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第一节 宇宙中的地球

作者:佚名 教案来源:网络 点击数:

第一节 宇宙中的地球

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教学目标

1.用图示说明天体系统的层次,以及地球在宇宙中的位置。

2.运用图表资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。

    3.通过分析地球的宇宙位置及自身条件,理解地球上出现生命的原因。

知识结构

                        

地球在宇宙中的位置

天体系统及其不同级别

地球在不同天体系统中的位置

太阳系中的普通行星

地球与其他行星运动特征的比较

地球与其他行星结构特征的比较

 

存在生命的星球

位置因素:距太阳的位置

自身条件:温度、大气、水

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

内容点析

1.对天文知识的取舍。谈“天”是为了说“地”,本节教材涉及了许多天文现象和天文知识,诸如天体、天体系统、九大行星的运动特征和结构特征等,都是围绕“地”来展开的。如讲天体系统,是为了从天体系统的层次中,引出地球在宇宙中的位置;讲九大行星,是为了通过比较它们的运动特征和结构特征,证明地球只是宇宙中一颗普通的行星。教材中对天体、天体系统等概念采取了只讲内涵,不加定义的方法,目的是避免过于学术化的倾向,况且这些概念并非地理学的核心概念。

2.图1.2和活动1解读。这幅图是“地球在宇宙中的位置”的核心图,也可以说是这段内容的图示化表达。从图中可以分析出两层意思:(1)宇宙是一个有序的、有一定层次和结构的物质世界。四幅小图分别代表了不同级别的天体系统;逐层套合的表达方式,展示了它们之间的隶属关系。(2)以地球为中心,从对地月系中地球位置的描述,到太阳系中地球位置的描述,直到银河系、总星系,把地球在宇宙中的位置在不同的宇宙空间尺度上逐一展示了出来。随后安排的活动1,是为了进一步加深对这个主题的理解。活动是完全开放的,鼓励学生根据自己的特点,总结学习收获。如写一段文字、列一个表格、画一幅示意图等,体裁不限。

3.关于光年。在描述太阳系与银河系的位置时,出现了“光年”一词。教材用脚注的方法对光年作出了简要的解释。我们知道,地球表面两点间的距离通常是用千米来衡量的。但是,地球与恒星之间的距离实在太遥远,所以用千米作为衡量单位就显得太小,于是天文学家用一个叫做光年的单位来度量天体之间的距离。在真空中,光以每秒30万千米的速度传播。1光年就是光在真空中一年内走过的距离,大约是94 605亿千米。目前我们所知道的距离太阳最近的恒星是半人马座的比邻星,距离地球大约4.2光年,即约4×1013千米。而最遥远的恒星离太阳要超过100亿光年。目前,我们能观测到的宇宙大约有200亿光年之遥,这意味着目前观测到的最远的某一天体,它发出的光和电波要经过200亿年才能到达地球。因此,我们现在看到的是它200亿年前的样子。它现在又是什么样子呢?我们还得过200亿年才能知道。

4.活动2的设计意图。通过一组活动,让学生分析得出地球是太阳系中一颗普通行星的结论。第一题,在题干部分说明了什么是九大行星的运动特征,然后给出一组图表和问题,让学生研究分析。关于同向性,可以引导学生观察图1.3“太阳系模式图”中九大行星自转的方向,很容易得出结论。关于共面性和近圆性,教材提供了表1.1作为分析的依据。大部分行星的轨道倾角小于4°,说明它们的轨道具有共面性;大部分行星的轨道偏心率接近0,说明它们的轨道形状有近圆性。第二题,在题干部分说明了什么是九大行星的结构特征,然后要求进行分类比较。这两个问题,关键的设问是类似“地球与其他行星相比,有什么特殊之处?”这样的问题。

5.生命起源的地理分析。生命的起源是一个相当复杂的问题,涉及到许多学科领域,地理课不可能完全解释清楚。教材只是从地球在太阳系中的位置、地球的体积和质量、内部物质变化等方面,说明地球的这些条件可以满足生命出现所需要的温度、大气、液态水等条件。教材还简单说明了海洋的形成,因为现代科学认为海洋是生命的“摇篮”。随后安排的 

