小学科学五年级下册《探秘星空：从观象到探索》单元教案

小学科学五年级下册《探秘星空：从观象到探索》单元教案

一、单元整体分析

（一）课标解读与核心素养定位

本单元严格依据《义务教育小学科学课程标准（2022年版）》中“地球与宇宙科学”领域的内容要求进行设计，对应“宇宙中的地球”主题。课标明确要求5-6年级学生“知道太阳系、银河系及宇宙的大致状况；了解人类对宇宙的探索历史及主要观测工具的发展”。本单元以此为纲，旨在引导学生：

1.建构科学观念：理解地球是宇宙中的一个天体，太阳系是银河系的一部分，宇宙是浩瀚且不断运动的系统。

2.发展科学思维：通过分析古今中外对星空认知的变迁，培养基于证据的推理能力和模型建构能力，理解科学是一个不断发展和修正的过程。

3.培养探究实践能力：通过模拟观测、模型制作、资料分析等多种实践活动，掌握基本的空间想象、数据处理和工具使用方法。

4.塑造科学态度与责任：感受人类探索宇宙的艰辛与智慧，激发对自然现象的好奇心和求知欲，初步认识科学、技术、社会与环境（STSE）的相互关系。

（二）教材（大象版）纵向衔接与横向关联分析

本单元是大象版小学科学“地球与宇宙”知识脉络中的重要节点。在纵向衔接上，它承接了三年级《观测天气》、四年级《认识太阳》中关于天体与观测的初步认知，并为六年级学习《浩瀚宇宙》中更深层次的天体系统概念打下坚实基础。在横向关联上，本单元与五年级上册《变化的地表》中“地球的运动”相联系，共同构建了从地球内部到地外空间的立体认知框架。本单元“仰望星空的人”这一主题，巧妙地将科学知识（天文现象）、科学史（人类探索历程）与科学实践（观测方法）融为一体，体现了大象版教材“科史哲”结合和“做中学”的特色。

（三）学情分析

五年级学生正处于具体运算思维向形式运算思维过渡的关键期，其认知特点如下：

1.已有经验与认知基础：大多数学生对星空抱有浓厚兴趣，能识别北斗七星、金星（启明星）等少数显著天体，对“星座”、“外星人”、“火箭”等概念有一定感性认识。已具备初步的查阅资料、小组合作和记录观察的能力。

2.认知障碍与迷思概念：学生普遍存在“星座图形是天空中实际存在的连线”、“所有星星都在同一个平面上”、“宇宙是静止的”等迷思概念。空间尺度感和抽象思维能力仍显不足，对光年等宏大单位、三维空间的天体位置关系理解困难。

3.兴趣与能力生长点：学生对天文故事、高科技航天器、地外生命猜想兴趣盎然。乐于动手操作和进行模拟实验，能够在一定支架引导下进行有逻辑的推理和论证。这是发展其模型思维和证据意识的绝佳契机。

