1.1 地球所处的宇宙环境 教学设计 2024-2025学年高一上学期 地理 中图版（2019）必修一

1.1《地球所处的宇宙环境》教学设计 一、教学目标 1让学生了解宇宙的物质组成和天体系统的层次。 2帮助学生理解太阳辐射对地球的影响。 3使学生掌握太阳活动对地球的影响。 4引导学生认识空间天气及其对人类活动的影响。 二、教学重难点 重点 0. 掌握天体系统的构成和层次。 0. 理解太阳辐射和太阳活动对地球的作用机制。 0. 了解空间天气的概念及其对人类的影响。 难点 0. 分析太阳活动与地球气候变化之间的关联。 0. 探讨如何应对空间天气对卫星通信等人类活动的影响。 三、教学方法 讲授法、讨论法、案例分析法 四、教学过程 （一）导入（5分钟） 1展示图1 - 1 - 1“‘先驱者10号’航天器”，引导学生观察图片。 0. 提问：从图片中可以看到这是一个航天器，你们知道航天器在探索宇宙中有什么作用吗？人类为什么要不断地发射航天器去探索宇宙？ 2学生思考并回答后，教师总结：航天器是人类探索宇宙的重要工具，通过发射航天器我们可以了解宇宙的奥秘，引出本节课的主题——地球所处的宇宙环境。 （二）新课讲授（30分钟） 1宇宙的物质组成（8分钟） 0. 结合教材内容，讲解宇宙是由不同形态的物质组成的，我们把这些物质统称为天体。有些天体是我们肉眼可以看见的，如在北半球，我们肉眼能够看见一些天体。 0. 展示图1 - 1 - 2“宇宙中的部分天体”，介绍宇宙中的天体包括恒星、行星、卫星、彗星、流星体和星际物质等。 8. 恒星：例如太阳，是由炽热气体组成，能自己发光的球状天体，太阳是离地球最近的恒星。 8. 行星：如地球，是围绕恒星运行的天体，本身不发光，靠反射恒星的光而发亮。 8. 卫星：像月球是地球的天然卫星，围绕行星运转。 8. 彗星：有长长的彗尾，如哈雷彗星。 8. 流星体：在星际空间运行的固体小块，进入地球大气层与大气摩擦燃烧发光形成流星现象，未烧尽的流星体落到地面叫陨星。 0. 讲解科学家按照体积、质量、温度、成分、形态等物理和化学性质将宇宙中的天体划分为星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体和星际物质等。其中星云和恒星是宇宙中的基本天体，是构成宇宙的主要物质形态。 2天体系统的层次（8分钟） 0. 展示图1 - 1 - 3“天体系统的四个层次”， 0. 0. 讲解天体系统的概念：宇宙中的天体都在不停地运动着，邻近的天体相互吸引，形成了以质量大的天体为中心，其他天体围绕这个中心旋转的天体“集团”，科学家称它们为天体系统。 0. 按照天体系统的规模大小，可分为可观测宇宙、星系、恒星系统和行星系统四个层次。 13. 可观测宇宙：半径约为1.37×10¹⁰光年，约有10¹¹个星系。 13. 星系：例如银河系，主体部分直径约为10万光年，约有2×10¹¹颗恒星。 13. 恒星系统：以太阳为中心的太阳系，太阳至海王星平均距离约为4.5×10⁹千米，有8颗行星。 13. 行星系统：以地球为例，月地平均距离约为3.8×10⁵千米，有1颗卫星。 0. 展示图1 - 1 - 4“太阳系示意”和表1 - 1 - 1“八颗行星主要物理性质比较”， 0. 0. 0. 介绍太阳系的构成：太阳是一颗恒星，太阳系是由太阳和以太阳为中心，受它的引力支配而环绕它运行的天体所构成的系统。太阳系成员包括太阳、八颗行星及其卫星、众多的小行星、彗星、流星体和行星际物质等。在太阳系中，太阳的质量最大，约占太阳系总质量的99.86%。行星本身不发射可见光，靠反射太阳光而发亮，地球是太阳系八颗行星之一，另外七颗行星按照距离太阳的远近，由近及远分别为水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星，前五颗行星我们用肉眼可见，后两颗行星只有借助观测设备（天文望远镜）才能看到。 3太阳辐射对地球的影响（7分钟） 0. 讲解太阳辐射的概念：太阳是一个巨大的炽热气体球，主要成分是氢和氦，其表面温度约为6000K，核心温度可达15000000K。太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射能量，称为太阳辐射。 0. 