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第一章 宇宙中的地球第一节 地球的宇宙环境一、课程标准 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。(1)标准解读 地球所处的宇宙环境是指以地球为中心的宇宙环境,可以从宏观和微观两个层面理解。宏观层面上是指地球在天体系统中所处的位置,即地月系太阳系银河系总星系;微观层面上是指地球在太阳系中所处的位置。了解地球所处的宇宙环境,目的不是要系统学习天文知识,而是要为认识地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星打基础。在太阳系九大行星中,从质量、体积、运动等方面看,地球只是其中的普通一员,但是,存在生命尤其是高级智慧生命又使地球成为太阳系中特殊的一员。很显然,地球上为什么适宜于生命生存和繁衍是本条“标准”的重点要求。从本条“标准”的设计来看,说明地球上存在生命的原因,不仅要从地球自身条件和行星际空间条件分析,还要从恒星际空间条件分析。 “标准”将地球的特殊性限定在太阳系范围之内,隐含着在太阳系之外可能有存在生命的星球。实际上,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。根据本条“标准”的要求,学生在分析地球的普通性和特殊性时,要会运用有关资料加以说明。这些资料如太阳系九大行星的比较数据、地球在太阳系中的位置图、地球本身的条件等。(2)教学重点 地球上为什么适宜于生命存在和繁衍。(3)教学目标 能用自己绘制的示意图说明地球所处的宇宙环境; 能选用一定的资料(数据、图表等)说明地球行星的普通性与特殊性; 在地外生命存在的可能性探讨活动中,能运用自己搜集的资料,表达自己的观点; 尝试运用已学知识,写一段文字,表达宇宙环境认识方面的一个观点。(4)教学方法 小组讨论法、图表分析法、比较分析法二、知识结构认识过程人类对宇宙的认识 知识积累可见宇宙:半径 光年,约 千米天体系统的形成: 主要组成: 等较大天体来源:银河系及河外星系 银河系:主要组成天体 和 河外星系:超过 亿个多层次的天体系统 总星系: 组成: 太阳系 中心天体( ):质量占 太阳系和地月系 行星:包括 和 运动特征: 、 、 地月系:组成 和 普通性: 普通而特殊的行星地球特殊性(地球上生命存在的基本条件): 三、教学过程一、人们对宇宙的认识(板书)【引导、讲解 】人们对宇宙的认识经历了一个漫长的历史时期。在人类发展的初期,由于人们的活动范围狭小,往往凭自己的直觉认识世界,看到眼前的地面是平的,就以为整个大地也是平的,并把天空看做是好像倒扣在平坦大地上的一口巨大的锅,于是,便有了“天圆地方”的说法。后来,人们经过观察,发现天空中的各个星体都在围绕着地球转,地球好像处于整个宇宙的中心位置,这样,便产生了“地心说” 。由于受西方宗教势力的影响,这个学说观点统治人们的思想是相当长的。到 16 世纪,哥白尼的“日心说”使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来,认为“太阳是宇宙的中心” ,意味着宇宙实际上就是太阳系。18 世纪天文学家引进了“星系”一词。到了 20 世纪 60 年代,随着大型天文望远镜的使用,以及空间探测技术的发展,人们对宇宙的认识范围在不断地扩大。阅读探索宇宙 ,你能说出一个星空神话的故事吗?教师举例:如患难与共的双胞胎兄弟、农神和她的女儿、埃及王后的秀发等,有兴趣的同学还可上网查阅更多的星空神话。【讲解】天文学家把人类目前能观测到的有限宇宙叫作“可见宇宙”或已知宇宙。可见宇宙的半径约为 140 亿光年。【活动】根据课本 P6活动,思考、计算并回答:何为光年?一光年约为多少千米?计算可见宇宙的半径约为多少千米?面对上题的数字,你有什么感慨?【总结】光年为光在真空中一年所传播的距离,一光年约为 94608 亿千米。可见宇宙的半径=94608 亿千米140 亿1.3210 23 千米。由此可见,宇宙的范围是极其宽广的,可以说是无边无际的。宇宙中的奥秘无穷,有待于我们进一步的探索。二、多层次的天体系统(板书)天体在宇宙中的分布是不均匀的,万有引力和天体的永恒运动维系着它们之间的关系,组成了多层次的天体系统。1、银河系和河外星系(板书)【教师提问】请学生阅读课本相关内容,回答:银河系和河外星系主要由什么天体组成?离太阳最近的恒星与太阳之间的距离约为多少光年?银河系的组成天体主要由哪两类?目前人类所能观测到的河外星系约有多少个?银河系与河外星系的关系如何?银河系和河外星系共同构成了什么天体系统?学生回答后,老师进行点评总结。【教师总结】银河系和河外星系主要由恒星组成,离太阳最近的恒星与太阳之间的距离约为 4.2 光年。银河系的组成天体主要由恒星和星云两类,目前人类所能观测到的河外星系已超过 1250 亿个,银河系与河外星系是同级别的天体系统。银河系和河外星系共同构成的天体系统称为总星系,它包括目前我们所知道的宇宙中的所有天体,从某种意义上来说,总星系就是天文学家所说的可见宇宙。