二、单元教学目标与重难点

（一）单元教学目标

1.科学观念：

1.2.知道恒星、行星、卫星的基本特征与区别，并能举例说明。

2.3.理解星座是人为划分的星区，其图形是人类想象的产物，星空中星星的相对位置在短时期内基本不变。

3.4.了解人类观测星空工具的发展历程（肉眼→望远镜→航天器），及其对宇宙认知的深远影响。

4.5.知道太阳系的基本结构，认识地球在宇宙中的位置（地球→太阳系→银河系→宇宙）。

6.科学思维：

1.7.能够通过对比古今星图或记载，推断恒星位置的长期变化（如岁差），体会科学认识的长期性。

2.8.能够利用简易模型（如三球仪、星空投影）解释昼夜交替、四季星空变化等常见天文现象。

3.9.学会从图文资料中提取关键信息，并用自己的语言描述人类探索星空的重要里程碑事件。

10.探究实践：

1.11.能够使用活动星图或模拟软件，在指定时间、地点寻找并辨认至少3个主要星座。

2.12.小组合作，设计并制作一个简易的“星座投影仪”或“太阳系模型”，并能用其进行演示讲解。

3.13.能模拟“深空探测任务”的简单规划过程，综合考虑目标、工具、通信等基本要素。

14.态度责任：

1.15.感受从伽利略到现代航天人一代代“仰望星空者”的求真精神与探索勇气。

2.16.认识到航天科技发展对日常生活（如气象预报、导航通信）的影响，关注我国航天事业（如嫦娥探月、天问探火、北斗系统）的伟大成就。

3.17.初步树立保护暗夜环境、合理使用科技产品的意识。

（二）教学重点与难点

1.教学重点：

1.2.建立“星座是投影模型”的科学概念，破除迷思。

2.3.理解观测工具的进步如何拓展人类的宇宙视野。

3.4.通过建模活动，建立从地球到宇宙的层次性空间概念。

5.教学难点：

1.6.理解宇宙的浩瀚尺度（光年）和三维空间结构。

2.7.辩证地理解科学史上不同宇宙模型的演变（从地心说到日心说，再到现代宇宙学）。

3.8.将分散的天文知识、历史事件和科学方法整合成有机的认知体系。

三、单元整体教学思路

本单元设计遵循“情境-问题-探究-应用-拓展”的建构主义学习路径，采用“总-分-总”的结构，规划4个递进课时完成。

第一课时：仰望的起源——古人如何识星辨象？

├─情境：从诗词、神话中的星空导入

├─核心问题：没有现代工具，古人如何记录和利用星空？

├─探究：解读古代星图（如敦煌星图），制作“牵星板”模型体验

└─产出：初步构建“观象授时、导航”的科学史认知。

第二课时：视野的飞跃——望远镜如何重塑宇宙？

├─情境：展示伽利略手绘月面图与现代月面照片对比

├─核心问题：一根镜筒何以改变整个世界？

├─探究：光学望远镜原理模拟实验；分析哈勃空间望远镜的关键图像

└─产出：理解工具是感官的延伸，是科学革命的关键推力。

第三课时：我们的坐标——地球在宇宙何处？

├─情境：从“旅行者1号”回望地球的“暗淡蓝点”照片引入

├─核心问题：从脚下地球到无垠宇宙，我们如何定位自己？

├─探究：构建多级宇宙模型（从校园到宇宙的类比）；使用软件模拟太阳系尺度和银河系概貌

└─产出：绘制“宇宙地址”思维导图，形成层次性空间观念。

第四课时：梦想的远征——人类如何走向深空？

├─情境：播放中国空间站航天员授课或火星车着陆视频片段

├─核心问题：仰望之后，我们如何“抵达”？

├─探究：设计一个火星基地初步方案（小组项目式学习）

└─产出：展示设计方案，畅想未来，升华探索精神。

跨学科整合（STS）：有机融入历史（天文史）、数学（比例尺、测量）、语文（星空诗文）、艺术（星图绘制、模型制作）、信息技术（软件使用）等元素，并贯穿科学技术与社会（STS）关系的讨论。

四、分课时教学设计

第一课时：观象授时——古人的星空智慧

【教学目标】

1.知道古人通过观测日月星辰的位置变化来制定历法、辨识方向。

2.了解几种代表性的古代天文观测仪器或方法（如圭表、日晷、牵星板）。

3.尝试模仿古人方法进行简单的星空观察与记录，体验其中的智慧与局限。

【教学重难点】

1.重点：理解古人对天文现象的实用化应用。

2.难点：体会“地心”视角下古人构建宇宙模型的合理性。

【教学准备】

1.教师：多媒体课件（包含甲骨文“星”字、敦煌星图、苏州石刻天文图、《诗经·七月》片段等）；简易圭表模型、牵星板品。

2.学生：每组一套动手材料（硬卡纸、量角器、细线、重物、打印的简化星图）；学习单。

【教学过程】

（一）情境导入：诗画中的星河（预计用时：8分钟）

1.画面启思：课件呈现梵高《星月夜》与一张现代天文摄影的星空图。提问：“这两幅图都描绘星空，给你感觉有何不同？”引导学生关注前者充满动感与想象，后者精确冷静，自然引出人类观星方式与认知的变迁。

