地球概论教学大纲

《地球概论》教学大纲课程英文名称：GeneralTheoryofEarth课程代码：0707012004总学时数：64其中讲课学时：48实验学时：16总学分数：4课程性质：学科基础课授课对象：地理科学类一、课程性质与目的教学目的、任务《地球概论》是高等师范院校地理系的一门先行的基础课程。地理科学专业有一系列地学课程，《地球概论》要为其它地学课程提供地球整体知识，即提供关于地球系统科学的基本知识，特别是提供同太阳辐射能在地球表面上的分布和变化以及与地球运动参数有关的天文知识。着重阐述地球的整体知识，为以后将要学习的课程奠定基础；培养本科生能够胜任高中地理课程的教学，帮助学生初步建立辩证唯物主义自然观。《地球概论》是地理专业的基础课程之一。通过本课程的教学使学生全面了解地球的宇宙环境、地球的运动及其地理意义，以及地球和月球的关系；地球的形状大小，内外结构以及它的物理性质。从而掌握有关地球的整体知识（地球的天文学和地球的物理学）、外部因素对地理环境的影响、地球表面能量在空间分布和时间变化的规律性。使学生确立科学地宇宙观，培养学生的实践能力、观察和思考能力。二、课程教学的总体要求《地球概论》的课堂教学要使学生掌握如下的基本理论和基本知识，即地球的自转和公转及其相互关系的知识，地球上的四季和五带、历法和时间的知识，日、月食和天文潮汐的知识。《地球概论》的课外教学要使学生掌握如下的基本技能，即认识主要星座，并且在其中识别行星，使用天文望远镜观测月面和行星，从而为中学地理课程提供地球整体知识，同时使师范生在走上教学岗位后能带好中学的第二课堂教学与课外活动。除了课堂教学以外，还可以通过对日月星辰的位置变化观察，来帮助学生理解天体运行的状况，特别是地球在太阳系中运行的状况，通过对月相圆缺的观察，帮助学生理解日、月、地之间的相互关系以及这些现象的成因。要求学生养成细心观察、逻辑判断、正确结论的学习习惯。根据有关现有资料，以课堂或课外作业，科学小论文等方式，要求学生自己动手，培养学生理论联系实际，独立分析问题。解决问题的能力。三、课程教学内容及基本要求教学要求：本课程教学内容共包括地理坐标与天球坐标、地球的宇宙环境、地球的运动、地球运动的地理意义、地球和月球、地球的结构和演变等六个章节。本课程的教学必须遵守以下原则：1．天文学是六大基础科学之一。《地概》则是一地球的天文学知识为其主要学习的内容。所以，作为一门基础科学我们有必要学习它。2．高师地理系的必修课，加强理论与实际的联系。关于地球整体的基础知识也是中学地理课程的重要内容。因此，《地概》也是为中学地理教学服务的，及时了解中学地理教育的实际和现况，要做到理论联系实际，使高等教育真正为中学实际服务。3．确立辩证唯物主义的宇宙观。《地概》中关于天体和宇宙的知识，是直接同辩证唯物主义的宇宙观相联系的。因此，《地概》的教学在培养辩证唯物主义宇宙观方面具有重要的意义。教学重点：地球的运动、地球运动的地理意义教学内容第一章地理坐标与天球坐标（8课时）教学重点：四种天球坐标系的建立。教学难点：区别各种天球坐标系。教学要求：本章主要学习地球和地理坐标，在此基础上进一步学习天球和天球坐标。天球坐标有四种：地平坐标系、第一赤道坐标系、第二赤道坐标系、黄道坐标系，我们在掌握这四种天球坐标概念的基础上，要会区别各种坐标系以及它们各自的用途。第一节地理坐标（4课时）１、地球及经纬线２、经度和纬度及地理坐标第二节天球坐标（4课时）１、天球天球和天球,天球上的大圆和小圆２、天球坐标球面坐标系的一般模式，地平坐标系，第一赤道坐标系，第二赤道坐标系，黄道坐标系，各种天球坐标系的区别参考资料与自学时数：参考书：金祖孟，数理地理，修订本，北京：中华书局，1958。自学时数：4思考题：1、什么是纬线和经线？什么是纬度和经度？它们有何区别与联系？为什么纬线是整圆，而经线是半圆？2、什么南北方向是有限方向，而东西方向是无限方向？怎样理解地面上两点间的东西方向既是理论上的“亦东亦西”，又是实际上的“非东即西”？