1.1 地球的宇宙环境（情境教学设计）地理人教版必修第一册

该高中地理教学设计聚焦“地球的宇宙环境”核心知识点，涵盖天体系统、太阳系行星特征、地球普通性与特殊性及生命存在条件。通过《宇宙美景》视频导入，以“穿越2030登月”情境活动为支架，从天体认识到天体系统层级，再到太阳系行星分析，层层递进梳理知识脉络。 该资料以情境任务驱动教学，融合综合思维与地理实践力，通过小组合作探究天体类型、行星运动特征，结合月相观测课外实践，引导学生综合分析生命存在条件，强化人地协调观。情境设计激发兴趣，实践活动提升能力，便于教师直接应用，助力学生构建空间概念与科学宇宙观。

第一章 宇宙中的地球 第一节 地球的宇宙环境（教学设计） 年级 高一年级 科目 地理 课题 第1节　地球的宇宙环境 课时安排 1课时 教材分析 本节是人教版 2019 必修第一册第一章开篇内容，同时也是高中地理接触的第一课，内容难度适中、趣味性强，统领整章知识，起到开篇奠基作用。 在结构安排上，教材遵循“由远及近、从整体到局部”的逻辑：先呈现多层次天体系统，建立宇宙空间尺度概念；进而聚焦太阳系，对比行星特征，点明地球的普通性；最后探讨生命存在的条件，突出其特殊性，层层递进，符合学生认知规律。 教学地位：本节作为高中地理必修第一册的开篇，在教材中居于奠基地位。它上承初中对地球的直观认知，下启大气、水文、生物等后续地理内容，旨在帮助学生从宇宙空间视角建立对地球自然环境的宏观认识，是激发学生地理学习兴趣、树立人地协调观的关键起点。 学情分析 知识储备: 高一学生在初中阶段已初步接触过太阳系组成、地球形状与运动等常识，但对“天体系统”的层次性、地球在宇宙中的位置认识存在一定知识偏差。学能能够说明地球存在生命的条件，但难以系统阐述其条件形成的过程，对“普通性与特殊性”的辩证关系理解不深，知识呈碎片化。 能力储备：此阶段的学生具备一定的地理图表分析能力，能从图表中获取部分相关信息。但受制于空间想象与思维能力的缺陷，面对大尺度宇宙空间结构时，生命形成的系统条件时，难以构建清晰的层级空间与综合分析的能力。 情感意向：本节内容无太多文字的库造型，学生对宇宙奥秘怀有天然的好奇心与浓厚兴趣，为教学提供了良好的动力条件。但他们的兴趣点易停留在天体故事等猎奇上，对理性思考地球家园的珍贵性、树立科学宇宙观等深层目标缺乏自觉，需要教师的引导与升华。 教学目标 1.课程标准：运用资料，描述地球所处的宇宙环境。 2.核心素养导向教学目标： 区域认知、综合思维：能够将宇宙环境与地球自身条件相结合，综合分析地球上存在生命的原因。 区域认知、综合思维、地理实践力：通过天文观测、图表绘制、案例分析等实践活动，提升对地球宇宙环境的直观认识与地理信息处理能力。 综合思维、区域认知、人地协调观：充分理解地球是人类唯一的家园，树立保护地球宇宙环境的意识与责任感。 教学重难点 重点：天文现象与天体位置示意图的分析，月相及其判断 难点：地球生命存在原因的具体分析。 教学方法 情境导入法：通过宇宙片段呈现，引导学生将注意力放到地球所处的宇宙环境中，使得学生注意力更加集中。 任务探究法:围绕“宇宙是什么“、“宇宙有什么”、“生命的源来”这几大问题进行教学展开，引导学生层层深入探究，更好地理解地球在宇宙中的位置，了解地球作为宇宙中的行星，其特殊性和普遍性有哪些表现。 小组合作讨论法：学生合作探究，深入了解知识点。 图示法：通过展示宇宙环境示意图，引导学生更好地理解其过程，化抽象为具体。 自主学习法：通过学生的自主学习，更好的让学生去思考问题，去构建自身的思维能力。 课外实践法：通过课外实践活动的设定，让学生积极投入到地理实践当中，既能巩固课本知识，也能提高他们的实践能力。 教学过程 教学内容 教师活动 设计思路 情境导入 观看视频：《宇宙美景》片段 通过欣赏太空中拍摄的宇宙美景视频，呈现出宇宙中各具特色的天体，有炫彩斑斓的星云、有黑不见底的黑洞、有炽热庞大的太阳、有自带光环的图形、有起伏不平的月球、有湛然绿意的地球等等。在浩瀚的宇宙当中，莫说是地球，就是偌大的太阳都显的那么微不足道似一颗尘埃。 