高中地理教案选修一教案：第一章 地球在宇宙中1.1天体和天体系统

高中地理教案选修一教案：第一章 地球在宇宙中1.1天体和天体系统 教学目标 1．学生知道宇宙的物质单位——天体，了解最基本的天体——恒星和星云的基本特征，明白星座的概念，能根据星座辨认九月星空，理解天体系统的形成及层次。 2．学生通过学习分析恒星之间的距离和运动、天体系统的层次关系，从而感受天文尺度的时空概念，增强现代宇宙意识。 教学重点 1．恒星、星云和星座。 2．天体系统。 教学难点 1．恒星间的距离和恒星的运动。 2．恒星、星云的区别和联系。 3．天球。 教学方法 谈话法。 教学媒体 地球的卫星照片，天球仪，星云和星系幻灯片，“北斗七星图形的变化”投影片，天文挂图。 教学过程   第一课时   【新课导入】 初中学习地理，研究范围还只是地球表面，再加上太阳。不过我们知道，我们的世界却不仅限于此。现在我们就面向整个宇宙，而只将地球作为茫茫宇宙中一个普通的行星。 【板书】  第一章  地球在宇宙中 【设问】  宇宙中都有些什么呢？ 学生回答略。 【讲解】  宇宙之含义包括两方面：空间和时间。宇宙是由物质组成的。从微观来看，无非是各种基本物理粒子、物理场和化学原子、分子，从宏观来看，像地球、月球、太阳、星星等，就构成了各种各样的天体，不同的天体可组成不同的天体系统。 【板书】  第一节  天体和天体系统 一、天体 【介绍】  人们对宇宙的探索早在人类文明初期就开始了。那时人们用肉眼进行观天，看到日月星辰，而星星又各有不同，有看起来不动的，人称其为恒星；有移动的行星；还有彗星、流星等。后来，人们借助于光学天文望远镜，又发现了星云和星系。再后来，加上射电望远镜，人们还发现了中子星、类星体和黑洞等。所有这些都是宇宙中存在的物质形式，人们通称天体。 【提问】  进入航天时代以后，出现了许多人造天体，请同学们举一些例子。 【过渡】  我们在初中研究地球上的地理事物时，首先要确定它们的位置，当时我们采用的是什么方法呢？（地球仪）同样，在研究天体时，我们也可用同样的思路来确定天体的位置，请看，这就是天球仪（演示讲解教具）。 学生阅读：课本中楷体字“天球”一段。 【过渡】  “天上星，数不清”，天上有许多星星，它们模样都差不多，那么如何区分它们呢？不管是中国人还是外国人，都想到了将较亮的恒星连成一定图形的方法，在中国是以地上的国家都城等来构成这些图形，每一颗亮星都给出一个有意义的名字；而在古希腊，人们用神话来命名这些图形，这就是现在国际上通用的星座。 【板书】  二、天球与星座 请看幻灯片：四季星空。 那么到底天上有多少颗星呢？人类在世界各地用肉眼可看到的星大约有6000多颗。 【讨论】  四季星空为何不同？不同纬度看到的星空是否相同？ 【讲解】  星座就将天球分成了许多区域，为了便于使用，国际上正式规定了88个星座，这样，天球上的每一个天体都属于某一星座。 大熊星座的主要亮星连结起来，就像一个勺子，在我国称其为北斗星。而小熊星座最亮的一颗星就是北极星。通过北斗星可找到北极星。 【板图】  大熊星座与小熊星座。 北极星位于北天极附近，可用来确定正北的方向。另一个找北极星的方法是通过仙后座。 【板图】  仙后星座与小熊星座。 小熊、大熊和仙后星座都位于北天极附近，是北半球中高纬终年可见的星座。另外北半球中纬度九月初的21时左右，在天顶附近有牛郎星所在的天鹰座和织女星所在的天琴座，它们分别位于银河两侧。而引颈饮银河水的天鹅座，其尾部的天津四恰与牛郎星、织女星形成一个大的直角三角形，是天空中最灿烂的星座。 【板图】  天鹅星座、织女星座与天鹰星座。 【总结全课】   第二课时 【复习提问】  星座数目及九月星空图。 【设问导入】  宇宙中有各种各样的天体，那么最基本的天体是什么呢？是恒星和星云。 【板书】  三、恒星和星云 【设问】  距离我们最近的恒星是哪颗？ 【引申】  太阳是离地球最近的恒星，而且太阳也是一颗典型的主序星。由此你能说说恒星的特点吗？学生讨论。 【总结】  正如同学们所说的那样，恒星是能自己发光的、球状的天体，其物质状态是气态的。 【板书】  恒星：由炽热气体组成，能自己发光的球状天体。 【启发】  恒星体积同地球比，要大得多。但我们观测它们时，有的却只能看到一个亮点，即使用世界上最高倍的望远镜来看也是如此，这说明什么呢？ 是的，恒星距离我们十分遥远，以至于我们在量算其距离时，不得不借助于一个极大的距离单位——光年。哪位同学知道光年是指什么呢？ 光年就是光在一年中所走过的距离。光是已知传播速度最快的，其速度为多少呢？ 