浙教版科学九年级下册1.1《人类对宇宙的认识》教学设计和评析

1、人类对宇宙的认识”教学设计与评析【前期分析】本节课是浙教版九年级下册第一章第一节。 教材中从久远到现代为线索， 介 绍了人类对宇宙认识的科学史发展过程、 宇宙的起源。 但是对于现代宇宙学说内 容的理解， 学生不可能有感性认识， 应让学生运用科学家获得的星系运动特点作 为证据，对自己的观点进行解释， 这种理解和解释过程需要建立一个星系运动的 模型。对学生来说，参照课本的提示建立一个星系运动模型（假说）并不很难， 难点在于如何用该模型解释星系运动特点。 所以本节内容的教学安排中， 用简单 易懂的具体模型解释抽象的天文现象是关键。通过气球膨胀实验、橡皮筋实验、 气球放气实验一系列实验， 让学生对星系

2、运动的特点建立认知理解。 本节课的思 想性比较强，教学中要充分利用教材中的资料， 并补充一些课外资料， 运用读图、 观看视频、 阅读分析资料和讨论等方法， 有利于掌握知识， 同时也使学生受到正 确的思想观念教育，学习科学家顽强的毅力和追求真理的精神。【教学目标】一、知识与技能1. 知道从“地心说”到“日心说”的发展；2. 知道宇宙是有起源的、膨胀的、演化的；3. 了解大爆炸宇宙论的主要观点。二、过程与方法1. 通过自主建立星系运动的模型，体验、感受并学习建立模型的思想方法；2. 通过阅读教材内容、归纳总结，训练学生运用资料、完善知识结构的能力， 提高学生学习和获取知识的能力；3. 引导学生掌握

3、和应用图解法、类比法、放大法，帮助学生拓展思路、提高 分析、解决问题的能力；4. 学会合作：通过小组讨论，培养学生的互动能力，使学生学会合作学习；5. 学会探究：使学生在探究性学习中， 掌握比较、 分析综合等科学的探究方 法。三、情感、态度与价值观1. 通过了解人类对宇宙探测的发展，激发学生学科学、爱科学的探索精神；2. 通过了解科学家探索宇宙发展的过程，领悟科学家追求真理的精神。【教学重难点】 重点：理解哈勃发现的关于星系的运动特点。 难点：知道宇宙是膨胀的、演化的。【教学器材准备】巨型气球、充气泵、 KT板、白板笔、直尺、橡皮筋、图钉【教学过程】【视频】课前播放霍金 2002 年被浙江大学

4、聘为名誉教授的视频一、视频引入，开启课堂之旅【视频】老师播放星空视频，带同学们看星空 师：不局限于这个视频，打开你的视野，关于宇宙，你已经有哪些认识？ 通过学生的回答，老师了解学生对宇宙已有的认识 师：希望通过今天的学习，我们对宇宙有更深入的了解和认识【设计意图】 安排两段视频的意图： 1、通过霍金 2002年被浙江大学聘为名 誉教授的视频，拉近科学家与学生的距离； 2、通过星空视频，让学生感受宇宙 的浩渺，对了解宇宙产生兴趣。二、巧设实验，突破课堂难点（一）了解科学家对星系运动的研究 师：刚才视频中那么美的景象是我们在地球上能用肉眼看的吗？ 生：不能师：那是用什么观测看到的呢？生：望远镜师：

5、这是通过哈勃望远镜观测到的星系。 哈勃望远镜是以美国天文学家哈勃 命名的，以纪念他在天文学做出的贡献。 20 世纪初，哈勃等科学家通过分析星 系的光谱特征， 研究星系的运动情况， 测量星系速度和距离， 发现了星系运动的 三条特点，请同学们仔细看 PPT师：现在请同学对这三条发现做适当的记忆老师给非关键词提示，学生集体回答关键词【设计意图】 安排对哈勃的三条发现做适当的记忆， 为后面理解星系运动的 特点奠定基本的认知。（二）建模 突破“我们”是指谁师：虽然大家已经知道了哈勃的三条发现， 但是要深入的理解它， 这三条发 现对于我们而言还是有些抽象， 在科学探究过程中， 有什么方法可以将抽象的概 念