3、何谓天球周日运动和太阳周年运动？为什么会有夜半中星的变化？4、举出下列天球大圆的两极：地平圈；子午圈；天赤道；卯酉圈；黄道；六时圈。5、举出下列天球大圆的交点：子午圈与地平圈（南点，北点）；,子午圈与天赤道（上点，下点）；子午圈与卯酉圈（天顶，天底）；子午圈与六时圈（天北极，天南极）；天赤道与地平圈（东点，西点）；天赤道与黄道（春分点，秋分点）6、为什么时角向西度量，而赤经则要向东度量？7、天球上哪一点的赤纬（δ）和赤经（α）等于零？又，该点的黄纬（β）和黄经（λ）是多少？(春分点,0,0;)8、北天极的黄纬和黄经是多少？北黄极的赤纬和赤经是多少？（查天球仪）9、某恒星的方位和高度都是45º，问：须在天空的哪一部分去寻找？（西南方半空）10、在何地（指纬度）观测，天体的赤纬与高度相等，时角与方位相等（即地平坐标系与第一赤道坐标系合二为一）？(南北两极)11、已知恒星时s=6时38分，某恒星再过2时10分上中天，试求该恒星的赤经。(8时48分)12，已知某恒星的赤经α=20时38分，当恒星时为23时17分时，该恒星的时角是多少？(90º--35º--23º26'；90º—35º—23º26')13、对35º而言，当春分点刚升起地平的时刻，黄道与地平圈成多大交角？当春分点刚沉入地平的时刻呢？（先调整天球仪的纬度，然后把春分点移至东[西]方地平，就是使天赤道，黄道和地平圈同时相交于东[西]点，便可直读数14、试推算二分二至时太阳的黄道坐标和赤道坐标，填下表：太阳黄纬太阳黄经太阳赤纬太阳赤经春分0º0º0º0º夏至090º23º26'6h秋分0º180º0º12h冬至0º270º--23º26'18h15、已知纬度=31.5ºN,恒星时S=9时45分，试推算下列各点的地平坐标和赤道坐标。填下表高度天天定180第二章地球的宇宙环境（8课时）教学重点：太阳系。教学难点：地月系的相互绕转。教学要求：在本章了解恒星和星系的基础上，要着重掌握太阳和太阳系以及月球和地月系统的有关知识。第三节恒星和星系（3课时）１、恒星恒星，恒星的运动，恒星的发光与光谱，恒星的亮度和光度，恒星的多样性２、星系银河与银河系，太阳在银河系的位置和运动，河外星系第四节太阳和太阳系（3课时）１、太阳太阳的概说，太阳的距离、大小和质量，太阳的热能、温度、热源，太阳的大气，太阳活动２、太阳系及其组成太阳系，九大行星，卫星，小行星，彗星，流星体第五节月球和地月系（2课时）１、月球月地距离，月球的大小，月球的质量，月面的物理特征２、地月系地月系运动的实质，月球的自转，月相和朔望月参考资料与自学时数：参考书：金祖孟，数理地理，修订本，北京：中华书局，1958。金祖孟，普通自然地理讲义，上海，华东师大出版社，1958。自学时数：6思考题：1、什么是恒星？恒星为什么会发光？光谱能传递天体的什么信息？2．什么是恒星的亮度和光度？什么是视星等和绝对星等/两种星等怎么换算？为什么绝大多数恒星的绝对星等高于它们的视星等？3．比5等星亮500倍的恒星，其星等为几等？4．织女星（天琴座）的视星等为0。1，若其距离增加为10倍，这时，它的星等将几等？肉眼还能到它吗？5．什么是赫罗图？它在恒星理论上有何重要意义？6．比较银河与银河系？什么是河外星系和总星系？第四节太阳和太阳系1．太阳的距离，大小和质量是怎么测定的？2.何谓太阳大气？什么是“太阳风”？何谓太阳运动？太阳活动对地球产生什么影响？3．哥白尼“日心”体系的基本思想与重要意义是什么？什么是开普勒定律?牛顿是如何发展开普勒的行性运动定律?它对天文学的发展有何贡献?4.设某行星距太阳为25天文单位,那么,它饶太阳公转的周期应有多长?设某小行星饶太阳公转的周期为8年,问:它与太阳的平均距离为多少?5.行星如何分类?比较地内行星和地外行星,内行星与外行星的差别;比较类地行星与类木行星,它们的物理性质与化学组成有何差异?6.彗星的本质特征是什么?什么是流星体和流星?如果地球没有大气,地上仍能看到彗星吗?仍能看到流星吗?7.