好，那就请你粗略地计算一下一光年相当于多少千米。（94605亿千米） 离地球最近的恒星是太阳。那么，距太阳最近的恒星又是哪一颗呢？（半人马座的南门二丙星，即比邻星）它距我们有多远呢？（距地球4.2光年） 【启发】  恒星之所以称为恒星，是因为其相对位置似乎是不变的，它们静静地挂在夜空中，一动不动，可它们是否真的静止不动呢？ 当然不是，世界上没有绝对静止的物质，恒星也不例外。只是，恒星相对于我们作的纵深方向上的移动是不可能由肉眼观测出来的，而且即使是横向的移动，由于恒星距离我们过于遥远，我们通常也不能在短时期内看到它们的位置移动。科学家们通过观测和计算发现，恒星在各个方向上都有移动，以北斗七星为例，其十万年前、现在、十万年后的形状都不一样。 【投影】  北斗七星图形的变化图。 【引导】  科学家在观测天空时发现，天空中除了人们最常见的恒星之外，还有一些与恒星明显不同的天体，看上去它们不是一个亮点，而是弥散的不规则的一团，科学家们将其命名为星云。请看科学家们拍摄的一些著名星云图片。 【幻灯】  猎户座大星云、马头暗星云、蟹状星云、环状星云、羽状星云。 【启发】  星云离我们同恒星一样遥远，其外貌却不仅是一亮点而已了，这说明什么呢？（体积巨大） 【深化】  是的，与恒星相比，星云的体积要大得多，一般来说，一个普通星云的半径大约为10光年，把太阳和比邻星都包进去是没问题的。星云与恒星之间关系是很紧密的，现在天文学家们一般认为恒星是星云收缩后形成的，而恒星演化到最后会将一部分或全部物质抛向宇宙空间中，如超新星的爆发，这些物质又是星云物质的来源之一。像刚才我们看到的环状星云，就是超新星爆发而形成的。这样看来，与恒星相比，星云在质量和密度方面有何不同呢？（质量大、密度小） 【引导】  星云与恒星相比，还有哪些不同呢？ 星云是不发光的，当其中有正在形成的恒星或背景上有亮的恒星时，可以受激发光。从其发光的光谱分析来看，其主要成分是氢。 【过渡】  恒星和星云是宇宙中的天体，它们本身有许多类型。除此之外，宇宙中还有一些其它的天体，有些人们对其了解得还很少，如类星体、黑洞等。宇宙中的天体之间距离都很遥远，是不是它们之间就没有什么联系呢？ 我们还是从最近来说吧。我们生活的地球与哪些天体有联系呢？它们是如何联系的呢？ 【总结】  请同学们填一下表。     外貌 组成 发光 质量 体积 密度 主要成分 恒星 球状 气体 自己发光 小 大 较大 氢、氦等 星云 云雾状 气体和尘埃 自己不发光 大 小 较小 氢   【过渡】  星云、恒星、行星等天体在宇宙中并不是独立存在的，它们之间往往彼此相关，形成一些系统。请同学们举出一些天体系统的例子。 【引导】  好，像同学们举出的地月系、太阳系、银河系等都是天体系统。那么，这些系统内的天体是如何相互作用的呢？它们之间存在什么形式的关系呢？（互相吸引；围绕旋转） 【概括】  天体是在不断的运动着的。运动着的天体互相吸引和互相绕转，从而形成天体系统。 【板书】  四、天体系统 【启发】  天体系统有大有小，大的天体系统又可包含许多小的天体系统。刚才同学们提到的三个天体系统之间是如何包含的呢？（银河系含太阳系，太阳系含地月系） 【挂图讲解】  地月系只有两个天体，地球和月球，它们之间的平均距离为384401千米；太阳系则包括太阳、九大行星、数十颗卫星及其它天体，整个太阳系的直径至少100亿千米以上；而银河系则拥有2000多亿颗太阳恒星及恒星系统，包括了我们用肉眼能看到的所有恒星，其主体部分的直径达7万光年，太阳就处于距银河系中心2.3万光年的位置上。 【讲解】  银河系已如此庞大，是否就是最大的天体系统呢？是否就是我们的宇宙呢？还远远不是。利用天文望远镜，我们可以观测到在银河系之外，还有约10亿个类似的天体系统，它们被统称为河外星系。 【幻灯】  河外星系（仙女座星云，大、小麦哲伦云等）。 目前能够探测到的最远天体，距离地球约为200亿光年。从时间的角度说，我们所观测到的最远天体的信息（电磁波）是它们在200亿年前发出的！这就是人类目前所认识到的整个宇宙，科学家称之为总星系，是最高一级的天体系统。当然，随着空间探测技术的进步，人类对宇宙的认识必然还会进一步扩展。 【练习】  请同学们将下面不同级别的天体系统，按照它们的相互包含的关系画给出示意图： 地月系、太阳系、银河系、河外星系、总星系。 【总结全书】 宇宙中有什么？如何确定天体的位置？最基本的天体是什么？它们有何不同？天体之间的关系怎样？天体系统的层次？ 板书设计 第一章  地球在宇宙中 第一节  天体和天体系统 一、天体 二、天球与星座 三、恒星和星云