2025 高中科技实践之地震模拟实验课件.pptxVIP

一、实验背景与意义：为何要模拟地震？

演讲人

1.

实验背景与意义：为何要模拟地震？

2.

地震原理的前置认知：实验设计的理论基石

3.

实验设计：从理论到实践的转化

4.

实验操作与数据记录：细节决定结论可靠性

5.

实验总结与拓展：从实验室到真实世界

6.

结语：用实践点燃科学的火种

目录

2025高中科技实践之地震模拟实验课件

作为一名从事中学科技教育十余年的教师，我始终相信：最好的科学教育，是让学生用双手触摸原理，用眼睛见证规律。地震，这个与人类生存息息相关却又充满未知的自然现象，正是开展科技实践的绝佳载体。今天，我将以地震模拟实验为核心，带领同学们从理论认知到动手实践，从现象观察到规律总结，完整经历一次用实验解码自然的科学探索之旅。

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实验背景与意义：为何要模拟地震？

1现实需求：地震的破坏性与不可预测性

2023年土耳其7.8级强震造成超5万人遇难，2022年四川泸定6.8级地震导致房屋倒塌、道路损毁——这些新闻中的数字背后，是无数家庭的创伤。地震作为突发性地质灾害，具有发生突然、能量巨大、破坏形式复杂的特点。尽管现代地震监测技术不断进步，但精准预测仍面临巨大挑战。对高中生而言，通过模拟实验理解地震破坏机制，既是科学素养的培养，更是生命教育的延伸。

1.2教育价值：从被动接受到主动探索

传统地理课上，我们通过图片、视频了解地震波、震级、烈度等概念，但这些知识往往停留在记忆层面。模拟实验的独特价值在于：它将抽象的地震波传播建筑抗震转化为可操作、可测量的具体过程。当学生亲手调节振动参数，观察模型建筑从轻微晃动到倒塌的全过程，再结合传感器数据绘制加速度曲线时，他们不仅能理解震级每增加1级，能量增加约31.6倍的数学关系，更能在动手实践中形成科学探究的思维习惯。

3实践目标：三维能力的培养

本次实验设定三个层次的目标：

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（1）知识目标：掌握地震成因、地震波类型、建筑破坏模式等核心概念；

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（2）能力目标：学会设计对照实验、操作专业仪器、分析多源数据；

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（3）素养目标：增强防灾意识，理解科学技术服务于社会的应用价值。

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地震原理的前置认知：实验设计的理论基石

地震原理的前置认知：实验设计的理论基石

要设计有效的模拟实验，必须先理解地震的底层逻辑。我们从最常见的构造地震入手，逐步拆解其核心要素。

1地震的动力源：板块运动与断层活动

地球岩石圈并非完整的蛋壳，而是由欧亚板块、太平洋板块等七大板块及若干小板块构成。板块间的相对运动（挤压、拉伸、错动）会在边界地带积累应力，当应力超过岩层承受极限时，岩层突然断裂或错动，巨大能量以地震波形式向四周传播——这就是构造地震的形成过程。

（此处可展示全球板块分布图与断层活动示意图，标注2023年土耳其地震的东安纳托利亚断层位置，帮助学生建立空间认知）

2地震的度量尺：震级与烈度的区别

这是学生最易混淆的两个概念。震级（M）是衡量地震释放能量大小的绝对指标，通过地震仪记录的地震波振幅计算（如里氏震级）；烈度（I）则是地震对地表及建筑物的破坏程度，受震级、震源深度、场地条件等多重因素影响。例如：6级地震在震中（震源正上方）的烈度可能达到Ⅷ度（建筑物破坏），但在100公里外可能仅为Ⅳ度（人有震感）。

（可通过表格对比不同震级对应的能量（以TNT当量表示）与典型烈度表现，如5级相当于3.2万吨TNT，6级相当于100万吨TNT）

2.3地震波的传播密码：纵波（P波）与横波（S波）

地震波是实验中需要重点模拟的对象。纵波（P波）是推进波，质点振动方向与传播方向一致，速度快（5-7km/s），先到达地表，表现为上下颠簸；横波（S波）是剪切波，质点振动方向与传播方向垂直，速度较慢（3-4km/s），后到达，表现为左右摇晃。由于建筑对水平摇晃更敏感，S波往往是造成建筑破坏的主因。

2地震的度量尺：震级与烈度的区别

（可结合生活实例：若先感觉上下晃，几秒后开始左右晃，说明震中较远；若两种振动几乎同时发生，说明震中很近）

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实验设计：从理论到实践的转化

实验设计：从理论到实践的转化

理解原理后，我们需要构建一个微缩版地震环境。实验设计需遵循可控性、可观测性、安全性三大原则，既要复现关键现象，又要确保操作安全。

1实验器材的选择与组装

我们采用振动台+模型系统+监测设备的核心架构：

（1）振动台：选用小型电动振动台（频率范围0-50Hz，最大加速度2g），通过计算机程序控制振动频率、振幅、持续时间，模拟不同震级、震源深度的地震波；

（2）模型系统：包括地层模型与建筑模型。地层模型用分层沙土（模拟松散沉积层）、黏土（模拟基岩）制作，厚度10-20cm；建筑模型采用3D打印技术制作，材料为ABS塑料（强度可调节），包含框架结构、砌体结构、简易棚屋等不同类型；

（3）