活动3,目的是检验对前面学过知识的应用。

活动的主题是“如何在茫茫的宇宙中确定寻找外星人的方向”。这里所谓的“方向”,并不是“方位”,而是外星人可能存在的地方。要分析这个问题,需要根据地球上存在生命的条件加以判断。为了引导学生思考,活动中给出了一种思考的线索,并鼓励学生更有创意地思考,允许“异想天开”。

  教学设计建议

【引入新课】

1.收集一些关于现实发生的天文现象,或是人类探索宇宙行动的报道(如我国载人宇宙飞船的成功发射,美国“勇气”号火星探测器的成功着陆等),引发学生对宇宙的关注和兴趣。然后转而衔接到宇宙与地球的关系上。

2.从中国古汉语中对“宇宙”两个字的定义引入。宇宙,一般当作天地万物的总称。古人云“上下四方为宇、古往今来曰宙”。人们把空间称为“宇”,把时间称为“宙”,用空间和时间表达宇宙的内涵。然后提出问题:宇宙究竟是怎样的呢?它与地球有什么关系呢?

3.有条件的学校,还可以组织学生到天文馆、科技馆等参观,获得对宇宙的感性认识。在参观前要拟订学习提纲,有些内容可以安排在这个大课堂中进行。

【学习新课】

1.对“地球在宇宙中的位置”的教学,可以按照“了解地球所处的宇宙环境,理解天体系统的层次,知道地球在宇宙中的位置”的线索,设计学习步骤。地球的宇宙环境,学生需要通过一些天文图片来感知。教材中给出了一些图片,分别选择了星云(蟹状星云)、行星(土星)、流星(狮子座流星雨)和彗星(哈雷彗星)的个例,来说明宇宙是由形形色色的天体组成的。师生还可以共同补充更多的天体个例。

天体系统的层次,则需要在了解宇宙物质性的基础上,进行理性的分析。关于地球在宇宙中的位置,要围绕“找”字设计教学活动。在“找位置”的过程中,理解天体是有系统和层次的,同时增加探究的味道。当然,可以按照教科书中“从小范围到大范围”地“找”,也可以反过来,“从大范围到小范围”地“找”。

2.对“太阳系中的普通行星”的教学,主要是采取对比、实证的方法。关于九大行星的运动特征和结构特征,教材安排了两个活动内容。为了方便教师备课,现将相关资料整理如下表,供老师们参考。

九大行星的比较数据

行    星

与太阳平均距离(百万千米)

质  量

(以地球为1)

体  积

(以地球为1)

平均密度(g/cm3)

公转周期

自转周期

类地行星

水星

金星

地球

火星

57.9

108.2

149.6

227.9

0.05

0.82

1.00

0.11

0.056

0.856

1.000

0.150

5.46

5.26

5.52

3.96

87.9 d

224.7 d

1 a

1.9 a

58.6 d

243 d

23 h 56 min

24 h 37 min

巨行星

木星

土星

778.0

1427.0

317.94

95.18

1316.000

745.000

1.33

0.70

11.8 a

29.5 a

9 h 50 min

10 h 14 min

远日行星

天王星

海王星

冥王星

2870.0

4496.0

5946.0

14.63

17.22

0.0024

65.200

57.100

0.009

1.24

1.66

1.50

84.0 a

164.8 a

247.9 a

16 h左右

18 h左右

6 d 9 h

3.“存在生命的行星”一段教学内容,是学生非常感兴趣的内容,也是极具探索性的内容。地外生命是一个热门话题,要引导学生敢于畅想、求异,但是科学幻想不是完全没有根据的“乱想”,地球上出现生命的条件,应该作为一个参照。这一点应该强调。教学形式可以更加开放和生动。例如可以组织主题讨论会、辩论会,也可以写研究计划、小论文等。

【部分“活动”参考答案】

活动2

1.(1)相同,都是自西向东。

(2)不大,几乎在一个平面上。

(3)相同,都接近正圆。

(4)地球在公转运动特征方面,与其他几大行星相比没有特殊的地方。

2.(1)类地行星体积和质量比较小,如水星的体积约为地球体积的5.62%,质量是地球质量的5%;巨行星体积和质量都很大,如木星的体积约为地球体积的1 316倍,质量是地球质量的318倍;远日行星中天王星、海王星的质量和体积都比较大,冥王星的质量和体积都是最小的。

(2)与其他行星相比,地球的质量和体积并不是最大的,也不是最小的。

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