教学设计宇宙中的地球

1、教学设计第一节宇宙中的地球课标解读课标要求：描述地球所处宇宙环境,运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星.本条“标准包括两方面内容,一是描述地球所处宇宙环境.宇宙环境是以地球为中央事物,周围的 太空环境,指的是整个宇宙,但重点是太阳系.要初步了解宇宙是什么、宇宙中有什么、静止还是运动、 掌握地球在宇宙中的位置,对这些了解、掌握后还要有条理地“描述出来.课标的另一个要求是运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星.首先要了解什么是行星, 普通是指地球与太阳系中其他行星的共性,特殊是指地球与太阳系中其他行星比拟而具有的个性,课标中 的动词“说明是要学习中能说出理由,要表达理解的思维

2、过程.“运用资料那么是对认知过程要求从感 性材料再到理性熟悉,中间自然要有分析、比拟、综合、概括的过程.教材分析了解地球的宇宙环境是形成科学的宇宙观的根底.本节涉及许多天文现象和天文知识,谈“天是为 了说“地,讲述大体是说它们组成了地球的宇宙环境,强调宇宙的物质性；讲大体系统是为了说明宇宙 有序、有层次,也是有结构的物质世界,要从大体层次中找出地球在宇宙中的位置；讲太阳系的组成和八 颗行星的运动特征和结构特征,是为了证实地球只不过是宇宙中一颗普通的行星.这些都是围绕“地来 展开的.为此,教材主要讨论了3个问题：地球在宇宙中的位置、太阳系中的一颗普通行星和存在生命的行星.教材中利用了 6图1表加

3、以说明,运用这些图表有利于学生形成正确的熟悉.教学中要围绕地球这 一主体,可以通过录像的放映和图片的展示等多媒体手段吸引学生的眼球,把学生带往神秘的宇宙中去探 索,站在宇宙的某一个角度来审视地球,先由近及远再由远及近,既可透彻解剖知识体系,又可创造神秘 而冲动人心的气氛,为后续的教学作好铺垫.教学中要用比拟分析的方法,使学生对日地距离和地球本身 的体积、质量适中有准确的熟悉,理解地球上为什么有生命存在,并由此知道地球的特殊性.三维教学目标知识与技能：1 了解大体的主要类型和大体系统的层次,描述地球的宇宙环境.2运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星.3理解地球上存在生命的原因. 4培

4、养用比拟分析的方法解决有关地理问题的水平.过程与方法：1分析图片,形成宇宙物质性的观念,形成大体系统各层次的感性熟悉.2利用图表分析法和比拟法自主探究地球在太阳系中的普通性和特殊性.情感、态度与价值观：通过学习帮助学生树立正确的宇宙观.教学重点1. 大体系统的层次及地球在宇宙中的位置.2. 地球的普通性和特殊性,地球上生命存在的条件.教学难点地球上生命存在的原因.教学方法运用导学法和讲解法,并结合有关资料和图片来完成“人类目前观测到的宇宙这一问题,采用综合 分析法来引导学生学习“宇宙中的地球,着重分析地球上出现生命的原因.教学用具教材插图、课件、投影仪、讲义及补充材料教学过程本节课是高中地理的

5、第一节课,建议花一些时间制作新课的引言.引言的内容一般包括：教师的自我 介绍、学习地理的现实意义、地理学科知识框架、地理课程的一般学习方法、地理课的具体学习要求等. 引言的形式灵活多样,根据每位老师特点,或幽默幽默,或娓娓道来,或科学严谨,或谈夭说地、谈古论 今.引言以激发学生兴趣、拉近师生距离、培养学生学习习惯为最终目的.时间上可以根据课时安排和学 生根底灵活决定,一般最多一节课.导入设计 ： / = .html导入一：视频导入选用科教片宇宙与人?其中的一段,导入新课.视频地址:导入二：情境导入自古以来,神秘而又深邃的星空,引起人类无尽的遐想和不停地探索,有很多史前文明都显示了人类认知宇宙的

6、兴趣,中国四川西部三星堆发现的3 000多年前的青铜器, 大概是表现得最执着的了.这是一个向往飞翔的古老集体,鸟是他们普遍的偶像,鸟的眼睛被深深地崇拜着,而他们自己的眼睛,更被夸张地塑造了,这可能是人类最早的期望通过眼睛这个器官的延长,而求索宇宙的向往,这也许是望远镜的最原 始的创意.“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索的屈原于2 000多年前写下了共374句1 553个字的大问?,以一个“日,字领起,一口气对大地宇宙、神、人等各方面提出了170多个问题.刻在康德的墓碑上的话：“世界上有两件东西能够深深地震撼人们的心灵,一件是我们心中崇高的道 德准那么,另一件是我们头顶上灿烂的星空.表达出康德对于

