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高中地理必修一第一章第一节《地球的宇宙环境》教学设计
一、教材分析
本节是高中地理的开篇，为学生认识地球的宇宙位置和自然环境奠定基础。教材首先介绍宇宙中的天体及天体系统层次，从地月系、太阳系到银河系、可观测宇宙，建立空间尺度概念；其次分析行星地球的普通性与特殊性，重点阐述地球存在生命的条件；最后提出保护地球宇宙环境的责任。本节内容既是自然地理的基础，也是培养学生宇宙观和人地协调观的重要载体。
二、学情分析
高一学生在初中已接触过地球与宇宙的初步知识，对太阳系八大行星、月球等有基本印象，但对天体系统的层级结构、地球特殊性的深层原因缺乏系统认识。学生通过新闻对“中国空间站”“嫦娥探月”“天问探火”等航天成就有所了解，但未能与教材知识建立联系。教学中需借助直观图像和最新航天案例，帮助学生建立空间思维。
三、核心素养目标
地理实践力：运用示意图描述天体系统的层次结构，提升空间表达能力。
综合思维：从位置、体积、质量、宇宙环境等角度综合分析地球存在生命的条件。
人地协调观：认识地球是目前已知唯一存在高级智慧生命的星球，树立保护地球宇宙环境的责任感。
四、教学重难点
教学重点：天体系统的层次结构；地球存在生命的条件。
教学难点：理解地球的普通性与特殊性；宇宙环境安全性的含义。
五、教学方法
图示法：展示天体系统层次图、太阳系模式图。
比较法：对比八大行星的公转特征和物理特征。
案例分析法：结合我国航天成就分析地球的宇宙环境。
小组合作法：探讨地球存在生命的条件。
六、课堂导入
教师活动：同学们，上课之前，我先给大家讲一件刚刚发生的事情。
教师讲述：
就在今年——2026年2月10日，中国“羲和二号”太阳探测器成功抵达日地拉格朗日L5点，这是人类历史上首个运行在该位置的太阳探测器。它将在距离地球1.5亿公里的地方，持续监测太阳活动和日地空间环境。
同学们可能会问：1.5亿公里是多远？打个比方，如果地球和太阳之间是一条高速公路，限速120公里每小时，开车需要140多年才能到。而我们此刻坐在教室里，太阳光从太阳表面出发，只需要大约8分20秒就能照到我们的课桌上。
就是这束光，给了地球光和热，让万物生长。但同样是这束光，如果距离再近一点点，地球就会变成滚烫的火炉；如果再远一点点，地球又会变成冰冷的雪球。
教师提问：
同学们想一想：地球和太阳的距离，是巧合还是必然？为什么偏偏是地球，而不是金星、火星，成了生命的家园？地球在宇宙中到底处在什么位置？
学生回答：距离刚好合适、地球不大不小……
教师讲述：
同学们说得有道理。地球之所以成为生命的家园，跟它在宇宙中的位置密切相关。今天，我们就一起来探究——地球的宇宙环境。
七、教学过程
总议题：地球在宇宙中处于什么位置？为什么地球能成为生命的家园？
议题一：地球在宇宙中位于何处？
本议题教学目标：掌握天体和天体系统的概念；描述天体系统的层次结构。
（一）教师讲授
1. 天体与天体系统。
教材要点：
宇宙中的物质存在形式统称为天体，包括恒星、星云、行星、流星体、彗星、星际物质等。
运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统。天体系统有不同的级别。
解读：天体是宇宙中物质的存在形式，分为自然天体和人造天体（如人造卫星）。天体之间因引力作用形成层级结构，从低到高依次为地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙。
举个例子：
例：2026年2月10日，“羲和二号”探测器抵达日地拉格朗日L5点，它本身就是一颗人造天体。它与地球、太阳之间存在着引力平衡关系，共同构成了太阳系的一部分。而2025年5月，中国“嫦娥六号”探测器从月球背面采集样品返回地球，嫦娥六号环绕月球运动，与月球、地球共同构成地月系的一部分。这些航天器虽然是人类制造的，但它们一旦进入太空，就成为宇宙中的天体，遵循着天体运动的规律。
2. 天体系统的层次。
教材要点：
