Учебная коробка с парниковым эффектом
Учебный блок по парниковому эффекту В этом учебном блоке содержатся ресурсы, связанные с парниковым эффектом. Это поможет вам научить, как работает парниковый эффект, и как он препятствует тому, чтобы Земля превратилась в ледяной шар, и почему сегодня это происходит слишком часто.
Учебные коробки Центра научного образования UCAR представляют собой тематические коллекции образовательных ресурсов, готовых к использованию в классе, чтобы помочь учащимся понять естественные науки, технологии, инженерное дело и математику (STEM). Ресурсы, выделенные в учебных блоках, взяты из различных программ научного образования, и все они были проверены командой Центра научного образования UCAR.
- Тема: Парниковый эффект
- Уровень: Средняя и старшая школа
- Как использовать этот ресурс: Выберите ресурсы ниже, которые лучше всего подходят для ваших учащихся для достижения цели обучения. Ресурсы расположены в последовательности, чтобы помочь учащимся понять их.
Парниковый эффект
Цель: Студенты узнают, как парниковые газы временно задерживают тепло в атмосфере Земли, нагревая нашу планету за счет парникового эффекта.
Мероприятия: Студенты изучают парниковый эффект с помощью компьютерного моделирования, а затем углубляются в изучение того, как работает парниковый эффект, с помощью чтения и видео в Интернете.
Привлекать
Спросите учащихся, что они слышали о парниковом эффекте. Попросите их объяснить,
они думают, что это хороший или же Плохо вещь. Проведите короткую дискуссию в классе по этой теме.
Без парникового эффекта Земля была бы негостеприимным ледяным шаром. Однако слишком сильный парниковый эффект, вызванный сжиганием ископаемого топлива, быстро нагревает наш климат и вызывает множество других проблем.
Исследовать
Две симуляции или виртуальные лаборатории, описанные ниже, позволяют вашим учащимся исследовать парниковый эффект, выполняя простые «эксперименты» в рамках компьютерных моделей.
- Предложите учащимся определить базовую взаимосвязь между количеством парниковых газов в атмосфере и температурой (больше парниковых газов = выше температура).
- Вы также можете предложить своим ученикам обратить особое внимание на:
- различное поведение входящих фотонов видимого света по сравнению с исходящими инфракрасными длинноволновыми фотонами
- взаимодействие между фотонами и парниковыми газами
PhET — парниковый эффект
Этот интерактив на основе Java был создан в рамках проекта PhET Университета Колорадо в Боулдере, в котором есть десятки симуляторов естественнонаучного образования.
- Перейдите на страницу PhET «Парниковый эффект» и либо запустите, либо загрузите (затем запустите) симуляцию.
- Выберите опцию «Регулируемая концентрация» в разделе «Атмосфера во время» в правой части экрана.
- Используйте ползунок «Концентрация парниковых газов», чтобы изменить количество парниковых газов; наблюдать влияние температуры.
- Установите концентрацию парниковых газов на «Много», затем наблюдайте за поведением желтых фотонов, представляющих солнечный свет, и красных фотонов, представляющих инфракрасное излучение Земли. Проследите пути нескольких фотонов каждого типа и сообщите обо всех замеченных различиях. [Желтые фотоны беспрепятственно проходят сквозь атмосферу. Многие красные фотоны перенаправляются обратно вниз при столкновении с парниковыми газами.]
Консорциум Конкорд — Каково будущее климата Земли?
Этот интерактив на основе HTML5 встроен в учебный модуль, созданный The Concord Consortium, некоммерческой образовательной научно-исследовательской организацией, базирующейся в Конкорде, штат Массачусетс.
- Перейти к разделу «Каково будущее климата Земли?» модуль урока на веб-сайте Concord Consortium.
- Нажмите кнопку «Запустить активность».
- Щелкните ссылку на урок 3 «Взаимодействие в атмосфере».
- Этот урок состоит из шести разделов. Вы можете щелкнуть маленькие кружки в правом верхнем углу, чтобы перейти к любому из разделов. Моделирование парникового эффекта в нескольких немного отличающихся формах встроено в несколько сегментов урока.