2.诗文溯源：出示“七月流火”、“北斗阑干”等古文诗句。提问：“这些诗句不仅仅是文学描写，还隐含了古人怎样的生活信息？”学生讨论，意识到星空与季节、农时、方向的紧密联系。

3.揭示课题：明确本课将穿越时空，回到没有电灯和精密仪器的古代，看先民们如何“仰望星空”，并从中获得生存的智慧。

（二）探究活动一：解码古老星图（预计用时：15分钟）

1.观察对比：分组观察课件展示的“敦煌星图”（世界现存最古老的星图之一，约公元8世纪）和一幅现代全天星图。完成学习单第一部分：

1.2.两者在星星的描绘方式上有何不同？（提示：写实vs符号？连线方式？）

2.3.你能在敦煌星图中找到熟悉的星星或图形吗？

3.4.猜猜古人绘制这样一张图可能有什么用途？

5.交流研讨：各小组汇报发现。教师引导总结：古代星图是重要的记录和传承工具，用于授时（制定历法）和辨向（导航）。重点解释“三垣二十八宿”是中国独特的星区划分体系，体现了将星空与人间秩序对应的文化观念。

6.模型初建：教师指出，古人看到的星空是一个“天球”，所有星星仿佛嵌在同一个球壳上。让学生想象自己站在地球中心，抬头看这个旋转的天球——这就是古人“地心”宇宙观的直观基础。

（三）探究活动二：巧手制仪，模拟观星（预计用时：12分钟）

1.问题驱动：“在茫茫大海上，没有陆地参照，古人如何确定船只的位置？”引出航海天文导航的需求，介绍古代中国“过洋牵星术”和阿拉伯航海家的观星技术。

2.制作“简易牵星板”：

1.3.教师介绍原理：通过测量特定恒星（如北极星）离海平面的高度角来估算纬度。

2.4.学生分组制作：用硬卡纸剪成带有不同角度缺口的“牵星板”（模仿古代牵星板的简化版），在缺口处悬挂铅垂线。

3.5.模拟测量：在教室中设定一个“北极星”目标（如天花板某点），学生用自制的工具测量其相对于“海平面”（水平视线）的“高度角”。记录数据。

6.数据分析与反思：各组对比测量结果，讨论误差来源（工具粗糙、测量方法不统一、视线晃动等）。进而思考：用这样的工具进行远洋航行，需要航海者具备怎样的品质？（耐心、经验、勇气）教师补充郑和船队使用牵星术的历史，强化科学、技术与人类勇气结合的震撼力。

（四）总结延伸（预计用时：5分钟）

1.概念梳理：师生共同回顾，古人观星的主要目的是实用（定季节、辨方向），主要方法是长期目视观察与记录，建立了基于“地心”视角的星象体系。他们的智慧体现在将复杂自然现象规律化、工具化。

2.留下悬念：提问：“然而，古人始终将星星视为‘天上的灯’或神祇。究竟是什么，第一次让我们意识到，星星可能是遥远的‘太阳’，宇宙可能无比广阔？”为下节课“望远镜的革命”埋下伏笔。

