《宇宙中的地球》的教學設計

《宇宙中的地球》的教學設計

　　《宇宙中的地球》的教學設計

　　【教學目標】：

　　知識與技能目標

　　1. 用圖示說明天體系統的層次以及地球在宇宙中的位置。

　　2. 運用圖表資料說明地球是太陽系中一顆既普通又特殊的行星。

　　3. 分析地球的宇宙位置及自身條件，理解地球上出現生命原因。

　　過程與方法目標

　　1. 運用分析歸納總結的方法說明地球是太陽系中的一顆普通的行星，又是一顆特殊的行星。

　　2. 運用比較的方法學習不同的天體和九大行星的特征。

　　情感態度與價值觀目標

　　1. 通過了解地球所處的宇宙環境及其對地球的影響，形成科學的宇宙觀和保護地球環境的意識。

　　2. 激發探究地理問題的興趣和動機。

　　【教材內容及分析】：

　　課程標準對學習本章內容的要求 ：描述地球所處的宇宙環境，運用資料說明地球是太陽系中一顆既普通又特殊的行星。

　　本節教材通過三部分內容闡述該標準 , 一是介紹了地球的宇宙環境，主要要求能夠用天體系統的層次來說明地球的宇宙環境。二是說明了地球是太陽系的一顆普通的行星，從九大行星的運動特征、質量、體積等方面來說明。三是介紹了地球的特殊性 , 地球是太陽系中唯一存在生命的行星，分析了地球上生命存在的條件。三部分聯系密切 , 按空間尺度由大到小的順序先講宇宙環境，然后提供資料，讓學習者分析地球是太陽系中的普通行星 ，最后從地球是太陽系中唯一的一顆適合生物生存和繁衍的行星說明了地球是太陽系中一顆特殊的行星，教材重點分析了地球上有生命物質存在的原因。通過提供了閱讀材料 “ 探索地外文明 ” ，激發學習者的興趣，提供活動題讓學習者探究，需要到什么樣條件的外星球去尋找外星人，從而學會分析生命物質存在的條件（同時隱含著在太陽系之外可能有存在生命的星球）。通過分析給學生這樣的價值體驗：在太陽系中目前還找不到適合人類生存的其他星球，在短時間內不可能在其他星球建立起龐大的人類生活基地，人類只有一個地球 , 要保護好我們唯一的家園。

　　本節教學重點是通過天體系統的層次說明地球在太陽系中的位置；運用資料說明地球是太陽系中一顆既普通又特殊的行星，其中從數據中比較三大類行星的特點是難點。

　　【教學過程和教學策略】

　　一、聯系生活，激發興趣

　　師： 晴朗的夜晚，繁星滿天的星空總會引人遐想，你有這樣的經歷嗎？你知道有哪些天體嗎？

　　生： 略。

　　（ 引起學生注意， 激發學生學習的興趣， 主動去探究宇宙中存在的自然現象。 ）

　　［板書］一、地球在宇宙中的位置

　　［展示天體圖片（有編號、無名稱）］要求學生辨認，并說一說該天體的相關知識。

　　［出示討論題，學生展開討論］恒星和行星的區別。

　　師： 了解天體知識從天體的形狀、組成物質、運動特征、是否發光方面分析。

　　（展示圖片，吸引學生的學習興趣， 通過討論活動，讓學生在參與活動的過程中獲得知識。 ）

　　二、自主探究，感悟教材

　　[ 過渡 ] 任何天體在宇宙中都有自己的位置，什么是天體系統？

　　生： 略。

　　師： （強調）天體系統至少由兩個天體組成，同時要相互吸引和相互繞轉。

　　師： 我們可以通過分析宇宙中不同級別的天體系統來了解和描述地球在宇宙中的位置。你能夠列出天體系統的層次嗎？

　　[ 展示主要天體系統圖片 ] 讓學生判斷天體系統的名稱和不同的級別。

　　[ 學生活動 ] 同桌討論， 完成天體系統的 層次 框圖。

　　師： 我們平常寫信除了寫郵政編碼外，還要寫上省、縣、鄉（鎮）、村（街道）等地址，假設有一天你和宇宙中的外星人通信，該如何書寫地址呢？

　　生： 討論。

　　( 從學生感興趣的事入手，增強探究的樂趣 )