6、变得更直观？生：建立模型师：老师带来一个巨型气球， 两位同学相互讨论， 如何利用这个气球来模拟哈勃的发现？学生讨论、交流，并选一位同学说说他们小组讨论后的实验方案【实验方案】（1）准备一只气球，在其表面画上一些小原点；（2）用充气泵持续地像气球充气，使气球不断地胀大；（3）观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。师：请设计实验的同学上来和老师一起完成实验，同学们仔细观察，以 A 作为参照物，其他小圆点与 A 点间的距离变化完成实验后，请配合老师做实验的学生描述他观察到的现象， 并说明了什么。充气后【设计意图】 1、建立气球不断膨胀的模型，帮助学生理解宇宙的变化趋势 和运动规律； 2、使用巨

7、型气球，充分吸引学生的注意力， 而且实验现象更明显。师：在气球模拟实验中，我们将 A 点当做“我们”，那在哈勃第一条发现中 的“我们”具体指什么？四人小组讨论学生回答， 出现不同的观点， 让学生举手表态， 然后让同学上 台拿着气球阐述理由。【设计意图】 根据教科书呈现的星系运动特点和示意图， 学生很容易将中心 的小圆点当做“我们” ，造成学生对其中的“我们”产生错误的理解：以为宇宙 中的星系都以太阳系为中心向外运动。 而老师在做实验时， 不要将中心的小圆点 标为 A 点，而是将随意一个小圆点标为 A点，引导学生不要将我们所在的地球、 甚至太阳系当做“我们” ，消除学生对“我们”的错误理解。（三

8、）类比 把抽象理论变为直接测算 师：通过气球模拟实验证实了哈勃的第一、 二条发现。 哈勃的第三条发现在 这个实验能不能模拟？在气球上找到距离 A 点远近不同的小圆点是易事， 但测量 速度，能完成吗？生：能，测量距离，但是应该测直线距离。曲面上难以测量，解决事物的方 法要从简单落手，要测量，我们可以将曲面转化为平面。师：以四人小组为单位，利用上述器材，用图解法设计实验步骤，参照导学案上的范例，在 KT板上完成实验。让不同小组的学生拿着板展示实验结果。【实验步骤】1. 在橡皮筋上有三个等距的点： A、B、C；2. 拉住橡皮筋一端向右拉长，记录三个点的位置： A,、B,、C,；3. 测量并比较 AA

9、,、BB，、CC，。【实验结果】师：刚才展示的几组实验结果有什么不同的地方？哪个点上，值得学习？学生交流，老师引导学生从 1.标记不同； 2.记录数据； 3.时间相同这三个 角度评价【设计意图】 1、让学生知道解决事物的方法应从简单落手。将曲面转化为 平面，便于测量， 并且将退行速度定量测量， 使学生更好地理解哈勃的第三条发 现。 2、图解法在教学中能使复杂问题简单化、抽象问题具体化，引导学生掌握 和应用图解法，帮助学生提高学习兴趣、 拓展思路、提高分析、解决问题的能力。（四）推理时光倒流，解释起源老师一边拿着充气气球， 一边说： 由哈勃的三条发现， 再结合气球和橡皮筋 的模拟实验，你觉得宇宙

10、处于静止还是运动状态？生：运动状态 师：怎么运动？ 生：膨胀 老师一边说：试想，如同将这个气球放气一般，如果时间倒退，宇宙是什么 样的呢？一边给气球放气生：回到一个点 师：这个点有什么众多特点？ 学生回答，老师归纳总结师：这就是宇宙的起源。请大家仔细看 PPT，引出大爆炸宇宙论【设计意图】 学生在试想宇宙起源时，由于缺乏直观的类比，光靠理论推理，很难理解。气球放气的动作， 让学生在推理时有感性认识， 帮助学生理解宇宙的起源是一个三、畅想未来， 领悟探究精神 师：这是目前最被人们广为接受的一种宇宙起源学说。基于大爆炸宇宙论， 宇宙在不断膨胀中，（配合手势），接下来请大家闭上眼睛大胆想象未来的宇宙

