3.12 探索宇宙（教学课件）【含AI动画】科学青岛版五四制五年级上册（新教材）

该小学科学课件围绕“探索宇宙”主题，系统呈现人类观测宇宙的历程（从观星台、浑仪到中国天眼、探测器）、进入太空的关键节点及太空环境特点，通过古诗与神话导入，搭建古今探索脉络的学习支架。 其亮点在于紧扣核心素养，科学观念上梳理工具发展与航天成就，科学思维通过对比古今观测工具推理进步影响，探究实践设计小组合作任务。如对比观星台与中国天眼，分析太空环境危害，助学生培养科学思维与探究能力，为教师提供结构化教学资源。

中国天眼的全称是500米口径球面射电望远镜，但它的英文缩写可能更出名。首先我们来看这个全称的具体含义，500米口径指的是它的接收面积，直径相当于30个足球场大小。球门射电望远镜则说明它的反射面形状和工作原理。接下来你可能会好奇为什么它被简称为FAST。其实这是英文five hundred meter approaches ciro radio telescope的首字母缩写。作为目前全球最大的单口径射电望远镜，它的灵敏度极高，这种超高灵敏度让它能捕捉到更微弱的宇宙信号，就像用放大镜看星星一样。很多人容易把FAST和光学望远镜搞混，其实他们工作原理完全不同。FAST是通过接收无线电波来观测宇宙，而不是可见光。目前它主要承担着探索脉冲星、搜寻外星文明等重要科学任务。大家听到中国天眼的新闻，你就知道科学家们用这个大家伙在研究什么了。 首先进入活动一，我们一起来认识人类，观测宇宙工具的发展。 让我们一起来看一看人类更伟大的梦想，亲自进入太空探索。 宇航员穿着厚重的宇航服，长期生活在封闭的空间站，大家思考为什么人类不能直接暴露在太空？太空环境有哪些地方不适合人类生存呢？ 美国真的登上过月球吗？我想大部分人都有过这样的疑问，因为在那个年代，登月听上去就是件不可能完成的事情，但美国登月的确是真的，人类文明有史以来也只有美国登上去过月球，并且登上去过六次，这就是上个世纪美国的阿波罗计划。这个计划在1961年至1971年先后登上去过六次，由美国航空航天局NASA，这次的目标就是载人登月。这次登月的成本总耗资约254亿美元，是当时美国史上最昂贵的科研项目。参与这项伟大的计划人数更是高达40万人，包括工程师、科学家、技术人员和来自两万多家企业与大学的研究人员。阿波罗计划的核心驱动力是冷战政治和美苏太空竞赛。1957年，苏联成功发射了第一颗人造卫星斯普特尼克一号，让美国感到震惊和落后。时间来到1961年4月12日，苏联宇航员尤里加加林成为首个进入太空的人，再次给美国带来巨大压力。美国为了重振国威，并在科技上超越苏联，时任美国总统约翰F肯尼迪于1961年5月25日在国会发表了著名演讲。他明确提出了一个几乎不可能的任务，在60年代结束前将人类送上月球并安全带回，这就是阿波罗计划的终极目标。在登月之前，NASA通过水星计划和双子座计划，积累了载人航天轨道交汇对接和舱外活动的宝贵经验。阿波罗计划并不是一帆风顺。1967年1月，在一次地面测试中，指令舱突发大火，三名宇航员格斯格里森、爱德华怀特、罗杰加菲不幸丧生。这次悲剧促使NASA对飞船进行了彻底的安全检查，这次的失败也为后续的进展提供了宝贵的经验。1968年，阿波罗七号首次载人地球轨道飞行，测试了指令舱和服务舱，这是一次成功的首飞。同年，阿波罗八号带领人类第一次离开近地轨道，第一次绕月飞行，第一次亲眼看到月球背面宇航员在平安夜从月球回到朗读创世纪，传回了标志性的照片，深深震撼了全世界。1969年5月，与阿波罗十号在登月舱在离月面仅14公里的地方，模拟了除实际着陆外的所有步骤，为登月做了最后的准备。1969年7月20日，阿波罗11号带着三名宇航员成功登月，而阿姆斯特朗和奥尔德林也代表人类首次登陆月球。两位宇航员在月面活动了约两个半小时，采集了21.55公斤月球样本，放置了科学实验设备，并插上了美国国旗。那时的科技水平远没有今天发达，但在全球范围内，仍有6亿人观看了直播，见证了足以载入人类史册的时刻，可惜的是，当时的我们大部分地区并没有观看直播的条件。但那时的美国科技水平早已领先世界至少20年之。 秒懂少儿小知识大世界，一分钟了解浑仪。浑仪是中国古代使用的一种天文观测仪器，是一种以浑天说为理论基础制造的测量天体的仪器。在古代文字含有圆球的意义。古人认为天是圆的，形状像蛋壳，出现在天上的星星是镶嵌在蛋壳上的弹丸。D则是蛋黄，人们在这个蛋黄上测量日月星辰的位置，因此把这种观测天体位置的仪器叫做回移。