　　[ 過渡 ] 從天體系統中我們明確了地球是處于太陽系中的， 你知道太陽系嗎？ 地球在太陽系中的地位又如何的呢？

　　［板書］二、太陽系中的一顆普通行星

　　[ 情境創設 ] 教師提供背景材料，引導學生讀圖和分析材料：

　　1. 讀圖：圖 1 ． 3 太陽系模式圖和表 1 ． 1 思考回答

　　（1）太陽系的成員有哪些？（太陽、九大行星、小行星、彗星、衛星、流星體、行星際物質）距離太陽由近到遠有哪幾顆大行星？（ 水 星 、金 星 、地球、火 星 、木 星 、土 星 、天王 星 、海王 星 、冥王 星）你能夠描述地球的位置嗎？（日地距離、地球的鄰居）

　　( 圍繞“找”字設計讀圖活動，培養讀圖能力 )

　　（2）：九大行星公轉運動的方向相同嗎？（相同，自西向東，圖中為逆時針方向）它們的軌道傾角相差大嗎？（水星和冥王星稍大一些，其余的相差不大）是不是近乎在同一個平面上？（基本上在同一平面上） 軌道形狀有什么共同特點？（偏心率接近０，軌道是近似于圓的橢圓）與其他行星比較，地球在運動特征方面有沒有特殊的地方？（ 地球在運動特征方面沒有特殊的地方）

　　[ 學生活動 ] 學生分組討論。

　　師： 九大行星公轉運動的共同特征（同向性、共面性、近圓性），說明 地球在運動特征方面沒有特殊的地方。

　　2. 讀圖 1.5 太陽系其他行星與地球的質量和體積比

　　（1） 九大行星按其特征分為哪幾類？（類地行星、巨行星、遠日行星）各包括哪幾顆大行星？（類地行星 —— 水、金、地、火 ，巨行星—— 木、土 ，遠日行星—— 天、海、冥 ）

　　（2）各類行星分別具有哪些特征？（ 類地行星體積和質量比較小，如水星的體積約為地球體積的 5 ． 6% ，質量是地球質量的 5% ；巨行星體積和質量都很大，如木星的體積約為地球體積的 1 316 倍，質量是地球質量的 318 倍；遠日行星中天王星、海王星的質量和體積都比較大，冥王星的質量和體積都是最小的。 ）

　　（3）地球與水星、金星、火星相比，有沒有特殊的地方？（ 地球的質量和體積并不是最大的，也不是最小的， 與水星、金星、火星相比，也沒有特殊的地方 ）

　　（4）從以上材料的分析，你得到了什么結論？ —— 地球是太陽系中的一顆普通行星。

　　[ 學生活動 ] 學生將分組討論的結果與全班分享。

　　( 分組合作，既讓每一位學生參與課堂活動，同時也培養了學生的合作意識和能力 )

　　［過渡］人們常常又說地球是一顆特殊的行星，你能說說地球的特殊性在哪里嗎？

　　［板書］三、存在生命的行星

　　三、閱讀資料，探索深化

　　［圖表分析］教師提供九大行星表面平均溫度比較資料（表格）

　　①固體表面平均溫度 ② 云層平均溫度 ③ 不確定

　　［學生閱讀圖表后，思考問題］

　　(1) 在太陽系九大行星中，從水星到冥王星的表面平均溫度有什么變化規律？（溫度越來越低）這與它們距太陽的遠近有什么關系？（距日越遠，溫度越低）

　　(2) 地球的平均溫度是多少？（ 22℃ ）這和它在太陽系中的位置有什么關系？（有，日地平均距離適中）從溫度條件看，你知道太陽系九大行星中為什么只有地球上有生命物質存在嗎？（地球有 適宜的溫度，其他星球不是溫度太高就是溫度太低 ）

　　(3) 從地球本身的條件看，生命物質的存在還需要什么條件？（ 適宜呼吸的大氣；海洋的形成， 液態水的存在 ）

　　( 通過閱讀圖表，培養學生對地理信息的整理和分析能力 )

