第一章 地球及其宇宙环境：素养提升 探索浩瀚星空 教学设计-2025-2026学年七年级地理上学期商务星球版（2024）

该初中地理教学设计聚焦“地球及其宇宙环境”中天体系统、天体类型及地球位置等核心要点，通过内蒙古草原星空延时视频创设情境，结合星空应用程序任务卡，引导学生从识别太阳、火星等天体到构建太阳系层级，为后续地球运动学习奠基。 以“火星工程设计院”项目驱动，融合情境探究与合作实践，通过“祝融号”环境适应设计任务培养综合思维，利用星空应用观测与实践作业提升地理实践力，渗透人地协调观。助力学生深化空间认知，为教师提供素养导向的可操作教学方案。

《第一章 地球及其宇宙环境：素养提升 探索浩瀚星空》教案 学科 初中地理 年级册别 七年级上册 共1课时 教材 商务星球版 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本课是七年级上册第一章的素养提升环节，以“探索浩瀚星空”为主题，整合了天体系统、行星特征、天文观测技术与航天科技等内容，旨在培养学生对宇宙空间的认知能力与科学探究意识。教材通过真实情境——星空应用程序模拟图，引导学生从肉眼观测到虚拟观测，逐步建立“地球在宇宙中的位置”这一核心概念。内容涵盖太阳系结构、行星比较、火星探测任务等，体现了地理学科“人地协调观”“区域认知”“综合思维”等核心素养的融合，为后续学习地球运动、自然环境奠定基础。 学情分析 七年级学生正处于形象思维向抽象思维过渡的关键阶段，对天文现象充满好奇，但缺乏系统的宇宙知识框架。他们虽能通过电视、网络接触“火星车”“太空站”等词汇，但多停留在表层印象，难以理解天体之间的空间关系与运行规律。部分学生存在空间想象困难，对“天体系统层级”“公转周期差异”等抽象概念理解吃力。因此教学中需借助可视化工具（如星空应用）、类比教学法和项目式学习，将抽象知识具体化，激发兴趣，突破认知障碍，培养科学态度与探索精神。 课时教学目标 人地协调观 1. 能够描述地球在太阳系中的位置，理解其作为“特殊行星”的意义，树立尊重自然、敬畏宇宙的意识。 2. 能结合火星探测案例，体会人类探索宇宙与保护地球的关系，增强可持续发展的责任感。 综合思维 1. 能运用图表、数据对比分析地球与火星的相似性与差异性，形成系统性认知。 2. 能结合“祝融号”设计原理，理解环境适应性与科技创新之间的逻辑关系。 区域认知 1. 能识别太阳、月球、火星等天体所属的天体系统，并准确说出其在系统中的相对位置。 2. 能根据模拟星空图判断不同天体的分布特征，初步建立空间方位感。 地理实践力 1. 能熟练使用星空应用程序完成天体定位任务，具备基本的数字地理工具操作能力。 2. 能在小组合作中分工协作，完成资料搜集、信息整理与成果展示，提升团队实践能力。 教学重点、难点 重点 1. 理解太阳系中天体系统的层级关系，准确识别太阳、地球、月球、火星的位置与归属。 2. 掌握地球与火星在体积、自转、公转、大气等方面的异同点，形成对比分析能力。 难点 1. 建立“地球在太阳系中的位置”这一抽象空间概念，突破学生对“宇宙尺度”的认知盲区。 2. 理解“祝融号”火星车设计背后的环境适应机制，实现从现象到原理的深度思维跃迁。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、项目驱动法 教具准备 多媒体课件、星空应用程序演示视频、投影设备、任务卡、小组讨论记录表 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：夜空寻星，开启星际之旅【5分钟】 一、创设情境，引出主题 （一）、播放一段夜空观测视频片段： 1. 教师播放一段在内蒙古草原夜晚拍摄的星空延时视频，画面中银河横贯天际，繁星闪烁，流星划过，背景音乐为轻柔的自然音效。 