资源简介

3.1.1《认识地球——地球的形状+地球的大小》教学设计
一、教材分析
本节课是浙教版七年级上册地球与宇宙单元开篇内容，分为地球的形状、地球的大小两大板块。教材以麦哲伦环球航行故事导入，按照古人猜想→间接证据→实践证明→太空实证的时间线梳理人类认识地球形状历程；同时介绍埃拉托色尼测算地球周长的经典实验，搭配科学记数法拓展地球大小数据。本课是学生建立空间天体认知的基础，承接小学简单地球常识，为后续经纬网、地球运动学习铺垫，兼具史实、实证探究与数学计算融合特点。
二、学情分析
七年级学生已经在小学知道 “地球是球体”，但不清楚人类漫长的认知演变过程；能直观看懂船只远去、月食等现象，却难以理解现象背后证明地球是球体的逻辑；对历史航海、太空航天故事兴趣浓厚，但抽象几何测算地球周长、科学记数法换算存在薄弱点。学生好奇心强，适合用实景图片、短视频、小组讨论开展直观探究，需要教师分步拆解证据逻辑，简化数学计算难度。
三、教学目标
1. 科学观念
1. 能说出人类认识地球形状的完整历程，区分不同阶段的证据；
2. 掌握地球真实形态：两极稍扁、赤道略鼓的球体，记住赤道半径、两极半径、赤道周长关键数据；
3. 理解多种自然现象、航海、太空影像均可证明地球是球体。
2. 科学思维
1. 能根据船只远去、月食、环球航行等现象，推理得出地球为球体的结论，建立证据推理思维；
2. 能借助埃拉托色尼光影测算案例，初步理解几何测算天体大小的科学方法；
3. 会用科学记数法表示地球巨大长度数据，完成简单长度计算。
3. 实践探究
1. 通过观察船只示意图、月食图片，小组合作归纳证明地球是球体的生活证据；
2. 结合麦哲伦航行路线图、太空地球照片，梳理人类认知地球的时间线；
3. 完成赤道环抱地球人数计算，实践运用地球周长数据解决实际问题。
4. 态度责任
1. 体会麦哲伦船队环球航行的艰辛，感受科学家勇于探索、坚持不懈的科学精神；
2. 明白人类对地球的认知随技术发展不断完善，树立科学是不断发展、永无止境的观念；
3. 感受航天科技进步对天文观测的巨大作用，激发对宇宙探索的求知欲。
四、教学重点
1. 人类认识地球形状的过程及各类证明地球是球体的证据；
2. 地球的大小核心数据与真实球体形态（两极稍扁、赤道略鼓）。
五、教学难点
1. 利用生活、天文现象推理地球是球体的逻辑；
2. 理解埃拉托色尼利用光影测算地球周长的几何原理。
六、教具准备
多媒体课件、麦哲伦环球航行短视频、月食实拍视频、太空实拍地球影像、地球大小示意图、船只远去模拟动图、直尺、手电筒（模拟阳光）、球体模型。
七、教学过程
（一）导入新课（视频：麦哲伦环球航行纪实短片，3 分钟）
教师活动：播放麦哲伦船队航行短视频，展示教材开篇文字：1519 年麦哲伦 5 艘船队出发，仅 1 船 18 人归来。抛出提问：船队耗时 1082 天绕地球一周，这次航行有什么划时代意义？古时候人们认为大地是平的，为什么这次航行能推翻古人观点？顺势引出本节课课题《认识地球》。
学生活动：观看视频，阅读教材导入文字，思考教师提问，自由发言分享对环球航行的初步看法。
设计意图：用惊险航海故事、纪实视频抓住学生注意力，制造认知冲突 —— 古人认为地是平的，航行却能回到起点，激发学生探究地球形状的好奇心。
知识点导入：人类最早对地球形状的认知存在巨大误区，漫长探索才证实地球是球体。
（二）讲授新课
模块 1 地球的形状
1. 古人的错误认知
教师活动：展示古人 “天圆地方” 想象图，讲解古代人类活动范围狭小，仅凭肉眼直觉认为大地平坦，地球是宇宙中心。紧接着出示船只远去示意图，提问：如果大地是平面，远去的船只应该整体慢慢变小，可现实中为什么船身先消失，桅杆后消失？引导学生发现平面说无法解释该现象，产生质疑。
