第1节 人类对宇宙的认识（表格式教学设计）科学浙教版九年级下册

1.1人类对宇宙的认识 （教学设计） 年级 九年级 授课时间 课题 1.1人类对宇宙的认识 教学 目标 科学观念：①了解人类认识宇宙的过程；②掌握并区分地心说和日心说的主要内容；③掌握现代宇宙学说，理解大爆炸宇宙论。 科学思维：知道科学理论是不断前进和创新的，要用发展的眼光看问题。 探究实践：利用气球建立星系运动模型来类比大爆炸宇宙论，理解宇宙的起源和演化。 态度责任：树立创新的精神，培养辩证看待地心说和日心说的观念。 教学 重难点 重点：地心说和日心说的主要内容；宇宙大爆炸理论 难点：宇宙起源的证据——星系运动模型的建立 学情 分析 本节内容选自浙教版九下第一章第一节。本节内容主要使学生了解人类认识宇宙的过程，掌握并区分地心说和日心说的主要内容，知道现代宇宙学说，理解大爆炸宇宙论。学生在学习了地球与宇宙之后，来进一步探究宇宙的起源、现在以及未来的可能性，内容相对比较抽象，需要一定的想象空间，但本课主要给学生提供了广阔的空间去想象和思考。本节课是本章节的起始，为后面的内容做好铺垫，引起学生对于宇宙太空探索的兴趣。 教学 准备 课件、课本、气球、马克笔等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 播放课件视频，带学生进入对宇宙起源的思考空间。 你有没有想过，宇宙是怎样诞生的？宇宙最终是否会走向终结？对于这些问题，人类在很早的时候就开始探索。接下来，我们一起去看看古代人的宇宙观是怎样的？ 由一个视频导入，学生思考宇宙的起源可能是什么？ 新 知 讲 授 1、 古代人的宇宙观 提问：请你说一说，古代对于宇宙的起源有哪些传说？ 女娲补天 盘古开天辟地 上帝创造宇宙和万物 思考：古代人为什么会对宇宙的起源形成这样的认识？ 古代人观察天空的工具仅仅是眼睛，靠臆想，而现代科学家能借助更先进的科技手段对宇宙的起源进行更深入的研究，才发现了许多关于宇宙起源的证据。这说明人类对自然界的认识水平取决于当时的科技发展水平。 2、 从地心说到日心说 1. 中国战国时期的“盖天说” 中国古代认为天圆如张盖，地方如棋盘。早期的古希腊学者也有类似的看法。盖天说这种宇宙观，虽然已经摆脱了神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。 2. 地心说 学生阅读课本托勒密的地心说宇宙体系 师：“地心说”是亚里士多德首创。他提出：“地球位于宇宙的中心，整个宇宙由环绕着地球的七个同心球壳组成，太阳、月亮、行 星和恒星分别处在不同的球壳上，它们都围绕地球做完美的圆周运动。” 也就是说，空间的位置是绝对的，地球的地心就是宇宙的中心，而每个物体都有它的天然位置。 亚里士多德把宇宙空间分为“月上”和“月下”两部分、天上的物体就在天然位置上， 它们随天球做圆周运动，月下和地面附近物体的天然位置是地心，它们之所以做落体运动，是因为它们还没有到达自己的天然位置。 而集大成者是2世纪古希腊伟大的天文学家——托勒密，他是历史上第一个建立完整的宇宙体系。 提问：请你说一说托勒密“地心说”的主要内容。 托勒密认为，地球处于宇宙中心静止不动，所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上绕地球运转，而恒星位于最外面的天球上，它们之间的相对位置保持不变，同时作为一个整体在天空中转动。 提问：请你说一说托勒密“地心说”有哪些进步和不足之处吗？ “地心说” 否定了宇宙“盖天说”等理论，这无疑是一个很大的进步。与此同时，这个学生的提出，与当时社会基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好吻合，得到了统治地位的支持。因此，“地心说”长期居于统治地位，禁锢了人们的思想，阻碍了天文学的发展。 播放视频：地心说的理论模型 3. 哥白尼的“日心说” 16世纪，哥白尼用自制的简陋仪器经过20年的天文观测与研究，建立了“日心说”。 提问：“日心说”的主要内容是什么？ 哥白尼在不同的时间、不同的距离从地球上观察行星，发现每一颗行星运行情况都不相同，而且发现日地距离始终不变。因此他否定了地球是宇宙的中心，认为太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳做圆周运动，月球围绕地球转动，而最外层的恒星天球则与地心说并无本质区别。 哥白尼提出“日心说”后，差不多经过一个世纪才被人们接受。 播放视频：地心说和日心说的对比 提问：地心说和日心说的异同是什么？ 异：地心说：地球处于宇宙中心静止不动，所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上绕地球运转. 日心说：太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳做圆周运动，月球围绕地球转动. 运行轨道不同： 日心说 地心说 同：恒星位于最外面的天球上，它们之间的相对位置保持不变，同时作为一个整体在天空中转动。 思考：为什么人们会感觉到太阳是东升西落，而大地是静止不动的呢？ 运动是相对的，地球上的人们选地球为参照物时，地球是静止的，太阳是运动的。地球也以一定的速度绕地轴自西向东运动，人们选择地球为参照物，则太阳是自东向西运动，所以人们以为太阳从东边升起，从西边落山。 思考“日心说”中有关宇宙以太阳为中心的提法也是不正确的，用你知道的相关知识加以解释。 太阳不是处于宇宙的中心。太阳系属于银河系，太阳系也并非银河系的中心，而银河系也只是众多星系中的一个，并非宇宙中心。 “日心说”宇宙体系学说的意义：科学地阐明了天体运行现象，为后人认识太阳系进而认识地球的起源奠定了基础。“日心说”推翻了长期居于统治地位的“地心说”，并从根本上否定了基督教关于上帝创造一切的谬论，给了神权统治者沉重一击。 阅读:课本第四页 伽利略利用自制的天文望远镜，发现了可以支持日心说的新的天文现象， 日心说才逐渐得到认可。 3、 现代宇宙学说 1.宇宙起源的证据：星系运动的特点 随着时代的进步，先进科学仪器的发明，对观察宇宙更加有利。 哈勃望远镜 哈勃望远镜拍摄到的星空 提问：说一说哈勃发现星系运动的特点 哈勃眼中的宇宙 ：发现1、所有的星系都在远离我们而去。发现2、星系离我们越远，运动的速度越快。发现3、星系间的距离在不断地扩大。 提问：按照哈勃的说法，你是怎样理解哈勃定律中关于星系运动的特点？ 星系一直在运动，一直在变化，宇宙在不断地膨胀。 活动：建立星系运动模型 ①准备一只气球，在其表面画上一些小圆点。 ②用打气筒持续地向气球充气，使气球不断地胀大。 ③观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。 ④如果这些小圆点代表星系，那么，这些原先靠得很近的星系之间的距离增大了吗? 结论：气球在胀大过程中各个小圆点间的距离变大，实验表明，宇宙扩张，原先靠得很近的星系之间的距离增大了。 思考与讨论：课本第6页 ①如图所示，请你选定一个点，看另外两点的运动方向和快慢，如选A看B和C的运动方向和快慢是如何的？ B和C都离A远去，C比B远离A快。 ②假设宇宙在膨胀，那么原先紧邻的星系分离的速度比遥远的星系分离速度快一些还是慢一些？ 紧邻的星系分离速度慢一些。 思考：慢慢放掉气球里的气体，由此思考宇宙的起源应该是怎样的？ 根据以上科学假设，我们可以进行这样的推理：如果能将时间倒退，宇宙中的星系之间的距离必然缩小，最终会聚在一个点上。 2.大爆炸宇宙论 大约137亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球”中。大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。 观看视频：什么是宇宙大爆炸 理解大爆炸宇宙产生示意图 1)星星出现(10亿年) 2)我们银河诞生 (50亿年) 3)恒星、银河并演化成我们今日所知的宇宙 4)现在宇宙持续膨胀中(137亿年) 阅读:课本第7页 大胆猜测：宇宙的将来 永远膨胀下去，不断地扩大，我们将看到所有星系的星球老化、死亡，剩下我们孤零零的，在一片黑暗当中。或者会塌缩而在大挤压处终结。 思考古代对于宇宙的起源有哪些传说？古代人为什么会对宇宙的起源形成这样的认识？ 说一说托勒密“地心说”的主要内容。 观看视频，托勒密“地心说”有哪些进步和不足之处。 观看视频，回答哥白尼“日心说”的主要内容；归纳底两种学说的异同。 解释人们会感觉到太阳是东升西落，而大地是静止不动的。 解释“日心说”中有关宇宙以太阳为中心的提法也是不正确的。 归纳哈勃发现星系运动的特点 同桌合作完成星系模芯的建立，观察现象并得出结论。 思考宇宙的起源应该是怎样的？ 观看视频，理解大爆炸宇宙产生示意图。 课 堂 练 习 典例1.“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是（ B ） A.认识到地球是宇宙的中心 B.打破了“天圆地方”的宇宙观，建立了宇宙空间的观念 C.发展了“日心说”宇宙体系 D.巩固了当时教皇的地位 【解析】“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是打破了“天圆地方”的宇宙观，建立了宇宙空间的观念。地球是宇宙的中心的说法后面被推翻，故A错误；“日心说”推翻了“地心说”，故C错误;巩固了当时教皇的地位不是科学发展的意义，所以本题选B 典例2.截至目前，“中国天眼”(500米口径球面射电望远镜)已确认了 500多颗脉冲星，多次捕捉到极罕见的快速射电暴爆发。2021年4月1日起，“中国天眼”向全世界科学家开放。这为全世界科学家进一步探索宇宙的奥秘提供了方便。下列说法正确的是( C ) A.太阳系是银河系的中心 B.银河系是宇宙的中心 C.宇宙是从一个中心向四周膨胀的 D.宇宙在大尺度上是均匀和各向同性的 【解析】 太阳系属于银河系中的一个星系，不是银河系的中心，A.错误； 银河系不是宇宙的中心，B.错误； 宇宙是从一个中心向四周膨胀的，C.正确； 宇宙在大尺度上是并不是均匀的也不是各向同性的，D.错误 典例3.我们利用如图的气球做了关于星系运动特点的模拟实验,以下各实验步骤所描述的星系运动特点中,错误的是(　D　) A.在气球表面画上的这些小圆,是模拟宇宙中的星系 B.给气球充气,使气球不断地胀大,是模拟宇宙的膨胀 C.观察气球胀大过程中各圆点间距离的变化感知星系运动 D.气球胀大时,对甲圆点而言,乙圆点的分离速度比丙快一些 【解析】 宇宙在膨胀时，紧邻的星系分离速度慢一些。因此气球胀大时,对甲圆点而言,乙圆点的分离速度比丙慢一些，D.错误 典例4.如图所示，在吹一个表面画有一些小圆点的气球时会发现，随着气球鼓起，小圆点间的距离在不断变化。从任何一点出发，其他的点都可以以它为中心向四周散开，并且距离越远，散开的速度越快。如果我们把这个气球比作宇宙，试回答下列问题。 (1)根据多普勒效应，当星系靠近观察者时，见到的星光光谱线向频率高的蓝光方向移动，反之则向红光方向移动。把气球上的小圆点看作一个个星系，并选定一个作为太阳系。当我们把气球逐渐吹起时，以太阳系为观测中心，我们观测到的星系大多在向___红____光方向移动，也就是说它们都在____远离____(填“靠近”或“远离”)太阳系，并且距离太阳系越远的星系移动的速度越___快_____(填“快”或“慢”)。 (2)实验说明大多数星系之间的距离都在___增大___，由此推测宇宙正处于___膨胀__之中。 (3)这种研究宇宙的方法是____C____。 A. 对比法 B．类比法 C．模型法 D．控制变量法 课 堂 小 结 一、古代人的宇宙观 女娲补天 盘古开天辟地 上帝创造宇宙和万物 二、从地心说到日心说 地心说（希腊科学家托勒密）：地球处于宇宙中心静止不动，所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上绕地球运转，而恒星位于最外面的天球上，它们之间的相对位置保持不变，同时作为一个整体在天空中转动。 日心说（波兰天文学家哥白尼）：太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳做圆周运动，月球围绕地球转动，而最外层的恒星天球则与地心说并无本质区别。 三、现代宇宙学说 1.宇宙起源的证据：星系运动的特点 所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度越快；星系间的距离不断扩大。星系一直在运动，一直在变化，宇宙在不断地膨胀。 2. 大爆炸宇宙论 大约137亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球”中。大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。 板 书 设 计 作 业 设 计 反 思 评 价 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$