　　[ 探索活動 ] 教師提供 1994 年 7 月，蘇梅克一列維 9 號彗星撞擊木星資料：

　　1994 年 7 月 16 日 至 22 日，蘇梅克一列維 9 號彗星闖入太陽系，在靠近木星的時候，受木星強大潮汐力的影響，被分解成 21 顆碎片，以每秒 60 公里速度，如 21 顆高速運動的彈頭，連續向木星迅猛地撞擊，產生了一連串震撼宇宙的大爆炸，所產生的能量比廣島原子彈還要大上 100 億倍！這次撞擊被稱為 “ 世紀之吻 ” ，人們為這次可怕的撞擊深感震驚。天文學家們通過天文望遠鏡，看到木星表面升騰起寬闊的塵云，高溫氣體直沖至 1000 公里的高度，并在木星上留下了如地球大小的撞擊痕跡。在彗木相撞前的一段時間里，木星發出的強電磁波比平時強 9 倍，撞擊時濺落點溫度瞬間上升到上萬攝氏度。這次碰撞引起了激烈的高溫和化學反應，生成了氫氰化合物，這些化合物存留在木星大氣中，并在以后的幾年里四處擴散。彗星同時也留下了大量的一氧化碳和水，通過太陽光線的照射，科學家們相信，它們已經和木星大氣中的物質發生反應生成了二氧化碳。這次撞擊所影響的木星范圍和地球大小相當，這樣的碰撞要是發生在地球上，會造成全球性破壞。

　　師： 根據以上材料，你認為生命要穩定安全生存和發展還需要有什么條件？

　　生： 穩定安全的宇宙環境也很重要。

　　師： 地球在宇宙中并沒有什么特殊性，它也是一顆普通的行星，但是地球由于自身的原因而使地球上有智慧生命的存在，從這個方面來講，地球又是一顆特殊的行星。

　　[ 探索活動 ] 教師收集科幻片中的外星人形象圖片（通過網絡收集），如果外星人存在，那么該星球應該具備怎樣的條件？

　　（ 培養探索自然奧秘的興趣， 培養學生遷移和應用知識的能力 ）

　　[ 活動 ] 寫一小短文，或繪圖向同學講解地球所處的宇宙環境。

　　【評析】

　　初一、初二年級的大部分學生只是把地理看成是一個“副科”而沒有足夠的重視，很多地理基礎知識已經遺忘，學習地理的興趣也不濃厚。如何喚起他們的記憶和興趣，是高一地理教學中急需解決的問題。本課是高中地理學習的第一課，對激發學生的學習興趣，掌握新課程標準要求下的學習方法至關重要。因此本教學設計提供了學生感興趣的天象和“外星人”等材料，激發學生學習興趣，創設各種教學情境，養成學生主動探究的學習習慣，使學生初步掌握科學的學習地理的方法，如比較法，圖表分析法，對地理資料的歸納分析等方法。

　　資料寶庫

　　尋找外星生命

　　宇宙之大是人類永遠無法想象的，和這個廣袤的空間相比，世間一切都顯得那么渺小。地球上的生命，難道真的就是宇宙中的唯一嗎？

　　美國科羅拉多大學科學家認為，除地球外，太陽系中任何一個星球存在生命的可能性都不大，而在太陽系外找到生命的可能性更大。此前科學家認為太陽系中火星和木星的衛星木衛二上可能存在某種形式的初級生命，但現在仍無發現。如果考慮到生命存在所需要的基本條件，火星和木衛二存在生命的機會都非常小。但對于廣袤的宇宙而言，可能會在某處存在適于生命生存的條件。

　　地球和其他星球存在大量多樣生命形式的關鍵是有光合作用。光合作用能夠吸收并轉化光能，用轉化后的能量完成生命所需的生化任務。如果生物曾經在一個星球有過繁盛時期，光合作用將改變這個星球外層大氣成分，就像生命對地球大氣的改變一樣。而除地球外，太陽系內其他星球的大氣都沒有類似改變。生活在星球表面深層的初級生命也可能通過化學反應而不是光合作用存活，而這種存活方式不會影響星球的大氣構成。但這種生存方式需要許多條件碰巧湊在一起，而這樣的機會并不是很多。

　　至少在十億年前，地球就向外太空發出過信號，證明這里存在著生命。天文學家們知道，那些在其光線中包含強烈氧氣信號的星球具有生命存活的條件，其它暗示生命存在的獨特信號還包括水、二氧化碳、臭氧、甲烷、一氧化二氮和葉綠素等。如果說其它星系存在生命的話，這些生命很有可能已經知道了地球的存在 。權威科學家指出，其它星系的外星人很有可能已經知道地球的存在，并將其列為一個充滿生命的星球。 20 多年以后，地球科學家們也將發現遙遠星球上的其它生命。

　　目前對太陽系外的星球進行探測的方式是通過其對恒星的重力影響間接進行的，科學家們已經發現了大約 100 顆木星大小相當的其它星球。要對地球一般大小的星球的大氣進行測量就需要先進的技術，將其發出的光線與其周圍其它眾多星球發出的光線區分開來。

　　有專家認為，人類到 2080 年就可能實施登陸火星的計劃。因此人類走向更遙遠的太空并不是夢。

 

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