我国回忆的发明大约是在公元前4世纪至公元前1世纪之间，即战国中期至秦汉时期。早期的回忆比较简单，经过历代天文学家的改进，到了唐代，由天文学家李淳风设计了一架比较精密完善的浑天黄道仪。整个仪器分为三层，外层叫六合仪，包括地平圈、子午圈和赤道圈。中层叫三陈怡，是由白道环、黄道环和赤道环构成。底层叫4游仪，包括一个四由环和窥管。现存明智浑仪基本就是这种结构。所不同的是取消了三辰仪中的白道环，而加上了二分环和2至环。由于魂移的圆环过于复杂，遮掩天区，影响观测，所以元代的天文学家郭守敬将其简化，创制了简。 12.探索宇宙 五年级上册第三单元 青岛版五四制 1 目录 1 情境.问题 2 探究.实践 3 反思.评价 4 拓展.迁移 5 回顾.练习 科学观念：1.知道人类探索宇宙经历了肉眼观测→简易天文仪器→现代望远镜→航天器探测的发展历程；认识典型观测设备。2. 梳理人类进入太空重要历史节点，了解人类载人航天发展历程。3. 掌握太空环境特征，理解太空环境不适合人类直接生存的原因。4. 了解人造卫星的发展与广泛应用，知道我国航天工程取得伟大成就。 科学思维：1.通过对比古代与现代观测工具，推理工具进步对宇宙探索带来的巨大帮助。2. 对比地球环境与太空环境，分析环境差异对人类生存带来的影响，建立生命与环境相联系的系统思维。3. 能够梳理、整理航天史料，按照时间顺序构建人类探索宇宙发展脉络。 探究实践：1.小组合作交流，搜集、整理人类观测宇宙工具相关信息，对比古今观测方式的差异。2. 通过小组讨论，归纳太空不适宜人类生存的环境特点，并结合资料解释原因。3. 主动收集中国航天成就，能够交流分享航天相关资料。 态度责任：1. 感受人类坚持不懈探索宇宙的精神，激发探索太空、探索宇宙的好奇心。2. 了解我国航天重大成果，增强民族自豪感与爱国情怀。3. 认识科学技术不断发展，明白航天技术离不开一代代科学家持续钻研。 核心素养 1.情境.问题 学习任务 聚焦 “大鹏一日同风起，扶摇直上九万里。” 自古以来，人类就怀揣着对浩瀚宇宙的无限遐想与飞天渴望。从古老神话里的嫦娥奔月、敦煌飞天，到如今一次次震撼世界的载人航天发射，我们对宇宙的探索脚步从未停歇。每一次火箭的轰鸣升空，都是人类智慧与勇气的见证，更是对千年飞天梦想的深情回应。 聚焦 思考 思考：人类探索宇宙的步伐经历了怎样的演变？在这一过程中，我们都运用了哪些关键的工具与科学方法来揭开宇宙的神秘面纱？带着这些好奇，让我们一起走进人类探索太空的壮阔历史！ 2.探索.实践 学习任务 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 它是我国现存最古老的天文台之一，历经千年风雨，见证了中国古代天文学的辉煌与智慧。 选址于地势高处，周围无遮挡，为古人清晰观测日月星辰的运行轨迹提供了绝佳的自然条件。 通过长期观测掌握星象规律，据此制定精准历法，科学指导农业生产，是古代社会稳定的基石。 古代的观测工具：观星台 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 观星台不仅是一座建筑，更是古人探索宇宙奥秘的“科研基地”。它将深邃的星空与人间的烟火紧密相连，展现了中华民族探索自然、顺应天时的伟大智慧。 古代的观测工具：观星台 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 构造精巧：由多个铜制圆环交错层叠而成，形似“镂空的球体”。 功能强大：能精准测量天体的赤道坐标，锁定星星在天空的位置。 历史地位：代表了当时世界天文观测技术的最高水平。 古代的观测工具：浑仪 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 它是天文学发展的“里程碑”！帮助古人更精确地记录日月星辰的运行轨迹，不仅为制定历法、指导农时提供了科学依据，更让我们对宇宙的探索迈出了关键一步，是中华民族智慧的见证。 古代的观测工具：浑仪 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 坐落于贵州平塘群山之中，口径达500米，反射面面积约25万平方米，是目前全球最灵敏的射电观测设备。 它不“看”光，而是像一只巨大的“耳朵”，专门接收来自百亿光年外天体发出的微弱射电波，还原宇宙的声音。 已发现数百颗新脉冲星，助力研究引力波、黑洞演化及宇宙起源，为人类探索时空本质提供关键数据。 