3.实践作业：选择一个晴朗夜晚，尝试不使用电子设备，仅凭眼睛和纸笔，记录下你看到的北斗七星及其周围5颗星星的相对位置，并估算一下时间。

【板书设计】

第一课：观象授时——古人的星空智慧

核心：实用（授时、导航）

方法：目视观察→记录（星图）→工具（圭表、牵星板）

视角：“地心”天球模型

智慧：从现象中寻找规律，创造工具

局限：依赖肉眼，尺度未知

第二课时：镜望深空——望远镜开启的宇宙

【教学目标】

1.了解光学望远镜的基本原理（收集更多光线、放大视角）。

2.知道伽利略首次将望远镜指向天空的重大发现及其对“日心说”的支持作用。

3.了解现代天文望远镜（包括空间望远镜）的飞跃发展如何极大拓展了人类的认知边界。

【教学重难点】

1.重点：理解望远镜如何作为“眼睛的延伸”，带来天文学的革命。

2.难点：理解不同波段观测（可见光、射电、X射线等）的意义，形成“多信使天文学”的初步印象。

【教学准备】

1.教师：凸透镜（不同焦距）、凹透镜、纸筒；伽利略望远镜和开普勒望远镜光路图动画；哈勃、FAST（中国天眼）、韦伯空间望远镜的震撼图片与视频片段。

2.学生：每组两个不同焦距的凸透镜、支架、纸屏；学习单。

【教学过程】

（一）情境导入：一眼千年（预计用时：10分钟）

1.对比冲击：并列展示1609年伽利略手绘的月面素描与一张阿波罗计划拍摄的高清月面照片。提问：“短短几百年，我们对同一个月亮的看法为何有天壤之别？”学生明确回答：工具不同。

2.重温经典：讲述伽利略的故事：他并非发明望远镜，却是第一个系统性地将其指向夜空的人。他看到了月球的环形山、太阳黑子、木星的四颗卫星、金星的相位变化……这些观察直接动摇了“天体完美无瑕”、“地球是宇宙中心”的传统观念。

3.提出核心问题：望远镜这“一根镜筒”，究竟有什么魔力，能让我们看到前所未见的世界？

（二）探究活动一：揭开望远镜的面纱（预计用时：18分钟）

1.原理初探（凸透镜成像复习）：学生回顾四年级“光”单元知识，用单个凸透镜在纸屏上成远处窗户的倒立实像。明确：透镜能“收集光线”并“汇聚成像”。

2.组装简易望远镜（开普勒式）：

1.3.教师简介折射望远镜的两大基本类型（伽利略式、开普勒式），重点介绍后者（使用两个凸透镜）成为现代主流光学望远镜的基础。

2.4.学生分组动手：将焦距较长的凸透镜作为物镜，焦距较短的作为目镜，沿一条直线固定在支架上，间隔略大于两焦距之和。先用物镜对着远处物体，在后方某处得到倒立实像；再用目镜当作放大镜去观察这个实像。

3.5.调整距离，直到看到远处物体被放大的倒立虚像。记录观察效果。

6.研讨与深化：

1.7.讨论：望远镜的两个核心作用是什么？（聚光——看到更暗的星；放大——看清细节）

2.8.教师用动画演示光路，解释为什么是倒像。引申：天文观测中，正倒像不重要，重要的是收集光子的能力。口径越大的望远镜，聚光能力越强，就像更大的“瞳孔”。

3.9.思考：仅用透镜的折射望远镜有什么缺点？（色差、镜片沉重不易做大）引出反射式望远镜（牛顿式）的巧妙思路——用凹面镜代替物镜。展示大型反射望远镜图片（如凯克望远镜）。

（三）探究活动二：超越可见光——“巨眼”的全新视野（预计用时：10分钟）

1.问题进阶：“如果我们只能靠‘看’（可见光）来认识宇宙，会错过什么？”类比：在黑暗中，我们用夜视仪（红外）才能看到物体；医生用X光片才能看到骨骼。

2.多波段巡礼：

1.3.射电波段：展示中国FAST（五百米口径球面射电望远镜）图片。解释它能接收来自宇宙极遥远、极微弱的中性氢信号，用于研究脉冲星、星际分子，甚至搜寻地外文明信号。

2.4.空间望远镜：播放哈勃空间望远镜修复与工作的短片。强调其突破大气湍流干扰，获得了前所未有的清晰图像，精确测定了宇宙膨胀速率。展示韦伯空间望远镜的红外观测能力，它能窥视宇宙最早期星系形成的过程。