学生活动：观察示意图，对比平面、球面两种情况下船只消失的区别，小组讨论 “地平说无法解释的现象”，举手分享观点。
设计意图：从学生直观生活现象入手，制造认知矛盾，自然引出地球可能是球体的猜想，培养证据质疑思维。
知识点：古人 “天圆地方” 的直观认知；远去船只船身先消失是证明地球为球体的生活证据。
2. 早期科学家猜想与天文证据
教师活动：讲解公元前 6 世纪毕达哥拉斯首次提出地球是球体猜想；再展示月食实拍图片、月食动态视频，详细讲解亚里士多德的观测：月食时地球投射在月球的阴影永远是弧形，只有球体才会投射弧形影子，平面物体影子为直线，这是首个天文证据。
学生活动：观看月食视频，动手用手电筒照射球体、平板，对比两种物体投射影子形状差异，记录实验现象。
设计意图：简单模拟实验降低抽象天文知识难度，让学生亲手验证弧形影子只能来自球体，理解天文证据的推理逻辑。
知识点：毕达哥拉斯提出球体猜想；亚里士多德通过月食阴影证明地球是球体。
3. 麦哲伦环球航行 —— 实践实证
教师活动：出示麦哲伦航行路线地图，梳理航行时间 1519-1522 年，讲解船队从西班牙出发向西航行，最终回到起点。强调：若大地是平面，向西航行只会越走越远无法返回，完整环球航行用实践直接证实地球是球体，结束方圆之争，是科学史上里程碑事件。同时补充船队伤亡惨重的史实，引导学生感受探索精神。
学生活动：对照地图梳理航行路线，同桌互相复述航行的证明原理，分享读完船队悲惨经历后的感悟。
设计意图：结合地图建立空间概念，结合史实渗透科学探索不畏艰难的情感教育，区分 “天文推测” 和 “实地实践证明” 两种不同证据。
知识点：麦哲伦船队完成人类首次环球航行，实践证实地球是球体。
4. 太空时代的直接证明
教师活动：播放人造卫星实拍地球全景视频，展示地球太空照片，讲解 20 世纪航天技术发展，人类跳出地球直接拍摄地球全貌；介绍加加林是首位亲眼从太空看见完整球形地球的宇航员，直观影像百分百确证地球是球体。
学生活动：观看太空地球影像，对比前面所有间接证据，总结太空照片是最直观、最有力的证据。
设计意图：用震撼太空影像加深印象，体现科技进步推动科学认知发展，落实态度责任目标。
知识点：人造卫星、航天实拍照片直观证明地球是球体。
思考与讨论小组活动
教师活动：抛出两个讨论问题，给 3 分钟小组交流，随机抽小组代表回答：①还有哪些现象能证明地球是球体？②从人类认识地球的漫长过程，你得到什么启示？对学生回答补充完善：登高望远、不同地区看到星空不同、卫星导航等补充证据；启示总结为科学猜想需要证据、认知随技术进步不断完善、探索要持之以恒。
学生活动：小组交流讨论，整理答案，代表发言分享小组观点。
设计意图：整合本节课全部知识点，锻炼学生归纳总结、合作表达能力。
模块 2 地球的大小
1. 最早测算地球：埃拉托色尼光影实验
教师活动：展示埃拉托色尼测算示意图，分步讲解原理：同一时间不同地点阳光地面夹角不同，塞尼城夏至阳光直射井底，亚历山大城阳光夹角 7.2°（整圆 1/50），两地距离 800km，周长 = 两地距离 ×50。讲解其算出周长约 4 万千米，和现代测量结果高度接近，赞叹古希腊科学家巧妙的几何测算思维。
学生活动：跟随教师思路梳理测算逻辑，简单计算 800×50，感受古人精准的推算成果。
设计意图：感受古代科学家不靠远航、不靠太空设备，仅用光影几何就能测算地球大小，拓宽科学思维。
知识点：埃拉托色尼最早定量测算地球周长，结果约 4×10 km。
2. 现代精准测量地球数据
