资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 科学 年级 九年级 学期 春季
课题 人类对宇宙的认识
教科书 书 名：九年级科学下册教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2014年12月
教学目标
1. 科学观念：认识地球所处的宇宙环境；知道宇宙是有起源的、演化的；列举宇宙膨胀的现象和证据，能阐述大爆炸宇宙论的主要观点。 2. 科学思维：能用建模的思想，尝试根据星系红移等现象建立假说。 3. 探究实践：能用气球建立星系运动模型，橡皮绳模拟星系移动速度来类比宇宙的膨胀。 4. 态度责任：从地心说到日心说的发展以及宇宙起源的多种学说，体悟科学家追求真理的精神，以及强化以事实为依据做出判断的科学态度。
教学内容
教学重点： 1. 认识宇宙的起源和演化历史。
2. 构建现代宇宙观的基本模型。
教学难点： 1. 构建现代宇宙观的基本模型。
2. 了解地心说和日心说无法解释的自然现象，体验人类认识宇宙的过程。
教学过程
一、聚焦中心问题 展示宇宙的图片，请学生用一些词来形容现在的宇宙，并且调取学生已知的关于宇宙的认识。 提问：那么宇宙是否从诞生就是这样的？如果不是，宇宙的过去是怎么样的？是否还在变化？未来又会发展演化成什么样？ 二、中国古代人对宇宙的探索 过度：从人类诞生起就开始思考宇宙的诞生。古代人对此也做出了自己的猜想。 教师按时间线阐述中国古代人对宇宙诞生和宇宙存在形式的猜想。 神话故事：盘古开天辟地——对宇宙起源的猜想 战国时期：盖天说——宇宙存在形式的猜想 汉代张衡：浑天说——宇宙存在形式的猜想 提问：如何评价中国古代人对宇宙的认识探索？ （用想象来解释宇宙，缺乏证据；积极探索真理，不断修正改进） 三、地心说-日心说 同时阐述地心说和日心说，将两种学说的观点进行横向比较，寻找不同之处。 展示地心说无法解释的现象 教师展示地心说和日心说提出以及被广泛接受的时间线，结合上述地心说无法解释的现象 提问：1.地心说有那么多无法解释的现象，为什么能统治1500年？ 2.日心说为什么经过一个世纪才被人们接受，中间经历了什么？ （地心说与基督教关于天堂、人间、地狱的说法吻合，得到了占统治地位的教廷的支持。日心说否定了基督教上帝创造一切的教义，挑战了神权统治，遭受教会打压。） 教师讲述日心说被接纳过程中两个重要人物所作出的贡献——布鲁诺和伽利略。 随后提问：如何评价伽利略、布鲁诺为代表的科学家们对日心说的捍卫？ （伽利略用充分的证据来证明地心说的不合理，为日心说被广泛接受作出巨大贡献。说明我们构建宇宙观是需要建立在观测证据智商之上的。 同时科学的发展是不断修正的过程，我们要敢于质疑，追求真理，不惧付出与牺牲。） 四、现代宇宙学说 过度：科学是不断修正的，我们站在证据的基础上要敢于质疑。 引导学生聚焦日心说的最后一条：3.恒星位于最外面的天球，它们之间的相对位置保持不变。 提出新证据“星系红移”来对其提出挑战，激发学生的认知冲突。从而教师提出新观念：以科技来获取证据。 教师补充科技发展下为我们探索宇宙提供新工具：1.形体运动速度测量（光谱线的发现，多普勒效应）2.天体绝对距离测量（变星的发现，造父变星） 播放多普勒效应的现实情境（摩托车靠近音调变高，摩托车远离音调变低） 用模拟动画解释多普勒效应：靠近时声波被压缩，频率变大音调变高。 教师讲述：光也是一种电磁波，所以光波也有类似的现象，利用这一点对星系距离进行测量。 从而提出哈勃经多年的观察和测量提出的哈勃定律： 所有的星系都在远离我们而去； 星系离我们越远，它的退行速度越快； 星系间的距离在不断扩大。 【模拟实验】 通过模拟实验来理解哈勃定律以及构建现代宇宙学生——大爆炸宇宙模型。 提问：为什么大爆炸学生被广泛接受？ 再次强化科学需要建立在证据的基础上。 五、总结——科学无止境 总结今天的学习过程就是如图所示的环节， 提出：大爆炸宇宙学说还存在无法解决的问题，比如宇宙的未来？ 膨胀后会不会坍缩？ 总结人类对宇宙探索还没有停止。新证据可能有新学说。作业练习
课程基本信息
