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浙科版《综合实践活动》八上
1.2太空探索家 第1课时 教学设计
课题 太空探索家 单元 第一单元 学科 综合实践活动 年级 八上
教材分析 太空探索的旅程，不但促进了科技进步，也深邃了人类的眼眸，推动着人类社会的发展和文明的进程。为满足学生对广袤无垠的太空深处的奥秘的好奇之心，激发其对太空的探索欲，本可以尝试让学生成为一名太空探索家，沿着航天员、天文学者的脚步，开展太空探索活动。通过考察探究、设计制作，探究火箭飞天的奥秘， 揭开火星的神秘面纱，瞭望浩渺无垠的宇宙深处…… 第一课时（调研的准备阶段）：身为初中生，如何开展太空探索呢 首先从了解相关知识做起。教材设计了三个环节：【瞭望台】让学生上网搜索查找资料，了解太空探索包含哪些领域、涉及哪些重要的技术，完成表格，并在小组内展开讨论，锻炼了学生自主查找信息的能力。【问题树】太空探索活动有哪些？如何切实可行地开展实践活动呢 学生通过小组讨论先来确定课题以及每个课题下的研究方向。【方案表】教材给出活动方案需要考虑的环节、内容，让学生去探讨相关问题，并给出活动方案示例，学生参照完成“太空探索家”活动设计方案。
学习目标 价值体认：通过搜索了解我国在航空航天科研领域所取得的巨大成就，产生民族自豪感，体会和感悟科学家的探索精神，体会创新是民族进步的灵魂。责任担当：在研究项目合作中，明确个人任务，积极参与课题的讨论、活动的设计。 问题解决：深入思考并提出有价值的科创问题，将问题转化为课题。运用科学的方法，大胆创新，用所学的知识理解与解决问题，在合作沟通中解决问题、提升能力。创意物化：确定小组研究课题及研究方向，制作“太空探索家”活动方案。
重点 确定研究课题、讨论活动可能会遇到的问题及解决办法，完成“太空探索家”活动方案
难点 如何设计既符合初中生认知水平，又具有趣味性和教育意义的活动主题与内容
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 观看视频：北斗正式迈入全球时代!中国自己研制的全球定位系统!回答问题：导航在生活中的应用？中国自主研制的北斗卫星导航系统将会产生怎样的影响？进一步思考：中国为什么要自主研制北斗卫星导航系统？观看视频：中国为什么要自主研制北斗卫星导航系统？谈谈给你什么启示。（不再被西方卡脖子；科技创新的自主权要掌握在自己手里）教师：我们要学习中国航天人不畏困难、艰苦奋斗的精神。 观看视频，回答问题。观看视频，回答问题。 激发兴趣。感受科技对生活的影响。感受航空航天科技探索的不易。学习中国航天人的科学精神。
讲授新课 准备阶段 过渡：身为初中生，如何开展太空探索呢 让我们首先从了解相关知识做起吧!环节一：瞭望台问题：太空探索包含哪些领域，涉及哪些重要的技术呢 一、上网搜索相关资料并整理汇总1.在线搜索：太空探索（1）科学界把“火星探索”作为深空探测的第一步。火星上是否存在过生命 宇宙的边界在哪里 （2）人类太空探索从20世纪就开始了，我国载人航天技术的发展为人类太空探索添上了重要的一笔。这一切经历了一个怎样漫长而曲折的过程呢 2.搜索并完成表格“航空技术探索”探索领域主要的技术载人航天工程运载工具、人体防护措施、救生技术及安全返回技术等深空探测导航制导与控制技术、深空通信技术、轨道设计、深空探测器技术、科学载荷技术、深空数据传输技术、深空探测动力技术、深空探测能源技术等寻找外星文明太空无线电技术、恒星监听技术、射电探测技术、光学探测技术、空间探测器技术、空间探测器技术等外太空移民星际航行技术、外星基地建设技术、外星环境适应与改造技术等飞行器设计与制造气动设计技术、结构设计与材料技术、隐身技术空间科学研究领域天文观测技术、空间生命科学研究技术（解读：航空技术是一个综合性的高科技领域，其探索涵盖多个方面，各领域都依赖一系列关键技术来实现突破与发展。