教师活动：出示地球大小示意图，标注赤道半径 6378km、两极半径 6357km，对比两者数值，说明地球不是完美正圆球，而是两极稍扁、赤道略鼓的椭球体；重点板书赤道周长约 4×10 km。结合 “方法与技能” 板块，讲解科学记数法，演示 40000km 转化为 4×10 km，简单举例大小数的科学记数写法。
学生活动：记录三组核心数据，跟着教师练习科学记数法换算，完成教材思考计算题：平均臂展 1.5m，环抱赤道需要多少学生。
设计意图：区分古代粗略测算和现代精准测量，落实数据记忆与数学工具运用，完成教材实操计算题。
知识点：地球两极稍扁、赤道略鼓；赤道半径 6378km，两极半径 6357km，赤道周长约 4 万千米；科学记数法表示大数。
三、课堂练习
（一）选择题（3 道）
1. 下列现象不能证明地球是球体的是（）
A. 远去船只船身先消失 B. 月食时月球上地球影子弧形
C. 太阳东升西落 D. 人造卫星拍摄地球全景照片
2. 人类历史上首次完成环球航行，证实地球是球体的航海家是（）
A. 亚里士多德 B. 麦哲伦 C. 埃拉托色尼 D. 加加林
3. 关于地球形状和大小说法正确的是（）
A. 地球是完美正圆球 B. 两极半径大于赤道半径
C. 赤道周长约 4 万千米 D. 赤道半径约 6357 千米
（二）判断题（3 道）
1. 古人认为 “天圆地方” 是完全没有依据的错误猜想。（）
2. 亚里士多德通过观察月食，推测地球是球体。（）
3. 埃拉托色尼测算出的地球周长和现代测量数值差距极大。（）
（三）情境应用题（3 道）
1.海边观察远处驶来轮船，总是先看见桅杆，再看见船身，请用本节课知识解释该现象。
2.计算：地球赤道周长约 40000km，初中生平均臂展 1.5m，若手拉手沿赤道环抱地球，大约需要多少名学生？写出计算过程。
3.简述人类认识地球形状经历的四个关键阶段，并分别写出对应证据。
参考答案
选择：1.C 2.B 3.C
判断：1.× 2.√ 3.×
情境题：
1. 地球是球体，海面是弧形，低处船身会被曲面遮挡，高处桅杆先露出。
2. 40000km=40000000m，40000000÷1.5≈26666667 名
3. ①古人：天圆地方，肉眼直观感受；②古希腊猜想：毕达哥拉斯提出球体猜想，亚里士多德月食弧形影子佐证；③麦哲伦环球航行，实地航行实证；④现代航天：卫星、太空照片直观证实。
四、课堂小结
今天我们梳理了人类认识地球的漫长历程，从古人天圆地方，到月食、船只等现象推测，麦哲伦航行实践证明，再到太空影像直观确认。地球是两极稍扁、赤道略鼓的球体，赤道周长约 4 万千米。科学认知离不开证据，技术发展会不断更新我们对世界的认识。
五、板书设计
第 1 节 认识地球
一、地球的形状（认识历程）
1. 古人：天圆地方（地平说）
2. 推测证据：船只远去、月食弧形影子
3. 实践证明：麦哲伦环球航行（1519-1522）
4. 直观实证：人造卫星太空照片
二、地球的大小
1. 形态：两极稍扁、赤道略鼓椭球体
2. 数据：赤道半径 6378km；两极 6357km；赤道周长≈4×10 km
3. 古人测算：埃拉托色尼光影测周长
六、教学反思
（一）成功之处
1. 多段短视频、模拟小实验降低抽象知识难度，学生对证明地球球体的各类证据理解清晰，课堂小组讨论参与度高；
2. 按照 “猜想 — 推测 — 实践 — 直观验证” 时间线梳理认知历程，逻辑清晰，学生能自主梳理完整过程；
3. 结合航海史实、航天故事渗透科学精神，情感目标落地，学生能说出探索需要坚持、科学不断发展等启示。
（二）不足之处
1. 埃拉托色尼光影测算几何原理偏抽象，部分基础薄弱学生无法理解 7.2° 对应 1/50 圆的逻辑，讲解节奏偏快；
2. 科学记数法与数学计算融合练习时间不足，部分学生单位换算时忘记千米、米进制转换；
