1.1 地球的宇宙环境 教学设计 2024-2025学年地理高一上学期人教版（2019）必修一

第一节 地球的宇宙环境 目标与素养 1．通过了解地球的宇宙环境，认识天体系统的层次，知道地球在宇宙中的位置，提高区域认知能力，达到水平1的要求。 2．通过观察动画演示，知道太阳系的成员，认识八大行星绕日公转的运动特征、结构特征，通过图表材料说明地球是太阳系中一颗普通的行星，运用资料理解地球上出现生命的原因，培养综合思维能力，达到水平2的要求。 3．珍惜、爱护人类共同的家园，培育“只有一个地球”的意识，增强关注人类未来生存空间的责任感，形成正确的人地协调观，达到水平2的要求。 4．通过寻找外星人的探讨活动，激发学生探究地理问题的兴趣，体验自主、合作、创新探究过程和团队意识；能够运用地理工具，观察月相，识别观察到的地理现象，具备一定的科学探究意识和实践能力，达到水平3的要求。 情境与问题 教学中可以利用《宇宙与人》等科普视频让学生思考地球的普通性与特殊性表现在哪里。通过阅读介绍人类对宇宙的探索、围绕太阳运行的天体、月相的观察等材料，既拓展了视野，又有利于增强探索宇宙奥秘的兴趣，树立科学的人生观和宇宙观。 过程与方法 采用自主学习、探究学习、合作学习的方式，通过小组讨论、分组发言分析问题，解决问题，课堂中充分突出学生的主体地位。 1．通过班级交流的形式，探讨地球上有生命物质存在的条件，让学生积极进行交流并培养学生的综合思维能力。 2．通过读图、作图法，掌握天体的层次示意图，培养学生区域认知能力和动手能力。 3．引导学生组成兴趣小组从互联网、报刊、杂志上收集近年来重大天象奇观和当代人类对宇宙的探索等资料，然后在班内分享展示成果，培养学生的地理实践力。 4．用列表比较法来比较八大行星的特征以及月球与地球上适宜生命存在的条件。 重点 1．地球在宇宙中的位置。 2．地球上适宜生命存在的条件。 难点 理解地球是一颗既普通又特殊的行星，理解地球上存在生命物质的条件和原因。 案例二 教学设计 课前准备 在两周前布置如下实践活动：要求同学们自主观察月亮的阴晴圆缺，并搜集有关月球的神话传说，思考导致月相变化的根本原因。 导入新课 多媒体导入 多媒体播放电影《流浪地球》片段。 同学们，《流浪地球》故事背景设定在2075年。讲述了太阳即将毁灭，太阳系已经不适合人类生存。而面对绝境，人类将开启“流浪地球”计划，试图带着地球一起逃离太阳系。那么我们人类赖以生存的地球究竟处于怎样的宇宙环境中呢？地球是不是我们人类唯一的家园呢？ 下面就由我带领大家一起来学习第一章第一节 地球的宇宙环境。 讲授新课 1、 人类对宇宙的认识 人们总是用“上知天文下晓地理”来形容某人知识的渊博，今天就先带大家到浩瀚的宇宙去遨游一番，从宇宙的深处看看我们的地球。 何谓宇宙？我国战国时期的《淮南子·原道训》中指出：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”现代天文学认为，宇宙是时间、空间和物质的总和，是我们这个物质世界的整体。 1．人类认识宇宙的过程 2．宇宙的范围、光年的概念 问题1．人类又是如何认识宇宙的呢？ 讲解：人类认识宇宙的过程：天圆地方一地心说一日心说。 问题2．宇宙的范围有多大？什么是可观测宇宙？可观测宇宙的范围有多大？强调：可观测宇宙的半径约为137亿光年。光年不是时间单位，而是距离单位。1光年 过渡：人类认识宇宙的过程漫长而曲折，尽管随着科技的发展，人类对宇宙空间的探索范围越来越大，但对宇宙的认识仍然十分有限。天文学家把人类已经观测到的可观测宇宙（或称“已知宇宙”）范围估计为137亿光年。 2、 多层次的天体系统 老师：讲解：宇宙就是时间和空间的总和，无始无终，无边无际，而各种天体则是宇宙中物质的各种各样的存在形式。 