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《3.2 太阳系的组成与结构（2）——行星及其卫星》教学设计
课程名称 3.2 太阳系的组成与结构（2）——行星及其卫星 课程类型 新授课
教学目标 1.科学观念：知道行星是直接围绕太阳转动的球状天体，卫星是围绕行星、矮行星、小行星转动的天体；知道八大行星相对于地球的质量和体积；知道八大行星的主要特征（水星离太阳最近、质量最小；金星是唯一逆向自转的行星、表面平均温度约460℃；地球是目前已知唯一孕育生命的行星；火星环境最接近地球；木星体积和质量最大；土星有壮观的光环且密度小于水；天王星几乎横躺着公转、大气层温度最低；海王星离太阳最远、是“笔尖下发现的行星”）；知道小行星、彗星（彗核、彗发、彗尾，彗尾背向太阳）和流星体、流星、陨星的含义及相互关系。 2.科学思维：通过分析行星直径、自转周期、公转周期与日地距离的关系，能作出合理推理（距太阳越远公转周期越长）；理解模型是认识对象简化的概括性描述或模拟，具有描述、解释和预测的功能；通过海王星“笔尖下发现”和哈雷彗星的预言，经历“观测—理论计算—预测—观测验证”的科学探究过程。 3.探究实践：能设计并制作表示行星与太阳距离、行星相对体积大小的实物模型；能绘制彗星示意图并标注彗核、彗发、彗尾；能根据哈雷彗星公转周期（约76年）推算其下一次出现的时间；能运用信息技术观察行星并描述其突出特点。 4.态度责任：通过我国古代对哈雷彗星的长期观测记录和“中华”小行星的发现，感受中国古代天文学的积累精神；通过天问一号火星探测工程，了解我国行星探测成就，增强民族自豪感和探索宇宙的责任感。
教学重难点 （一）教学重点： 1.八大行星各自的主要特征及相对大小关系。 2.小行星、彗星、流星体及流星现象、陨星的含义；彗星的结构（彗核、彗发、彗尾）及彗尾朝向。 3.模型的含义及其描述、解释、预测的功能。 （二）教学难点： 设计并制作行星距离模型和相对体积模型；理解彗尾始终背向太阳、离太阳越近彗尾越长的原因；从行星数据表中合理推理公转周期与距太阳远近的关系。
教学过程 【环节一】情景导入 想象你是一名宇航员，正在执行一项任务，要访问太阳系内的每一个角落。你会带上什么工具？你会期待发现什么？通过模拟飞行器，穿越浩瀚的太空，探访那些我们只能在图片或电影中见到的地方。让学生带着期待进入本课对八大行星及其卫星、小行星、彗星的探索。 【环节二】新知探究 一、行星、卫星的含义 （1）核心知识点： 行星：太阳系的行星是直接围绕太阳转动的球状体。人类很早就用肉眼观察到了水星、金星、火星、木星和土星等行星。 卫星：围绕行星、矮行星、小行星转动的天体。月球是地球的卫星。 八大行星相对于地球的质量和体积：水星0.05/0.056；金星0.82/0.856；地球1/1；火星0.11/0.15；木星317.89/1316；土星95.18/745；天王星14.63/65.2；海王星17.15/57.1。体积和质量相对较大的是木星、土星等外行星；体积和质量与地球接近的是水星、金星、火星等内行星。 （2）学生活动： 阅读数据表，比较八大行星相对地球的质量和体积，说出哪些行星体积质量大、哪些与地球接近。 （3）教师指导：强调外行星（木星、土星、天王星、海王星）比内行星大得多，但即使外行星体积很大，与太阳相比仍然很小。 二、八大行星的特征 （1）核心知识点： 总体特征：所有行星都在同一平面上沿椭圆轨道运行；除金星外，所有行星的自转方向都与其公转方向相同（自西向东）。 水星：太阳系中离太阳最近的行星，比月球大不了多少，也是质量最小的行星（约0.05个地球质量）；没有天然卫星，没有空气，布满环形山；由于离太阳较近且没有空气，表面昼夜温度变化很大。 金星：又名“太白金星”“启明星”，是太阳系中唯一逆向自转的行星；质量、体积与地球相似（约0.82个地球质量）；是固体星球，表面有非常厚的大气，主要成分是二氧化碳；没有天然卫星；是颗炎热的行星，表面平均温度约为460℃。 地球：是太阳系中唯一一颗表面有液态水存在的行星，水改变着地表形态；有大气层，大气中富含氧气，供人类及其他生物生存所需；是当今人类已知的星系中唯一能够孕育和支持生命的星球。 火星：直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转周期与地球相近，公转周期约为地球的两倍；大气成分以二氧化碳为主，非常稀薄；表面温度变化范围约为-140℃～20℃；科学家观测到巨大峡谷和类似古海岸线的地貌，推断很久以前火星表面可能有大量水存在。 对火星探索的困难：距离遥远、环境恶劣（温度极低、大气稀薄、辐射强）、通信困难、能源供应困难（日照时间短、太阳能效率低）、着陆困难（对着陆器设计和控制要求高）。 木星：太阳系中体积最大、质量最大、自转最快的行星；质量是太阳的千分之一，是其他七大行星质量总和的2.5倍；是气态巨行星，主要由氢气和氦气组成；自伽利略观测到木星的四颗卫星以来，又发现许多卫星绕木星转动。 土星：太阳系第二大行星，也是唯一密度小于水的行星；与木星一样有氢气和氦气组成的大气层；有着壮观的光环，光环由绕土星运转的碎块和微粒组成；最大的卫星“土卫六”比水星还大；截至2023年12月，土星的卫星数量已达100多颗。 天王星：体积在八大行星中排第三，质量排第四；几乎横躺着围绕太阳公转，拥有卫星；大气主要成分是氢气、氨气、甲烷；是太阳系内大气层温度最低的行星，最低温度约为-224℃；是人类使用望远镜发现的第一颗行星。 海王星：太阳系中离太阳最远且寒冷的蓝色大行星，大气以氢气和氦气为主，有微量甲烷；被称为“笔尖下发现的行星”——人们观测到的天王星轨道与牛顿理论计算结果有偏差，两位年轻天文学家根据天王星的观测资料和牛顿理论各自独立计算出这颗“新行星”的运行轨道，天文学家在预测位置观测到了它，命名为海王星。 （2）学生活动： 按“由近及远”顺序梳理八大行星，归纳每颗行星最突出的特点（距太阳最近／唯一逆向自转／唯一存在生命／与地球最接近／体积质量最大／光环与密度小于水／横躺公转与温度最低／离太阳最远）。 讨论：对火星的探索需要克服哪些困难？ 讨论：为什么把海王星称为“笔尖下发现的行星”？这一发现过程说明了什么？ （3）教师指导：用对比表格突出每颗行星的“最”；讲清海王星发现体现的“理论计算→预测位置→观测验证”的科学方法，强调科学理论对观测的指引作用。 三、天问一号与火星探索（科学阅读） （1）核心知识点： 2020年4月24日，中国行星探测工程被正式命名为“天问”系列，代表着从古到今中国人对未知的不懈探索；天问系列的第一项任务就是火星探测。 天问一号探测器搭载探地雷达、高分辨率相机、矿物光谱仪等13个有效载荷，通过太阳能电池板供电；主要任务是对火星的地表、大气等进行初步分析，同时寻找水和生命的痕迹，解答“火星上是否曾经孕育过生命”这一人类关心的问题。 （2）学生活动： 阅读科学阅读材料，梳理天问一号的任务、载荷和科学目标。 （3）教师指导：结合祝融号火星车的工作情况，介绍我国火星探测的最新进展，激发学生的探索热情。 四、模型与实践活动 （1）核心知识点： 模型：人们为了某种特定目的，对认识对象（系统）所做的一种简化的概括性的描述或模拟；可以是定性的，也可以是定量的，但需要体现原有对象某些本质的特征，如细胞模型、太阳系模型、月—地模型；模型具有描述、解释和预测等功能。 （2）学生活动： 绘制太阳系及八大行星示意图。 设计并制作两个实物模型：一个表示各行星与太阳之间的距离，另一个表示各行星与太阳相对体积的大小（可借助行星与太阳的相对体积数据按比例选取球体）。 运用信息技术，选择合适的软件观察水星、金星、火星、木星和土星，并填写各突出特点（水星：距太阳最近；金星：唯一逆向自转；火星：“红色行星”；木星：体积最大、质量最大、自转最快；土星：卫星数量最多）。 （3）教师指导：引导学生体会两个模型的差异——距离模型体现的是空间位置关系，体积模型体现的是大小比例关系，体会模型“简化但抓住本质特征”的特点；提醒模型与真实系统的差距（真实距离和体积差异无法在同一模型中同时体现）。 五、小行星和彗星 （1）核心知识点： 小行星：太阳系中类似行星环绕太阳运动，但体积和质量比行星小得多的天体。 小行星带：太阳系中数以万计的小行星，大部分集中在火星和木星之间，形成小行星带；小行星的运行轨道一旦发生变化，就有可能被行星俘获并发生剧烈撞击。 1928年我国天文学家张钰哲发现一颗小行星，被命名为“中华”，是第一颗由中国人发现的小行星。 彗星：亮度和形状会随着与太阳距离的变化而变化，并围绕太阳运动的天体；由彗核、彗发、彗尾（朝向：背向太阳）三部分组成；绕太阳公转时彗尾朝向始终背着太阳，离太阳越近彗尾越长（扫帚尾巴越明显，说明太阳风越强）。 哈雷彗星：英国天文学家哈雷运用牛顿理论计算彗星轨道，发现1531年、1607年、1682年出现的三颗彗星轨道相同，推断是同一颗星，绕太阳运行周期约为76年，并预言它将于1758年底或1759年初再次出现；1759年3月这颗彗星果然再次出现，被称为哈雷彗星，显示出科学理论的强大预测能力。 我国古代的彗星观测：早在公元前613年我国就有哈雷彗星的记载；古人记录了10个世纪中哈雷彗星每次出现的时间，但由于它76年才出现一次，无法关联这些现象证明多次看到的是同一颗彗星。 彗星的撞击：1994年苏梅克—列维9号彗星以2.1×10 km/h的速度撞击木星，撞击后木星表面升起宽阔尘云，高温气体冲至1000km高度，并留下地球般大小的痕迹。 （2）学生活动： 绘制彗星示意图，并在图中标注彗核、彗发和彗尾。 收集彗星资料，查上一次哈雷彗星出现的时间（1986年），推算下一次出现的时间（1986+76=2062年前后）。 讨论：恐龙的绝迹可能是小行星撞击地球引起的——谈谈你的看法（撞击引起全球火山喷发和海啸，火山灰在大气层停留多年，植物大量死亡，恐龙因食物短缺而死亡）。 （3）教师指导：强调彗尾始终背向太阳（受太阳风影响）；对比哈雷的预言成功与我国古人的长期记录，体会科学理论与持续观测积累的价值。 六、流星体与流星现象 （1）核心知识点： 流星体：太阳系中许多绕太阳公转的固体小块。 流星现象：流星体闯入地球大气层时，与大气摩擦燃烧、发光而划亮夜空的现象。 陨星：没有烧尽的流星体降落到地球表面。 陨石：主要由岩石构成的陨星，其他还有陨铁。 流星雨：夜空中许多流星从一个辐射点发射出来的天文现象，一般是彗星分裂出的碎片形成的流星群体受地球引力进入大气层摩擦燃烧形成；数量特别庞大的流星雨每小时流星可能超过1000颗。 英仙座流星雨：斯威夫特—塔特尔彗星的尘埃和碎屑进入大气层燃烧发光产生；该彗星每130年绕太阳公转一圈，每年8月地球穿过其公转轨道，辐射点位于英仙座γ星附近。 （2）学生活动： 辨析流星体、流星现象、陨星、陨石四个概念的区别与联系，完成概念填空。 阅读“流星雨”材料，解释英仙座流星雨形成的原因。 （3）教师指导：用“空中燃烧—落地残骸”的链条帮助学生区分流星与陨石；强调流星是大气现象，陨星才是落到地面的天体。 【环节三】课堂小结 引导学生回顾本课核心内容：行星和卫星的含义是什么？八大行星各有什么突出特点？模型有什么功能？小行星、彗星、流星体各有什么特点？学生梳理知识框架，教师总结强调八大行星的“最”和彗尾背向太阳的规律。 【环节四】作业设计 完成课件“小试牛刀”练习： 1.关于“祝融号”与火星的推测正确的是（A）火星上也有四季变化（火星自转轴倾角与地球相近）。 2.关于开普勒186F行星，正确的推断是（B）该行星上可能有液态水（与地球质量、体积相近）。 3.对太阳系行星运行周期进行合理推理的是（D）行星距离太阳越远，公转周期越长。 4.（1）标出木星和哈雷彗星的绕日公转方向（自西向东）；（2）哈雷彗星运行到A点（近日点）时彗尾最长；（3）哈雷彗星绕日公转一周时，地球绕日公转约76圈；（4）木星表面最引人注目的是大红斑，它实际上是木星大气中的大漩涡。 5.太阳系局部示意图：（2）②为火星；（3）与金星距离最近的行星是火星；（4）金星表面平均温度很高的主要原因是离太阳较近（且厚大气层的保温作用）；（5）图中有生命存在的星球是地球。 6.不支持“地球是太阳系中一颗普通行星”的是（C）地球是太阳系八大行星中唯一一颗有生命存在的行星。 7.（1）太阳系的中心天体是太阳；（2）凌日照片不可能是火星凌日（火星轨道在地球轨道之外）；（3）火星探测器飞向图中代表火星的序号。
板书设计 3.2 太阳系的组成与结构（2）——行星及其卫星 一、行星与卫星 1.行星：直接绕太阳转动的球状体；卫星：绕行星等转动的天体 二、八大行星的特征 水星：距太阳最近、质量最小；金星：唯一逆向自转、表面约460℃ 地球：唯一有液态水和生命的行星；火星：环境最接近地球 木星：体积质量最大、自转最快；土星：光环、密度小于水 天王星：横躺公转、大气温度最低（-224℃）；海王星：离太阳最远、“笔尖下发现” 三、模型：简化的概括性描述或模拟——描述、解释、预测 四、小行星与彗星 1.小行星带：火星与木星之间；“中华”小行星（张钰哲，1928） 2.彗星：彗核、彗发、彗尾（背向太阳；越近越长） 3.哈雷彗星：周期约76年；我国公元前613年已有记载 五、流星体→流星（大气摩擦燃烧）→陨星（落到地面）→陨石/陨铁
教学反思 1. 效果评估： （1）知识掌握：大部分学生能说出八大行星的突出特点，能区分流星体、流星、陨星、陨石；部分学生对行星相对质量体积数据的记忆不够扎实。 （2）探究实践：绘制彗星示意图和推算哈雷彗星出现时间的活动完成效果好；设计制作距离模型和体积模型时，学生对“两个模型不能合一”的矛盾体会较深。 （3）思维培养：通过海王星“笔尖下发现”和哈雷彗星预言的案例，学生初步体会了理论计算指导观测的科学方法，推理能力得到锻炼。 （4）态度责任：通过我国古代彗星记录、“中华”小行星和天问一号工程，学生的民族自豪感和对行星探测的关注度明显提高。 2. 改进方向： （1）八大行星特征可制作“找不同”配对游戏，提高记忆效率。 （2）距离模型与体积模型的制作可给出更具体的比例尺示例（如太阳用篮球，地球用芝麻），降低操作难度。 （3）彗尾朝向可结合视频动画演示彗星绕日一周彗尾的变化，突破难点。 （4）可增加对行星探测任务（天问一号、祝融号）的延伸阅读，鼓励学生关注我国航天动态。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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