- Мы предлагаем вам использовать версию симуляции, встроенную в раздел 2 урока, так как она включает в себя графики температуры и концентрации углекислого газа.
- Нажмите кнопку "Взорваться!» несколько раз, чтобы добавить углекислый газ в атмосферу. Наблюдайте за влиянием на температуру.
- Нажмите кнопку "Удалить CO2кнопку несколько раз, чтобы удалить большую часть или весь углекислый газ из атмосферы. Наблюдайте за влиянием на температуру.
- Использовать "Следите за энергетическим пакетом" а также "Следите за CO2», чтобы сосредоточиться на отдельных фотонах и молекулах газа, чтобы лучше понять их поведение.
Объяснять
Предложите учащимся изучить ресурсы, которые объясняют, как работает парниковый эффект. Большинство ресурсов, перечисленных ниже, представляют собой видео или анимацию; пара — это аннотированные слайд-шоу или чтения.
- Климатические процессы: что такое парниковый эффект — аннотированное слайд-шоу с шестью экранами из Кошландского музея науки; также включает разделы, посвященные углеродному циклу, климатическим воздействиям и климатическим обратным связям.
- Парниковые газы — короткое видео (2 минуты) из шестисерийной серии «Изменение климата, линии доказательств», подготовленной Советом по атмосферным наукам и климату Национального исследовательского совета и Национальной академии наук.
- Почему парниковые газы делают планету теплее — живое видео (около 7 минут) профессора атмосферных наук Скотта Деннинга, объясняющего парниковый эффект, из проекта «Изменение климата» в Университете штата Колорадо.
- Парниковый эффект — чтение из Центра научного образования UCAR
- Парниковый эффект — короткая (2 минуты) озвученная анимация от Агентства по охране окружающей среды США; графика и повествование могут лучше подходить для младших школьников
- Глобальное потепление: физика парникового эффекта — короткое (2 минуты) видео на PBS Learning Media с использованием отрывков из телесериала NOVA/FRONTLINE
- Парниковый эффект — озвученная анимация (3,5 минуты) из Земной обсерватории НАСА.
Оценивать
Вот некоторые пункты оценки парникового эффекта, а также ключ к ответу:
- Вопросы для оценки парникового эффекта
- Ключ ответа
Ресурсы
Изучите учебные ресурсы ниже, чтобы узнать больше о парниковом эффекте и энергии в системе Земли.
Энергетический бюджет Земли
- Энергетический бюджет (статья)
- Диаграмма радиационного баланса (изображение)
- Энергетический баланс Земли (моделирование)
- Климат и энергетический бюджет Земли (статья Земной обсерватории НАСА)
- Объяснение энергетического бюджета Земли (4,5-минутное видео)
- Парниковый эффект (3,5-минутная анимация из Земной обсерватории НАСА)
- Отслеживание энергии Земли: от Эль-Ниньо до глобального потепления (научная статья: (Trenberth et al., 2011))
Альбедо
- Альбедо и климат (статья)
- Изучение альбедо поверхности (практическое занятие)
- Понимание альбедо (практическая деятельность)
Научные стандарты следующего поколения:
- Научная и инженерная практика NGSS: разработка и использование моделей; Анализ и интерпретация данных; Построение объяснений
- Сквозные концепции NGSS: энергия и материя; Стабильность и перемены; Системы и системные модели; Причина и следствие; Масштаб, пропорция и количество
- Основные дисциплинарные идеи NGSS:
- MS-PS3.A, HS-PS3.A Определения энергии
- MS-PS3.B, HS-PS3.B Сохранение энергии и передача энергии
- MS-ESS2.A, HS-ESS2.A Материалы и системы Земли
- MS-ESS2.D, HS-ESS2.D Погода и климат
- MS-ESS3.D, HS-ESS3.D Глобальное изменение климата
- MS-ESS3.A, HS-ESS3.A Природные ресурсы
- MS-ESS3.C, HS-ESS3.C Воздействие человека на системы Земли
Уровень оценки
- Средняя школа
- Средняя школа