2. 观察后提问：“同学们，在这样的环境下，你最想看到什么天体？为什么？” 3. 引导学生回答：有人希望看到月亮，有人想寻找北极星，也有人想看看红色的火星。 4. 教师顺势引入：“其实，我们不仅能用眼睛看，还能用手机里的‘星空’软件，像打开地图一样，找到太阳、月亮、火星这些天体。今天，我们就化身‘小小天文学家’，一起走进《探索浩瀚星空》的任务世界！” 5. 屏幕展示教材图1.28——某星空应用程序观测到的模拟星空景象，强调“注：各天体体积及天体之间的距离未按实际比例制作”，提醒学生注意视觉误导。 6. 提出任务：“请你们利用屏幕上的这张‘虚拟星空图’，完成两个关键任务：第一，找出太阳、火星、月球，并说出它们分别属于哪一类天体；第二，确认它们所在的天体系统名称，并描述地球在这个系统中的位置。” 7. 教师说明：“这不仅是找星星，更是破解宇宙密码的第一步。接下来，我们将分组进行‘星空侦探’挑战赛，每组将获得一张任务卡，带着问题去探索。” 二、任务发布，明确要求 （一）、发放任务卡，明确规则： 1. 教师将事先打印好的任务卡分发给各小组（每组4人），卡片正面印有图1.28的简化版模拟星空图，背面列出任务清单： - 任务1：在图中标出太阳、火星、月球的位置，并在旁边写出它们的天体类别（恒星、行星、卫星）。 - 任务2：指出这三个天体共同归属于哪一个天体系统？该系统的核心是什么？ - 任务3：用一句话描述地球在该系统中的位置，可画示意图辅助说明。 2. 强调时间限制：10分钟内完成任务，超时扣分。 3. 宣布评分标准：准确性（60%）、表达清晰度（20%）、团队协作表现（20%）。 1. 观看夜空视频，感受星空之美。 2. 回答教师提问，表达个人对星空的好奇。 3. 接收任务卡，了解任务要求。 4. 分组讨论，开始绘制天体位置与系统关系。 评价任务 任务完成度：☆☆☆ 合作参与度：☆☆☆ 表达清晰度：☆☆☆ 设计意图 通过真实视频创设沉浸式情境，唤醒学生对星空的原始情感，激发探索欲望；借助“任务卡”形式将抽象知识转化为可操作的游戏任务，降低认知门槛；通过限时挑战营造竞争氛围，提升课堂参与度，同时渗透“地理实践力”素养。 自主探究：破译天体身份，构建系统图谱【12分钟】 一、分组探究，完成任务卡 （一）、小组合作，开展“天体身份鉴定”活动： 1. 教师巡视各小组，观察学生是否能正确识别图中三个核心天体： - 太阳：位于图中央偏右，呈黄色圆形，周围有光芒辐射，标注“太阳”。 - 月球：靠近太阳右侧，呈白色椭圆，略小，标注“月球”。 - 火星：位于图左上方，颜色为橘红色，形状类似小点，标注“火星”。 2. 引导学生思考：“为什么说太阳是恒星？它和其他天体有什么本质区别？” - 指导学生回忆课本知识：恒星能自行发光发热，而行星和卫星不能。 - 提供关键词提示：“核聚变”“光源”“自身不发光”。 3. 针对“火星”出现误判情况（如误认为是卫星），教师及时介入： - 举例说明：“火星绕太阳公转，有自己的轨道，不像月球只绕地球转。” - 使用动画演示：太阳为中心，火星沿椭圆轨道绕行，强化“行星”概念。 4. 引导学生归纳三者所属系统： - 太阳、火星、地球、月球均属于“太阳系”。 - 太阳是太阳系的中心天体，其他天体围绕其运行。 - 地球是太阳系八大行星之一，位于金星之后、火星之前，被称为“第三颗行星”。 5. 指导学生用箭头或线条在任务卡上绘制“地球—太阳”关系图，标注“公转轨道”“距离适中”“宜居带”等关键词。 6. 教师巡回指导，鼓励学生用语言解释判断依据，如：“因为火星会自己转，还会绕太阳跑，所以是行星。” 7. 对完成较慢的小组给予个别提示：“注意看火星的颜色和位置，它不是月亮，也不是太阳。” 8. 拍摄优秀小组的成果照片，用于后续展示与点评。 9. 适时插入一句：“你知道吗？