3.5.其他信使：简要提及中微子、引力波探测，说明现代天文学已是“多信使”时代，融合了电磁波、粒子、时空涟漪等多种信息。

6.观念提升：引导学生认识到，每一次观测工具的突破，都如同为人类打开一扇观察宇宙的新窗户，带来颠覆性的发现（如宇宙膨胀、黑洞证实、系外行星大发现）。

（四）总结与展望（预计用时：7分钟）

1.绘制工具发展轴线：师生共同在白板上绘制一条时间轴，标注关键节点：肉眼→伽利略望远镜（光学折射）→大型反射望远镜→射电望远镜→空间望远镜→多信使探测。直观感受工具进步带来的认知飞跃。

2.联结本单元：望远镜让我们从“看灯”到“看星球”，再到“看宇宙历史”。下一课，我们将利用这些工具获得的成果，来重新定位我们地球在宇宙中的坐标。

3.实践作业：利用网络或天文软件（如Stellarium），查找一张由哈勃或韦伯望远镜拍摄的著名深空天体照片（如鹰状星云、史蒂芬五重奏），了解它是什么，距离我们多远，并写下你的观后感。

【板书设计】

第二课：镜望深空——望远镜开启的宇宙

核心：工具是感官与认知的延伸

关键人物/事件：伽利略（1609）

基本原理：聚光+放大

类型演进：折射式→反射式→空间式→多波段

革命性发现：支持日心说、宇宙膨胀、系外行星…

现代视野：“多信使”天文学

第三课时：宇宙坐标——寻找地球的“地址”

【教学目标】

1.能用类比和模型描述地球、太阳系、银河系、宇宙之间的层次与尺度关系。

2.知道太阳系的主要成员及相对位置，理解地球是一颗普通的行星，同时又拥有生命这样的特殊条件。

3.感受宇宙的浩瀚，初步理解“光年”作为距离单位的意义。

【教学重难点】

1.重点：建立从地球到宇宙的层次性空间观念。

2.难点：理解并想象宇宙的宏观尺度（光年）和三维结构。

【教学准备】

1.教师：太阳系比例模型材料（如以篮球为太阳，各行星按比例缩小的球体及距离标牌）；“旅行者1号”拍摄的“暗淡蓝点”图片及萨根语录视频；银河系与本地星系群的示意图或视频。

2.学生：每组一套不同大小的球体（弹珠、乒乓球、篮球等）、卷尺、学习单；可联网的平板电脑（安装太阳系模拟App，如SolarWalkLite）。

【教学过程】

（一）情境导入：从“暗淡蓝点”回望（预计用时：10分钟）

1.影像震撼：播放或展示“旅行者1号”在64亿公里外回望地球拍摄的著名照片——“暗淡蓝点”。教师富有感情地朗读卡尔·萨根的相关论述：“看看那个光点……那是我们的家园，我们的一切……一粒悬浮在阳光中的微尘。”

2.深度对话：提问：“这张照片为何具有如此强大的冲击力？它改变了我们对自己的什么看法？”引导学生说出“渺小”、“孤独”、“珍贵”、“唯一”等感受。强调这张照片是科技（航天器）与人文思考结合的典范。

