大单元01 地球所处的宇宙环境-高三地理大一轮复习大单元学习方案（自然地理-自然界中的物质运动与能量循环）

黑龙江省实验中学地理教研室“思维导向式”教学案 大单元01 -学习主题01-地球的演化 自然地理大单元01-地球的演化及地球所处的宇宙环境 学习主题01 地球的演化 学习目标 1.通过观察图示，能描述出地球演化的基本过程。描述区域地理环境演化过程中形成的自然地理特征，并阐释特征形成的原因。（区域认知） 2. 在给定的图示（区域）中，结合自然地理要素的相互作用，阐释要素及要素间的作用过程及对区域地理环境的影响。(区域认知；综合思维-要素综合、时空综合、地方综合；地理现象、地理联系) 3. 在（负责）现实情境中，能够结合区域的自然地理特征、自然地理环境的演化特征，阐释人类应该如何因地制宜的协调人地关系，实现区域生态、社会、经济的可持续发展。（综合思维；地理实践力；地理过程） 4. 从区域入手，建构学科认知： （1）地理概念：宇宙、宇宙大爆炸、地质年代、地层、化石、沉积岩、冰期、间冰期。 （2）地理原理：地理环境的整体性、宇宙膨胀、相对论。 （3）地理现象：宇宙的形成、太阳系、地球的形成、地理环境演化、生物的进化。 （4）地理联系：自然地理要素的相互影响、相互作用； （5）地理过程：宇宙的形成过程、地球的演化过程、区域地理环境的演化过程。 （6）学科素养：在具体学习任务中，渗透区域认知、综合思维、人地协调观、地理实践力学科素养培育。 Step1.问题驱动1 学习资源：看视频。 问题驱动：1.了解宇宙的起源理论：“宇宙大爆炸”，简要描述宇宙的起源，和演化过程。 Step2.问题驱动2 学习资源：查阅“宇宙大爆炸证据”资料。 问题驱动：2.了解宇宙大爆炸理论的证据： （1）哈勃定律（河外星系谱线红移） 在1929年之前，稳恒态宇宙的观念根深蒂固。就连爱因斯坦也认为宇宙是静态的，他在创立广义相对论时，给引力场方程引入宇宙学常数，使得方程不会出现动态宇宙的解。然而，哈勃的重大发现改变了这一切。 1924年，哈勃通过造父变星测出了一度被认为是银河系星云的距离。结果发现，那些星云不可能在银河系的范围之内，哈勃意识到它们其实是银河系外的星系，它们就像银河系那样由大量的恒星组成。河外星系的发现，开启了现代天文学的全新篇章。此后不久，在研究星系光谱时，哈勃注意到，宇宙中大部分星系的光谱都出现了红移的现象。多普勒效应表明，当声源远离观测者时，频率会下降，反之亦然。同样的规律也适用于光源，当光源远离观测者时，其频率会降低，波长会拉长，光谱表现出红移。 （2）宇宙微波背景辐射 如果宇宙起源于炽热致密的奇点，那么，发生过大爆炸的早期宇宙必然非常热。倘若早期宇宙处于高温的状态，即便经过上百亿年的空间膨胀和冷却，这些热量不会消失。皮布尔斯等人预测，现在的宇宙中还残留着高于绝对零度几度的背景辐射，可以在微波波段探测到。 1964年，威尔逊和彭齐亚斯两位射电天文学家意外发现了一种各向同性的辐射信号。皮布尔斯等人很快意识到，这个信号就是他们此前所预言的宇宙微波背景辐射。发现宇宙微波背景辐射的两位天文学家在1978年获得了诺贝尔物理学奖，而皮布尔斯也终于在2019年获得了诺贝尔物理学奖。 （3）宇宙元素丰度 在地球上，地壳中的氧、硅、铝、铁、钙等元素的丰度很高，大气的主要成分为氮气和氧气，但这并不意味着宇宙的元素组成也是如此。因为放眼宇宙，地球只是沧海一粟，地球的元素丰度远不能代表宇宙。 地球的质量为太阳的百万分之三，太阳的质量达到了太阳系总质量的99.86%。通过光谱分析可知，太阳质量的74%是来自于第1号元素——氢，24.9%来自于第2号元素——氦，其他重元素的质量占比非常低。进一步分析表明，其他恒星和星云的元素构成也是类似的。总体而言，宇宙重子质量的75%是氢，24%是氦，另外1%是其他重元素，这与宇宙大爆炸模型的预测完全一致。 根据宇宙大爆炸理论，宇宙在最初几分钟里经历了原初核合成过程。当宇宙温度降低到一定程度时，稳定的氢原子核（质子）和中子就能大量形成，氢原子核又会与中子进一步结合成氦原子核。当空间进一步膨胀，宇宙迅速降温，其他更重元素没有条件被合成出来，它们都是来自于后来的恒星核聚变、超新星爆发以及中子星碰撞。 （4）星系演化和宇宙均匀性 光的传播速度不是无限的，它们在一年的时间里只能传播1光年的距离。因此，当我们观测宇宙时，我们看到的都是过去的宇宙，而且看得越远，看到的时间越早，例如，我们看到的太阳是8.3分钟之前，织女星是25年之前，三角座星系是300万年之前。哈勃太空望远镜能够让我们看到深邃的宇宙，从而让我们知道早期宇宙的情况。哈勃观测了一系列距离不同的星系，它们代表了不同时期的星系，这样我们就能了解到星系的演化。哈勃极深场让我们看到了132亿年前的星系，而最早的星系甚至可以追溯到宇宙诞生只有4亿年之时，也