内容正文:
6浩瀚的宇宙
教材分析
“浩瀚的宇宙”是本单元的第6课。银河系是比太阳系层次更高的天体系统。它是由恒星和其他各种天体组成的巨大天体集团,其中包括太阳在内的上千亿颗恒星和各种类似的星云以及星际物质。本节课中,学生将通过制作银河系模型来了解银河系的结构,并通过观察、评价自己制作的银河系模型,提出一些对于宇宙有价值的问题。探索宇宙的结构及其运动是天文学家们的主要课题之一,教材利用形象的资料展示科学家的一些重要探索成果:宇宙是由许多庞大的星系组成的,而且至今未发现其边界;宇宙还在不断地膨胀;恒星有一个较长而复杂的演变过程。通过这些,让学生对宇宙的结构和运动有一个初步的认识,在头脑中建立起有关宇宙系统的概念。如,宇宙是浩大深邃的,是由许多庞大的星系组成的,星系奇异亮丽,恒星多彩变化,宇宙万物生生不息。
学情分析
学生在上节课学习了星座的相关知识,也知道太阳系是银河系中的一部分,可能有部分学生已经通过阅读课外科技类书籍或是观看网络视频资料,了解了一些关于宇宙的知识,但他们对整个宇宙了解十分有限。在教学中,教师需要引导学生通过查阅资料等方式,加深对银河系和河外星系的理解。
教学目标
科学观念
知道宇宙空间分布着大小不同的天体系统,认识到宇宙的运动状态是不断变化的、膨胀的,其组成天体也是不断运动变化的。
科学思维
用模拟的方法,类比概括银河系的部分基本结构和特征。
探究实践
通过制作银河系模型,并对模型进行评价和改进,并能根据模型提出一些有价值的问题。
态度责任
能意识到宇宙的运动性和变化性,增强对宇宙的探索热情;意识到随着科学技术的发展,人类对于宇宙的认识和了解会越来越多。
重点
知道宇宙是运动变化着的、膨胀着的,组成宇宙的天体也是运动变化着的。
难点
制作银河系模型,并提出一些有价值的问题。
教学准备
教师准备
教学课件、班级记录表等。
学生准备
陀螺、纸片、米粒、胶水等。
教学设计
一、导入新课
1.教师谈话:天空中的每一颗恒星都类似太阳一样发光发热,也有很多类似太阳系一样的天体系统。我们的太阳系属于一个恒星集团-银河系。银河系到底是怎样的一个星系?
2.出示银河系的图片让学生观察。
3. 学生自由分享:银河两岸的织女星、牛郎星和银河之中的天津四所构成的“夏季大三角”;银河系中还有其他的很多星座;银河系比较大。
4.教师提问:宇宙中还有类似的星系吗?宇宙有多大?
提示:宇宙的结构浩大而有序,第一级是类似太阳系一样的天体系统;第二级是包含太阳系在内的银河系;第三级是银河系外和银河系一样大的星系集合-河外星系;最后一级是宇宙,包含已知和未知的星系。
5.引导学生大胆猜想,用自己的语言描述宇宙。
6.揭示课题:宇宙无边无际,而且也有很多的奥秘,今天我们就一起来探索宇宙。
设计意图:通过具体问题引导学生从广阔无垠的宇宙聚焦到银河系,使探究问题更明确,更有针对性。
二、教学过程
探索活动1:认识银河系
(1) 教师介绍银河系的基本情况和数据,出示银河系的“俯视图”和“侧视图”,标记出太阳在银河系中的大致位置。
(2)引导学生思考:你觉得银河系像什么?你能描述出银河系的形状特点吗?
提示:通过银河系的“俯视图”和“侧视图”,我们可以更加全面地了解银河系。银河系像一个盘子,银盘直径约10万光年;又像一个旋涡,它有多条旋臂。太阳在其中一条猎户座支臂上,距离银河系中心约2.6万光年。银河系中的天体围绕着银河系的中心高速公转。
设计意图:通过看图,引导学生初步了解银河系的特点,丰富学生的科学知识。
探索活动2:建立银河系模型
1.出示制作银河系模型的材料:陀螺、纸片、米粒、胶水等。
2.讲解银河系模型的制作方法。
(1)在纸片上模拟画出银河系的“核球”和几条“旋臂”,画好后剪下来。
(2)把一些米粒粘在纸片上,模拟银河系的“恒星”。
(3)将纸片固定在陀螺上并开始旋转。(如图所示)
3.学生分小组制作并观察旋转的“银河系”模型。
提示:学生会发现高速旋转过程中的“银河系”比静止状态下的“银河系”更接近银河系的“侧视图”。
4.教师引导学生对照银河系的“侧视图”,对制作的模型进行评价并提出一些有价值的问题,将问题记录在活动手册上。
设计意图:通过制作“银河系”模型,将银河累可程化,直观探究与银河系相关的内容,引发学生在动手探究的过程中发现更多有关银河系的问题。
探索活动3:河外星系
1.教师讲解:类似银河系一样的星系还有很多,人们把它们统称为“河外星系”。
2.教师提问:宇宙有多大?
提示:不论对地球、太阳还是整个太阳系来说,银河系都是一个无可比拟的巨大天体系统。通过太空望远镜,人们发现银河系以外还有许多类似银河系一样庞大的恒星集团,比如仙女座星系、猎犬座星系。它们大小不一,直径从几千光年到几十万光年不等;它们形状各异.有椭圆的,有旋涡状的,有不规则的······。这些星系都在高速运动着。
3.教师小结:宇宙还处于青年时期,还在长大,还在膨胀。
设计意图:通过对河外星系的了解,学生认识到银河系并非宇宙的边界,银河系外还有广阔的宇宙空间,体会到宇宙的浩瀚及无穷魅力。
探索活动4:讨论研讨
1.教师提问:银河系是怎样一个星系?请描述一下。
提示:银河系呈旋涡状,有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀地延伸出来。银河系极其巨大,大约由2000亿到4000亿颗恒星组成,银河系中心和各条旋臂上都是恒星密集的地方。
2.学生思考:宇宙有多大?我们现在该怎样回答才好?
提示:教师在教学中可以让学生计算一下1光年到底等于多少千米,当学生不能顺利读出那一长串零的时候,可能就会领悟到这个数字代表的距离之大,也就能领悟到宇宙之大了。
3.布置任务:想象如果有一天,我们和河外星系的“外星人”有了联系,我们能准确地把自己的通信地址告诉他们吗?请按中文格式写下来。
提示:在书写具体的通信地址时,我们需要考虑到银河系、太阳系、地球、中国等之间的层级关系。
设计意图:通过研讨,让学生对宇宙探究有了更浓厚的兴趣。
探索活动5:拓展延伸
1.组织学生观看恒星变化相关的视频资料。
2.教师总结:宇宙充满着活力,组成宇宙的主要天体在不断地高速运动着,恒星也在发生着变化。
三、课堂小结
通过今天的学习,我们知道了银河系呈旋涡状,有多条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀地延伸出来。银河系中心和多条旋臂上都是恒星密集的地方。认识到银河系并非宇宙的边界,银河系外还有广阔的宇宙空间,体会到了宇宙的浩瀚及其无穷魅力。
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