浙教版初中九年级下册科学11人类认识的宇宙教案

课题：1.1人类认识的宇宙【教学目标】1．知识目标（1）了解人类对宇宙的认识过程。（2）了解地球的宇宙环境。（3）了解地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。2．能力目标（1）运用太阳系模式图，分析日地关系。说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，并分析太阳对地球的影响。（2）运用有关图片培养学生的空间想象能力3．德育目标（1）通过对宇宙的物质性与运动性以及地球的普通性与特殊性的认识，进一步加深对辩证唯物主义的理解。（2）初步树立科学的宇宙观。【重点难点】指导学生掌握学习地理的方法；了解地球的宇宙环境【教具】投影片、多媒体教学光碟《天问》阅读要求：探索地外文明》【课型教法】新授课讲授法、讨论法【课时安排】1课时【教学过程】［新课导入］晴朗的夏夜，地面景物因夜色和降临而暗淡的时候，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无垠的宇宙。一、人类目前观测到的宇宙1、宇宙的含义宇宙，一般当做天地万物的总称。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；古往今来谓之宙，指的是时间。用空间和时间来表达宇宙的内涵。现代天文学认为，宇宙是由各种形态的物质构成的。2、人类对宇宙漫长的认识过程人们对宇宙的认识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。日心说使宗教学感到惊慌，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的镇压，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。随着大型望远镜的发明和使用以及空间探测技术的发展，使天文观测的尺度大大扩展，达到上百亿年和上百万光年的时空区域。最近，天文学家利用哈勃望远镜，观察到离地球260亿光年远的星系，随着科学技术的进步，我们将看得更远……人们对宇宙的认识将不断加深。3、宇宙的特点（1）宇宙的物质性天体：宇宙间物质的存在形式分类：闪烁的恒星、移动的行星、圆缺多变的月亮、轮廓模糊的星云一闪即逝的流星、拖着长尾的彗星、气体和尘埃（星际物质）最基本的天体：恒星和星云阅读要求：阅读课本P。2。关于星云、行星、流星和彗星的有关材料（2）宇宙的运动性宇宙中的物质总是不断的运动和发展变化的（3）宇宙的无限性哲学上认为宇宙没有起点终点和边界范围。宇宙在空间是无边无际的，在时间上是无始无终的。光年—计量天体间距离的单位1光年的含义：光在一年中传播的距离。1光年=94605亿KM目前使用最大的望远镜，其观察的最远距离大约为150-200亿光年。北斗七星图形的变化图现在10万年后10万年前4、天体系统（1）总星系（我们目前所能观测到的宇宙）（2）天体系统的定义：天体之间相互吸引和相互绕转而形成天体系统（3）天体系统的层次：太阳系银河系总星恒星世界（包括各种恒星、星云、星际物质等）系河外星系（简称“星系”）中心：太阳九大行星及卫星小行星流星彗星行星际物质地球—月球：地月系其它八大行星及卫星目前认识到的宇宙［过渡］如果我们把宇宙比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，银河系只是小岛上的一个小石块，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。提问、讨论：地球是不是太阳系中一颗普通的行星?二、宇宙中的地球1、地球的普通性（1）行星的共性：有明显的运动（自转和公转）、不发光但能反射光、体积质量较小、绕恒星运动的球状天体阅读要求：阅读课本《太阳系中九大行星比较数据表》，初步了解三类行星的基本特点。[补充资料]距地球最近的天体：月球距地球最近的恒星：太阳除太阳，距地球最近的恒星：比邻星距地球最近、最远的行星：金星、冥王星公转周期最短、最长的行星：水星、冥王星公转速度最快、最慢的行星：水星、冥王星体积、质量最大、最小的行星：木星、冥王星平均密度最大、最小的行星：地球、土星卫星数最多、最少的行星：土星、水（金）星唯一逆向自转的行星：金星轨道倾角较大的行星：水星、冥王星偏心率较大的行星：水星、冥王星（2）行星运动特征：同向性、共面性、（近圆性）2、地球的特殊性阅读课本P4－5页内容分析总结：地球上生命物质存在的条件分析板书：地球存在生命的物质条件宇宙环境自身条件1．稳定：太阳光照条件2．安全：空间运行轨道3．适宜的温度——日地距离适中4．适合生物呼吸的大气——质量体积适中5．液态水——地球活动、海洋形成从上面分析我们知道，地球处在一个比较稳定和安全的宇宙环境中，自身具备了生物生存必要的温度、大气、水等条件，因而生物的出现和进化就不足为奇了。[小结]宇宙是神奇的，但也是实实在在的物质世界，宇宙时刻不停地在运动发展着。宇宙中天体的运动是有规律、有层次的，人类正逐步深刻的全面地认识宇宙。太阳是宇宙中一颗普通的恒星，地球又是太阳系中一颗普通的行星，地球也贵在是一颗具有生命物质的星球。地球上生命的出现、发展与地球所处的宇宙环境是分不开的（请看本节课的知识结构图）［问题探讨］李洪志曾发出狂言：他一使劲，让世界末日推迟了30年。这话可信吗?［活动设计］（1）早晨和傍晚观测水星与金星的运动规律，并讨论为什么只有在早、晚才能观测到水星和金星?（2）1999年我国载人航天飞船“神舟”号试验成功。飞船从起飞到着陆，需要克服哪些方面的困难?你是否想成为“神舟”号的一名宇航员，要成为宇航员需要做好哪些方面的准备工作?［反馈练习］（1）判断下列说法中正确的是（）Ａ．天文学上把银河系以外的天体系统称为总星系Ｂ．河外星系与银河系属于不同级别的天体系统Ｃ．太阳系是一个以太阳为中心的天体系统Ｄ．总星系就是宇宙（2）分析说明地球上存在生命物质的原因和条件教学参考资料1．多媒体资料；（1）《地球在宇宙中》；（2）《天问》；2．古人论天。在远古时代，人们已经发现天上有几颗明亮的星星，在天空中游荡，没有固定的位置，因而相对于恒星而言，称其为行星。它们是水星、金星、火星、木星和土星，加上太阳和月亮，共有7个。柏拉图和亚历斯多德都曾对这些天体进行过描述。之后，托勒密进一步论证地心说，并提出“本轮”与“均轮”的概念，以解释行星视运动中的“逆行”。由于托勒密的地心说符合宗教的观念，所以它在中世纪的欧洲统治人们思想长达1000年。第一个提出日心说的人是哥白尼。日心地动说的提出是人类宇宙观的一次大革命。然而由于当时观测技术水平的限制，哥白尼保留了行星绕日旋转轨道为圆形的说法。第一个提出行星公转轨道为椭圆形的人是开普勒。他在17世纪初先后提出了开普勒三定律。继开普勒之后，第一个对行星绕日运动作出科学解释的人是牛顿。现在，利用太阳与行星间的万有引力定律，也可以推导出行星运动的三大定律。不仅如此，万有引力计算出的轨道形式，除椭圆外，尚有抛物线与双曲线。在已经发现的几百颗彗星中，轨道为抛物线与双曲线的彗星约占总数的2／3。现在，我们知道在宇宙间存在四种力，即万有引力、电磁力、原子核内的强作用力与弱作用力。后几种力都不如万有引力大。但是，对于万有引力本质的研究，仍是当前天体物理学的重大问题之一。3．人类天文观测手段变化中的重大事件（1）伽利略的望远镜。17世纪初伽利略制造出世界上第一架天文望远镜。天文望远镜的出现，是天文观测手段的一次重大革命，也是天文学发展历史中的一件重大事件。因为，他用观测事实说明了哥白尼日心说的正确性，使哥白尼学说深入人心，广为传播。同时，它还使人们的视野扩展到遥远的恒星世界。（2）牛顿发现三棱镜。1666年，牛顿发现三棱镜，并对太阳光谱作了解释。后来，德国科学家夫琅和费和克希霍夫等人利用太阳光谱证明太阳上也有在地球上发现的钠、铁、镍等元素。这一重大发现，说明宇宙之间物质的统一性，即地球上有的元素，在别的星球上也同样有，只是各个天体上元素的含量不同罢了。另外，根据多普勒效应（原理），一颗恒星在自转（只要它的自转轴不是指向我们），那么，它的光谱就会移动，因而可以计算出它自转的方向和速度。其三，光谱可以了解天体的磁场大小。根据塞曼效应，在磁场中，一条谱线可以分裂为两条，有的可分裂为三条，根据分裂的大小可计算出磁场的强度。（3）光电倍增管。它是根据光电效应原理制作出来的。在真空壳体内有多个阴极器件。光从第一个阴极打出一些电子，依次经过第二、三……个，最后得到放大数亿倍的电子流。微弱的星光被光电增倍管的作用后易于被收到。现在，人们用光电增倍管制作了专门用于测量天体光度的仪器，叫“光电光度计”。（4）天体照相仪。即将照相技术与望远镜结合起来。这一技术的应用，使得原来艰苦繁重，又不准确的天文绘图，变得又快，又准。（5）射电望远镜。1937年由美国雷伯发明。天体发射的电磁波应当是完整的，即除了可见光外，还有波长比红光长的和比紫光短的电磁波。通过射电望远镜，可得到天体电波的形状与强度。（6）人造地球卫星。1957年10月4日苏联发射世界上第一颗人造地球卫星，标志着人类进入太空的新纪元。紧接着，各种人造地球卫星、载人宇宙飞船、宇宙探测器陆续上天。空间技术的发展，使天文观测由地面步入空间，由局部扩展到“全方位”。4．膨胀的宇宙。20世纪20年代初，美国科学家哈勃发现了河外星系。从太阳系到银河系，又到和银河系属于同一层次的河外星系，宇宙到底有多大呢?科学家通过对河外星系红移现象的研究，发现这些巨大的星系正在离开我们而远去，这说明宇宙正在膨胀。因此，提出宇宙大爆炸说，认为宇宙曾有一阶段，是由密到稀，由热到冷的过程。后来发现的一些现象进一步证明了大爆炸说的可信性。20世纪60年代美国科学家彭齐亚斯和威尔逊发现，来自宇宙空间背景的微波辐射有一个特点，即方向相同，也就是说，这种辐射在宇宙空间背景的各个方向都一样。他们推算这是由温度为3个开氏温标的物体发出的辐射。后经研究，认为这种辐射不是来自现在的某一天体，而是由宇宙大爆炸后残留下来的余热造成的。5．类星体。除课本上讲的几种天体以外，还有一种奇异的天体，其中之一就是类星体。它存在于银河系之外，在光学观测中，它只是一个光点，类似恒星，但是通过射电望远镜的分光观测，人们发现它的光谱具有很大的红移，但又不像恒星，因此称为类星体。类星体的红移，要比河外星系的红移大得多。根据哈勃原理，星体的红移越大，它离我们越远。我们可以推测，类星体的自身的光度一定非常强大。【教后感】