现代的观测工具：中国天眼 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 中国天眼不仅是大国重器，更是人类望向宇宙深处的“新窗口”。它让我们突破了观测极限，能够捕捉到宇宙诞生初期的信号，是解答“我们从哪里来，宇宙是否有边界”等终极问题的关键钥匙。 现代的观测工具：中国天眼 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 运行在地球大气层之上，避开了大气湍流、散射和光污染，能够拍摄到地面望远镜无法企及的、毫无模糊的深空图像。 它的镜头能触及130多亿光年外的古老星系，让人类得以“看见”宇宙诞生初期的模样，见证恒星的生老病死。 从精确测定宇宙膨胀速度，到发现暗能量的存在，哈勃的发现不断刷新着人类对宇宙结构、演化和命运的理解。 现代的观测工具：哈勃望远镜 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 祝融号火星车 这是登陆火星乌托邦平原的中国探险家！它像不知疲倦的科学家，分析火星岩石、监测大气与磁场，在红色的沙丘中寻找生命存在的蛛丝马迹。 飞向更远的星球：探测器 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 玉兔二号月球车 它是人类首个在月球背面软着陆的巡视器！在寂静的月背荒原上，它不仅拍下了震撼的高清全景，还探测了月壤成分，帮我们解开了月球背面的地质密码。 飞向更远的星球：探测器 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 飞向更远的星球：探测器 探测器是人类伸向宇宙的“手”，它们不仅让我们看清了地外星球的真实模样，更在一步步回答“我们从哪里来？宇宙中还有谁？”的终极问题，让未来的星际旅行不再只是幻想！ 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 活动一：了解人类对宇宙的观测历程 探索 活动二：了解人类进入太空的历程 探索 任务一：人类今入太空经历了怎样的历程？ 任务一：人类今入太空经历了怎样的历程？ 探索 1961：人类首次拥抱星空 英雄时刻：尤里·加加林的壮举 苏联宇航员尤里·加加林搭乘“东方1号”宇宙飞船，完成了人类历史上首次载人航天飞行。他在太空中绕地球飞行了1小时48分钟，成为了第一个从宇宙视角俯瞰地球的人。 伟大开端：航天时代的序幕 这一历史性时刻标志着人类正式冲破了地球引力的束缚，开启了载人航天的全新时代。它不仅是科技的胜利，更点燃了全人类探索宇宙奥秘、迈向星辰大海的无限热情与梦想。 任务一：人类今入太空经历了怎样的历程？ 探索 1969：人类首次登上月球 美国“阿波罗11号”任务圆满成功，宇航员阿姆斯特朗在月球表面留下了人类的第一个脚印，实现了千年的登月梦想。 “这是个人的一小步，却是人类的一大步。”这句震撼世界的宣言，象征着人类探索精神的伟大胜利。 这一壮举标志着人类首次踏上地球以外的天体，不仅是航天技术的飞跃，更是人类探索未知的永恒丰碑。 任务一：人类今入太空经历了怎样的历程？ 探索 空间站时代：人类的“太空之家” 国际空间站由16个国家联合建造，是目前在轨运行的最大空间平台。它像一座“太空城市”，让人类能在地球轨道上长期生活和工作，进行天文观测、生物实验等前沿研究。 中国天宫空间站，2022年全面建成，是我国自主建造的国家级太空实验室。它采用独特的“三舱”构型，不仅彰显了中国航天的实力，更为和平利用太空、造福全人类贡献了中国力量。 任务一：人类今入太空经历了怎样的历程？ 探索 航天不再是国家的“专利”，私人企业凭借创新技术和灵活机制强势入局，为航天领域带来了前所未有的变革与活力。 “龙飞船”成功实现载人往返，不仅证明了商业火箭的可靠性，更让宇航员往返空间站的成本大幅降低。 随着技术的成熟和成本的下降，太空旅游不再遥不可及，未来我们每个人都可能有机会体验从太空俯瞰地球的壮丽景色！ 龙飞船在地球轨道飞行，它是目前世界上最先进的商业载人飞船之一，开启了商业航天的新纪元。 任务一：人类今入太空经历了怎样的历程？ 探索 2003年，杨利伟乘坐“神舟五号”载人飞船成功进入太空，环绕地球飞行14圈后安全返回。这一壮举标志着中国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术的国家，实现了中华民族千年的飞天梦想！ 