航空技术探索围绕飞行器从设计到应用的全流程展开，涉及众多领域与技术。载人航天工程是复杂的系统工程，涉及多方面技术保障航天员在太空的活动。深空探测聚焦太阳系及更远空间，与载人航天技术有相通之处，但在探测器自主控制、远距离通信等方面要求更高。包括行星探测和太阳系外探测。行星探测——发射探测器对太阳系内的其他行星进行探测，如火星探测器对火星的大气、土壤、水冰等进行研究，以了解火星的环境是否曾经适合生命存在，是否存在可利用的资源等。还有对金星、木星等行星的探测，这些探测有助于人类更全面地认识太阳系内行星的多样性。太阳系外探测——虽然目前距离遥远且面临诸多技术挑战，但科学家们也在尝试通过各种手段对太阳系外的星系和宇宙进行探索。例如通过重力波探测器探测宇宙中的重力波，这有助于研究宇宙中的天体碰撞、黑洞等极端天体现象，从而进一步探索宇宙的结构和演化。寻找外星文明是人类探索宇宙的重要目标，这一领域涉及众多复杂且先进的技术，旨在从浩瀚宇宙中捕捉外星文明存在的蛛丝马迹。外太空移民是人类探索宇宙的宏伟目标，这一领域涉及多方面复杂且前沿的技术，从航天器建造到星际航行，从生命保障到资源开发，每一项技术都是实现外太空移民的关键要素。）3.补充表格“中国航天大事记”时间事件1958年4月我国第一个运载火箭发射场开始兴建1960年2月我国自行设计制造的试验型液体燃料探空火箭首次发射 成功1970年4月我国第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功1986年2月发射一颗实用通信广播卫星，且卫星定点成功(标志着我 国已全面掌握运载火箭技术)2003年10月“神舟五号”载人飞船首次载人航天飞行(中国，杨利伟)2016年8月“墨子号”卫星发射(是世界首颗量子科学实验卫星)2020年7月我国北斗卫星导航系统建成2021年4月中国空间站天和核心舱发射(我国空间站建造进入全面实施阶段)2021年10月“羲和号”发射成功(是我国首颗太阳探测卫星)2022年10月太阳探测卫星“夸父一号”发射成功2023年2月天问一号成功实施火星捕获2023年3月天问一号高清火星影像发布2023年4月中国首辆火星车命名为祝融2023年4月天和核心舱发射成功2023年5月天问一号成功着陆火星2023年5月天舟二号成功发射2023年5月神舟十六号载人飞船成功发射、天舟六号货运飞船成功发射2023年10月神舟十七号载人飞船发射成功2023年11月中国首次液体火箭全尺寸一子级垂直起降与重复使用飞行试验取得成功。2024年嫦娥六号在月球背面表取采样，“挖” 出了个 “中” 字，还带回了人类首份月背样品 1935.3 克。海南商业航天发射场首次发射成功，实现了我国商业航天发射场 “从 0 到 1” 的突破。新型火箭长征六号改、长征十二号成功首飞，我国运载火箭型谱不断完善，可重复使用运载火箭技术进入新纪元。二、小组开展一次讨论会根据小组搜集到信息（航空技术探索领域、涉及的主要技术、取得的成就）进行讨论。列举我国在航空方面所取得的科技成就（教材P19、PPT展示图文）拓展延伸：播放视频《我国的航天技术发展究竟有多厉害》环节二：问题树太空探索活动有哪些？（如载人航天工程、火星探索、寻找外星文明……）如何切实可行地开展实践活动呢 先来确定课题以及每个课题下的研究方向。1.资料链接天宫课堂在太空环境下，会发生哪些神奇的故事呢 远在距离地面400千米的太空轨道，中国航天员们成为“太空教师”,为地 球上的同学们上了一堂神 奇的“天宫课堂”。天宫课堂第二课“课程表”项 目 名 称项目简介太空“冰雪”实验失重状态下的饱和液体结晶现象液桥演示实验失重环境下的水表面张力作用水油分离实验失重环境下水油分层现象消失，通过旋转产生离心力实现分层太空抛物实验演示天地之间抛物区别空间科学设施介绍与演示介绍核心舱高微重力、无容器实验机柜；介绍本次任务开展的空间科学 实 ( 试 ) 验 进展天地互动环节航天员与地面课堂师生进行天地互动2.