地震的震中与量级

　　材料与技术
　　
　　●可接人因特网的计算机。
　　●彩色打印机。
　　●每个学生人手一份表格。
　　●一张纸上写一个地震发生地点的名称，每个学生写一个。
　　
　　安全注意事项
　　
　　当学生们登录因特网时，教师们最好紧密监控，以防止学生浏览无关网站。无论是不小心还是有意登录不恰当的网站，这些情况都时有发生。
　　
　　学习成果
　　
　　学生们应该能够：
　　●定义以及使用词汇。
　　●利用震动图来确定振幅以及S—P间隔。
　　●利用时间传播图谱来确定地震震中的距离。
　　●理解如何使用三角测量来确定一场地震的震中位置。
　　●确定地震的里氏震级。
　　●解释图表并利用图表解释网站中给出的问题。
　　
　　问题与目的
　　
　　通过网站在线的交互式模拟地震试验，学生们将学习使用科学家们用来测定重要地震信息的工具和方法。
　　
　　背景与调查
　　
　　这一课程可以用来介绍地震震中以及量级的概念，或者在介绍过这两个课题后，可以利用此课程作进一步探讨。学生们应该了解什么是地震。以及引起地震的原因都有哪些。学生们还应该熟悉如何从图表中搜集信息。
　　
　　关于地震
　　
　　地震是指地球内热向外部传递使热量在地表覆盖物中产生对流，从而推进组成地球表面的板块穿越地球表面。
　　在线交互式活动可以促进学生们学习和理解地球所拥有的内部能量。他们可以了解地球内部能量的联系。以及这种能量是如何改变地球表面的。一个地区发生地震时，明显震动的时间间隔可以帮助减缓许多变化的速度，并且可以帮助人们了解一些突然发生的小变动出现的速度。同时，这些研究可以显示出众多地壳间交互作用发生的区域——也就是地壳板块的边缘地带。
　　这一课程假定学生们已经具备基本的计算机使用知识。了解了一些术语以及如何使用因特网及其浏览器。NSTA教学标准(教师标准D)推荐指导教师“为学生们提供科学用具、材料、媒介以及技术资源”。此课程为学生们提供了一个在因特网上使用某些新技术的机会，并且使学生们更加熟悉一个科学工作者使用的某些工具。学生们将有机会处理真实数据(这些数据相对简单一些)，一个地震学家将使用这些数据确定地震的震中和震级。
　　
　　程序
　　
　　1.教师需要预先：
　　建议指导教师在教授此课程前预先演习此试验，从而了解活动所需的阅读材料、使用的图表以及术语。仔细检查试验的各步骤，以确定参与活动的学生可以处理这些图表并从中获取相关信息。如果你觉得对学生来说这项活动比较难掌握，那么就多花点时间对试验步骤进行单独练习。然后再登录网站进行试验活动。
　　在纸片上写好地震发生的地点，然后分发给学生们。地震地点的名称可以是：旧金山地区；南加利福尼亚；日本地区；墨西哥。另外，在活动开始前，确定每个学生人手一份试验表格。
　　注意：使用试验表格可以令所有学生都更关注试验，而不仅仅是使用网络的那些学生。如果在课程结束时试验表格还没有完成，安排下次课程继续试验。完成表格上的数据搜集工作并完成全部课程。
　　
　　2.学生们的试验步骤
　　(1)分配需要学生们研究的地震地点(可以把纸片放在帽子里让学生们自己抽取，或者分成几个小组)。
　　(2)将试验表格发给学生。简要介绍要登录的网站。让学生们浏览一下试验表格，对模拟试验的要求有一个大概的印象。回答学生们提出的问题。
　　(3)带领学生到计算机实验室并登录试验网站。
　　(4)学生们要完成全部试验活动并填写试验表格。
　　注意：学生们在成功完成此次课程后可以得到一个证书。
　　
　　学生表格
　　
　　地震震中和震级试验表格
　　姓名：________试验周期：________
　　日期：________
　　按照指导教师的要求，在你的浏览器地址栏中键入以下网址，或者在收藏夹中找一个模拟地震的网站。例如http：／／www.sciencecourseware.org／eec／Eartlaquake／。
　　仔细阅读活动内容，明确你需要在试验中做什么。请注意，你必须非常仔细地进行试验测量，这样才能在结束活动后获得证书。当你读完以后，请按[执行模拟地震]键。
　　在你完成活动的过程中，你需要定义以下词语。从首页上你可能找不到所有词语的定义。在找到相关词语的定义时。别忘记将它们添加到表格中。
　　振幅——
　　到达时间——
　　震中——
　　震源——
　　震级——
　　里氏震级——
　　S-P间隔——
　　震动图——
　　地震仪——
　　读完阅读材料首页后请回答以下问题：
　　●什么是地震?
　　●什么是震波?
　　●材料中谈到的震波有哪几种?
　　●这些震波有什么不同?
　　●你需要什么信息才能确定地震的震中?
　　●发现震中的过程被称为什么?
　　确定你自己明白如何从示例震动图中得到相关数据。如果你不知道怎么做，请问一问你的搭档或者你的指导教师。当你确定自己可以从地震图中获取所需的数据时。继续研究你的试验地震地点。你可以在本页的末尾看到四个地点的列表。
　　仔细阅读你看到的试验描述。看着震动图然后回答以下问题：
　　●什么类型的地震波最先到达?
　　________________________________________________
　　●图表的每一行代表几秒?
　　________________________________________________
　　●说一说你从这张图表中可以获得什么信息?
　　________________________________________________
　　●S-P间隔是什么意思?