3. 课堂情境计算留给学生独立演算时间较短，多依靠教师带领计算，缺少自主思考过程。
（三）教学改进建议
1. 下次授课提前准备圆形纸片、量角器，课堂动手拆分圆形，直观展示 7.2° 为整圆 1/50，拆解测算难点；
2. 增加 5 分钟专项换算小练习，区分千米、米单位，单独巩固科学记数法；
3. 计算题预留 3 分钟独立演算时间，让学生先自主计算，再统一订正，减少教师代算；
4. 拓展补充生活实例：登高望远、不同地区星空差异，丰富学生举证素材。(共31张PPT)
最新版七年级上册
第三章 广袤浩瀚的宇宙
3.1.1《认识地球》
——地球的形状+地球的大小
地球是人类赖以生存的家园，它是浩瀚宇宙中的一颗行星，与太阳系的其他行星、小行星、彗星等天体一起绕太阳运转。在太阳系以外更加空旷的空间，还分布着众多的天体，它们与太阳系一起构成了庞大的银河系。银河系也只是宇宙中上千亿个相互远离的星系中的普通一员。
人们是如何认识地球、太阳系与宇宙的？对它们有着怎样的了解？
（一）导入新课
船队耗时 1082 天绕地球一周，这次航行有什么划时代意义？古时候人们认为大地是平的，为什么这次航行能推翻古人观点？
地球（Earth）是人类的家园。地球的形状是怎样的？人类很早就在探索地球，并提出过种种看法。今天，我们知道地球是一个球体，但人类对这个问题的认识却经历了漫长的历程。
（二）新课讲授
板块 1：地球的形状
大地是平面？
公元前6世纪，古希腊数学家毕达哥拉斯（Pythagoras）首先提出了地球是球体的猜想。过了2个世纪，古希腊科学家亚里士多德（Aristotle）通图 3 .1-1 观察远去的船只第 3 章 广袤浩瀚的宇宙 93过多次对月食的观察，发现大地投射到月球上的影子总是弧形的，由此，他推测地球是个球体。
1519年，航海家麦哲伦（F. Magellan）率领船队，经过长达3年的海上航行，完成了人类历史上第一次环绕地球航行一周的壮举，他们用自身实践证实了地球是球体，结束了人们关于地“方”与地“圆”的争论。
20 世纪，人类发射人造地球卫星、载人航天器，从太空中拍到地球的照片，确证地球是一个球体，照片上面有蓝色的海和白色的云。苏联宇航员加加林（Y. Gagarin）是人类历史上第一个在太空目睹地球是个球体的人。
1. 你还能列举验证地球是个球体的现象和方法吗？
1.月食时地球的影子：发生月食时，投射在月球上的地球阴影永远是弧形。只有球体的投影才会全程呈圆弧，平板物体影子是直线。
2.不同地方看到的星空不一样：往南北方向长途行走，会发现头顶的星星发生变化：往北走，北极星高度变高，南方部分星星彻底消失；往南走北极星变低，能看见北方看不到的南天星座。平面地球所有人星空应完全相同。
3.登高望远：站得越高，能看到更远的地平线。平地视线受地面遮挡，高处越过球面遮挡，视野范围变大，平面不存在这个效果。
2. 从人类认识地球形状的过程中，你得到什么启示？
1.科学认知不是一成不变的，是不断发展完善的。
2.实践是检验真理的唯一标准。
3.敢于质疑固有认知，不盲从传统观点。
4.科技进步推动人类认知边界拓展。
5.探索要有坚持不懈、不怕牺牲的精神
人类认识地球四阶段：天圆地方→推测球体→环球航行实证→太空直观证明；证明地球是球体的各类现象。
知识点
当人们认识到脚踩着的可能是一个球体以后，自然会问，这个球到底有多大？人类生活的区域占据了球面上的多少面积？在人们还没有能力环游地球的情况下，如何测量地球的大小呢？
板块 2：地球的大小
（二）新课讲授
现代科学技术测量表明，地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的球体。它的赤道半径约为6378 km，两极方向的半径约为6357km，相差极小。地球的赤道周长约为4×104 km。