问题1：晴朗的夜晚，当我们仰望星空，会看到繁星点点，这些都是天体，你认识哪些天体呢？ 宇宙中的天体还有很多，我们来看一段视频。 多媒体播放视频：有关宇宙的片段（对各类天体及天体系统的介绍）问题2：视频中都有哪些天体呢？ 星际空间的气体和尘埃，这些都是自然存在的天体，像人造卫星、神舟飞船、各种探测器等则是人造天体。下面请大家把课本翻到第10页，明确“天体”和“天体系统”的定义。问题3：天体系统可分为哪些级别？ 学生：学生回答： 问题1：月球、牛郎星、织女星、北斗七星、北 极星、流星、彗星······ 问题2：闪烁的恒星、云雾状的星云、不断移动的行星、拖着长尾的彗星、一闪即逝的流星、绕行星转的卫星······ 问题3：天体系统可分为可观测宇宙、银河系与河外星系、太阳系、地月系等级别。 （1） 银河系与河外星系 教师讲授：（PPT放映银河系图片）太阳和千千万万颗恒星又组成庞大的恒星集团，称为银河系。在银河系中，像太阳这样的恒星有1000多亿颗。银河系主体部分的直径约为10万光年，太阳系与银河系中心的距离大约为2.6万光年。银河系外还有与银河系级别相同的恒星系统，我们称之为河外星系。目前我们探测到的河外星系有数百亿个。它们都与银河系一样，包含着数十亿到上万亿颗恒星。如下图所示为仙女座河外星系。（PPT放映仙女座星系图片） 学生：学生观看PPT图片，并利用平板电脑操作天体系统模型。 过渡：银河系中有1000多亿颗恒星，其中有一颗对我们人类来说特别重要，这颗恒星以及围绕它运转的天体有何特点呢？请同学们了解下一部分内容。 （2） 太阳系与地月系 教师：（播放课件“围绕太阳运行的天体”）让学生观察太阳系及其组成，然后提出探究问题，让学生带着问题阅读教材第12～13页内容。 问题1：为什么太阳能够成为太阳系 的中心天体？ 问题2：太阳系由哪几大行星组成？ 它们有何共同特征？ 问题3：小行星带位于太阳系的哪个 位置？ 问题4：地月系是一个怎样的天体系统？导致月相变化的原因是什么？ 将全班同学划分为四个学习小组，每个小组集中解决一个问题。 （总结）以上各小组讨论得非常积极，小组代表发言简洁生动，有的小组还展示了搜集到的图片，这说明，同学们课下是下了功夫的。 学生：阅读教材“环绕太阳运行的天体”，自主探究后，组内合作讨论本组所要解决的一个问题。小 组代表发言： 第一小组：太阳之所 以能成为太阳系的中心天 体，是因为其质量约占整 个太阳系质量的99.86％。 第二小组：太阳系共 有八颗行星围绕太阳运 行，它们按照距太阳由近及远依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。它们的公转运动具有同向性、近圆性和共面性。 第三小组：小行星是一大批质量小得多的围绕着太阳运行的天体，基本位于火星与木星轨道之间，有时会运行到地球与火星之间，甚至闯人地球的大气层。很多科学家相信，6600万年前的一颗小行星撞击地球，是恐龙灭绝的主要原因之一。 第四小组：地月系是指由地球与其卫星（月球）组成的天体系统。地球与月球空间位置的变化形成了不同的月相。 （承转）根据两周前布置的实践活动，同学们已经观察过了离地球最近的星体--地球的卫星-月球，看到了月亮的阴晴圆缺，并搜集到了如“嫦娥奔月，吴刚捧出桂花酒”等许多美丽的传说。那么，导致月相变化的根本原因是什么呢？ 教师：多媒体模拟：日、地、月三者相对运动和月相变化的规律及周期（注意提示观察月相时的方向）。 师生共同探讨、归纳出月相的规律（见教材第14页图1-9，图1-10），总结如下： 上上西西（上弦月在上半夜的西方天空，月亮的凸面向西）， 下下东东（下弦月在下半夜的东方天空，其凸面向东）， 初一月黑头，十五月亮圆。 学生：学生根据活动探究中的观察记录，并利用“三球仪”演示，以小组为单位，探讨月相的成因 小结：小结：以上我们学习了天体系统的组成及特点，请同学们总结完成框图。 