等与人类命运有关的因素也难系统反映．学科间的综合有利于把一些跨学科的内容纳入到课程中去，有利于课程的多样化，适应不同学生的需要．
2 有利于理论联系实际
根据青少年爱活动，受好新鲜事物，有强烈探索意向的特点，学科间的综合可从观察、实验开始，引导学生动手、动脑，参加实践，记录数据，收集资料．学生作为独立的个体，发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，通过知识整理与讨论来形成概念、获取结论，掌握其中的规律．阐述重要原理或概念之后，尽可能地挑选一些学生能够接受的各学科中的问题，要求学生用学到的知识来解决，有意识地把所学知识与实际问题联系起来，解释自然现象和社会问题，培养学生运用知识去观察、分析、综合问题的良好学习习惯．
3 有利于体现当代科学技术发展的趋势
当前科学技术发展的趋势是自然科学的各个分支正加速横向联系，学科之间相互交错和渗透，各学科的成就互为利用的范围日益扩大．学科间的综合应适当加强那些从事社会主义建设、适应现代生活、继续学习所必需的新知识，使学习内容具有科学性、基础性和先进性，有利于学生从多方面认识自然科学对现代化生活和生产的重大意义．
4 有利于知识的理解和巩固
学科间的综合开阔了学生的视野，扩大了知识面，熟悉了不同学科间知识的交叉点和同一概念的不同表述，使知识能相互渗透，能帮助学生辨析概念的本质，加深对知识的理解，有利于对所学知识的巩固．
5 有利于非智力因素的培养
根据各门学科的特点，将传授知识、开发智能和育人相结合．通过科学发展史、科学人物和我国科学成就的介绍，培养学生爱科学、爱祖国的思想，激发学生为人民富裕和国家富强而献身的精神．用辩证唯物主义的观点和方法阐述科学知识，使学生受到辩证唯物主义观点的教育．有利于培养动机、兴趣、情感、意志、性格等非智力因素，为培养有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义建设人才，提供重要的保证．
6 有利于个性发展和对能力的培养
在面向大多数学生的同时，学科间综合有一定的弹性和较强的适应性，通过一些选修内容、阅读材料、小制作、小实验、小采集、社会调查、自由研究等，能因材施教，促进学生的个性发展．学科间的综合，能强化不同学科间知识的综合应用能力，提高学生综合思考和解决问题的水平．能培养学生的科学兴趣，拓宽学生的知识视野，丰富学生的研究方法，发掘学生的创造潜能．能培养学生的创新意识、创新精神和创新能力．能培养学生全面的综合素质，为将来成为创新型人才奠定全面的素质基础．
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