11、会 是怎么样的？请闭眼请睁眼 师：你脑海中出现了宇宙未来什么样的画面？ 学生畅所欲言，说一说脑海中出现的画面 老师引出霍金的两条预言师：你对霍金这位科学家了解多少？ 学生从各个角度谈谈对霍金的已有的了解，老师引导学生谈谈霍金的著作， 鼓励学生在课余时间多接触科学。【视频】 师：霍金的一生坎坷， 下面我们通过一段视频了解霍金励志的人生 师：霍金的经历被多次搬上荧幕， 2014 年电影万物理论讲述霍金患病 前后的经历，我们来看一个片段，发生在霍金做完穿气管手术和妻子之间的交流。【视频】播放视频万物理论 ，学生谈谈观后感。【设计意图】 通过观看两个视频， 让学生学习科学家顽强的毅力和精神。 同 时，

12、通过这种形式的情感教育， 让学生深刻地体会到每一个新理论得以坚持下来， 正是依靠那些为之奋斗一生、 甚至付出生命的科学家们， 带着学生换一个角度重 新认识宇宙。四、回望古代，感受科技进步 【图片】师：对于宇宙未来，科学家们一直都在致力于研究，从这张图片不 难看出哈勃望远镜所能观测的距离还在不断被刷新， 相信人类终将揭开遮盖在可 见宇宙未知领域上的最后面纱，而这只是时间问题。师：了解了现代人对宇宙起源的认识，接下来我们去了解古代人的宇宙观， 让我们坐着时光隧道穿越回古代师：如果没有哈勃望远镜这样先进的科学技术和仪器， 你知道古代人对宇宙 创始有什么样的了解？学生谈谈已经了解的关于古代人对宇宙创始

13、的神话，老师引出盘古开天辟、 上帝等神话故事师：神话、宗教都是提供对世界的认识，但他们都不是科学，科学与非科学 以谁为分水岭？证据！中世纪人们通过观测行星、太阳、地球的运行规律，提出 了地心说和日心说师：阅读课本 2-4 页，并用心体会第 4 页的阅读材料，划出关键字词，并完成表格中的内容学生静静地用心地思考： 1. 为什么哥白尼死前发表 日心说 ？2. 对于伽 利略的结局，谈谈你的感受？四人交流，互相分享，请愿意分享的同学发言。【设计意图】 通过阅读材料的方式，让学生体会从“地心说”到“日心说” 的发展过程，引领学生领悟科学家追求真理的精神。五、灵动总结，激发学生兴趣 老师总结：从古代的人们

14、通过肉眼观察想象宇宙， 到中世纪的人们利用自制 简易望远镜观测太阳、 行星提出地心说、 日心说， 再到现代人们利用哈勃望远镜 观测星系运动， 我们发现人们对宇宙的认识随着科学的进步不断深入。 今天我们 对宇宙的探索很有限， 希望同学们多关注宇宙的信息， 希望在你们中也能出现小 小天文学家。【板书设计】【课例综述】这节课需要从古代人的宇宙观、 “地心说”、“日心说”以及现代宇宙观，从 历史的维度和科学家认知世界的过程来展示教学内容， 但是内容离学生的生活较 远，也比较抽象， 所以不能简单地通过说教的方式传达给学生， 因此在教学设计 方面，重视从学生认知起点，通过模拟实验、放大实验讲授知识，并增加多个与 科学家霍金有关的视频， 从而提高课程教学实效， 在唤起学生的参与热情和求知 欲望方面起到了非常好的作用。一. 调整时间顺序根据学生已有的认知水平， 将课本中人类对宇宙的认识的发展时间顺序做调整，从学生最熟悉的现代开始了解最新的宇宙学说， 然后对