地球上的人类，其实也是‘太阳系居民’哦！”引发情感共鸣。 二、教师引导，构建知识框架 （一）、板书梳理天体系统层级： 1. 教师在黑板左侧写下： - 总体层级：宇宙 → 星系 → 天体系统 → 天体 - 具体示例：银河系 → 太阳系 → 地月系统（地球+月球） 2. 在“太阳系”下方画一个大圆圈，标注“中心：太阳”，并画出八大行星轨道线。 3. 在“地球”位置处标注：“距太阳约1.5亿千米，公转一圈约365天。” 4. 用彩色粉笔标出“火星”位置：“距太阳更远，公转周期约687天。” 5. 强调：“虽然图中火星看起来离地球很近，但现实中它们之间距离可达数千万公里。” 1. 小组合作，标记天体位置。 2. 讨论并确定每个天体的类别。 3. 绘制地球在太阳系中的位置示意图。 4. 用语言解释判断依据。 评价任务 分类准确度：☆☆☆ 图示清晰度：☆☆☆ 语言表达力：☆☆☆ 设计意图 通过“身份鉴定”游戏化任务，让学生主动参与知识建构，避免被动接受；利用实物图与板书双重支撑，强化空间认知；通过教师适时干预与差异化指导，解决常见错误，突破“天体分类”难点；结合图文并茂的板书，帮助学生建立“天体系统层级”完整知识链。 深入探究：火星探秘，揭秘“祝融号”【15分钟】 一、启动“火星探秘”项目 （一）、播放“祝融号”火星车登陆视频： 1. 教师播放一段官方发布的“祝融号”着陆火星的全过程视频，包括进入大气层、减速伞展开、反推火箭点火、平稳着陆等关键节点。 2. 视频结束后提问：“如果把火星当作一个陌生的‘外星国家’，那么‘祝融号’就像一位勇敢的外交官，它要如何在这里生存下来？” 3. 学生自由发言，预设答案：需要穿厚衣服、带氧气瓶、防辐射、抗低温等。 4. 教师总结：“没错！火星环境极其恶劣，我们必须让‘祝融号’具备超强的适应能力。接下来，请各组扮演‘火星工程设计院’，为‘祝融号’提出三项创新设计建议。” 5. 发放“火星工程设计任务单”，包含以下内容： - 任务一：火星表面温度极低（-120℃至20℃），请设计一种保温装置。 - 任务二：火星大气稀薄，风沙频繁，如何防止灰尘进入设备？ - 任务三：光照弱，太阳能板效率低，如何保障持续供电？ 6. 要求每组至少提出一项原创设计，并简要说明原理。 7. 教师提供参考信息：“祝融号采用太阳能电池板+核电池双能源系统，轮子采用防滑金属网状结构，外壳覆盖耐寒涂层。” 8. 强调：“不要照搬，要发挥想象力！” 二、小组研讨，创意设计 （一）、分组讨论，撰写设计方案： 1. 教师巡视各组，观察学生是否能结合火星特点提出合理设想。 - 例如：有组提出“用蜂窝状隔热材料包裹机体”，有组建议“安装自动清洁刷清除灰尘”，还有组设计“折叠式太阳能板随日移动”。 2. 对思路单一的小组进行启发：“如果火星上有‘沙尘暴’，你的设计怎么应对？” 3. 引导学生关注“创新”与“可行性”之间的平衡。 4. 指导学生使用“问题—对策—原理”三段式表达： - 问题：火星风沙大，易堵塞设备。 - 对策：设计气压式除尘口，利用空气流动吹走灰尘。 - 原理：基于伯努利效应，高速气流产生负压吸尘。 5. 教师收集典型方案，准备在展示环节使用。 6. 提醒时间：“还剩5分钟，请快速完善你们的设计报告。” 7. 巡视过程中发现一组设计特别巧妙，立即拍照记录。 8. 插入一句：“中国的‘祝融号’已经成功工作超过三年，它的每一次移动，都是中国智慧的闪光！” 1. 观看视频，理解火星环境的极端性。 2. 分组讨论，提出三项创新设计。 3. 撰写设计说明，使用“问题—对策—原理”格式。 4. 准备口头汇报。 评价任务 创新性：☆☆☆ 合理性：☆☆☆ 表达完整性：☆☆☆ 设计意图 以“火星工程设计院”为角色设定，赋予学生真实任务使命感；通过“问题—对策—原理”结构化表达训练，发展学生的批判性思维与科学推理能力；结合真实航天案例，增强民族自豪感，落实“责任意识”与“科学态度”素养；小组协作中促进沟通与创造力，体现“地理实践力”核心价值。 