第一节地球的宇宙环境.doc

第一节　地球的宇宙环境
从容说课
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，微观层面是指地球在太阳系中所处的位置。因此，本节教材主要介绍了三个方面的内容：人类认识的宇宙、天体系统、太阳系中的地球，按照由大到小的尺度顺序说明地球的宇宙环境，符合学生的认知特点。
课程标准对本节的要求是：描述地球所处的宇宙环境，运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。本节课重点是天体系统的概念和天体系统的级别大小；地球上存在生命的原因。难点是从地球宇宙环境的独特性认识地球上生命存在的条件。
教材展示了大量的图片和数据表格等资料，具有很强的直观性和很大的信息量，有利于提高学生分析图表的能力。同时，教材还通过知识窗介绍了人类对宇宙的探索、围绕太阳运行的天体、月相的观察等内容。既兼顾了知识的完整性，拓展了学生的视野，又有利于增强学生探索宇宙奥秘的兴趣，树立科学的人生观和宇宙观。三维目标
一、知识与技能
1.了解天体的主要类型和天体系统的层次，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，理解地球上生命存在的原因。
3.学会搜集地理资料和阅读、分析地理图表，从图表、资料中获取知识。
二、过程与方法
1.运用教材相关插图、数据资料，分析归纳天体系统的层次、地球在太阳系中的位置。
2.通过分析“太阳系示意图”和九大行星基本数据表，归纳出地球的普通性和特殊性。
3.学会从互联网、报刊、杂志上收集近年来重大天象奇观和当代人类对宇宙的探索。
三、情感态度与价值观
通过本课的学习，树立辩证唯物主义思想和科学的宇宙观，培养自己热爱科学的精神和主动与他人合作的学习习惯。

教学重点1.天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。
教具准备教师：制作多媒体课件，通过网络搜集有关宇宙环境的图片。
学生：分组进行月相观察，通过互联网或查阅有关资料，搜集整理近年来的天文趣事，及人类对宇宙的一些新探索。
课时安排1课时。
三维目标
一、知识与技能
1.了解天体的主要类型和天体系统的层次，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，理解地球上生命存在的原因。
3.学会搜集地理资料和阅读、分析地理图表，从图表、资料中获取知识。
二、过程与方法
1.运用教材相关插图、数据资料，分析归纳天体系统的层次、地球在太阳系中的位置。
2.通过分析“太阳系示意图”和九大行星基本数据表，归纳出地球的普通性和特殊性。
3.学会从互联网、报刊、杂志上收集近年来重大天象奇观和当代人类对宇宙的探索。
三、情感态度与价值观
通过本课的学习，树立辩证唯物主义思想和科学的宇宙观，培养自己热爱科学的精神和主动与他人合作的学习习惯。
教学过程
导入新课
师　盛夏的夜晚，我们坐在户外乘凉，仰望那满天的繁星，常听老人们讲“天上”的故事。人人都说天上好，你对“天上”了解多少呢？你想知道“天上”是什么样子吗？
板　书：
第一章　宇宙中的地球　第一节　地球的宇宙环境
一、人类对宇宙的认识
推进新课
生 学习小组推选一名代表，将自己所知道的宇宙知识或神话故事传说等向全班汇报。（嫦娥奔月、牛郎织女、北斗星、哈雷彗星等等）
师 总结学生回答，并讲述）人类认识宇宙的路程漫长而曲折，尽管随着科技的发展，人类对宇宙空间的探索范围越来越大，但对宇宙的认识仍然十分有限。天文学家把人类已经观测到的可见宇宙范围估计为140亿光年，可谓“沧海一粟”。
生 读P6活动材料，完成1、2题。
生 （回答）1．光年是光在“真空”里一年所传播的距离，由于光在真空中的传播速度为30万千米/秒，所以可以计算出1光年约等于94608×1012千米。目前人类已经观测到的宇宙半径约为140亿光年，约为135×1023千米。
2．面对以上天文数字，我们感到宇宙是巨大而深远的，人类是十分渺小短暂的，在天文学上用千米这样的距离单位已经远远不能适用于天文学这一领域，为此人们引用了光年这一新的距离单位。
通过计算，我们已经感觉到，宇宙是巨大的，各种天体之间的距离也是遥远的。请同学们回忆，我们小时候唱的儿歌：太阳大，地球小，地球绕着太阳跑……从这一简短的儿歌中，我们能感悟到什么呢？
板　书：
二、多层次的天体系统
师 （总结）从刚才的儿歌中我们可能感悟到：天体是运动的，运动的天体之间相互吸引而绕转，从而形成了天体系统。问题：
1．天体系统可分为哪些级别？它们主要由哪些天体构成？
2．总星系就是整个宇宙吗？
生 结合初中所学知识，简单回答。
1．天体系统可分为总星系、银河系、太阳系、地月系等级别，主要由恒星、星云、行星、小行星、彗星、卫星、流星体、行星际物质等组成。
2．宇宙在时间上是无始无终的，空间上是无边无际的，而总星系只是我们探测到的可见宇宙部分，其空间范围不过是140多亿光年。
师 要了解关于宇宙的详细情况，还需要我们进一步学习研究。
师 （播放课件，认识宇宙中常见的天体或天体系统）