学科 初中科学 年级 九年级 学期 春季
课题 人类对宇宙的认识
教科书 书 名：九年级科学下册教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2014年12月
学生信息
姓名 学校 班级 学号
作业练习
1．提出黑洞理论和无边界设想的科学家是（ ） A．哈勃 B．霍金 C．伽利略 D．哥白尼 2．热大爆炸宇宙论认为宇宙处于不断地膨胀之中，所有的星系都在远离我们而去，离我们越远的星系，退行越快。若在我们所在的星系1观测，如图1中能类比宇宙膨胀的是(箭头方向和长短分别表示运动方向和快慢)( ) A． B． C． D． 3．中国古代流传着“开天辟地”的神话，下列对该神话的说法正确的是( ) A．这是一个科学假设 B．它能科学地解释宇宙起源 C．它采用了宇宙膨胀的观点 D．它既是神话，也反映了人类对宇宙起源进行探究的思想 4．宇宙膨胀的证据、星系运动的特点的发现是通过对下列哪项的研究得出的( ) A．太阳系天体运动 B．星系光谱 C．银河系 D．恒星光谱 5．关于宇宙的将来，下列说法中正确的是(　　) A．宇宙的将来一定是永远膨胀下去 B．宇宙的将来一定是收缩塌陷的 C．宇宙的将来可能是永远膨胀下去，也可能是收缩塌陷的 D．宇宙的将来和现在一样没有什么变化 6．“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是（　　） A．认识到地球是宇宙的中心 B．打破了“天圆地方”的宇宙观，建立了宇宙空间的观念 C．发展了“日心说”宇宙体系 D．人造卫星拍摄的地球照片 7．“日心说”宇宙体系学说在科学发展史上的作用主要是(　　) A．认识到太阳是宇宙的中心 B．肯定了“地心说”宇宙体系学说 C．阐明天体运行现象，为认识太阳系奠定了基础 D．开创了对天体的观察研究 8．下列有关热大爆炸宇宙论的说法正确的是(　　) A．热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察和研究得出的一个科学结论 B．热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察发现的一些自然现象所建立的假说 C．因为宇宙在不断膨胀的事实为热大爆炸宇宙论提供了有力证据，所以热大爆炸宇宙论已经说明了宇宙起源的事实 D．热大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律 9．如图2所示为热大爆炸宇宙模型中宇宙半径、温度与时间之间的关系，从图中可以看出(　　) ①随着宇宙半径的增大，宇宙温度在降低 ②随着宇宙半径的增大，宇宙温度在升高 ③宇宙在不断膨胀 ④宇宙在不断收缩 A．①④ B．①③ C．②④ D．②③ 10．现代宇宙论最重要的证据是（　　） A．霍金提出的黑洞理论 B．所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度越快 C．古代“上帝”创造的宇宙以及其中的万物 D．气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大 11．宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。千百年来，科学家们一直 在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。 （1）目前被人们广泛接受的宇宙起源学说是　 　，该理论的重要证据为　 　。 （2）科学家观察发现宇宙处于不断的膨胀中， 所有的星系都在远离我们而去，离我们越远的星系，退行越快。若从我们所在的星系 1 观测， 如图能类比宇宙膨胀的是（箭 头方向和长短分别表示运动方向和快慢）　 　。 12．小科同学把气球吹成球形后，用沾有墨汁的毛笔在气球表面均匀地画上小圆点，再把气球吹至排球大小，发现黑点之间的距离增大，如图所示。 （1）在气球膨胀过程中，球内气体的压强　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)大气压强。 （2）如果气球变化模拟宇宙演变，本活动使小科体验到宇宙的　 　没有中心。 13．多普勒效应是波源和观察者之间有相对运动时，观察者接收到的波的频率与波源发出的频率不同的现象。观察者与声源发生相对运动，靠近声源使声音变尖细，远离声源声音变低沉。这是由于单位时间到达耳朵的波峰数不同造成的。 如图所示：A点为发出固定频率声波的声源(通常情况下，声波的频率不变，其波长也不变，也就是说两个相邻波峰之间的距离也不变)，圆弧可代表每一个波峰数，当小车B靠近A时，与远离A时在单位时间内碰到的波峰数也不同。声音的尖细则是由于波峰数变多的原因。 现在小明要探究“多普勒效应现象”。 步骤一：在水平空地上取A点，放置能发出固定频率声波的发生装置。 步骤二：小明坐在能匀速运动的小车上，从B点径直向A点靠近，记录听到的声音变化情况。 步骤三：…… 对比步骤二、三，得出结论。 回答下列问题： （1）选择的发生装置是否一定要发出固定频率的声波？为什么？ 。 （2）请帮小明设计步骤三 　 　。 （3）小明的实验是否存在缺陷，请指出： 　 　。 （4）有公式v＝λf，v为声音传播的速度，大小保持不变，λ为波长，在这可等效替换为人耳能听到的两个相邻波峰之间的时间长短，f为声波的频率。当观察者靠近声源时，在观察者看来声源的频率将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 参考答案： 1．B 2．A 3．D 4．B 5．C 6．B 7．C 8．B 9．B 10．B 11．（1）热大爆炸学说；微波背景辐射（2）A 12．（1）大于（2）膨胀 13．（1）是；固定频率的声波其相邻的波峰之间的距离相同，对实验不会产生新的干扰 （2）小明坐在能匀速运动的小车上，从B点径直向A点远离，记录听到的声音变化情况 （3）小明只做了一次实验，实验存在较大的偶然性 （4）变大学习任务单
课程基本信息
学科 科学 年级 九年级 学期 春季
课题 人类对宇宙的认识
教科书 书 名：九年级科学下册教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2014年12月
学生信息
姓名 学校 班级 学号
学习目标
1. 科学观念：认识地球所处的宇宙环境；知道宇宙是有起源的、演化的；列举宇宙膨胀的现象和证据，能阐述大爆炸宇宙论的主要观点。 2. 科学思维：能用建模的思想，尝试根据星系红移等现象建立假说。 3. 探究实践：能用气球建立星系运动模型，橡皮绳模拟星系移动速度来类比宇宙的膨胀。 4. 态度责任：从地心说到日心说的发展以及宇宙起源的多种学说，体悟科学家追求真理的精神，以及强化以事实为依据做出判断的科学态度。
课前学习任务
1.搜集关于宇宙创造的神话故事。 2.搜集地心说、日心说的相关内容。 3.了解大爆炸宇宙学说的基本内容和证据。
课上学习任务
【学习任务一】说说你认识的宇宙
请回答以下问题： 1.那么宇宙是否从诞生就是这样的？如果不是，宇宙的过去是怎么样的？ 2.宇宙是否还在变化？未来又会发展演化成什么样？
【学习任务二】整理古代人对宇宙探索的时间线
1.整理古代人对宇宙探索的时间线和主要观点 2. 如何评价中国古代人对宇宙的认识探索？
【学习任务三】对比地心说——日心说 1.列表说明地心说和日心说的异同点 地心说日心说
2.尝试用日心说解释以下现象 ①昼夜长短变化 ②火星逆行 3.地心说有那么多无法解释的现象，为什么能统治1500年？日心说为什么经过一个世纪才被人们接受，中间经历了什么？ 【学习任务四】模拟实验解释大爆炸宇宙学说 1.完成以下模拟实验 2.用以上实验解释大爆炸宇宙学说 【学习任务五】总结今天的学习过程 1.用流程图总结今天关于宇宙探索的学习过程 2.畅享宇宙的未来
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1.《时间简史》。

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