播放视频：天宫课堂3.活动：确定研究课题及课题下的研究方向【例】方向五： 天文观测与天体研究相关问题：（1）太阳系行星观测与特征分析 以太阳系内的行星为研究对象，利用天文望远镜或天文观测 APP，长期观测行星的位置、亮度、表面特征等变化。例如，对火星的观测，研究其季节性变化特征，对比不同时期火星表面的颜色、地貌变化，分析火星大气和气候特点；对木星的观测，关注其大红斑的形态变化，探究木星大气环流的规律 。 （2）月球表面特征与月相变化研究 通过观测月球表面的环形山、月海等地形地貌，结合天文知识和地理知识，分析这些地形的形成原因。同时，记录月相在一个月内的变化过程，绘制月相变化图，探究月相变化与地球、月球、太阳三者位置关系的联系，还可以延伸研究月相变化对地球潮汐的影响。 （3）星座与星图绘制 选定特定季节的星空区域，认识常见星座，如冬季的猎户座、夏季的天蝎座等。学习星座的神话传说和命名由来，绘制星座星图，标注主要恒星的名称和亮度，研究星座在不同地理位置和时间的观测差异。我们小组的研究课题：天文观测与天体研究 （中学生太空探索实践活动相关课题及研究方向还有：一、航天技术与工程实践 （一）水火箭设计与优化 在 “太空探索家” 活动中制作水火箭的基础上，深入研究水火箭的设计参数对发射性能的影响。比如，改变水火箭的箭体形状（锥形、圆柱形等）、箭体长度、装水量、发射角度等因素，通过多次发射实验，记录水火箭的飞行高度、飞行距离、飞行稳定性等数据，分析各因素对发射性能的影响，进而对水火箭进行优化设计，提高其发射效率和性能。（二）简易卫星模型制作与功能模拟 了解卫星的基本结构和功能，制作简易卫星模型，如通信卫星、气象卫星模型。模拟卫星的工作原理，例如，利用无线电设备模拟通信卫星的信号传输过程；通过传感器和数据采集设备，模拟气象卫星对温度、湿度、气压等气象数据的监测和传输，研究卫星在太空探索和实际生活中的应用。 （三）火箭推进剂的简易探究 学习火箭推进剂的种类和工作原理，尝试进行简易火箭推进剂的探究实验。比如，利用日常生活中的材料，如小苏打和白醋反应产生气体作为推进动力，研究不同配比的材料对推进效果的影响，对比不同 “推进剂” 的推力大小和持续时间，初步了解火箭推进的基本原理。 二、太空环境与生命科学 （一）太空辐射对生物的影响模拟实验 利用紫外线灯等设备模拟太空辐射环境，对常见的生物样本，如植物种子（绿豆、黄豆等）、微生物（酵母菌等）进行辐射处理。观察辐射后生物样本的生长情况、基因突变情况等，分析太空辐射对生物生长发育和遗传特性的影响，探讨生物在太空环境中的生存适应性。 （二）植物在太空环境中的生长研究 设计简易的太空植物生长实验装置，模拟太空的微重力、光照等环境条件，种植不同种类的植物，如小麦、生菜等。观察植物在模拟环境中的发芽、生长、开花、结果等过程，记录植物的生长速度、形态变化等数据，研究太空环境对植物生长发育的影响，为未来太空农业发展提供基础研究数据。（三）人类在太空环境中的生存需求分析 通过查阅资料和小组讨论，分析人类在太空环境中生存所需的条件，如氧气供应、食物保障、温度调节、辐射防护等。研究现有的太空生存技术和设备，提出改进和创新的设想，如设计更高效的氧气再生系统、开发适合太空环境的食物等。 三、太空探索与未来展望 （一）火星移民的可行性分析 了解火星的自然环境和资源状况，研究目前人类在火星探测方面的成果和技术进展。从居住条件、能源供应、食物生产、生态系统建立等方面，分析火星移民的可行性，探讨可能面临的技术难题和解决方案，提出未来火星移民的设想和规划。 （二）太空太阳能电站的设计与构想 随着能源需求的增长，研究在太空中建立太阳能电站的可能性。分析太空太阳能电站的优势，如不受地球天气和昼夜变化影响、太阳能资源更丰富等。