地月系由地球和月球组成，月地距离约38.4万千米。
太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星等构成，太阳质量占99.86%。
银河系由1000亿颗以上恒星组成，直径约10万光年。
银河系和河外星系统称为可观测宇宙。
解读：天体系统层次分明，逐级包容。地球是地月系的中心，太阳是太阳系的中心，银河系是太阳所在的恒星系统。
举个例子：
例：2025年12月，欧洲航天局发布盖亚探测器最新数据，绘制了迄今最精确的银河系三维星图，确认银河系直径约10万光年，太阳距银心约2.6万光年。“羲和二号”所在的日地距离1.5亿公里，放在银河系尺度下，连一根头发丝的宽度都算不上。如果我们把太阳系比作一个半径为1米的圆盘，那么银河系就是一个直径约600公里的巨大圆盘。由此可见，地球在宇宙中极其渺小。
（二）师生活动
议学情境：展示材料。
材料一：2026年2月10日，中国“羲和二号”太阳探测器成功抵达日地拉格朗日L5点，日地距离约1.5亿公里。2025年5月，嫦娥六号完成人类首次月球背面采样返回，月地距离约38.4万千米。
材料二：2025年12月，欧航局盖亚探测器数据确认银河系直径约10万光年，太阳距银心约2.6万光年。
材料三：天体系统层次示意图（地月系→太阳系→银河系→可观测宇宙）。
议学任务：
结合材料一，说明什么是天体系统？地月系由哪两部分组成？“羲和二号”属于哪个天体系统？
结合材料二，计算光从太阳跑到银河系边缘大约需要多少万年？（提示：光速约30万千米/秒）
参照材料三，按从低到高顺序说出地球所在的天体系统层次。
学生活动：4人小组讨论，3分钟后派代表发言。
预设学生回答：
天体系统是运动中的天体相互吸引、相互绕转形成的。地月系由地球和月球组成。“羲和二号”属于太阳系。
银河系半径约5万光年，太阳距银心2.6万光年，太阳到银河系边缘约2.4万光年，光需要2.4万年。
地月系→太阳系→银河系→可观测宇宙。
教师总结：地球在宇宙中的位置可以概括为：地球是地月系的中心天体，是太阳系的一颗行星，太阳是银河系中上千亿颗恒星之一，而银河系只是可观测宇宙中无数星系中的一个。宇宙浩瀚，地球微小。“羲和二号”飞了1.5亿公里，在太阳系内已经算是远行，但在银河系尺度下根本不值一提。
议题二：地球是一颗什么样的行星？
本议题教学目标：理解地球的普通性与特殊性；掌握地球存在生命的条件。
（一）教师讲授
1. 地球的普通性。
教材要点：
太阳系八颗行星分为类地行星（水、金、地、火）、巨行星（木、土）、远日行星（天、海）。
八颗行星公转具有同向性、共面性、近圆性。
从距日远近、体积、公转方式看，地球只是一颗普通的行星。
解读：地球在太阳系中并不特殊。它的体积、质量、轨道位置在八颗行星中都属于中等水平。如果把太阳系比作一个大家庭，地球就是那个“普通的孩子”。
举个例子：
例：2025年7月，美国宇航局“朱诺”号探测器最新数据显示，木星的体积是地球的1300多倍，质量是地球的318倍。相比之下，地球显得十分“袖珍”。“羲和二号”监测的太阳，质量占整个太阳系的99.86%，地球加上其他所有行星、卫星、小行星、彗星加起来，只占剩下的0.14%。但从公转特征看，地球和其他行星一样自西向东绕太阳公转，轨道倾角很小，偏心率也很小。这说明地球在太阳系中并无特权。
2. 地球的特殊性——存在生命。
教材要点：
地球是八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球。
条件：适宜的温度、液态水、适合呼吸的大气；安全的宇宙环境（大小行星各行其道、太阳稳定）。
解读：地球的特殊性源于“恰到好处”。距日适中→温度适宜；体积质量适中→吸附大气；液态水的存在→生命之源。此外，大小行星的轨道互不干扰，太阳长期稳定，为生命演化提供了安全保障。
举个例子：
例：2026年2月10日，“羲和二号”抵达L5点的首要任务之一，就是监测太阳风暴和耀斑活动，提前预警可能影响地球的太阳爆发事件。为什么需要监测？因为太阳的稳定是地球生命存续的前提。如果太阳活动剧烈到一定程度，地球的大气层可能被剥离，生命将无法生存。2025年4月，中国科学院紫金山天文台宣布发现一颗位于“宜居带”内的系外行星，但它的大气成分与地球相差甚远，不具备孕育高级生命的条件。这再次印证了地球条件的苛刻——距日1.5亿千米、质量5.97×10 千克、大气中21%的氧气，这些数值的任何微小变动都可能使生命无法诞生。正如科学家所说：“地球是宇宙中亿万分之一的可能性。”
3. 保护地球宇宙环境。
教材要点：
航天活动日益频繁，太空垃圾增多。
地球的宇宙环境亟待保护，是全人类共同的责任。
解读：人类在探索宇宙的同时，也在制造太空垃圾——废弃卫星、火箭残骸等。这些碎片高速飞行，威胁航天器和宇航员安全。保护地球的宇宙环境，就是保护人类未来的生存空间。
举个例子：
例：2025年3月，国际空间站紧急调整轨道，躲避一块来自中国长征火箭残骸的太空碎片。据欧空局统计，目前地球轨道上直径大于10厘米的太空碎片超过3.6万个，总质量超过9000吨。这些碎片如同“定时炸弹”，随时可能撞击正常运行的卫星。2026年，“羲和二号”在奔赴L5点的途中，也需要精确计算轨道，避开沿途的太空碎片。保护宇宙环境，刻不容缓。
（二）师生活动
议学情境：展示材料。
材料一：2025年7月，朱诺号数据显示木星体积是地球的1300多倍，太阳质量占整个太阳系的99.86%。
材料二：2026年2月10日，“羲和二号”抵达L5点，首要任务是监测太阳活动，预警太阳风暴。2025年4月，紫金山天文台发现一颗“宜居带”系外行星，但大气不适合生命。
材料三：2025年3月，国际空间站躲避长征火箭碎片；欧空局统计太空碎片超3.6万个。
议学任务：
结合材料一，说明地球的普通性体现在哪些方面？
结合材料二，分析地球存在生命的条件有哪些？“羲和二号”监测太阳活动说明了什么？
结合材料三，谈谈保护地球宇宙环境的意义。
请各组讨论：如果地球的轨道向外移动10%，会对生命产生什么影响？
学生活动：4人小组讨论，4分钟后派代表发言。
预设学生回答：
普通性：距日远近适中但不独特；体积质量中等；公转方向、轨道面、形状与其他行星一致。
生命条件：距日适中→温度适宜（平均15℃）；体积质量适中→有适宜大气；液态水存在；安全的宇宙环境（大小行星各行其道、太阳稳定）。“羲和二号”监测太阳活动说明太阳稳定性对地球生命至关重要。
保护宇宙环境：太空垃圾威胁航天安全；航天活动日益频繁；地球是人类唯一家园；全人类共同责任。
如果地球轨道外移10%，日地距离约1.65亿千米，地表温度会下降，可能导致全球冰封，液态水减少，生命难以维持。
教师总结：地球既普通又特殊。普通在于它与其他行星一样遵循宇宙规律；特殊在于它恰好具备了生命所需的一切条件——温度、水、大气、安全环境。“羲和二号”监测太阳活动，本质上就是在守护这份来之不易的条件。而这些条件正在被太空垃圾侵蚀。保护地球，就是保护我们自己。
八、课后练习
一、单项选择题
下列天体系统中，级别最低的是（ ）
A. 银河系
B. 太阳系
C. 地月系
D. 可观测宇宙
【解析】 本题答案为C。天体系统级别从低到高依次为地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙。故选C。
地球是太阳系中一颗特殊的行星，主要表现在（ ）
A. 体积最大
B. 距太阳最近
C. 存在高级智慧生命
D. 公转方向与众不同
【解析】 本题答案为C。地球的特殊性在于它是目前已知唯一存在高级智慧生命的星球。A项错误，木星体积最大；B项错误，水星距太阳最近；D项错误，地球公转方向与其他行星相同。故选C。
2026年2月10日，“羲和二号”探测器成功抵达日地拉格朗日L5点。该探测器属于（ ）
A. 自然天体
B. 人造天体
C. 恒星
D. 星云
【解析】 本题答案为B。“羲和二号”是人类制造的航天器，进入太空后成为人造天体。A项错误，自然天体是宇宙中自然存在的物质；C、D项错误，恒星和星云是自然天体。故选B。
二、材料分析题
阅读材料，完成下列要求。
材料一：2026年2月10日，中国“羲和二号”太阳探测器成功抵达日地拉格朗日L5点，日地距离约1.5亿公里。2025年5月，嫦娥六号完成人类首次月球背面采样返回，月地距离约38.4万千米。
材料二：2025年4月，紫金山天文台发现一颗位于“宜居带”内的系外行星，但大气成分与地球相差甚远，不具备孕育高级生命的条件。
材料三：2025年3月，国际空间站躲避长征火箭碎片。欧空局统计，地球轨道上直径大于10厘米的太空碎片超过3.6万个。
（1）根据材料一，说明地月系的组成及中心天体。“羲和二号”属于哪个天体系统？
（2）根据材料二，分析地球存在高级智慧生命的条件。
（3）根据材料三，简述太空垃圾的危害及保护宇宙环境的措施。
（4）综合三则材料，谈谈你对“地球是人类唯一的家园”的理解。
【参考答案】：
（1）地月系由地球和月球组成，地球是中心天体，月球围绕地球运动。“羲和二号”属于太阳系。
（2）地球存在生命的条件：①距日适中，温度适宜（平均15℃）；②体积质量适中，吸引住大气层；③有液态水存在；④安全的宇宙环境——大小行星各行其道、太阳长期稳定。
（3）太空垃圾危害：高速飞行，可能撞击航天器，威胁宇航员安全和卫星正常运行。保护措施：减少太空垃圾产生，回收废弃卫星，国际合作制定太空交通规则等。
（4）地球是目前已知唯一存在高级智慧生命的星球，条件极为苛刻；人类航天活动正在污染宇宙环境；保护地球的宇宙环境是全人类共同的责任。
九、教学总结
本节课以2026年2月10日“羲和二号”成功抵达日地拉格朗日L5点这一最新航天成就为线索贯穿始终。议题一通过“羲和二号”的日地距离和嫦娥六号的月地距离，帮助学生建立从地月系到可观测宇宙的层次概念，理解地球在宇宙中的渺小。议题二通过“羲和二号”监测太阳活动的使命引出太阳稳定性对地球生命的意义，结合木星对比、系外行星发现和太空碎片事件，阐明了地球的普通性与特殊性，重点分析了生命存在的温度、水、大气和安全宇宙环境四大条件，并引出保护宇宙环境的紧迫性。两个议题环环相扣，既培养了学生的空间思维能力，又强化了人地协调观念。
十、板书设计
第一章 宇宙中的地球 第一节 地球的宇宙环境
议题一：地球在宇宙中位于何处？
天体与天体系统
天体：恒星、星云、行星、彗星、人造天体等
天体系统：相互吸引、相互绕转
天体系统层次
地月系（地球+月球，38.4万km）
太阳系（太阳质量99.86%，“羲和二号”所在地）
银河系（10万光年，太阳距银心2.6万光年）
可观测宇宙（银河系+河外星系）
议题二：地球是一颗什么样的行星？
普通性
类地行星、巨行星、远日行星
同向性、共面性、近圆性
特殊性——存在生命
温度：距日适中（1.5亿km）
大气：体积质量适中
水：液态水
安全宇宙环境（太阳稳定→“羲和二号”监测）
保护宇宙环境
太空垃圾威胁
全人类共同责任
核心结论：地球是宇宙中普通而特殊的家园，需要珍惜和保护
十一、教学反思
本节课以2026年2月10日“羲和二号”成功抵达日地拉格朗日L5点为导入，时效性极强，瞬间抓住了学生的注意力。以“羲和二号”为主线贯穿全课——从日地距离引出天体系统层次，从监测太阳活动引出地球生命条件，从轨道避障引出太空垃圾问题——案例高度聚焦，逻辑连贯。嫦娥六号、朱诺号、紫金山天文台发现、国际空间站避让碎片等辅助案例均为2025—2026年最新事件，整堂课充满了时代气息。
不足之处：学生对“拉格朗日L5点”这一概念较为陌生，需要额外解释；“羲和二号”与地球生命条件之间的逻辑关联还可以挖掘更深。课堂讨论时间略紧，学生对“保护宇宙环境”的讨论不够充分。
改进方向：下次授课前可播放一段“羲和二号”发射和抵达L5点的简短新闻报道视频，增强沉浸感；在讲解拉格朗日点时，可用“引力平衡点”的通俗类比帮助学生理解；增加“假如我是羲和二号设计师”的角色扮演活动，让学生思考如何设计探测任务来保护地球的宇宙环境。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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