成果展示：星际对话，共享智慧【8分钟】 一、小组汇报，互评互学 （一）、邀请三组代表上台展示设计成果： 1. 第一组代表手持设计图，讲解：“我们设计了一个‘智能除尘盾’，当检测到风沙浓度升高时，自动启动风扇向外吹气，将灰尘推开。” 2. 教师追问：“这个装置会不会消耗太多电力？” 3. 学生回应：“我们用了低功耗传感器，只有在必要时才启动。” 4. 教师点赞：“考虑到了能源问题，非常棒！” 5. 第二组展示“双层真空保温舱”设计，解释：“外层是反射膜，内层是真空夹层，就像保温杯一样。” 6. 教师补充：“这正是‘热传导’原理的应用。” 7. 第三组介绍“可伸缩太阳能阵列”，称其可随太阳角度调整，提高采光效率。 8. 教师肯定：“这与‘祝融号’的可旋转太阳能板设计理念一致！” 9. 每组展示后，其他同学举手投票：“你最喜欢哪个设计？为什么？” 10. 教师汇总结果，宣布“最具创意奖”“最实用奖”“最佳团队奖”。 11. 所有获奖小组获得一枚“星际探索徽章”贴纸。 12. 教师总结：“每一个设计都闪耀着智慧的光芒，你们不仅是学生，更是未来的科学家！” 二、升华主题，回归地球 （一）、教师深情讲述： 1. “今天我们探索了火星，看到了那片红色的土地，但请记住：地球是我们唯一的家园。” 2. “人类之所以要去火星，是因为我们渴望了解宇宙，但更深层的原因，是希望保护好我们的地球。” 3. “没有地球，就没有我们。珍惜资源，减少污染，就是对宇宙最大的敬意。” 4. 结束语：“愿你们心中永远有星辰大海，脚下始终有坚实大地。” 1. 上台展示小组设计成果。 2. 听取其他组汇报，进行思考与评价。 3. 投票选出最受欢迎的设计。 4. 反思地球的重要性，感悟人地关系。 评价任务 展示流畅度：☆☆☆ 互动反馈力：☆☆☆ 情感共鸣度：☆☆☆ 设计意图 通过“成果展示+互评”机制，提升学生表达自信与倾听能力；以“勋章奖励”激励参与热情；最后回归地球主题，实现从“探索外部宇宙”到“守护地球家园”的价值升华，深化“人地协调观”与“责任意识”教育，使整节课情感丰盈、思想深刻。 总结回顾：点亮星图，种下梦想【5分钟】 一、师生共忆，梳理收获 （一）、引导学生回顾本节课三大核心知识点： 1. 教师提问：“今天我们完成了哪些任务？” - 学生回答：“找到了太阳、火星、月球，知道它们分别是恒星、行星、卫星。” - “知道了它们都属于太阳系，地球是第三颗行星。” - “还设计了‘祝融号’的适应性方案。” 2. 教师用思维导图板书总结： - 中心：探索浩瀚星空 ├─ 任务一：识别天体与系统（太阳系） ├─ 任务二：比较地球与火星（数据对比） └─ 任务三：设计火星车（创新思维） 3. 强调：“这些知识不仅出现在课本里，更存在于我们的想象与行动中。” 4. 教师展示一张“未来星际地图”彩图，上面标注“地球”“火星”“木星”等，配文：“下一个目的地，由你决定。” 5. 鼓励学生：“也许有一天，你们中的某一位，会亲自踏上火星的土地，书写属于中国的星际传奇。” 6. 最后，全体起立，齐声朗读：“我愿做一颗星，照亮前行的路。” 二、布置作业，延伸学习 （一）、发布课后拓展任务： 1. 请每位同学下载一款星空应用程序（如“星图”“天空地图”），在今晚或周末选择一个晴朗的夜晚，实地观测一次星空。 2. 记录你看到的三颗主要天体名称、位置方向、颜色特征，并尝试用文字描述你眼中的星空。 3. 写一篇短文《我的第一次星空观测》，不少于200字，可附手绘星图。 4. 明天上课前提交，将评选“最佳观测日记”。 1. 回顾本节课所学内容。 2. 参与思维导图构建。 3. 朗读结束语，感受情感力量。 4. 记录课后任务。 