设计太空太阳能电站的结构和工作原理，包括太阳能收集、能量传输等环节，探讨将太空太阳能传输到地球的技术方案和面临的挑战。 （三）未来太空探索技术的创新与发展 关注国际太空探索的最新动态和前沿技术，如可重复使用火箭技术、载人深空探测技术、太空机器人技术等。预测未来太空探索技术的发展趋势，结合中学生的知识水平和创新思维，提出对未来太空探索技术的创新设想和改进建议，如设计新型的太空探测器、开发更高效的太空推进技术等）环节三：方案表如何让小组里的每个成员在太空探索活动中发挥各自的特长，确保活动有序、高效地开展呢 制订活动方案是关键。小组讨论，一起制订一份合理、有效的活动方案吧!1.工具箱各类表单方案表能帮助小组成员梳理思路，促使活动有效推进。我们也可以按照实际的活动进程使用各类表单，如小组分工表、考察记录表、方案实施表等表格。2. 阅读教材P22“太空探索家”活动方案，讨论需要解决的问题，解决问题的方法与思路以及步骤。需要解决的问题： （一）知识储备不足 初中生对太空探索的专业知识，如天体物理、航天技术等了解有限。太空探索涉及众多复杂的科学概念，像万有引力、火箭推进原理、太空环境特性等，这些内容抽象难懂，若缺乏基础认知，会阻碍实践活动的深入开展。 （二）实践操作受限 一方面，太空探索相关的实验设备昂贵且专业，如模拟太空环境的舱体、高精密的天文观测仪器等，学校或个人难以配备；另一方面，部分实验存在一定危险性，如小型火箭模型的发射等，在安全保障方面面临挑战。 （三）活动主题与内容设计 如何设计既符合初中生认知水平，又具有趣味性和教育意义的活动主题与内容，是一大难题。主题过于简单，难以激发学生探索热情；主题过于复杂，学生可能无法理解和完成。 （四）时间与资源协调 活动开展需要充足的时间进行筹备、实施和总结，同时还需要整合多方面资源，包括师资、场地、材料等。在学校正常教学安排下，协调出合适的时间和资源并非易事。 解决问题的方法与思路 ：（一）弥补知识储备不足 课程学习：邀请学校科学老师或校外专家，开展太空探索专题课程，从基础的天文知识讲起，逐步引入航天技术等内容。通过生动形象的讲解、动画演示等方式，帮助学生理解抽象概念。 自主学习：推荐适合初中生的科普书籍、纪录片，如《给孩子的太空指南》《行星》等，鼓励学生利用课余时间自主学习，拓宽知识视野。 线上学习平台：引导学生利用网络资源，如中国数字科技馆、NASA 官网等，获取权威的太空探索知识，参与线上科普讲座和互动活动。 （二）克服实践操作困难 虚拟实验：利用虚拟现实（VR）、增强现实（AR）技术，开发或引入太空探索虚拟实验平台。学生通过佩戴 VR 设备，可模拟太空漫步、星球探索等场景；利用 AR 技术，可直观地展示火箭发射过程、天体结构等，在安全的环境中体验实践操作。 简易实验器材：设计和使用低成本、安全的简易实验器材。例如，用塑料瓶、橡皮筋等制作简易火箭模型，通过水火箭实验了解火箭发射原理；利用天文望远镜模型或手机天文观测 APP，进行天文观测活动。 合作与参观：与当地的科技馆、天文馆、科研机构等建立合作关系，组织学生参观专业的太空探索展览、实验室，参与科普实践活动，在专业人员的指导下进行安全的实践操作。 （三）设计活动主题与内容 需求调研：通过问卷调查、小组讨论等方式，了解学生对太空探索的兴趣点和疑问，如对火星是否存在生命、黑洞的奥秘等问题的好奇，以此为基础确定活动主题。 分层设计：根据初中生不同年级的知识水平和能力，设计分层的活动内容。对于低年级学生，开展以趣味性为主的活动，如太空主题绘画、科幻故事创作；对于高年级学生，组织天文观测、小型火箭模型制作与发射等实践活动。 项目式学习：采用项目式学习方法，将活动设计成一个个具体的项目，如 “设计未来太空基地”“探索太阳系行星” 等。学生分组合作，通过查阅资料、设计方案、展示成果等环节，深入探索太空知识。 （四）协调时间与资源 时间规划：与学校教务处沟通，将活动纳入学校综合实践课程体系，利用课后服务时间、周末或假期开展活动。