中国首位航天员：杨利伟 活动二：了解人类进入太空的历程 探索 任务二：太空环境的哪些特点不适宜人类生存？ 任务二：太空环境的哪些特点不适宜人类生存？ 探索 太空中几乎没有空气分子，处于接近绝对的真空状态。这里没有声音传播的介质，是一片寂静、冰冷的虚无空间，完全不同于地球的大气环境。 太空真空 太空环境特点（一）：真空缺氧 任务二：太空环境的哪些特点不适宜人类生存？ 探索 无法呼吸：没有氧气，人类会迅速缺氧窒息。 体液沸腾：极低气压让人体液（血液、唾液）像开水一样迅速沸腾汽化。 致命的双重威胁 太空环境特点（一）：真空缺氧 任务二：太空环境的哪些特点不适宜人类生存？ 探索 在我们的蓝色星球上，厚厚的大气层像棉被一样包裹着地球，地球磁场则像无形的盾牌，它们联手挡住了绝大部分来自宇宙的高能射线，为生命撑起了一把安全的“保护伞”。 地球的天然屏障 太空环境特点（二）：强宇宙辐射 任务二：太空环境的哪些特点不适宜人类生存？ 探索 一旦离开地球，这层保护就消失了。宇航员会直接暴露在高能粒子流的照射下，这些辐射能穿透身体，损伤细胞DNA，不仅会引起恶心、乏力等不适，长期暴露还会增加患癌症的风险。 太空的隐形威胁 太空环境特点（二）：强宇宙辐射 任务二：太空环境的哪些特点不适宜人类生存？ 探索 科学家们为宇航员准备了“双重防护”：空间站的舱壁采用了特殊的防辐射复合材料进行加固，而宇航员身上的舱外宇航服也配备了多层防护层，像一个移动的安全堡垒，帮他们挡住这些看不见的“子弹”。 硬核科技护盾 太空环境特点（二）：强宇宙辐射 任务二：太空环境的哪些特点不适宜人类生存？ 探索 失去重力的刺激，骨骼不再需要支撑身体重量，导致成骨细胞活性降低，钙质不断流失，骨骼会变得像海绵一样脆弱，增加骨折风险。 骨骼钙质流失 太空环境特点（三）：微重力 任务二：太空环境的哪些特点不适宜人类生存？ 探索 肌肉失去了对抗重力的锻炼机会，肌纤维会逐渐变细，尤其是腿部肌肉和背部肌肉，力量和耐力会显著下降，回到地球后需要重新适应。 肌肉力量萎缩 太空环境特点（三）：微重力 任务二：太空环境的哪些特点不适宜人类生存？ 探索 人体的前庭系统（平衡器）依赖重力来感知方向，在失重环境下会向大脑发送混乱的信号，导致宇航员出现眩晕、恶心、失去方向感等不适。 平衡感知紊乱 太空环境特点（三）：微重力 任务二：太空环境的哪些特点不适宜人类生存？ 探索 3.反思.评价 学习任务 反思 评价 4.拓展.迁移 学习任务 拓展 查阅资料，了解中国载人航天的新成就。 5.回顾.练习 学习任务 一、选择题。 练习 1.河南登封观星台的作用是（ ） A. 接收宇宙无线电信号 B. 古代观测日月星辰，制定历法 C. 拍摄遥远星系照片 D. 登陆外星球使用 B 一、选择题。 练习 2. 世界上单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜是（ ） A. 哈勃望远镜 B. 中国天眼 C. 浑仪 D. 伽利略望远镜 B 一、选择题。 练习 3. 第一位进入太空的人类是（ ） A. 阿姆斯特朗 B. 杨利伟 C. 加加林 D. 龙飞船宇航员 B 二、判断题。 练习 1. 浑仪是我国古代的天文观测仪器。（ ） 2. 哈勃望远镜位于地面，无法观测遥远星系。（ ） 3. 祝融号火星车用于探测火星表面环境。（ ） 4. 在太空中，充足的氧气可以直接供人类自由呼吸。（ ） 5. 人造卫星除太空探索外，还可以实现导航、通信等功能。（ ） × √ √ √ × 三、综合题。 练习 与古代肉眼观测星空相比，现代观测工具给人类探索宇宙带来哪些进步？ 现代观测工具看得更远、探测精度更高；部分望远镜可以发射到太空，避开大气层干扰；探测器能够登陆月球、火星实地探测；可以接收到肉眼无法看见的宇宙信号，极大拓宽人类观测宇宙的范围。 总结 探索宇宙 一、观测宇宙的历程 古代：观星台、浑仪（肉眼观测） 现代：中国天眼、哈勃望远镜、月球车、火星车 工具进步 → 拓展人类宇宙视野 二、人类进入太空历程 1961 加加林首进太空 1969 人类登陆月球 空间站时代 → 中国天宫空间站 三、太空环境（不适合人类直接生存） ①真空，缺少氧气 ②强宇宙辐射 ③微重力（损害骨骼、肌肉） 四、人造卫星、中国航天成就 科学态度 合作学习 评价 感谢您的聆听 THANKS 青岛版五四制 53 $