通过视频片段导入新课，吸引学生兴趣，并引出探索宇宙的话题（2分钟） 情境活动：穿越2030，我要为中国登月 课本内容：地球在宇宙中的位置 材料一：2030年，中国人民终于迎来的令人振奋的时刻， 千年来的宿梦，终将在这一刻实现。生活在2026年的你竟以下穿越到了登月飞船当中，与你同行的还有你的两位同学，你们将作为中国第一批登陆月球的航天员，共同前行。随着火箭缓缓升起，穿越地球大气层，进入到浩瀚的宇宙，望向飞船舷窗外的太空，你才感觉到人类的渺小。看着眼前流经的各种天体物质，仿佛又回到了课本之中。 【小组探究1】进入太空，你和你的宇航员同学在太空会看到什么？ 学生答案参考： 问题2：可能会遇到月球、火星、彗星、太阳等。 教师讲解：星云：由气体和尘埃组成，呈云雾状。体积大、质量大、密度小。 恒星：由炙热气体组成，能自己发光的球状天体。太阳是离地球最近的恒星。 行星：环绕恒星运行的球状天体。本身不发光，靠反射恒星的光而发亮。 卫星：取环卫运行之意，环绕行星运转。自身不发光，靠反射恒星的光而发亮。月球是地球的天然卫星。 彗星：中文俗称“扫把星”，拖着一条彗尾。围绕恒星运行。 流星体：星际空间数量众多的尘粒和固体小块。数量众多，大小不一。 材料二：当我们谈论宇宙时，我们通常会抛出一个令人眩晕的数字：930亿光年。这是“可观测宇宙”的直径，在这个巨大的球体里，包含着至少 2 万亿个星系，每一个星系都有数千亿颗恒星，对于渺小的人类来说，这已经是认知的极限，是神迹般的宏大。然而在宇宙学家眼里，这 930 亿光年，仅仅是一个“气泡”。自古以来，人类都在不断的去探索着宇宙，去了解其中的奥妙。 【小组探究2】结合上述材料，谈谈你对宇宙的认识？ 学生答案参考： 宇宙很大，大到无边无际，不仅仅是时间上的大也有空间上的大。 教师讲解： 宇宙：是空间和时间的总和，是由各种形态的物质构成的，是在不断运动变化的。 空间上上下四方为宇；时间上古往今来为宙。 材料三：在漫长的星际旅途中，看着眼前不断流逝的宇宙物质，幽深黑暗的宇宙让登月飞船内显得较为压抑。为了打破这种压抑的氛围，给旅途中增加一点乐趣，你打趣的说到：“没想到有一天，我们也将成为漫漫宇宙中的一个天体。 【小组探究3】结合上述材料，谈谈你对宇航员将自己表述为天体的认识？？ 学生答案参考： 进入太空后是，未进入太空前不是。 教师讲解： 天体：宇宙中物质存在的形式，它们连同通过天文望远镜或其他空间探测手段才能探测到的星际空间物质，统称为天体。 判断标准：地球大气层外；宇宙中独立运行 材料四：宇宙中有无数大大小小的天体。质量大如TON 618 黑洞‌，质量约为太阳的 660 亿倍；体积大如盾牌座 UY 恒星‌，体积约为太阳的 18 亿倍，能装下约 18 亿个太阳。而仅仅在银河系当中就有类似千亿科的太阳，类似于银河系的有近10个。但宇宙中最小的天体甚至只有微米或纳米。在飞船奔赴月球的过程当中，各天体各行其道，似有规律的运行着。 【自主学习】为了便于我们对天体的管理与划分，请大家讨论后，设计出自己对天体的划分系统？ 学生答案参考： 学生黑板展示。 教师讲解： 天体系统：运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统 板书： 小结提升1：天体 本环节主要依靠小组探究和自主学习的形式进行活动的开展，学生能够认识宇宙的组成、宇宙的大小、特点以及天体的判断和天体系统的层级性（时长15分钟） 情境活动：穿越2030，我要为中国登月 课本内容：行星地球 材料五：在奔赴月球的过程中，突然有一颗明亮的行星从飞船的舷窗快速飞过。通过所学知识，你迅速判断出它是离地球最近的行星金星。是太阳系八大行星由内向外的第二颗行星。它在夜空中的亮度仅次于月球，是第二亮的天然天体。金星的自转展现出逆行旋转的特点。金星自转需243地球日，是所有行星中转得最慢的，因其自转缓慢，故极度接近球形 【兴趣探究】我们常说“太阳从西边出来”，那么太阳是否真的可以从西边出来呢？ 学生答案参考： 有可能，因为地球自西向东转太阳从东边升起，但如果有行星自东向西转，太阳可能从西边升起 材料五： 【自主学习】结合上表信息，以地球为参考，你如何对八大行星进行分类，并说明分类特点？ 学生答案参考： 近地行星；巨行星；远日行星等 教师讲解： 【自主学习】结合上表信息，从天体运动的角度，分析地球与其他天体之间的运动共同特点？ 