合理安排活动的各个阶段，制定详细的时间表，确保活动有序进行。 资源整合：整合校内资源，如科学实验室、多媒体教室等作为活动场地；动员科学、美术、信息技术等学科教师组成指导团队。积极争取校外资源，如企业赞助、社会公益组织支持，获取活动所需的资金、材料和设备。 活动的步骤 ：（一）筹备阶段 组建团队：成立活动组织委员会，由学校领导、教师、学生代表组成，明确各成员职责。 制定方案：根据解决问题的思路，制定详细的活动方案，包括活动主题、目标、内容、时间安排、安全措施等。 资源准备：筹集活动所需的资金、材料和设备，联系专家、合作单位，确定活动场地。 宣传动员：通过校园广播、宣传栏、班会等形式，向学生宣传活动内容和意义，鼓励学生积极参与。 （二）实施阶段 知识学习：按照计划开展太空探索专题课程、自主学习和线上学习活动，为学生打下知识基础。 实践活动：组织学生开展各项实践活动，如天文观测、模型制作、虚拟实验等。教师在活动过程中进行指导，确保活动安全、顺利进行。 成果展示：学生以小组为单位，将学习和实践成果进行整理和展示，如制作手抄报、PPT、举办成果展览、开展演讲比赛等。 （三）总结阶段 活动评价：采用学生自评、互评和教师评价相结合的方式，对学生在活动中的表现、知识掌握情况和实践能力进行评价。 经验总结：组织活动团队成员召开总结会议，分析活动中存在的问题和不足之处，总结经验教训，为今后开展类似活动提供参考。 成果推广：将活动成果进行整理和汇编，通过学校官网、社交媒体等渠道进行宣传推广，扩大活动影响力。 活动的困难 ：（一）学生参与积极性不高 部分学生可能对太空探索兴趣不足，或者因学习压力大，参与活动的积极性不高。这需要教师在活动宣传和组织过程中，注重激发学生兴趣，合理安排活动时间，减轻学生负担。 （二）专业指导不足 学校教师的太空探索专业知识和实践经验有限，难以给予学生深入、专业的指导。虽然可以邀请校外专家，但专家资源有限，且时间难以协调。 （三）安全风险防控 实践活动中，如天文观测设备使用、模型发射等环节存在一定安全风险，尽管采取了相应的安全措施，但仍可能出现意外情况，安全风险防控难度较大。 3.活动：阅读教材P22“太空探索家”活动方案示例，小组根据自己所选课题合作完成活动方案。（详见附件） 搜索并完成搜索完成小组讨论观看视频了解天宫课堂观看视频小组讨论共同探讨。 航空技术探索涉及的领域和主要技术。了解中国航天取得的成就。学生通过感受我国的航天技术发展取得的巨大成就，产生民族自豪感。让学生感受更直观如何设计既符合初中生认知水平，又具有趣味性和教育意义的活动主题与内容是本节课的难点。了解活动方案表都有哪些。制订活动方案是高校开展活动很重要的一个准备。课堂学习调查研究方案的内容和步骤等环节并进行讨论，课后小组合作完成设计方案。
课堂练习 小组讨论：航空技术探索的领域、涉及的主要技术、我国航空技术领域取得的成就、自己的感受。 小组内交流讨论
课堂小结 1.2太空探索家 第1课时一、瞭望台：了解太空探索包含哪些领域、涉及哪些重要的技术二、问题树：思考并讨论太空探索活动有哪些、如何切实可行地开展实践活动，确定课题以及每个课题下的研究方向三、方案表：小组合作，完成 “太空探索家”活动设计方案
板书 1.2太空探索家 第1课时一、瞭望台：了解太空探索包含哪些领域、涉及哪些重要的技术二、问题树：思考并讨论太空探索活动有哪些、如何切实可行地开展实践活动，确定课题以及每个课题下的研究方向三、方案表：小组合作，完成 “太空探索家”活动设计方案 课后作业：完成 “太空探索家”活动设计方案。（小组成员共同完成）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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