　　________________________________________________
　　当你确定你能够找出S－P间隔的时候，你就可以点击[查看震动图]按键。
　　利用震动图回答以下问题：
　　●P波到达的时间?
　　第1地点________；第2地点________；
　　第3地点________。
　　●S波到达的时间?
　　第1地点________；第2地点________；
　　第3地点________。
　　●S－P间隔是多少?
　　第1地点________；第2地点________；
　　第3地点________。
　　将S－P间隔数值输入每张震动图。当你完成输入时，点击[转换S－P间隔]按键。
　　阅读关于时距图的描述及应用。请指导教师检查一下你对图表的使用方法是否正确。准备好以后，利用一张大时距图确定你的三个研究地点震波运动的距离。如果不能从图表的数据线上直接获得数据，那么你就要估计一个大概的数值。回答以下问题并将你得到的距离数值添入表中。
　　●图表中的每一行代表多少距离?
　　________________________________________________
　　●你是如何发现的?
　　________________________________________________
　　●对你的研究地点所得到的距离数据是怎样的?
　　第1地点________；第2地点________；
　　第3地点________。
　　●图表中的距离单位是什么?
　　________________________________________________
　　当你确定距离数值时，点击[发现震中]按键。
　　仔细观察震中的地图。
　　●你的三个圆周是否相交于同一点?
　　________________________________________________
　　●它们是否应该相交于同一位置?为什么?
　　________________________________________________
　　如果页面底部的按键是[重新测量S－P间隔]，点击这个按键并重新估测你所选择的时间与距离，尽量获得更精确的数据，然后重新提交数据。
　　●当三个圆周相交于一点时，这个点被称作什么?
　　________________________________________
　　●什么因素会干扰这一测量方法的精确度?
　　________________________________________________
　　当你完成所有问题并且使你的圆周相交于一点后，点击[计算里氏震级]按键。
　　●在里氏震级的测定标准中，多高的震级才会被人们感觉到?
　　________________________________________________
　　●你如何描述最大振幅?
　　________________________________________________
　　●最大振幅是不是既可以在零线以下又可以在零线以上?
　　________________________________________________
　　进入下一页，回答以下问题：
　　●标准的里氏地震震级是如何量级的?
　　________________________________________________
　　●“标准”的地震振幅是多少?
　　________________________________________________
　　●如果里氏震级从3级升到4级，震动图上的最大振幅会增加多少毫米?
　　________________________________________________
　　●阅读指导信息并确定你的每个研究地点最大振幅是多少。记住。最大振幅可能在零线以上也可能在零线以下。
　　●每条水平线代表的振幅是多少?
　　________________________________________________
　　●你的研究地点最大振幅分别是多少?水平线之间的数据需要估测。
　　第1地点________；第2地点________；
　　第3地点________。
　　当你确认所有数据并添入表中后，点击[提交到列线图]按键。
　　观察列线圈并估计你研究的地震里氏震级数。
　　●你的里氏震级是多少?
　　 ________________________(添入你的数值并点击[确认震级]按键)。
　　如果你的里氏震级是正确的，你将得到一个祝贺信息；如果震级数不正确。那么你必须重新测量并重新键入你的数据。
　　在成功完成整个试验活动后，选择“输入你的名字”框并点击。键入你们小组所有成员的名字以及你们指导教师的名字并注明。点击[获得证书]按键，在你的浏览器菜单中选择打印按键并打印证书，记得要给你的组员每人打印一份证书。
　　
　　结果与分析
　　
　　检查地图并确认是否所有地震地点已经正确标示了。学生们提交了完整的试验表格，打印出的证书表明成功完成此次课程，请把证书附在试验表格后。
　　注意：指导教师可能还要求把S-P间隔圆周(相交于一点显示地震震中位置)打印出来，用于进一步确认试验的完成情况。
　　
　　结论
　　
　　在不同地点使用震动图。可以确定地震的震中地点。在这一过程中，利用S-P间隔、三角测置、时距图、振幅以及列线图来确定震中位置。
　　
　　评估
　　
　　试验表格是评估学生完成问题情况的一种方法。如果把一个题目分成几个问题，每个问题占1分，那么总分就是43分：
　　09个词语定义：
　　06个首页问题：
　　06个首页问题：
　　04个震动图问题：
　　09个S-P波问题(3个问题，每个问题需要3个回答)；
　　06个距离问题(1个问题需要3个回答)；
　　02个震中问题：
　　03个里氏震级问题：
　　04个最大振幅问题(1个问题需要3个回答)；
　　●1个列线图问题。
　　试验表格不完全是考察知识掌握情况的可靠方法，因为学生们会不停地交换分享信息，而且有些学生可能会抄其他学生的答案。
　　为了进一步评定知识的掌握情况。可以让学生们将试验表格作为一个学习指南，然后考一考他们对主要概念的理解情况。
　　可能出现的评估问题：什么是地震?你需要什么信息才能确定地震的震中?解释发现地震震中的试验过程。地震预示着什么?
　　
　　应用知识与技能
　　
　　让学生们研究其他地震，通过总结震动图构建他们自己的“虚拟地震”，然后制作一个类似于他们使用过的试验网站那样的练习。
　　
　　拓展
　　
　　可以让学生们研究一下地震所带来的影响。例如照片中呈现的景象、金钱损失以及见证者的叙述等。登录“确认里氏震级”页面：你可以发现一个链接，写着“更多信息”。点击这个链接并进入这个网页，可以让学生们了解到更多关于地震的信息，正如他们刚刚完成的确定震中和震级试验活动。学生们可以利用这些链接搜集信息，写一份关于地震研究对象的报告。有些链接提供了非常好的图片供学生们研究。仅通过这些链接，就可以写一份1～3页的报告