7、宇宙真理的追求,他不仅是一名哲学家,也 是一名天文学家,他所创立的星云说仍然被广泛地应用于各类天文书籍.过渡：同学们,现在我们站在了张衡、祖冲之、徐光启、托勒密、哥白尼、牛顿、爱因斯坦等巨人的肩头,我们接下去学习的内容是无数能人前辈用汗水乃至生命历经5 000年凝结的珍贵知识 一一行星地球, 本节首先学习第一节“宇宙中的地球.推进及课堂设计一、地球在宇宙中的位置1. 常见的大体问题情境：夜晚我们仰望星空,可以看到哪些星星呢？各有什么特点？学生联系实践,结合教材答复.教师讲述：宇宙中存在的物质形式,人们通称大体.大体的主要类型：星光闪烁的恒星、在星空中移 动的行星、轮廓模糊的星云、一闪即逝的流星

8、、拖着长尾的彗星、气体和尘埃等.其中,恒星和星云是宇 宙中最根本的大体.与由环境组成成员特点观察星云气体和尘埃氢云雾状模糊恒星炽热气体自身发光闪烁行星如八颗行星质量小,本身不发光移动流星体尘粒、固体小块质量小,数量多流星现象卫星如月球绕行星公转,不发光圆缺变化彗星冰物质绕太阳运行,质量小,不发光拖着长尾星际物质气体和尘埃极其稀薄,密度小肉眼观察不到课堂例题设计：以下不属于大体的是A. 人类的家园地球B. 金星C. 轮廓模糊的星云D. 待发射的人造卫星答案：D过渡：大体并不是孤立地存在于宇宙中,它们相互联系.2. 大体系统及地球的位置教师讲述：宇宙虽然无边无际,处在不停地运动和开展之中,但是有规

9、律可循的.在万有引力的作用下,距离较近的大体相互吸引、相互绕转,就形成了大体系统.儿歌说：“地球大,月球小,月球绕着地球跑；太阳大,地球小,地球绕着太阳跑.就表达了大体之间的相互吸引而形成了两个级别的大体系统地月系和太阳系. 教材图1.2表达了宇宙是按一定层次和结构组成的有序的物质世界.四幅小图分别代表不同级别的大体系统,逐层展示了它们之间的隶属关系.自主学习：指导学生阅读教材“大体系统图和文字说明,完成读图思考题.她月系其他行星系太阳系银河系总星系I其他恒星系河外星系教师归纳：地月系是宇宙中“最基层的组织,成员只有两个大体,地球和月球,它们之间的平均距离为38.4万千米；地月系的“上级组织是

10、太阳系,包括太阳、八颗行星、卫星及其他大体,太阳以占整个太阳系质量99.86%的强势地位担任了 “领导职务中央大体,地球是距离太阳较近的一颗行星,日地距离为1.5亿千米；而银河系是由太阳和千千万万颗恒星组成的恒星集团,像太阳这样的恒星就有1 000多亿颗,太阳就处于距银河系中央2.7万光年的位置上.利用大文望远镜,我们可以观测到在银河系之外,还有约上千亿个类似的大体系统,它们被统称为河外星系.人类目前所熟悉到的宇宙局部,科学家称之为总星系,是最高一级的大体系统.当然,随着空间探测技术的进步,人类对宇宙的熟悉必然还会进一步扩展.教师讲述：搞清大体系统的形成和层次,就可以帮助我们确认和描述地球所处

11、的位置.大家都知道,我们描述一个地方,经常说地址是某省某市某路多少号,描叙地球在宇宙中的位置也可以采用类似的方法.问题情境：请学生描述地球在宇宙空间中的“地址.参考答案：地球是银河系中的太阳系中的由内向外第三颗行星.课堂活动：解读“人类信息图一一告诉“外星人地球的地址.1972年3月,美国发射的“先驱者10号宇宙飞船进入太空,人类信息图就是一块安装在“先驱者10号探测器上携带的一块高强镀金图板,图上有地球、地球人的相关信息,其中就包括地球的位置信息.学生观察、讨论图上的含义.答案：含义1:在这块金属板上,有一个男人和一个女人站立在太空飞船前.这个男人作出一个问候的 手势.这两个人是根据我们整个