学生答案参考：方向的一致性；在一个面上；轨道相似。 教师讲解： 同向性：行星公转均自西向东； 共面性：运转轨道近乎在同一平面； 近圆性：公转轨道近似圆形。 材料六：经过长达十几小时的飞行，我们终于抵达了月球轨道附近。按照既定规划，开始实施登月。当你打开舱门的那一刻，踏上月球的土壤，踩下了中国人登月的第一个脚印，你的脑海中再次回想起阿姆斯特丹的话“这是我的一小步，确是人类的一大步”，这次的登月，又何尝不是中国人民的一大步呢。望着远处的地球，是那么的熟悉又陌生。随即，穿着厚重的宇航服，开始对月球展开调研，为下一步我国月球基地的建设提供数据支撑。 【兴趣探究】结合所学知识，探讨登陆月球的宇航员，在月球上会感受到哪些与地球的不一样？ 学生答案参考： 自由回答 材料七：月球又称月亮、太阴，是围绕地球旋转的唯一的天然卫星，也是离地球最近的天体。平均半径为1737千米，体积为地球的1/49；质量为地球的1/81。月面大气稀薄到接近真空，月球大气中含有水蒸气。月球白昼高温，在月球的赤道地区，当太阳直射时，表面温度可以急剧上升至约127°C。月球黑夜酷寒，当长达14个地球日的黑夜降临时，月球失去了太阳辐射，地表温度会降至约-173°C。月表上布满了大大小小形态各异的环形山 【小组探究】结合所学知识，探讨生命在月球表面难以形成的原因？ 学生答案参考： 缺水；重力小；缺氧；极端温度变化等 教师讲解： 外部共性： 稳定的太阳光照：太阳正值中壮年期，较为稳定，提供了稳定的光照条件。 安全的宇宙环境：大小行星各行其道，互不干扰。 内部特性： 适宜的温度：自转河公转周期适中，日地距离适中 适宜的大气：体积质量适中；成分适中，氧/氦 液态水存在：适宜的温度；关键条件 材料八：中国月球科研基地是综合性科研设施，旨在开展天文观测、空间发电站建设、矿物资源开发及深空探索中转等任务。2035年前后建成基本型，在月球南极区域建设半径约10公里的中心站区；2045年前后完善拓展型，建成月球轨道站，完善建设月面南极中心站。 【小组探究】结合所学知识，探讨我国月球基地需具备哪些防护才能正常开展月球考察？ 学生答案参考： 防陨石撞击；防强紫外线；失重等 材料九：外星人是人类对假象中的地球以外类人生命的统称。古今中外一直有关于外星人的遐想，但现今人类还无法实际探查是否有外星人存在。2026年2月，美国前总统奥巴马在访谈中表示“外星人确实存在”，但随后澄清未发现接触证据。 4月，美国航天局局长贾里德·艾萨克曼称人类最终找到证据证明人类并非宇宙中唯一生命的可能性“相当高”。天文学界利用德雷克方程估算银河系可能存在约12000个智慧文明。 【兴趣探究】你相信外星文明的存在吗，如果人类要想寻找外星文明，科技该如何进步呢？ 学生答案参考： 相信。宇宙飞船要足够快，星际飞行器；语言技术等 小结提升2：行星地球 本环节主要通过小组探究和自主学习的方式，充分发挥学生的主动性，调动学生的积极性，学生对中国载人航天和载人登月具有很大的兴趣与国家情怀，以国家情怀和兴趣为切入点，可以进一步让学生认识到地球的普通性与特殊性（设计时长20分钟） 课外实践活动探究：月相的观测？ 课外实践活动：观察月相 活动准备：相机；指北针；钟表；记录本 活动时间：9月1日-9月30日 活动过程：观察每日月相，并记录或画出月相的形状；出现的方位；出现的时间 活动结果：完整绘制出月相的一月变化，分析其变化规律 本环节根据课本活动设计的课外实践活动，将课本知识实践化，让学生积极主动的去寻找地理现象与地理规律。才能更好的形成地理思维 课堂演练 目前，星际天体3I/阿特拉斯正高速穿越太阳系，呈现出较明显的拖尾现象，预测于2026年最终离开太阳系，这为人类研究太阳系外物质提供了难得的机遇。下图示意太阳系构成及其运行模式。据此完成下面小题。 1．推测星际天体3I/阿特拉斯所属的天体类型为（   ） A．行星 B．卫星 C．彗星 D．恒星 2．下列天体系统中，与图示太阳系属于同一级别的天体系统是（   ） A．地月系 B．织女星系 C．银河系 D．河外星系 【答案】1．C 2．B 【详解】1．