教学研讨 教无定法，应“以学定法”，这是新课标“以人为本，立德树人”的教育思想的体现。以此为出发点，本节课根据教学内容的特点和学生年龄特征，主要采用探究式教学，在教学中营造宽松和谐的课堂氛围，激励学生在解决问题中探究，有利于激发学生学习地理的积极性、主动性，培养学生的创新精神和地理实践能力。通过小组合作学习，可以培养学生的合作学习意识，还能增强学生的竞争意识，提高学生参与各种活动的积极性，注重地理实践力的培养。 备课资料 材料一 在世界许多地方的中生代末期的地层内，科学家发现铱元素含量异常，高出相邻岩层平均值的30倍左右，这成为支持小行星撞击地球假说的证据。因为铱元素在地球表面并不常见，而陨石中却经常存在铱含量较高的现象。有些地质学家认为，如果一颗足够大的富含铱的小行星撞击地球并发生爆炸，那么，大量富含铱的尘埃颗粒就会散发到大气层中，在地球表面就会覆盖一层富含铱的尘土层，最后形成的地层中铱元素含量就会异常多。经计算，含铱泥土里存在的铱，需要一颗大约10km直径的小行星撞击才能产生。在美洲尤卡坦半岛的北部海岸，地质学家发现了一个部分淹没在海中的陨石坑，直径180km～200km。这是中生代小行星毁灭性撞击地球最可能发生的地点。恐龙曾称霸地球长达1亿多年，这次撞击事件很可能是造成恐龙时代结束的重要原因。 材料二 目前已知的最后一次超级火山喷发，发生在约7.35万年前印度尼西亚苏门答腊岛上的多巴。今天人们还能够看到一个长约100km、最宽处约30km的巨洞，它就是多巴湖。多巴火山爆发，造成了地球上60％以上生命的死亡，还差一点使现代人类的祖先全部丧生。美国和俄罗斯的科学家通过对现代人类起源和人类基因的联合研究，得出惊人的结论：大约7.4万年前，人类祖先曾濒临灭绝的边缘，人口最少的时候，地球上仅有2000多人，而且全部在非洲。目前地球上70多亿人口，其实都是这2000多位人类祖先繁行出来的。 材料三 宇宙之大是人类永远无法想象的，和这个广袤的空间相比，世间一切都显得那么渺小。地球上的生命，难道真的就是宇宙中的唯一吗？美国科罗拉多大学科学家认为，除地球外，太阳系中任何一个星球存在生命的 可能性都不大，而在太阳系外找到生命的可能性很大。此前科学家认为太阳系中火星和木星的卫星木卫二上可能存在某种形式的初级生命，但现在仍未发现。如果考虑到生命存在所需要的基本条件，火星和木卫二存在生命的机会都非常小。但对于广袤的宇宙而言，可能会在某处存在适于生命生存的条件。地球和其他星球存在大量多样生命形式的关键是有光合作用。光合作用能够吸收并转化光能，用转化后的能量完成生命所需的生化任务。如果生物曾经在一个星球有过繁盛时期，光合作用将改变这个星球外层大气成分，就像生命对地球大气的改变一样。而除地球外，太阳系内其他星球的大气都没有类似改变。生活在星球表面深层的初级生命也可能通过化学反应而不是光合作用存活，而这种存活方式不会影响星球的大气构成。但这种生存方式需要许多条件碰巧凑在一起，而这样的机会并不是很多。天文学家们知道，那些在其光线中包含强烈氧气信号的星球具有生命存活的条件，其他暗示生命存在的独特信号还包括水、二氧化碳、臭氧、甲烷、一氧化二氮和叶绿素等。如果说其他星系存在生命的话，这些生命很有可能已经知道了地球的存在。权威科学家指出，其他星系的外星人很有可能已经知道地球的存在，并将其列为一个充满生命的星球。目前对太阳系外的星球进行探测的方式是通过其对恒星的重力影响间接进行的，科学家们已经发现了大约100颗与木星大小相当的其他星球。要对地球一般大小的星球的大气进行测量就需要先进的技术，将其发出的光线与其周围其他众多星球发出的光线区分开来。有专家认为，人类到2080年就可能实施登陆火星的计划。因此人类走向更遥远的太空并不是梦。 学科网（北京）股份有限公司 $$