板　书：
（一）银河系及河外星系
生 （学生自主探究后，回答）我们的地球所在的星系叫银河系，它由2000多亿颗恒星和很多由尘埃、气体等组成的云雾状天体即星云组成。

恒星之间的距离十分遥远，需以光年为最小单位，距离太阳最近的恒星为比邻星，它与太阳之间的距离约为42光年。
银河系外还有与银河系级别相同的恒星系统，我们称为河外星系。目前我们探测到的河外星系超过1250亿个。它们都与银河系一样，包含着数十亿到数千亿颗恒星，如下图所示为天女座河外星系。

银河系和河外星系都是星系，所有星系合起来构成了最大的天体系统，称为总星系，它包括了目前我们所知道的宇宙中所有的天体。
银河系中有2000多亿颗恒星，其中有一颗对我们人类来说特别重要，这颗恒星以及围绕它运转的天体有何特点呢？请同学们了解下一部分内容。
板　书：
（二）太阳系和地月系
师 （播放课件“围绕太阳运行的天体”）让学生观察太阳系及组成，提出探究问题：

问题1：太阳系中行星为什么不能发射可见光？为什么太阳能够成为太阳系的中心天体？
问题2：太阳系由哪几大行星组成？它们有何共同特征？如何正确区分内地行星、地外行星、巨行星、远日行星及所包括的行星?
问题3：小行星带位于太阳系的哪个位置？哈雷彗星绕日公转方向与九大行星绕日公转的方向有何不同？其周期为多少年？著名的狮子座流星雨是如何形成的？
问题4：地月系是一个怎样的天体系统？导致月相变化的原因是什么？
将全班同学划分为四个学习小组，每个小组集中解决一个问题。
生 阅读教材P8“围绕太阳运行的天体”，自主探究后，合作小组内各成员讨论解决本组所要解决的一个问题。
小组代表发言：
第一小组：恒星与行星的根本区别在于行星的质量和体积比恒星小得多，故不发出可见光。太阳之所以能成为太阳系的中心天体是因为其质量约占整个太阳系质量的99.86%。
第二小组：太阳系共有九颗大行星围绕太阳运行，它们按照距太阳远近依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。九大行星绕太阳公转的方向相同，都是自西向东，它们都是沿着椭圆形的轨道绕日运行，并且绕日公转轨道大体在同一平面上。
地内行星与地外行星的划分是以地球的位置为界，水星和金星叫地内行星，火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星叫地外行星。
木星和土星的体积和质量分别居第一、第二位，常常把它们称为巨行星，巨行星卫星数量多，而水星和金星没有卫星。
第三小组：小行星是一大批质量小得多的围绕着太阳运行的天体，基本位于火星与木星轨道之间，有时会运行到地球与火星之间，甚至闯入地球的大气层。很多科学家相信，6500万年前的一颗小行星撞击地球，是恐龙灭绝的主要原因之一。
彗星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体，呈云雾状的独特外貌。哈雷彗星是第一颗经推算预言必将重新出现而得到证实的著名大彗星。哈雷彗星出现时，景色蔚为壮观，彗尾横跨半个天空，与银河争辉。哈雷彗星的公转周期是76年。著名的狮子座流星雨和哈雷彗星如下图所示。

第四小组代表：地月系是指由地球与其卫星（月球）组成的天体系统。地球与月球空间位置的变化形成了不同的月相。
师 （总结）以上各小组讨论得非常积极，小组代表发言简洁生动，有的小组还展示了搜集到的图片，这说明，同学们课下是下了工夫的。
（承转）根据两周前的布置，同学们已经观察过了离地球最近的星体——地球的卫星——月球，看到了月亮的阴晴圆缺，并搜集到了如“嫦娥奔月，吴刚捧出桂花酒”等许多美丽的传说。那么，导致月相变化的根本原因是什么呢？
师 请同学们根据活动探究中的观察记录，并利用“三球仪”演示，以小组为单位，探讨月相的成因。
生 分组探究，并记录探讨的结论。
师 利用多媒体模拟日、地、月三者相对运动和月相变化的规律及周期（注意提示观察月相时的方向）。

