我给地球量“腰身”

地球是人类赖以生存的家园，建设美丽家园是人类的共同梦想。作为新时代的中学生，对地球的保护和利用应建立在科学认知的基础之上。

我校“做与学”科技社的师生开展了“我给地球量了一下‘腰身’——通过‘网络+实测’方法测量地球半径”的科技实践活动。我们将参加此次活动的50名学生分为10组，每组5人。让我们一起回顾活动过程吧！

制作日晷仪，创意大爆发

活动开始前，我们在高一年级的部分学生中开展了问卷调查，之后又分析数据，了解学生对地球知识的掌握程度，然后制订活动计划。

为了让本次实践活动顺利实施，我们举办讲座帮助学生初步掌握测算地球半径、计算地方时及正午太阳高度角等方法，以及地平式日晷仪、赤道日晷仪的制作原理等。接下来就是让学生自己动手制作日晷仪了。我们没有限制学生制作日晷仪的材料，只要确保作品的基本结构无误、性能稳定、能重复利用即可。

接着，同学们将做好的日晷仪放在校园的空旷地进行实测。用日晷仪显示的地方时推算出对应的北京时间，与真实的北京时间进行对比，多次观测后将自制日晷仪进行误差校准。过程中记载数据，填写日晷仪影子观察活动记录表。

在学校举办科技艺术节期间，展示学生制作的日晷仪，小组成员给观摩者介绍本组的作品。评委老师对日晷仪进行打分定等，并颁发奖状、奖品。

选定一个晴朗的正午，让学生提前准备好卷尺、粉笔、自制日晷仪等，指导学生借助身边的事物观测正午太阳高度角。

在空旷的校园中选取参照物，可用立杆，或借助室外的实物进行参照物高度测量。提前放置好自制日晷仪，观察并推算地方时正午时刻的太阳高度角，以北京时间作参照。画好正午时刻的日影位置，用卷尺测量影长。利用影长和杆长，推算正午太阳高度角，并记录。

此过程中也出现了很多问题：选择的参照物不同，同时刻的太阳高度角存在差异，例如粗细不同的立杆横截面影响了影长的测量；手动立杆观测时，参照物的直立存在倾斜情况，影响精确度；用卷尺和粉笔做标记获取的原始数据不精确。实际测算中，我们排除差异较大的数值，计算出剩余多组结果的平均值，为下一步研究提供了基础数据。

接下来就是计算地球半径了。我们引导学生用“太阳高度角”查询软件获取数据。每组学生选择不同纬度进行查询，并用在线地图的测距功能获得两个参考点之间的地球表面弧长，结合校园内实际测得的太阳高度角数据计算地球半径。以各小组算出的地球半径数据为基础，求平均值，得出实测地球半径约为6376 km，比实际地球平均半径6371 km长0.08%，误差较小。

实际计算时，出现过学生算出的数据误差较大的情况，教师检查计算过程后发现，是学生误用数学公式的原因。在此过程中，学生深刻体会到“学”与“习”的关系，而实践活动就是连接二者的纽带之一。