行星有着稳定的公转轨道，会长期围绕恒星做周期性运转，不会出现明显拖尾现象，也不会高速脱离太阳系，A错误； 卫星是围绕行星运转的天体，运动范围被行星引力束缚，无法自由穿越太阳系并产生拖尾，B错误；彗星靠近太阳时自身冰物质会受热升华，形成显著的彗尾（拖尾现象），它的轨道偏心率极大，能够高速穿越太阳系，甚至最终离开太阳系，和题干特征完全匹配，C正确；恒星质量巨大、能自身发光发热，太阳系的中心天体太阳就是恒星，恒星不会在太阳系内高速穿行并出现拖尾，D错误。 2．地月系由地球和月球组成，属于行星级天体系统，层级比太阳系（恒星级天体系统）低一级，A错误；织女星系是以恒星织女星为中心形成的恒星系统，和太阳系属于同一层级的天体系统，B正确；银河系包含了太阳系在内的大量恒星系统，层级远高于太阳系，C错误；河外星系是和银河系同级别的星系系统，层级高于太阳系，D错误。 2024年6月，我国嫦娥六号探测器成功着陆月球背面，开展月球样品采集与科学探测任务。如图为“行星绕日轨道倾角与偏心率曲线图”。读图，完成下面小题。 3．折线a、b分别反映出行星绕日运动具有的特征依次是（   ） A．共面性、同向性 B．近圆性、共面性 C．同向性、近圆性 D．共面性、近圆性 4．与太阳系其他行星相比，地球存在生命的条件得天独厚，具体是指（   ） ①星际空间安全稳定 ②日地距离适中 ③稳定的太阳光照 ④地球质量、体积适中 A．②③ B．①④ C．②④ D．①③ 【答案】3．D 4．C 【详解】3．折线a表示轨道倾角，太阳系八大行星轨道倾角差异不大，表明太阳系八大行星几乎在同一个平面上绕太阳公转，具有共面性。b线表示偏心率，太阳系八大行星的偏心率均相对较小，表明八大行星绕日公转的轨道均为近似于圆形的椭圆轨道，具有近圆性，D正确，ABC错误。 4．注意是和太阳系的其他行星相比，星际空间安全稳定、稳定的太阳光照，属于太阳系所有行星共同具备的外部条件，并非地球得天独厚的条件，排除①③。与太阳系其他行星相比，地球的日地距离适中，可以获得适宜的太阳辐射，温度适宜；地球的质量和体积适中，引力适中，具有适宜的大气层，有利于生命的繁衍，②④正确。 我国首台太空采矿机器人在中国矿业大学诞生。专家介绍，在有限的地球资源最终将面临枯竭困境的情况下，人类走向太空是必然的选择。目前，全球对月球资源的探索研究关注度较高，科研投入也较大。下图为国内首个“星际矿工”示意图。据此完成下面小题。 5．月球科研站建成后，所属的最低一级天体系统是（   ） A．河外星系 B．银河系 C．太阳系 D．地月系 6．“星际矿工”在月球采矿时的宇宙环境是（   ） ①宇宙空间辐射较弱②太阳光呈白色③能观察到地球有昼夜交替现象④月球表面温度变化小 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】5．D 6．C 【详解】5．月球科研站建于月球上，所属的最低一级天体系统是月球与地球共同构成的“地月系”，D正确，ABC错误。 6．月球无大气层，空间辐射较强，①错误；太阳光在真空环境中呈白色，②正确；地球不发光不透明，靠反射太阳光而发亮，在月球上可观察到地球自转产生的昼夜交替现象，③正确；月球表面没有大气，昼夜温差极大，④错误。 本环节主要设置较为经典的题型进行当堂考核，检验学生对知识的掌握和运用能力（设计时长6分钟） 板书设计 教学反思 本节教学后，通过课后复盘，总结得失所在。从课堂氛围上，以宇宙视频导入、中国登月活动设计、外星人等成功激发了学生兴趣，讨论热烈，但在从“行星特征对比”过渡到“生命条件分析”时，学生的思维活跃度明显回落，反映出从感性猎奇到理性思考的引导尚不流畅。学生对太阳系八大行星的直观数据比对掌握较好，但对“天体系统层级”的空间建构的自主学习过程中有所吃力，需借助更多动画演示来辅助。知识讲解上，我虽紧扣“普通性与特殊性”这条主线，但在讲解地球体积、质量与大气保存的关联时，逻辑链条铺设过快，部分学生眼神迷茫，今后应放慢节奏，用设问拆解步骤，确保科学推理过程清晰可循，真正帮助学生实现从“知其然”到“知其所以然”的跨越。 公司2 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $