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人类认识的宇宙
教学设计
教学思路
“人类认识的宇宙”是高中地理新教材第一单元的第一节，从知识构成来看，包括有人类目前观测到的宇宙和宇宙中的地球两大部分，前者介绍了天体、恒星、星云、彗星以及地月系、太阳系、银河系、总星系等概念，后者则具体分析了地球上生物存在的有利条件。指出地球是宇宙中一个既普通又特殊的行星，前者是本章教学的难点，后者是本章教学的重点。在教学过程中，我们首先要利用插图、幻灯片或其它媒体，结合学生的生活经验，让学生初步掌握常见天体的物理性质和基本特点，然后理清宇宙中不同天体系统之间的层次关系，掌握地球上出现生命的有利条件，帮助学生建立起一个比较完整的宇宙观，使其对地球的宇宙环境有一个初步的认识，为今后学习有关人与环境方面的内容奠定基础。
教学过程
［导入新课］ 晴朗的夏夜，地面景物因夜色的降临而暗淡的时候，星空世界却开始显赫起来，那交相辉映的繁星在天上构成了宛如华灯初上的闹市，各种奇妙的景象把人们的视线引向了无限的宇宙。
［板书］ 第一单元　宇宙环境
［板书］ 第一节　人类认识的宇宙
什么叫宇宙，古人认为：天地四方谓之宇，天地四方指的是上、下、前、后、左、右，也就是空间；往古来今谓之宙，指的是时间，宇宙在空间方面是无边无际的，在时间上是无始无终的，唯物主义认为运动是物质最本质的属性，世界上没有物质不运动，也没有不运动的物质，空间是物质运动的广延性，时间是物质运动的连续性，运动着的物质将时间和空间结合在一起，就成为我们所说的宇宙。宇宙是一个永恒的、无限的、不断运动和发展变化中的物质世界，它包括了广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质。
［板书］ 一、宇宙是物质的
宇宙中的物质可以分成两大类，一类是呈连续的物质，例如光、电磁波；一类是呈间断性的物质，例如天体。
［板书］　１.天体
天体是宇宙中各种形态物质的通称，例如大家熟悉的太阳就是一个天体。
问：在晴朗的夜晚，我们用肉眼可以看到哪些天体？
答：月亮、星星（或恒星、行星等）、彗星、流星、人造卫星……
问：宇宙中的天体是否只有这些？
答：如果用望远镜我们将会看到更多的天体，例如遥远的星星、尘埃、气体……
问：地球是不是天体，为什么？
答：地球是一个天体，在月亮或其它天体上来看地球，地球也悬在天上。除了上述天体之外，还有一些人造天体，例如人造卫星、宇宙飞船等。我们在生活中常见的自然天体有：恒星、行星、卫星、流星、小行星以及彗星等。下面请大家看看它们的大小、质量、亮度、温度等方面的基本情况（出示投影片１，结合课本插图１.１）：
恒星　由炽热的气体所组成，本身能够发光的、近似球状的天体。例如太阳，是离地球最近的恒星，表面温度6000k，发出的光略带黄色。太阳在恒星世界里，质量、大小、年龄均处于中等地位。
行星　围绕太阳运动，本身不发可见光，近似球状的天体。行星因反射太阳光而显得明亮，九大行星的总质量也不到太阳的10％，表面温度因离太阳远近而不同，水星白天最高可达350℃，冥王星最低，在－200℃左右。
卫星　围绕行星运转本身不发光的天体。例如月球，质量只有地球的1／81，温度变化的幅度在127℃～－183°之间。
流星　行星际空间的尘埃或固体小块，闯入地球大气圈时与大气摩擦燃烧而产生的光迹。
彗星　在扁长轨道上围绕太阳运转的一种质量很小的天体，外表呈云雾状，彗核大多由冰晶以及其它尘埃物质组成。彗尾可达几千万甚至上亿千米，其中物质十分稀少，几乎和地球上的真空接近。哈雷彗星的公转周期为76年。
星云　由氢、氦、氮等气体以及尘埃物质组成的呈云雾状的天体，具有体积大、质量大、密度小的特点。例如蟹状星云，现有质量是太阳的两倍，直径在７万光年（１光年＝94,605亿千米）以上，每立方厘米只有几百个原子。
宇宙中的天体并不都孤零零的，有时两个或两个以上的天体，由于引力作用，它们互相吸引、互相绕转，形成了天体系统（指导学生阅读第３页教材）。
［板书］　２.天体系统
地球和月球互相绕转，构成了地月系，它是宇宙中最简单的一级天体系统，其平均距离为38.4万千米。比地月系高一级的是太阳系。
问：太阳系是由哪些天体所组成的呢？
答：太阳、九大行星、小行星、卫星……
问：按离太阳远近的顺序，说出九大行星的名称？
答：水星、金星、地球……
太阳系是由太阳和其它天体所组成的，太阳是太阳系的中心天体，它占有太阳系总质量的99.86％，离太阳最远的行星是冥王星，平均距离达60亿千米，大约相当于地球到太阳距离的40倍。比太阳系更高一级的天体系统是银河系，我们晚上所见到的星星都属于银河系。
问：银河系里的恒星大约有多少？银河系的范围有多大？
答：2000多亿颗、７万光年。
问：请大家考虑一下，我们在夏天夜空里看到的一条白茫茫的光带，是不是银河系，也就是说银河与银河系是不是一回事（出示幻灯片２）？
答：不是。从幻灯片上可以看出，太阳系位于银河系的内部，我们晚上看到的是背对于太阳的星空，这些星星只是银河系的一部分，不是银河系的全部，所以银河不等于银河系。
问：俗话说天外有天，银河系在宇宙中也不是独一无二的，在银河系之外还有许多规模和银河系差不多的天体系统，这些天体系统叫什么名字？
答：河外星系，简称星系。
［板书］　３.我们观测到的宇宙
目前，天文学家已经找到了数以10亿计的河外星系。最近，天文学家利用哈勃望远镜，观察到了离地球260亿光年远的星系，天文学上将银河系和现阶段能观测到的河外星系合起来叫总星系。总星系并不是我们对宇宙认识的最后边界，随着科学技术的进步，我们将看得更远……（指导学生阅读教材第３页图，找几位学生在黑板上按顺序依次写出不同级别的天体系统，如果时间充裕，附带可以告诉学生，大爆炸宇宙说中的“宇宙”一词，指的是总星系，即“我们认识的宇宙”）。
地月球→太阳系→银河系→总星系　　　　　　　　　　　
河外星系
从地球到总星系，人们在对宇宙的认识上经历了一个十分漫长的过程。最早的时候，人们认为地球是宇宙的中心，日月星辰都在围绕地球运动。后来波兰科学家哥白尼提出了日心说，日心说认为地球不是宇宙的中心，太阳才是宇宙的中心。日心说使宗教神学感到恐慌，它们认为如果地球在围绕太阳运转的话，那么万能的上帝就无处安身了，于是对宣传日心说的科学家进行了残酷镇压，布鲁诺被烧死在罗马的百花广场，伽利略被终身监禁……不过真理最后总是要战胜谬误的，上个世纪末罗马教皇终于宣布为伽利略平反……我们现在已经知道，地球在距离太阳大约1.49亿千米远的轨道上围绕太阳运动，太阳也带领自己的家族在绕银河系的中心运动。
如果我们把宇宙比喻为一片汪洋大海的话，我们人类所认识的那一部分时空——总星系，就是大海中的一个小岛屿，银河系只是小岛上一个小石块，太阳系是粘附在这块小石头上的一颗小沙粒，地球就更渺小，然而就是这个十分渺小的天体，却是人类赖以安身立命的地方，地球是宇宙中一个既普通又特殊的行星。
［板书］　二、宇宙中的地球
［板书］　１.地球是一颗普遍而特殊的行星
问：为什么说地球是宇宙中一颗既普通而又特殊的行星呢？请大家看教材第４题表1.1，说一说地球与其它行星有哪些相同的地方？
答：地球在质量、体积、平均密度方面，与类地行星十分接近，公转周期和自转周期与火星非常相似……
从上述可以看出地球是一颗普通的行星。在宇宙中，目前人类还没有找到另一颗类似于地球的行星，与太阳系的其它行星相比，其中最大的区别是地球上有生命现象存在。其它行星之所以没有出现生物，是因为它们缺少生命存在的必要条件。从这方面来看，地球又是一颗十分特殊的行星。
问：地球上出现生物与哪些因素有关呢？我们首先看一看地球的宇宙环境，宇宙中对地球影响最大的是太阳。俗话说“万物生长靠太阳”，如果宇宙环境不稳定，将会出现什么样的现象？
答：太阳光照不稳定，不利于生物生存。
［板书］　２.地球上出现生物的条件
［板书］ （１）稳定的宇宙环境
［板书］ ①太阳光照稳定
问：如果九大行星不在接近同一平面上运动，公转方向也不一致，行星间的距离比较近的话，将会产生什么样的后果？
答：就会发生碰撞……
［板书］ ②九大行星运行有序
问：地球表面平均温度为15℃，使水分以液态为主，这十分有利于生物的生存。如果地球位于水星的位置，或者位于木星位置，将会出现什么样的情况？
答：太近，温度过高，水分以汽态为主；太远，温度过低，水分凝固……
［板书］ （２）与太阳距离适中
太阳系起源于一原始星云，原始太阳形成后，大约到了距今46亿年时地球才形成，当时由于温度十分低，各种物质混杂在一起，后来由于地球收缩和放射性物质的衰变，地球内部温度开始上升，使物质具有可塑性，并且在重力的作用下发生分异现象，轻的物质上升，重的物质下沉，于是形成了原始的大气和原始的海洋。
问：当地球上出现原始大气时，如果地球的质量只有月球大、或者和木星大小差不多，将会出现什么的情况？
答：如果只相当于月球大，原始大气将散逸到宇宙中去；如果相当于木星，大气层质量过大，大量的有害气体将会保存下来……
［板书］ （３）地球的体积和质量适中
海洋是生命的摇篮，原始的生命起源于海洋，从简单的单细胞生命到现在复杂的生命系统，经历了一个十分漫长的演化过程，至于原始生命最初是怎样形成的，目前正在探索之中，不过有一点可以肯定，如果没有海洋的保护，最初形成的生命也会被太阳的紫外线所杀死。
［板书］ （４）地球上很早就出现了海洋
除了上述之外，地球具有磁场，也是生命存在的条件之一。
课堂作业
１.指出右图各字母所代表的天体或天体系统的名称：A. ，B. ，C. ，D. ，E. 。
２.指出下图各字母所代表天体的名称：A. ，B. ，C. ，D. ，E. 。
３.与地球上出现生物无关的条件是：
A．地球与太阳的距离适中；B．地球的体积大小适中；C．地球只有一颗卫星；D．太阳变化不大，地球所处的光照条件一直稳定。
点评：本节课教学设计条理清楚，重点突出，承转流畅，语言优美。教师用生动的语言，循循善诱，激发学生兴趣，设计一系列问题引导学生思考，运用幻灯片辅助强化学生认知过程。整个教学设计紧扣教材，指导学生读书，并注意适时恰当补充课外知识，使课内外知识形成有机结构，既让学生掌握了必备的知识，又开阔了视野。注意传授知识的同时，培养能力，不断设置问题情境，培养学生地理想象能力和综合分析能力，多处启发学生反向思考，培养学生地理比较能力和地理推理能力。
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