3.3 人类对宇宙的探索 教学设计-2024-2025学年浙教版七年级上册科学

浙教版七上科学§3.3人类对宇宙的探索 教学设计 课题 3.3人类对宇宙的探索 单元 三 学科 科学 年级 七上 教材分析 本课时为新浙教版七上第三章第3节人类对宇宙的探索的第3课时，也是本章的末课时教学，主要内容是恒星及其一生的演化过程。此前学生已学习了总星系、银河系、太阳系圾太阳、地球、宇宙学说等相关知识，现在学习恒星知识，太阳是与人类关系最密切的恒星之一，通过学习让学生了解恒星的诞生、演化过程和最终结局，认识到恒星也是有生命周期的，有开端也有结束，其规律是可被认识的，其他天体也类似，所以本课时的学习是深入是拓展更是后续学习宇宙知识的基础，所以具有很重要的地位和作用。 学习 目标 科学观念：知道恒星是在演化的；知道恒星的形成、演化和结束；知道超新星爆发是导致一部分恒星诞生的直接动力；了解太阳的一生； 科学思维：理解恒星的演化规律；持续形成探索宇宙的兴趣和获取新知识的欲望； 探究实践：通过读图、阅读等方式提升学生收集信息的能力和处理信息能力； 态度责任：感悟人类对科学知识的探索和追求，学习辨证分析的方法和态度；感悟科学家利用有限证据和一定理论大胆建立科学假设的精神，不断寻找新证据来证实或修正假设，使理论趋向完善。 重点 能说出恒星的一生所经历的阶段 难点 合作分析归纳出恒星的一生所经历的不同阶段 教学环节 教师活动 设计意图 导 入 新 课 1、宇宙由 和 组成； 2、宇宙的基本组成单位是 ； 3、银河系由 组成；所有的恒星都围绕 旋转； 4、宇宙中有上千亿个星系，每个星系中同样含有数量巨大的 。 太阳是银河系内一颗相当普通的恒星。 每一颗恒星都有其诞生、演化和死亡的过程，这是一个十分缓慢的过程。 太阳是地球的能量之源，没有太阳，人类就不能生存。 研究恒星的诞生、演化和死亡，对人类的生存具有重要意义。 导 入 新 课 讲 授 新 课 一、恒星 1、恒星： 恒星是一种自己发光扫热的气体星球。 离地球最近的恒星是太阳。 2、恒星的诞生是宇宙膨胀的结果： 所有的恒星都要经历诞生、演化和死亡的过程。 随着宇宙的膨胀，温度不断降低，出现了由中性原子构成的宇宙尘埃。宇宙尘埃在引力作用下，会变得更加密集，并越聚越大，形成气体状态的星云团。随着星云团的收缩，温度不断升高，当温度变得非常炽热，星云团就开始发光。于是，恒星就诞生了。 天文学家根据对各种恒星的观测和理论研究，认识到所有恒星的诞生过程与太阳的诞生过程基本相似。 视频：恒星的诞生 3、恒星的演化： 一颗恒星诞生后，这颗恒星继续收缩升温，温度超过1×107℃时，将引发恒星内部的氢核发生聚变反应（氢原子核聚合成氦原子核），生成氦并向外释放出能量，恒星就开始稳定下来，进入主序星阶段。 主序星靠核聚变反应而发光发热。 恒星的稳定主序星阶段能够持续持续约100亿年。 太阳已存在约50亿年，它的主序星阶段还有约50亿年。 今天的太阳正处在它的鼎盛时期。 恒星约90%的生命周期都处于主序星阶段。 探索活动： 1）图3.3-17展示了恒星的质量与它的寿命的关系。恒星寿命指恒星在耗尽燃料之前能存在的时间。 2）一颗质量是太阳0.8倍的恒星能存在多久？一颗质量是太阳1.7倍的恒星又能存在多久？ 3）描述恒星的质量与它的寿命的一般关系。 4、恒星的寿命： ①恒星是不会永久存在的； ②太阳未来的演变过程： 大约50亿年后，太阳中心缺少足够的氢时，太阳的球核将开始收缩，太阳外层的氢继续变成氦，星体急剧扩大，变成红色，形成红巨星。当太阳膨胀到接近火星轨道时，将吞水星、金星、地球，预计太阳在红巨星阶段持续天约10亿年时间，亮度升高到今天的近1万倍。红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形成行星状星云，它的核聚变过程中形成的一些物质将进入星际介质参与再循环，而球核进一步收缩，形成体积极小、密度很大的白矮星。最后，太阳将慢慢“熄灭”，形成一颗看不见的黑矮星，变成星云的一部分，留在宇宙中，进入新的循环。 参考：了解了太阳一生的演化后，你对宇宙有了什么新认识？ 