3.提出问题：我们这颗“微尘”究竟位于宇宙的哪个角落？今天，让我们为地球写一个详细的“宇宙地址”。

（二）探究活动一：构建太阳系“家园”（预计用时：20分钟）

1.比例尺挑战：

1.2.假设太阳是一个直径1.4米的巨型气球（或篮球），请学生根据教材或资料中的数据，计算并找出或标记出水星、金星、地球、火星等内行星按此比例的大小和距离。

2.3.学生在操场或长廊上进行实地标定。他们会震惊地发现：如果太阳在操场一端，地球可能已经在几十米外的一个小沙粒，而海王星可能在数百米之外！

3.4.讨论：这个活动让你对太阳系空间有了什么新的认识？（空空荡荡！）

5.软件模拟探究：

1.6.学生使用平板电脑上的太阳系模拟App，完成学习单任务：

1.2.7.从太阳系全景视角，观察八大行星的轨道有何特点？（近乎共面、近圆、同向）

2.3.8.切换到“侧视”视角，观察柯伊伯带和奥尔特云的大致范围。

3.4.9.找到“旅行者1号”当前位置，感受人类飞行器已到达的边界。

5.10.教师引导总结：太阳系是一个以太阳为中心，受其引力支配的天体系统。地球是其中一颗岩石行星，位于“宜居带”内，这是生命存在的必要条件之一。

11.观念辨析：再次强调，星座中的星星绝大多数是像太阳一样的恒星，距离我们极其遥远，它们与太阳系行星有本质不同。

（三）探究活动二：飞越银河，置身宇宙（预计用时：12分钟）

1.尺度飞跃：“离开太阳系，我们进入怎样的空间？”展示一张从地球逐步zoomout到可观测宇宙边的动态视频。

2.认识银河系：

1.3.展示银河系示意图（旋涡结构）。解释我们太阳系位于银河系的一条旋臂（猎户座臂）上，距离银心约2.6万光年。

2.4.理解“光年”：通过计算让学生感受——光每秒绕地球7.5圈，走一年约9.46万亿公里。我们看到的银河系中心的光，是2.6万年前发出的。我们看到的仙女座星系，是250万年前的景象。天文学是“时空考古学”。

3.5.类比：如果银河系像一个巨大的煎饼（直径10万光年），太阳系只是煎饼中一粒微尘，离中心不太远也不太近。

6.宇宙之网：

1.7.展示本星系群（包含银河系、仙女座星系等50多个星系）、室女座超星系团直至宇宙大尺度纤维结构的示意图。

2.8.形成“地球地址”共识：地球→太阳系→银河系→本星系群→室女座超星系团→可观测宇宙。

9.哲学讨论（简要）：在如此浩瀚的宇宙中，地球和人类是否孤独？这个问题没有答案，但正是这个问题，驱动着我们不断地探索。

（四）总结与任务布置（预计用时：8分钟）

1.绘制“我的宇宙地址”思维导图：学生个人或两人一组，用思维导图的形式，从“我”开始，层层外扩，绘制出直至可观测宇宙的“地址图”，并标注关键数据或特征。

2.展示与分享：选取几份有特色的作品进行展示分享。

3.承上启下：我们已经知道自己在宇宙中何处，也拥有了强大的观测工具。那么，人类是否甘于只是“遥望”？下一课，我们将化身未来航天工程师，设计一次前往火星的“梦想远征”。

【板书设计】

第三课：宇宙坐标——寻找地球的“地址”

核心概念：层次与尺度

地球的“地址”：

行星（地球）→恒星系统（太阳系）→星系（银河系）→星系群/团→宇宙

关键单位：光年（时空的桥梁）

太阳系特点：以太阳为中心，空旷，行星轨道有序

宇宙观：浩瀚、动态、层次分明

第四课时：深空之梦——从仰望到远征

【教学目标】

1.了解人类航天探索的主要历程与代表性成就（特别是中国成就）。

2.知道深空探测（如月球、火星探测）面临的主要技术挑战（如运载、着陆、通信、生命保障）。

3.能小组合作，基于一定约束条件，设计一个初步的火星基地方案，培养系统思维与工程实践意识。

【教学重难点】

1.重点：理解航天工程是一个复杂的系统工程，感受航天精神。

2.难点：在项目设计中，初步权衡科学目标、技术可行性与资源限制。

【教学准备】

1.教师：人类航天史时间轴海报；中国空间站、嫦娥五号、天问一号的视频与图片资料；“火星基地设计挑战”任务书及相关资源包（包含火星环境资料卡、可能的模块选项图等）。

2.学生：分组准备；大白纸、彩笔、胶棒、剪刀；可查阅资料的平板电脑。

【教学过程】

（一）情境导入：星辰大海的召唤（预计用时：10分钟）

1.视频集锦：播放一段混剪视频，内容从加加林首次进入太空、阿姆斯特朗登月，到国际空间站日常、好奇号火星车行驶，再到中国航天员出舱、嫦娥五号采样返回、天问一号着陆火星。