康德”星云说”的基本论点和重要意义是什么?8.古人怎么知道月球是最近的天体?对地球来说,月球又是一个重要的天体,为什么?8.试比较月球的地平视差和它的视半径,两者的比率说明了什么?10.地球的返照率为月球的6倍,试计算地球在月球天空中的亮度,比月球在地球天空中的亮度大多少倍?(提示:月球半径约为地球半径的1/3.7)11.什么是同步自转?为什么地球上看到的月球总是它的同一个半面?12.在地球上观测,月亮在地平上升起(自上缘露出地平到下缘脱离地平),大约需时2分钟.问:若在月球上观测,地球”升起”需多长时间?13.什么是恒星月?什么是朔望月?两者有何不同?14.上弦月何时中天?下弦月呢?半月时,满月位于天空何方?15.”月上柳梢头,人约黄昏后”,该指何种月相?16.”月落乌啼霜满天,江风渔火对愁眠.古苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”.夜半月落,该是什么月相?第三章地球的运动（12课时）教学重点：地球自转运动和公转运动。教学难点：恒星的周年之差。教学要求：本章在整个地球概论课程中是重点章节之一，要学习地球自转的规律和地球公转的规律性以后，进一步学习地球自转的后果和地球公转的后果。第六节地球的自转（6课时）１、地球自转的发现及其证明地球自转的发现，地球自转的证明２、地球自转的规律性地轴的发现，地轴的进动，极移，地球自转的周期，真太阳日与平太阳日３、地球自转的后果不同天体的周日运动，不同纬度的周日运动，水平运动的左右偏转第七节地球的公转（6课时）１、地球公转的一般概述地球公转的方向，绕转中心问题，２、地球公转的物理证据恒星的周年视差，恒星的光行差，多普勒效应３、地球公转的规律性地球轨道，地球公转的周期，地球公转的速度４、地球公转的后果太阳周年运动，行星同太阳的会合运动，月球同太阳的会合运动参考资料与自学时数：参考书：金祖孟，数理地理，修订本，北京：中华书局，1958。金祖孟，普通自然地理讲义，上海，华东师大出版社，1958。傅承义，地球十讲，北京：科学出版社，1976。自学时数：6思考题：1．在北半球，傅科摆向什么方向偏转？南半球呢？赤道呢？在北纬30处，傅科摆的偏转速度是多少？2．什么是极移和进动？一地的经度和纬度因极移而发生变化，但不会因进动而发生变化，为什么？3．由于岁差，天极描成5°的弧，约需多少年？在怎样的条件下，岁差现象将消失？4．假如地球形状更扁些，那么，进动将变得更快些还是更慢些？假如月地距离更近些呢？假如地球密度更大些呢？有假如地球自转更快些呢？5．为什么视太阳日长度会有季节变化？为什么二至日的视太阳日长度大于二分日？为什么最长的视太阳日不是南至日，而在南至日之后/6．地球自转速度怎样因纬度和高度而不同？在纬度60°处，自转速度减为多少？7．某恒星中天时，正好位于当地（纬度为）的天顶，问：该恒星的赤纬为多少？8．在纬度处，天体上中天时，其方位是多少？是否所有天体都一样？9．某恒星离天北极23°，问：它是否永远位于上海（31°N）的地平之上？10．在地球饶太阳公转的证明中，何种证据同时也给出了地球轨道的大小？11．设某恒星的周年视差为0.1″，其视星等为0.1等，那么，它的距离为多少秒差距？它的绝对星等是几等？12．试比较恒星年视差与光行差的异同。其恒星位置的偏离方向有何差异13．由观测得知，太阳的最大视半径p=32′26″,最小视半径q=31′31″,据此，确定地球轨道的偏心率e的大小（提示：太阳视半径的大小与日地距离成反比）。14．什么是恒星的会合运动？会合周期长短决定于什么？在会合运动中，地内行星与地外行星的表现，有何不同？15．设在天空中距太阳90°以外的地方看到某行星，问：该行星是地内行星，还是地外行星？为什么?16．已知火星的会合周期为780日，试确定其公转的恒星周期。17．行星为什么会发生逆行？行星在什么时候发生逆行？18．是比较恒星月与朔望月的不同。在地球上，恒星日与太阳日的长度，相差约4分。问：在月