《第1节 人类对宇宙的认识》教案1.doc

第1节 人类对宇宙的认识教案一、教学目标（一）知识与技能1了解宇宙的物质性和运动性、天体的多样性、天体系统的层次性；2理解地球在宇宙中的普遍性和特殊性；3掌握太阳系中九大行星的组成、分类、运动、小行星带、物理特征；4知道地球上生命存在的基本条件（外部条件、自身条件）；5树立科学的宇宙观和辩证唯物主义思想方法。（二）过程与方法解释说明法、推理分析法、归纳总结法（三）情感态度与价值观通过学习帮助学生树立正确的宇宙观。二、教学重点1天体系统的层次结构；2地球上生命存在的基本条件。三、教学难点1建立宇宙中的空间概念；2理解地球上生命存在的基本条件四、教学准备课本插图和课件。五、教学过程新课讲解： 1观测过程(1)古代：、地心说天圆地方说：A产生背景：古代的人由于活动范围很小，再加上没有先进的观测仪器，因此往往凭自己的直觉去认识世界。如当人们看到眼前的地面是平的方的，就认为整个大地都是平的方的，并把天空看作倒扣在平坦大地上的一口巨大的锅，于是就有了“天圆地方”之说。正如北朝民歌敕勒歌中所说：“敕勒川，阴山下。天似穹庐，笼盖四野。天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊。”B错误原因：“天圆地方说”经历了十分漫长的过程，后来人们通过多方面的观察实践，逐渐发现这个学说是错误的，它与许多实际情况不相符。产生错误的原因可以用两句古诗来概括，即“不识庐山真面目，只缘身在此山中”（苏轼的题西林壁）。C有力证据：麦哲伦的环球航行、海边的观船情景、地球的卫星照片等，都有力证明了地球呈球形并不是方的，地不是方的同样天也不是圆的。说明：中国的“盘古开天辟地说”、西方的“上帝创造宇宙说”、古巴比伦的“闭合箱子说”。地心说：古希腊天文学家托勒密2世纪在天文学大全中提出地心说。A主要理论：该学说认为，我们人类生活的地球就是宇宙中心，所有天体均围绕地球运转。B错误原因：不识庐山真面目，只缘身在此山中。因为生活在地球上的人类不能直接感觉到地球的运动，却能直接感觉到日月星辰围绕地球运转，所以很容易误认为地球是静止不动的宇宙中心。C进步局限：地心说与天圆地方说相比既具有进步性又具有局限性。进步性主要表现在地心说认识到了“宇宙具有物质性和运动性”；局限性主要表现在地心说认为“地球是宇宙中心，所有天体均围绕地球运转”，这与实际情况不相符。(2)近代：日心说、星系日心说：波兰天文学家哥白尼16世纪在天体运行论中提出日心说。A主要理论：该学说认为，太阳就是宇宙中心，宇宙就是太阳系，所有天体均在围绕太阳运转。B沉重代价：由于日心说违背了封建统治者的意愿，与封建统治者的利益发生严重冲突，因此哥白尼遭到了灭顶之灾而葬身于火海，他为追求科学真理献出了宝贵的生命。C进步局限：日心说与地心说相比既具有进步性又具有局限性。进步性主要表现在日心说认识到了“地球在围绕太阳运转”，不是“太阳在围绕地球运转”； 局限性主要表现在日心说认为“太阳就是宇宙中心，宇宙就是太阳系，所有天体均在围绕太阳运转”， 这与实际情况不相符。星系：地球和太阳均不是宇宙中心，因为“山外有山，天外有天”，宇宙既没有边界也无所谓中心。18世纪天文学家引进“星系”一词，此时的星系实际上就是宇宙的同义词，现在的星系成为同银河系规模相当的天体系统的简称。(3)现代：上百亿年、上百亿光年17世纪以前，天文学家在漫长的年代里只能靠肉眼来观测宇宙，能看到的星星只有六、七千颗。17世纪，意大利天文学家伽利略发明了天文望远镜，是人类观测宇宙的眼界大开。