评价任务 知识整合度：☆☆☆ 情感投入度：☆☆☆ 任务执行力：☆☆☆ 设计意图 通过“回溯—总结—展望”三步走，帮助学生系统梳理知识脉络；以诗意语言收尾，点燃科学梦想；布置开放性实践作业，将课堂延伸至家庭与自然，真正实现“从课堂走向生活”，落实“地理实践力”与“终身学习”理念。 作业设计 一、填空题 1. 太阳是一颗________，因为它能够__________。 2. 地球在太阳系中是第________颗行星，它绕太阳公转一圈大约需要________天。 3. 火星是________（填“恒星”或“行星”），它与地球相比，直径约为地球的________，公转周期约为地球的________倍。 4. “祝融号”火星车使用的能源主要包括________和________，其中________能提供持续稳定的能量。 5. 我们可以通过________软件来模拟星空，也可以在________条件下用肉眼观测星空。 二、连线题 将下列天体与其所属的类别正确连线： ① 太阳　　　　A. 卫星 ② 月球　　　　B. 行星 ③ 火星　　　　C. 恒星 ④ 地球　　　　D. 天体系统中心 三、简答题 1. 请列举火星与地球的三项相似之处，并说明其意义。 ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ 2. 结合“祝融号”火星车的设计特点，谈谈人类在探索外星环境时应具备哪些科学精神？ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ 四、实践任务 1. 请你在家中或户外，使用手机星空应用或肉眼，观测一次星空。 2. 用文字记录你观测到的三颗天体名称、位置方向、颜色特征。 3. 画一幅简单的星图，标注你看到的主要天体。 4. 写一篇不少于200字的短文《我的第一次星空观测》，描述你的感受与发现。 【答案解析】 一、填空题 1. 恒星；自行发光发热 2. 三；365 3. 行星；一半；两 4. 太阳能电池板；核电池；核电池 5. 星空；晴朗无云的夜晚 二、连线题 ① — C ② — A ③ — B ④ — D 三、简答题 1. 相似之处：① 自转周期相近（约24小时）；② 自转轴倾角相似，有四季变化；③ 表面存在水的痕迹。意义：说明火星可能曾具备生命存在的条件，值得深入探测。 2. 科学精神：严谨求实（精确设计）、勇于创新（突破传统）、坚持不懈（长期运行）、团结协作（多部门配合）。 四、实践任务 （此题为开放性作业，无固定答案，教师可根据学生描述的准确性、想象力、图文结合程度进行评分） 板书设计 【探索浩瀚星空】 → 天体系统层级： 宇宙 → 星系 → 太阳系 → 地月系统 → 核心：太阳（中心天体） → 地球位置：第三颗行星，距太阳1.5亿千米，宜居带 → 火星特征： 橘红色、直径≈地球一半、公转周期≈2年、大气稀薄、寒冷、有水痕 → “祝融号”创新设计： ☐ 太阳能+核电池双能源 ☐ 防滑金属轮网 ☐ 耐寒涂层+自动除尘系统 → 价值观升华： 仰望星空，更要守护地球 教学反思 成功之处 1. 以“星际探险”为主线贯穿全课，情境真实、任务有趣，极大提升了学生的参与度与专注力，课堂气氛活跃。 2. 通过“任务卡+项目设计”双驱动模式，有效突破“天体系统层级”“火星环境适应”等抽象难点，学生在实践中掌握知识。 3. 作业设计具有延续性与开放性，将课堂延伸至课外，实现了“学以致用”与“知行合一”。 不足之处 1. 部分小组在“创新设计”环节过于依赖已有信息，原创性不足，今后可增加“禁止参考”规则以激发独立思考。 2. 时间分配上，展示环节略显紧凑，个别小组未能充分表达，下次可预留更多展示时间或改为分组轮流汇报。 3. 对于空间感知较弱的学生，仍需提供更多三维模型或动态演示支持，以弥补视觉想象缺陷。 学科网（北京）股份有限公司 $