天津市第十届双优课课堂教学设计：《流浪地球》之天文与物理的距离

《流浪地球》之天文与物理的距离 一、教学内容设置意图 高中阶段创新课程的设置，为了克服高中教育同质化倾向，推动楼中向特色化、优质化方向发展，培养创新型人才，培养未来社会的“实践者、思想者、领跑者”，从而让学生掌握幸福度过一生本领的能力。本节课通过介绍天文学的发展历史，研究学科、研究对象和天文学的观测手段，让学生了解宇宙之大。 再结合对我国航天事业发展的成就的介绍，让学生知道天文学与物理学之间的连带关系是相互促进、相互发展的，培养学生学习物理的兴趣，让学生了解未来物理的应用范围的广泛，从而启发学生对职业生涯的规划。 二、教学目标 1.让学生了解天文学的发展、研究内容和涉及的物理知识，使得学生对学习物理产生更加浓厚的兴趣。 2.通过介绍宇宙和银河系的范围，让学生了解我们生活空间之外的世界如此广阔，有太多的知识等待学习。 3.介绍我国航天事业的发展成就，激发学生为国争光的爱国情怀，从而更加努力的学习。 三、教学策略 根据现阶段学生的学习特点，他们对课外知识充满了好奇心，愿意接受更过的课外知识，因此设置本节课的教学内容，更加了解物理学科涉及的范围之广，内容之多，从而激发学生对于物理学科的学习兴趣 四、教学方法 1.本节课开始以电影《流浪地球》的内容作为引入，了解人类寻找新家园的原因是：太阳的质量燃烧殆尽后即将毁灭，人类不能坐以待毙，选择挣扎到底。因此庞大的地球逃脱计划开始实施。然而人类所能制造的普通尺寸的人造环境，无法承受漫长的逃脱之旅。所以人类只得在地球的一侧安装上巨大的地球发动机，将整个巨大地球环境圈化为移民方舟，以此逃离太阳系，前往新家园。我们要活下去！ 2.提出问题：电影里的场景真的会发生吗？ 开始文节课的教学内容，让学生带着问题进入本节课的学习。如下： （1）你对天文学了解多少？ （2）你知道宇宙到底有多大吗？ （3）你知道恒星是如何产生的吗？ （4）你知道我们国家的航天事业发展到什么程度了吗？你又能做些什么呢？ 五、教学过程 （一）、介绍天文学的发展历史： 天文学历史悠久，近代天文学发展迅速，世界各国在航天领域的成就较多，发展余地很大，新成果还在不断的涌现，老的理论可能被修改和推翻。 （二）、了解天文学三大学科： 1.天体测量学：测量天体的位置和距离 2.天体力学：研究天体之间的关系 3.天体物理：研究天体的形态、物理状态、结构、化学组成，天体的产生和演化 （三）明确天文学的研究对象 1.行星层次：地球、其它七大行星、小行星、彗星、陨星 在行星层次发展的历程中，最重要的前进三步曲是： （1）第谷测量天体的位置及变化(观测资料积累) （2）开普勒发现行星三大定律 （3）牛顿总结万有引力定律(由天体运行总结出物理规律，成为天体物理学的里程碑） 2.恒星层次：太阳及其它恒星 在丰富多彩的恒星世界，同学们首先要了解恒星的诞生和演化过程是怎样的？教师为学生提前准备了有关太阳恒星的相关资料，让同学们小组之间学习和讨论，了解未来的太阳还能“燃烧”多久？我们的地球不是永远居住的家园。 3.星系层次：银河系、河外星系、类星体、星系群、星团 教师带领学生一起计算1光年的距离有多远？通过计算了解一光年的距离是地球尺度无法衡量的，放眼太阳系到银河系，通过举例让学生对光年的距离产生概念。然后在介绍银河系有多大？(12万光年)约有1000多亿颗恒星。 银河系外：数十亿个河外星系，最远的距离可测宇宙达920亿光年。而这只是可观测的宇宙大小，那么因为技术手段的限制，没有观测到的宇宙到底有多大，无人可知！这就需要我们同学的努力去进一步实现，为他们的职业生涯打下一个基础。 4.宇宙整体 （四）天文与物理的联系 宇宙这么大，我们怎么发现适合人类生存的星球呢？这就需要我们通过各种观测工具和手段去了解宇宙，认识宇宙的奥秘！这就需要物理学的理论作为辅助，下面我们来了解一下物理学对天文学都有哪些辅助理论和我们中国的天文学发展历程。 物理学是天文学的理论基础，包括原子物理学、量子力学、原子核物理学、狭义相对论、广义相对论、等离子体物理学、固态物理学、致密态物理学、高能物理学。 相对论天体物理学：等离子体天体物理学;高能天体物理学;宇宙磁流体力学;核天体物理学 天文学和物理学之间相互促进相互影响。 （五）天文学的观测手段 三大测量波段：光学天文、射电天文、高能天文 其它：紫外、红外、宇宙线、引力波、中微子等 （六）我国天文研究单位 中科院国家天文观测中心(国家天文台) 北京天文台(密云射电观测站；怀柔太阳观测站; 兴 隆光学观测站) 紫金山天文台(本部：青海德林哈射电观测站) 云南天文台(昆明) 上海天文台/(山观测站) 陕西天文台(国家时间中心) 南京天文仪器研制中心 其它:乌鲁木齐天文站 长春人造卫星观测站 广州人造卫星观测站 （七）我国天文教育单位 南京大学天文系 北京大学天文系 北京师范大学天文系 中国科技大学应用物理和天文系 华中师大物理系天体物理研究所 南京师范大学物理系天体物理研究所中国天文学会 北京天体物理中心(北方) 南京天体物理中心(南方) （八）五年我国航天事业取得的成就： 让学生通过查资料了解近五年来，我国航天事业取得的成就主要有哪些，对期中比较重要的进行讲解。 1.嫦娥四号发射成功：我们看到了月球背面的真正面目 2.天眼FAST：500米口径的射电望远镜运行使用：让我们中国 跻身天文发展先进国家之列 六、课堂小结 提问：作为新时代的高中生，你能做些什么？ 让学生自主发言，表达自己对本节课学习的心得体会，从而对未来的学习和生活的规划和感悟。 学科网（北京）股份有限公司 $$