2.情感共鸣：提问：“看完这段视频，你内心最大的感受是什么？如果用一个词形容这些‘仰望星空的人’，你会用什么？”（勇敢、智慧、合作、坚持……）

3.聚焦中国：特别展示中国航天“三步走”战略（载人航天、空间站、深空探测）已取得的辉煌成就。强调从“东方红”到“北斗”“嫦娥”“天问”，中国已成为航天大国，正在向航天强国迈进。激发学生的民族自豪感和未来参与感。

4.发布终极挑战：今天，我们将不再仅仅是历史的旁观者或知识的接受者。我们要成为“未来的航天工程师”，接受一项激动人心的任务——为第一批火星移民设计一个初步的基地方案！

（二）项目启动与知识铺垫（预计用时：10分钟）

1.明确任务：教师下发《火星基地设计挑战》任务书。核心要求：6人小组，在45分钟内，设计一个能在火星表面支持6名宇航员短期生存与工作的基地初步方案，并绘制海报进行展示。需考虑：选址、能源、居住、饮食、工作、外出、健康与娱乐等基本方面。

2.环境分析：各组快速阅读“火星环境资料卡”（包含：重力约为地球38%，大气稀薄（主要是CO2），气压低，昼夜温差极大（-100℃到20℃），有尘暴，有固态水冰，辐射强等）。

3.头脑风暴：小组内快速讨论：在火星上生存，最大的挑战是什么？最需要优先保障的是什么？（可能答案：辐射防护、氧气、水、食物、能源）我们已有的航天技术哪些可以借鉴？（空间站的生命支持系统、月球车的移动技术等）

（三）项目实践：设计火星基地（预计用时：20分钟）

1.分工协作：小组内部分工，如总协调、建筑师（绘制布局）、生命保障专家、能源工程师、科学家（规划研究任务）等。

2.创意设计：利用教师提供的资源包（内含各种可能的基地模块示意图，如穹顶温室、地下居住舱、太阳能电池阵、核电池、制氧设备、火星车等）以及自己的创意，在大白纸上绘制基地整体布局图，并标注关键设施的功能。

3.教师巡视指导：教师在各组间巡回，以“项目顾问”身份提问，推动思考深化，例如：

1.4.“你们的能源主要靠什么？火星尘暴覆盖太阳能板怎么办？”

2.5.“水从哪里来？如何循环利用？”

3.6.“宇航员长期生活在封闭环境，如何保障心理健康？”

4.7.“基地的科学目标是什么？地质考察？寻找生命痕迹？”

8.准备展示：各小组整理设计思路，准备用2分钟时间向全班“招标评审会”展示自己的方案。

（四）展示评价与单元升华（预计用时：15分钟）

1.方案展示：每组派代表上台，结合海报讲解设计方案。要求清晰说明设计亮点和如何应对主要挑战。

2.互动质询：其他小组和教师可以担任“评审专家”，就方案的可行性、创新性等进行提问。展示小组进行答辩。

3.评价与反思：采用过程性评价，肯定每个团队的创意、合作与思考。不一定评选“最优”，而是强调多元解决方案的合理性。引导学生反思：真实的航天工程设计远比我们想象的复杂，需要成千上万的科学家工程师通力合作，经过无数次计算、仿真和测试。

4.单元总结与升华：

1.5.回顾单元四课主线：古人用肉眼寻找规律→望远镜拓展认知边界→确立地球宇宙坐标→用工程实践迈向深空。

2.6.强调“仰望星空的人”不仅指天文学家，也包括所有为探索宇宙贡献智慧的数学家、物理学家、工程师、程序员乃至每一位怀有好奇心的普通人。

3.7.最终落脚点：探索宇宙，最终是为了更好地认识自己、认识地球。这份对未知的好奇、对真理的追求、与困难抗争的勇气，是人类文明最宝贵的财富。鼓励学生保持这份“仰望”的姿态，脚踏实地，努力学习，未来也许他们中就会诞生下一个“嫦娥”团队或“天问”团队的核心成员。

【板书设计】

第四课：深空之梦——从仰望到远征

核心：从认知到实践，从梦想到工程

人类航天精神：勇敢、合作、创新、奉献

中国航天成就：载人航天、探月、探火、空间站

工程挑战