12、星球的人类特征绘制出来的.含义2:金属板有太阳和八颗行星的图案,其中的第三颗行星一一地球,是这个太空船的家乡.从左数第四个小圆圈发出的曲线表示“先驱者10号飞船的飞行轨迹 一一由地球出发,绕过第五颗行星 一一木星,向太阳系外飞去.含义3: 一男一女和太空船的实际比例,可以让捞获这艘船的外星生物知道人类的大小高矮.同时,他 们的身高也以氢的21厘米谱线波长为单位描述为二进制码的形式.含义4:金属板左边像放射状的图案,是告诉外星生物我们在银河系里的位置.天文学家找了太阳周围远近不同的十四颗中子星,然后按距离的比例,连线到太阳系.如果外星生物看到了这个图案,猜到这些 是中子星,那它们马上可以从这十四

13、颗中子星的特定分布,找到它们在银河系里的位置,然后往中央连线, 就知道太阳在哪里了.含义5:图的左上角图案 一一中性氢的超精细跃迁及氢分子结构.含义6:人体后面的图案 一一宇宙飞船的轮廓.含义7:人体右侧垂直排列的短划线 用二进制表示的8.含义8:从地球引出的带箭头线条及指向的符号一一表示飞船来自于地球及地球在太阳系所处的位置.飞船于1973年12月3日飞近木星,然后受到木星重力的影响,得到加速力,成为第一个飞离太阳系的人 造物体.过渡：人类生存在地球上,为求得更好地生存和开展,需要熟悉人类的生存环境,首先要熟悉地球所 处的宇宙环境.下面我们重点了解地球和地球的大本营 太阳系.二、太阳系中的一

14、颗普通行星问题情境：地球到底是一颗怎样的大体？人类对这一问题的了解,主要来自人类对太阳系的探索和研 究成果.聚焦太阳系,分析一组图表信息,了解太阳系“家族中的成员,特别是各颗行星的根本特点, 可以透析地球是一颗怎样的行星.自主探究：学生围绕活动要求,先自学,再分组讨论.第一步,读教材“太阳系模式图,说出太阳系的成员、八颗行星距离太阳由近及远的排列,从中认 识地球.要求运用图表信息说明地球是一颗怎样的行星.第二步,分析教材表1.1中各要素的相关数据, 运用根本的数理知识比拟八颗行星的运动特征即公转方向、轨道平面夹角、公转轨道形状和结构特征体积和质量等,进一步熟悉地球.点评指导：点评侧重运用数理知

15、识解读图表信息,并得出结论的水平.如观察太阳系模式图中八颗行星公转方向的箭头,得出同向性特征；根据八颗行星的轨道倾角大多小于4.,得出共面性特征；根据八颗行星的轨道偏心率大多接近 0,得出近圆性.根据这些共同特征证实地球的运动特征很普通；再从结构特征来看,把地球质量和体积等方面与其他各大行星特别是类地行星比拟,得出地球也无特殊之处的结论.1. 地球的运动特征教师总结：1八颗行星公转的方向相同,均为自西向东转,我们称为同向性.2 各大行星的轨道倾角都很小,只有水星的大一些,最大也不过7°,说明八颗行星的公转轨道近似 在同一个平面上,我们称之为共面性.3公转轨道椭圆的偏心率,即焦点到椭圆

16、中央的距离与椭圆半长轴之比,它决定椭圆的形状.偏心率越小,越趋向于圆,当偏心率为0时,轨道就是圆.八颗行星的公转轨道的偏心率都很小,说明它们的公转轨道都是接近于圆的椭圆,我们称之为近圆性.与其他行星的运动相比,地球是太阳系中的一颗普通行星.2. 地球的结构特征教师讲述：八颗行星的质量、大小、化学组成等结构特征既有共性,又有差异.由此,可以将八颗行 星划分为三类：与地球类似的称之为类地行星,包括水星、金星、地球和火星；体积和质量都较大的称之 为巨行星,包括木星和土星；第三类是距离太阳远的天王星、海王星,称之为远日行星.填写表格.每项特征分为三级,按距日由近及远、质量由小到大、体积由小到大、密度由

17、小到大、温 度由低到高,依次以 1、2、3表示类别包括行星距日远近体积、质量平均密度外表温度卫星数目光环有无类地行星水、地、火1133没有或很少无巨行星木、土2312多有远日行星天、海3221较多局部有边启发,边指导学生填上表结论：地球与水星、金星、火星相比,没有特殊的地方.知识扩展：北京时间2006年8月24日晚上9时20分,国际大文学联合会大会投票5号决议,通过新的行星定义行星必须是围绕恒星运转的大体；行星的质量必须足够大,自身的重力必须和外表力平衡使 其形状呈圆球,冥王星被排除在行星行列之外,惨遭降级,被列入“矮行星冥王星、“卡戎和“2003UB313都属于“类冥王星,这样传统的九大行星

18、变成了八颗行星.过渡：地球是一颗普通的行星,同时又是一颗特殊的行星,到目前为止,整个宇宙中只发现在地球上 存在生命物质,她是我们人类和一切生命的"母星.那么为什么只有地球上有生命,而其他星球上没有 呢？三、存在生命的行星导入设计：1877年,意大利天文学家斯基帕雷利从望远镜里看到火星上那些隐隐约约的“暗沟大吃一惊,这些暗沟就像海峡连接着大海一样,把一些宽广的暗区连接了起来,他称之为“Canali,意大利语即“水道的意思.这一重要发现迅速传播开来,到了英语中便被讹译成“canal,意即“运河.于是,火星上存在智慧生物的消息不胫而走.有人猜想“运河连接的暗区是火星人种的植物.一些科学家设

19、想： 火星世界是一个古老的文明,由于火星气候的恶化,致使火星人不得不开凿运河从大的湖泊中引水灌溉来维持生态.另外一局部大文学家持否认态度：所谓“运河不过是人的视觉误差而已,根本就没有真实存 在的运河.这一场持续 30多年的争论直到1913年才被画上句号,所有的猜想确实是由人的视觉误差造成 的.问题情境：那么产生生命应该具备怎样的条件呢？学生讨论答复.教师讲述：生命的形成有一些必备条件,比方温度、大气、水等,地球为生命物质的存在恰好提供了三个最优越的条件,这也是其他行星不具备的条件1日地距离适中1.496亿千米,使地表平均气温保持在15 C左右,有利于生命过程的发生和开展；地球上的温度,还有利于

20、水的液态存在.2具有适合生物呼吸的大气,地球的体积、质量适中,吸引大量气体聚集在地球周围,又经过漫长的演化,形成了以氮、氧为主的适合生物呼吸的大气.3海洋的形成：由于地球内部放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩及地球内部的物质运动等形成了原始大洋,地球最初的单细胞生命就出现在大洋中.教师总结：形成生命的条件产生的原因适宜的温度日地距离适中：自转、公转周期适中；大气的保温作用适合生命呼吸的大气层体积、质量适中；长期的演化液态水原始地球体积收缩和内部放射性兀素最变；水汽通过火山活动等 逸出地表；适宜的温度用人类对火星生命的探测,引发学生思考生命存在需要的根本条件；再比拟火星与地球的自然条件,引导学

21、生探讨地球上存在生命的条件,形成“自然环境是人类赖以生存和开展的根底的地理观念课堂阅读：到哪儿寻找外星人？除地球外,其他星球上是否有存在生命的可能？如何探寻类似地球的星球？人类一直在为寻找“外星 人而努力,目前已在太阳系之外发现了几十颗可能会有生命的行星.阅读教材,课堂围绕教材提供的思 考线索进行讨论.再根据自己掌握的信息和理解,提出自己的设想和见解.感兴趣的同学课后可查阅杂志、 资料.根据条件,参加校天文馆的相关活动或利用相关网站了解更多的信息,采用网上讨论、撰写小论文 等形式深入探究.课堂作业设计1. 以下大体系统中不包括地球的是A. 太阳系B.银河系C.河外星系D.总星系2. 目前人类能

22、观测到的大体系统,级别由低到高排列正确的选项是A .太阳系一银河系一地月系一总星系B.银河系一河外星系一太阳系一总星系C.地月系一银河系一总星系一河外星系D .地月系一太阳系一银河系一总星系3 .有关大体系统的表达,正确的选项是A. 大体系统是由大体间相互吸引和相互绕转而成B. 总星系是目前观测到的最大的宇宙范围,也是最高级别的大体系统,所以总星系即为宇宙C. 太阳系是由水星、金星、地球等八颗行星组成的D. 河外星系是总星系以外的大体系统2021年8月6日,美国“好奇号火星探测器登陆火星.该火星探测器的主要使命是寻找火星上的生 命元素,这有助于加深对地球以及地球上生命起源和进化等的熟悉.读下表