师生共同探讨、归纳出月相的规律（如右图）。
上上西西（上弦月在上半夜的西方天窗，月亮的凸面向西），
下下东东（下弦月在下半夜的东方天空，其凸面向东），
初一月黑头，十五月亮圆。
（师生活动）以上我们学习了天体系统的组成及特点，请同学们总结完成框图：
天体系统的概念：各种天体受彼此间的引力作用而相互绕转，构成不同级别的天体系统。
天体系统的层次：（完成后依次显示）
投影：

总星系是最大的天体系统，它包括目前我们所知道的宇宙中所有的天体，宇宙在时间上是无始无终的，在空间上是无边无际的，总星系仅限于目前天文学所说的可见宇宙，其半径约为140.52亿光年。
师 从以上的学习中，我们了解到，地球所在的银河系，是由2000多亿颗恒星组成的庞大的天体系统，其直径约为8万光年，太阳系是银河系的普通一员，太阳距离银河系中心约2.5万光年。地球在太阳系中也是一颗普通的行星，然而又是太阳系乃至宇宙中的一颗特殊的行星。
板　书：
三、普通而又特殊的行星——地球
投影：
“太阳系示意图”、九大行星基本数据表（见教材），合作讨论分析地球上有生命物质的形成条件及原因。

生 阅读、合作讨论，完成P11活动1.（1）（2）（3）题。
师 ①地球上拥有可供生物生存所需的基本条件，即充足的液态水、适宜的太阳光照和温度湿度范围及恰到好处的大气厚度和大气成分，被科学家称之为“金锁链条件”。产生这些条件的原因主要有以下几个方面：
ａ.日地距离适中（1.496亿千米），使地表平均气温为15 ℃。有利于生命过程的发生和发展；地球上的温度，还有利于水的液态存在。
ｂ.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，形成了地球上适合生物呼吸的大气，特别是氧气。
ｃ.地球自转、公转周期适中，昼夜温差不大，保护了地面生命有机体的存在。
②除具有优越的自身条件外，地球还拥有适于生命存在的外部条件，即稳定的太阳光照和安全的宇宙环境，正是由于这些因素的综合作用，才促使地球形成了目前所知道的唯一高级智慧生命——人类。
经过科学家多年的研究和探测，我们已知在太阳系中，只有地球上有生命物质存在。在太阳系之外的其他星球上，有没有智慧生物存在呢？自古以来，就有“天外来客”“外星人”的传说，是否属实？我们今后将如何在茫茫宇宙中寻找外星人呢？这些都是每个中学生特别是天文爱好者所关心的热门话题，关于这方面的知识，请同学们阅读教材及上网搜索材料，了解人类对地外生命的探索情况。
据科学家预言：20年内捕捉到外星人信息。

一位科学家大胆预测，如果银河系中确实生活着其他智慧生命，那么计算机处理能力和射电望远镜技术的发展，可以使地球人在20年内捕捉到外星人的信息并与其取得联系。据科学家估计，银河系中大约有1万到100万个星球上的智慧生命也在发射无线电波，寻找生活在其他星球上的生命。
科学家预计，10年到20年的时间里，地球上的观测者就可能得到足够多的无线电信号，并发现第一个地外文明。但由于这些星球都距离地球200到1000光年。因此，对方收到地球人的“回信”，也要经历数百年。上图为科学家推测到的可能存在生命的某行星假想图。
课堂小结
通过本节课的学习，我们了解了宇宙之大，认识了构成宇宙的各种天体及它们之间因相互联系、相互运动构成的天体系统；知道了地球是银河系、太阳系的普通一员，地球与太阳系的九大行星既有共同之处又有差别，最显著的差别是地球上有高级智慧生物——人类。随着科技的进步，人类对宇宙的探索兴趣更浓，对自身的了解和对宇宙的认识必将进一步提高。
板书设计
第一章　宇宙中的地球
第一节　地球的宇宙环境
一、人类对宇宙的认识
1.光年
2.可见宇宙：半径约140亿光年
二、多层次的天体系统
1.主要天体：恒星、星云、行星、小行星、彗星等。
2.天体系统的层次

三、普通而特殊的行星——地球

活动与探究
探究课题：如何在茫茫宇宙中确定寻找外星人的方向？
探究内容：生命的出现需要哪些条件？寻找一颗什么样的恒星？在这颗恒星周围的什么地方找一颗行星？这颗行星需要什么样的条件？
活动或探究的办法、过程：上网或到图书馆查阅资料。
探究结果：小论文，班级展评。