20世纪60年代，天文学家发明了大型射电天文望远镜，它通过观测天体的无线电波来研究天文现象，使人们能够深入到以往光学方法看不到的区域。射电技术、分光仪、人造卫星等现代天文观测手段给天文学家观测宇宙带来了很大便利，如20世纪60年代的四大天文发现（类星体、脉冲星、星际分子、微波背景辐射）都是用射电天文望远镜发现的。因此，现代天文观测手段的技术革命，加深了人类对宇宙的认识，是人类认识宇宙的时空范围扩展到上百亿年、上百亿光年。2观测结果(1)物质性：物质性是指宇宙由各种形态的物质构成，这些物质通称为天体。课文中的天体：星光闪烁的恒星，在星空中移动的行星，圆缺多变的月亮，轮廓模糊的星云，一闪即逝的流星，拖着长尾巴的彗星，星际空间的气体和尘埃（星际物质）等。阅读中的天体：星云中的蟹状星云，行星中的土星，流星中的狮子座流星雨、彗星中的哈雷彗星。结合图11中的天体照片，课下自学相关文字说明。天体的差异性：宇宙中的天体在大小、质量、光度、温度等方面千差万别，具有很大的差异性；天体的差异性主要表现在天体的种类很多，而且同一类天体的物理性质也有很大差别；如恒星的直径（几km10亿km）、质量（M太阳的百分之几M太阳的120倍）、光度（可分成超巨星、亮巨星、巨星、亚巨星、主序星、亚矮星、白矮星7个级别）、温度（几千度几万度）。(2)运动性：运动性是指宇宙在不断运动和发展变化。宇宙的不断运动形成了天体系统，宇宙的发展变化就是宇宙演化。天体系统：（结合图12）A形成原因：宇宙中的天体是相互联系的，这种联系表现在它们之间具有万有引力，在万有引力作用下天体之间相互绕转，从而形成天体系统。简言之，天体之间相互吸引、相互绕转形成了天体系统。B层次结构：目前人们认识到的天体系统按层次结构从低级到高级依次为地月系太阳系银河系河外星系（星系）总星系未知领域宇宙。各层次天体系统的概况如下：地月系（构成、月地距离）、太阳系（构成、中心天体、行星之最）、银河系（构成、直径）、河外星系（数量、最远距离）、总星系（目前人类观测到的宇宙范围）等。C宇宙大小：由天体系统的层次结构可看出宇宙是相当大的，可以说是“山外有山，天外有天”。关于宇宙的大小可以概括为四句话：“说它多大有多大，日月星辰全容下；无人知它始和终，也没左右和上下”。宇宙演化：（结合宇宙大爆炸理论）A总体观点：宇宙是距今150200亿年前发生的一次大爆炸形成的，爆炸时产生的大小碎片形成了宇宙中的各种天体。B初期状态：在爆炸初期宇宙处于高温高密状态。宇宙温度很高（100亿度以上），象无数颗氢弹爆炸时产生的火球；宇宙密度很大，物质以质子、中子、电子、光子、中微子等基本粒子状态存在，根本无分子和原子。C膨胀降温：后来，宇宙体积不断膨胀，温度迅速降低。当温度下降到10亿度时，化学元素开始形成；当温度下降到100万度时，原子核开始形成；在进一步的膨胀和降温过程中，宇宙和各种天体就形成了。D演化总结：宇宙演化经历了从高温度到低温度、从高密度到低密度、从小体积到大体积的漫长过程。E演化趋向：宇宙目前还在不断膨胀，天文学家发现许多天体之间的距离在不断增大证明了这一点；但宇宙膨胀到一定程度最终还是要收缩的，而且宇宙将不断膨胀、收缩、再膨胀、再收缩，周而复始、循环往复地永远运动下去。F总体评价：该学说能够解释说明许多客观事实，成为天文学界得到公认的宇宙演化理论，因而在世界上得到广泛支持；但是该学说还有一些未能解决的问题，因此还不是科学上的定论。宇宙认识：(1)概念：无限宇宙：在序言中，宇宙是一切空间和一切时间的总称，宇宙是天地万物和古往今来的总称，即宇宙具有空间和时间上的无限性，这是哲学上的宇宙。有限宇宙：在课文中，宇宙是距今150200亿年前发生的一次大爆炸形成