展示图1 - 1 - 5“太阳的外部圈层结构示意”和图1 - 1 - 6“太阳辐射的波长分布”，分析太阳辐射的特点：太阳辐射的电磁波波长范围主要在0.15～4.0微米，其中波长在0.4～0.76微米的称为可见光，太阳辐射能主要集中在可见光部分，约占太阳辐射总量的50%。 0. 结合教材内容，讲解太阳辐射对地球的影响： 20. 太阳为地球提供光和热，地球上的能量绝大部分直接或间接来自太阳，如煤炭、石油资源是地质时期储存的太阳能。 20. 太阳辐射维持着地表温度，为地球上的水循环、大气运动、生物和人类活动提供动力，是地理环境形成和变化的重要影响因素。 4太阳活动对地球的影响（7分钟） 0. 讲解太阳活动的概念：太阳大气经常发生大规模的运动，称为太阳活动。太阳活动的主要标志是黑子和耀斑。 0. 展示图1 - 1 - 8“位于光球层的太阳黑子”和图1 - 1 - 9“位于色球层的耀斑”，介绍太阳黑子和耀斑的特点： 22. 太阳黑子：是太阳光球层上出现的暗黑斑点，它的温度比周围低，所以显得暗一些，太阳黑子的大小和多少，反映了太阳活动的强弱，太阳黑子越多、越大，太阳活动越强。 22. 耀斑：是太阳色球层上突然出现增亮的斑块，这种现象被称为耀斑，耀斑能够释放出巨大的能量，耀斑与太阳黑子有密切的关系，太阳黑子变多、变大时，耀斑也频繁爆发，耀斑出现多的区域，也是太阳黑子比较集中的区域。 0. 结合教材内容，分析太阳活动对地球的影响： 23. 对地球磁场的影响：当太阳活动增强时，来自太阳的高能带电粒子流——太阳风会干扰地球磁场，产生使磁针剧烈震动而无法正确指示方向的磁暴现象，磁暴的持续时间从几分钟到几十分钟不等，时间最长的磁暴曾持续1小时左右，当高能带电粒子流到达地球上空时，受到地球磁场的作用，分成两股，分别向地球南、北极上空“吹”去，这些带电粒子“轰击”地球高层大气，使空气分子发生电离，导致大气发光，在南极和北极上空出现美丽的极光现象。 23. 对地球气候的影响：太阳活动强弱变化的平均周期约为11年，太阳活动的周期性变化会对地球上许多自然现象产生重要影响，也会不同程度地影响人类的生存环境，有些影响已经基本明确，有些影响的因果关系尚不明确。研究发现，亚寒带许多高龄树木年轮的疏密变化，恰好与太阳黑子活动的周期相吻合，据统计，凡是太阳黑子活动的峰年和谷年，地球上出现异常气候的概率就明显地增加，而在其他年份，地球上的气候状况相对比较正常。 23. 对地球电离层的影响：耀斑爆发时会发射出强烈的电磁波，这些电磁波以光速传播到地球，会强烈地干扰地球高空的电离层，导致短波通信、卫星通信、短波广播、航天航空等信号质量下降甚至中断。 5空间天气及其对人类活动的影响（补充内容，2分钟） 0. 简单介绍空间天气的概念：空间天气是指太阳到距离地球表面30千米以上这个广阔的空间，由太阳活动引起的瞬时或短时间内发生的环境状态变化。 0. 展示图1 - 1 - 11“空间天气对人类活动的影响”， 0. 0. 提及空间天气有好、差和恶劣之分，好的空间天气指行星际空间处于相对平静的状态，有利于运载火箭正常发射、卫星正常运行等，人类活动不受干扰；差的空间天气指行星际空间受到不同程度的扰动，但扰动的规模和强度都不大，不会造成严重的影响；恶劣的空间天气，会对人类造成广泛的、多方面的影响，如卫星故障、通信中断、导航失灵、电网瘫痪等，从而导致的社会秩序混乱，则使灾害的后果更加难以预测。 （三）课堂活动（5分钟） 1组织学生分组讨论活动中的问题： 0. 思考如果地球处在金星或火星的位置，其表面平均温度会发生什么变化？这种变化对生物的生存有什么影响？ 0. 分析太阳黑子活动与关中平原旱涝年份的关系，根据给出的“太阳黑子活动与关中平原旱涝年份的关系”图，完成相关问题。 2每个小组推选一名代表进行发言，教师对学生的发言进行点评和总结。 （四）课堂小结（3分钟） 1回顾本节课的主要内容，包括宇宙的物质组成、天体系统的层次、太阳辐射和太阳活动对地球的影响以及空间天气对人类活动的影响。 2强调宇宙环境对地球的重要性，鼓励学生关注宇宙探索和空间天气的相关知识。 （五）布置作业（2分钟） 让学生查阅资料，了解一种天文现象（如流星雨、日食、月食等）的形成原理，并写成短文。 2思考如何在日常生活中减少太阳辐射对皮肤的伤害，提出至少三条可行的建议。 学科网（北京）股份有限公司 $$