23、中的相关数据,结合所学知识 完成45题.行星质量地球为1体积地球为1公转周期自转周期赤道面与轨道面之间的交角地球1.001.001年23时56分23 26'火星0.110.151.9年24时37分23 59'4.地球与火星都是太阳系中的行星,有关太阳系行星的表达,不正确的是A .八颗行星绕日公转的轨道面几乎在同一平面上B. 水星、金星、火星在体积、质量、组成物质与地球较相似,称为类地行星C. 在地球轨道两侧,分别是金星和火星轨道D. 金星、火星等行星能发出可见光,这几颗行星在夜空显得很明亮5. 在八颗行星中,人类首选火星作为探索生命起源和进化的行星,主要是由于火星上的一些现象与

24、地球上的一些现象很相似,主要表现为火星有类似地球的极昼极夜现象火星、地球自转周期的长度都比拟适中火星、地球与太阳的距离都比拟适中火星上和地球上都有四季变化,且四季的长度与地球很接近A. B.C.D.,完成67题.读“太阳系模式图6. 关于太阳系行星的表达,正确的选项是A. 太阳外围只有八颗行星B. 地球的邻居是C. 同属巨行星D. 甲是哈雷彗星,它与其他大行星的运行轨道具有共面性7. 地球是一颗普通的行星,具体表现为A.地球上存在生命B.地球公转运动与其他行星有相似性C.地球上有稳定的光照D.太阳活动对地球有影响答案：1 5. C D A D B 67. B B专家点评本节课程是新课标教材模块

25、I 必修第一章第一节的内容,即高中地理的开篇章节.教学 中,需要教师运用图表信息,以及相关学科知识,分析、探讨、熟悉宇宙中的地球.本节教学设计,通过学生自主学习、协作探究、交流互评,培养学生动脑、动手水平.教师的引导启 发,有助于学生全面、正确熟悉地球；教师的鼓励帮助,使学生从多角度展示自己的见解.以小组活动形 式提出并寻找外星人的方向,更使学生勤于思考、富有创意.本节教学设计表达了新课标课程设计的新思路.但在引发学生积极思考过程中,要激发学习兴趣,活 跃课堂教学.备课资料一、演化着的宇宙宇宙有没有起源和终结,它是永恒的还是演化的,各种文明都有自己的解释.在中国有盘古开大地的 传说,在西方有上

26、帝创造宇宙的传说.在很长的一个历史时期中,“天不变,道亦不变的宇宙观由于符合封建统治者的利益而得到广泛传播.17世纪以后,各门自然科学的飞速开展,不断冲击着这一僵化自然观的统治地位.直到 20世纪,以众多观测事实为依据的科学的宇宙起源和演化理论才正式宣告诞生.20世纪20年代以后,天文观测发现银河系以外的大体都在远离我们而去,这说明宇宙是膨胀的.美国天文学家哈勃总结后退的速度与距离的关系,距离越远后退的速度越快,这就是哈勃常数.现在的哈勃常 数为1.7X 10182.3 X10 18厘米/秒,即宇宙半径增加 1厘米,后退速度增大 1.7 X 10 182.3X 10 18厘米/ 秒.用这个值往

27、前推,宇宙在150亿200亿年以前半径为零. 这就是说宇宙由于某种原因,在150亿200亿年前发生了一次大爆炸,开始形成.20世纪60年代发现的类星体,认为是宇宙早期大体,它们处于宇宙的边缘,它们的距离在 150亿200亿光年.早在20世纪30年代初期,有人根据大爆炸理论计算出,大爆炸后最初几分钟,宇宙就像一颗氢弹爆 炸时产生的火球,处处充满了温度高达10亿开的光辐射.随着宇宙的膨胀,辐射温度不断降低.作为这种过程的遗迹,当时宇宙中应存在温度约为5开的背景黑体辐射由于这种辐射的峰值波长在1毫米附近,处于微波波段,故又称为微波背景辐射.20世纪60年代中期,美国贝尔 实验室的彭齐亚斯和威尔逊,

28、发现全大各方向都有相当于2.7开的微波辐射.30年前是用宇宙半径为 100亿光年计算的宇宙平均温度为 5开,假设用150亿光年计算,与 2.7开更接近.这个结果有力地支持了宇宙大爆炸理论.宇宙是否要永远地膨胀下去？有的科学家认为目前宇宙的平均密度还未到达宇宙的临界密度,宇宙可 能要继续膨胀下去；有的科学家认为宇宙中有大量的隐物质,如看不见的暗星云和黑洞等,加上这些物质, 宇宙的平均密度就要比临界密度大了.宇宙退早会收缩,这样的宇宙是一个脉动的宇宙,膨胀、收缩、再 膨胀、再收缩,周而复始地继续下去.二、地球生命和地外文明这个问题使许多人感兴趣,并引起了许多科学梦想的故事,然而在这个问题上至今还有许多谜.