宇宙也像恒星一样，也要经历诞生、发展演化和死亡的过程。 5、恒星的演化过程： ①恒星的寿命与其质量有关： 一颗恒星寿命的长短取决于它的质量大小:质量越大，寿命越短；质量越小，寿命越长； ②质量较小的恒星的演化过程： 如果恒星的质量介于1～8倍太阳质量它会演变成红巨星，最终演变成白矮星，即体积很小、质量不太小的恒星； （附视频：白矮星） ③质量较大的恒星的演化过程： 如果恒星的质量是太阳质量的10～20倍，它的体积会急剧变大，形成红超巨星，随后爆发成超新星，最终演变成体积极小、密度极大的中子星。 1054年，我国发现并记录的超新星爆发，史称“客星”。蟹状星云即在这次爆发后诞生，这是天文学中第一个被认证具有清晰历史观测记录的超新星遗迹。 ④质量更大的恒星的演化： 当恒星的质量更大时，其内部将产生巨大压力;物质被“压”成了更为神奇的天体 --黑洞。黑洞的密度非常巨大，强大的引力使任何物质，甚至光都无法逃脱它的吸引。因此，远处的观测者无法看到来自黑洞的光。 讨论交流： 大质量恒星的消亡过程和太阳有什么不同? 6、黑洞： 虽然人们看不见黑洞，但科学家能确定它的存在；几十年来，科学家一直在寻找黑洞。 2016年，科学家宣布探测到黑洞的存在。 2019年，我国天文学家依托自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜，发现了一个迄今为止质量最大的恒星级黑洞。 2022年5月，天文学家向人们展示了位于银河系中心的超大质量黑洞的首张照片。银河系中心黑洞距离地球约2.7×104光年之遥。 7、恒星的一生： 通过天文观测和发现，逐步证实完善了恒星的演化理论。 7、恒星的消亡： 恒星在生命的最后时刻，都会不断地向四周抛出物质。这些物质自由地在太空单扩散，最后将渐渐孕育出新一轮的恒星星云。 科学阅读：中子星 恒星的诞生看不见摸不着的，视频可使学生形象地认识到这个过程 把抽象的内容具体形象化，降低难点 目前的太阳正处于稳定发光发热的鼎盛时期（主序星） 了解恒星的寿命取决于质量大小 使学生认识到不同质量的恒星的一生有所区别 图解法使过程更直观易懂些 尤其是不同质量的恒星有不同的“死法” 大质量的恒星最后演化成黑洞。黑洞是学生们比较感兴趣的话题，有图有真相，促进学生的理解，激发学生的兴趣 课 堂 练 习 1、除了氦以外，恒星中最常见的化学元素是（　A　） A．氢 B．铁 C．碳 D．钠 2、新星的热核爆炸代表其演化到了( C ) A.诞生期 B.存在期 C.死亡期 D.循环期 3、下列有关恒星的叙述中正确的是（　A 　） A. 恒星都是由炽热的气体组成、靠自己发光的天体 B．恒星在星空中的位置是固定不变的 C．宇宙中的恒星都在绕着银河系的中心旋转 D．恒星都是质量和体积都很大的固态星球 4、下列有关恒星的说法，正确的是( C ) A.白矮星相当于太阳的青壮年阶段 B.“恒星”即“永恒不变的星”，它在宇宙中的位置和形状都是固定的 C.恒星离我们实在太遥远了，以至于恒星在天空中的位置变动我们很难察觉 D.远处观察者能够看到来自黑洞的光，因此天文学家能够探测出黑洞的存在 5、下列有关黑洞的描述错误的是（　B　） A．黑洞密度极高，能产生强大的引力 B．黑洞是科幻小说中的一种设想，实际并不存在 C．黑洞在太阳系中不可能出现 D．黑洞是质量更大的恒星发展的某个阶段 6、在认识世界时，我们经常用各种方法来形象、直观地表示事物或者规律。下列关于太阳一生的体积变化规律图像中，最为合理的是（　B　） A．B． C．D． 及时训练，有利于巩固刚刚学习的新知识。 同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题，便于及时纠正、修补。 课 堂 小 结 1、每一颗恒星都有诞生、演化和消亡的过程； 2、太阳是恒星，目前的太阳处于主序星阶段。 3、恒星的诞生：星云收缩升温而成 太阳（主序星）发光发热的原因：氢核聚变 恒星的演化： 小恒星（如太阳）：主序星－红巨星－白矮星－黑矮星 大恒星：主序星－超红巨星－超新星－中子星或黑洞 帮助学生掌握重点， 更加容易的学习。 板 书 学科网（北京）股份有限公司 $$