2、太阳系和地月系(板书)【教师提问】请学生阅读课本相关内容,回答:太阳系由哪些天体组成?中心天体什么?为何说它是太阳系的中心天体?太阳系中的行星可分哪两类?与太阳比其质量和体积有何特点?能否自身发光?组成地月系的天体有哪两个?学生回答后,老师进行点评总结。【教师总结】太阳系由太阳、围绕太阳运行的行星,以及卫星、彗星、流星体和行星际物质等组成,太阳的质量占了整个太阳系质量的约 99.86%,为太阳系的中心天体。行星包括了九大行星和成千上万颗的小行星两大类,质量和体积比太阳要小得多,本身不发光。而地月系则是由地球和它的卫星月球组成,是最低级别的天体系统。【小组活动】根据课本 P8图 13 及阅读材料,思考、讨论并回答:太阳系的九大行星是哪九颗?请从离太阳由近到远依次排序。九大行星绕日公转运动有何共同特征?请正确描述小行星带的位置目前已观测到的彗星有多少颗?说明彗星绕日公转的轨道。学生回答后,老师进行点评总结。【教师总结】九大行星是绕日运行的主要天体,按照离太阳由近到远的顺序依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星,它们绕日公转具有共面、同向和近圆性的特点。小行星带位于火星轨道和木星轨道之间,目前已观测到的彗星约有1600 多颗,彗星绕日公转的轨道为扁长轨道,有些是扁长的椭圆轨道。其中最为著名的是哈雷彗星,绕日公转周期约为 76 年。【活动】观察月相一个月。三、普通而特殊的行星地球(板书)【讲解】从地球的外观和所处的位置而言,地球与其他八大行星相比,并没有什么特殊的地方。地球只是一颗普通的行星。但由于地球具备了生命存在的基本条件:充足的水分,恰到好处的大气厚度和大气成份,适宜的太阳光照和温度范围等,在地球上产生了目前所知道的唯一的高级智慧生命人类。从这种意义上说,地球是宇宙中一颗特殊的行星。【学生阅读】课本 P10 的阅读材料,明确在地球之外,高级生命存在的可能性极大。【小组活动】课本 P11 活动 1,思考、讨论并回答:从地球与太阳的距离及其体积、质量的大小等方面,分析地球具有这些有利条件的原因。假如太阳光照条件变得不稳定,或者太阳突然消失了,地球上将会出现怎样的情形?并对此答案作出解释。请从九大行星的运行特征分析,地球所处的行星际空间是否稳定和安全?除地球外,太阳系其他八大行星中可能存在生命的是哪个?并简述理由。学生回答后,老师进行点评总结。【教师总结】日地距离适中,使温度介于 0100之间,水呈液态状态;地球大小适中,使地球能够吸引住大气。太阳的光照条件一旦发生变化,那么地球上所得的热量也将发生变化,从而影响到温度和水的相态,以至于影响到生命的存在,地球上的生命也可能随之而消失。九大行星绕日运行具有共面、同向性,彼此间不会发生碰撞,故地球所处的行星际空间安全稳定。因火星与地球在距日距离、公转周期等方面与地球相似,故火星上可能会存在生命物质。【学生课外活动】选择一种你最为擅长的方式,向家人、朋友描述地球所宇宙环境,并在班会上与同学交流、板书提纲一、人们对宇宙的认识二、多层次的天体系统1、银河系和河外星系2、太阳系和地月系三、普通而特殊的行星地球五、教后感第一章 宇宙中的地球第一节 地球的宇宙环境一、课程标准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。二、知识结构认识过程人类对宇宙的认识 知识积累可见宇宙:半径 光年,约 千米天体系统的形成: 主要组成: 等较大天体银河系及河外星系 银河系:主要组成天体 和 河外星系:超过 亿个多层次的天体系统 总星系: 组成: 太阳系 中心天体( ):质量占 太阳系和地月系 行星:包括 和 运动特征: 、 、 地月系:组成 和 普通性: 普通而特殊的行星地球特殊性(地球上生命存在的基本条件): 三、知识链接人类对宇宙的认识阶段古代 我国张衡等提出“天地说”公元 2 世纪 古希腊天文学家托勒密提出“地心说”16 世纪 波兰哥白尼倡导“日心说”18 世纪 天文学家引进“星系”一词20 世纪 60 年代认识到上百亿年和上百亿光年的时空区域“总星系”星空的神话传说宇宙诞生之初,泰坦诸神统治着整个世界,而撒旦(Saturn,土星)是万能的主宰,后来他的儿子宙斯,也就是现在的木星(朱彼得,Jupiter) ,野心勃勃地争夺了他的王位,从此后新一辈的奥林帕斯诸神便渐渐夺取了泰坦老神们的权力,这一些奥林帕斯的神仙,有很多位都是我们耳熟能详的,其中包括宙斯的两位兄弟,一个是涅普顿,是现在的海王星(Neptune),他是海洋的统治者,人们称他为海神,是除了宙斯外权力最大的神。宙斯的另一位兄弟是普鲁陀(冥王星,Pluto)是掌管着冥府、地狱之神。雅典娜是希腊传说的战神,宙斯的女儿;而太阳神阿波罗则是宙斯的儿子,象征光明与真理。黛安娜,月神,每晚驾着着月亮马车出来照耀人间,她则是宙斯的双胞胎妹妹;维纳斯就是现在的金星(Venus)是爱与美的化身,马尔斯(Mars,火星) ,也是宙斯的儿子,出现在伊利亚得之役
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