测量地球的周长
古希腊学者埃拉托色尼假定地球是一个球体，同一时间在地球的不同地方，太阳光与地面的夹角是不同的。那么，只要测出两地的太阳光与地面的夹角的差和两地之间的距离，就可以算出地球的周长。
他听人说，在埃及的塞尼城（今为阿斯旺），夏至日正午的阳光可以直射到井底，表明太阳光正好直射在该处的地面。他又测出夏至日正午亚历山大一根垂直杆的杆长和影长，可算出太阳光与杆之间的夹角，再测出塞尼城到亚历山大的距离，这样他就算出了地球的周长。
如图3.1-6所示，埃拉托色尼算出这个夹角等于圆的，所以地球的周长应该等于两座城市之间的距离乘50。他算出的地球周长的数值为25万希腊里，约合4×104 km，与我们现在测得的数值非常接近。
假如初中学生的平均臂展为1.5 m，让大家沿着赤道手拉手合抱地球，大约需要多少名初中生？
地球赤道半径：R≈6371 km=6371000 m
赤道周长公式：C=2πR
每名学生臂展：1.5 m
计算赤道周长：C=2×π×6371000≈40030173.59 m
人数= =≈26686782
地球大小核心数据；埃拉托色尼测周长原理；科学记数法表示大数。
知识点
课堂练习
1. 下列现象不能证明地球是球体的是（ ）
A. 远去船只船身先消失 B. 月食时月球上地球影子弧形
C. 太阳东升西落 D. 人造卫星拍摄地球全景照片
2. 人类历史上首次完成环球航行，证实地球是球体的航海家是（ ）
A. 亚里士多德 B. 麦哲伦 C. 埃拉托色尼 D. 加加林
3. 关于地球形状和大小说法正确的是（ ）
A. 地球是完美正圆球 B. 两极半径大于赤道半径
C. 赤道周长约 4 万千米 D. 赤道半径约 6357 千米
C
C
B
1. 古人认为 “天圆地方” 是完全没有依据的错误猜想。（ ）
2. 亚里士多德通过观察月食，推测地球是球体。（ ）
3. 埃拉托色尼测算出的地球周长和现代测量数值差距极大。（ ）
判断题
×
√
×
1.海边观察远处驶来轮船，总是先看见桅杆，再看见船身，请用本节课知识解释该现象。
地球是球体，海面是弧形，低处船身会被曲面遮挡，高处桅杆先露出。
三、情境题
2.计算：地球赤道周长约 40000km，初中生平均臂展 1.5m，若手拉手沿赤道环抱地球，大约需要多少名学生？写出计算过程。
40000km=40000000m，40000000÷1.5≈26666667 名
3.一名初中生臂展1.5m，地球赤道周长约40000km，计算大约需要多少名学生手拉手环绕赤道。
①古人：天圆地方，肉眼直观感受；②古希腊猜想：毕达哥拉斯提出球体猜想，亚里士多德月食弧形影子佐证；③麦哲伦环球航行，实地航行实证；④现代航天：卫星、太空照片直观证实。
今天我们梳理了人类认识地球的漫长历程，从古人天圆地方，到月食、船只等现象推测，麦哲伦航行实践证明，再到太空影像直观确认。地球是两极稍扁、赤道略鼓的球体，赤道周长约 4 万千米。科学认知离不开证据，技术发展会不断更新我们对世界的认识。
课堂小结
3.1.1 认识地球
一、地球的形状（认识历程）
1. 古人：天圆地方（地平说）
2. 推测证据：船只远去、月食弧形影子
3. 实践证明：麦哲伦环球航行（1519-1522）
4. 直观实证：人造卫星太空照片
二、地球的大小
1. 形态：两极稍扁、赤道略鼓椭球体
2. 数据：赤道半径 6378km；两极 6357km；赤道周长≈4×10 km
3. 古人测算：埃拉托色尼光影测周长
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