1.5 问题研究 火星基地应该是什么样子 课件 2026-2027学年高一上学期 地理 人教版 必修第一册

该高中地理课件以“火星基地建设”为核心，通过情境导入材料提出建基地的条件问题，引导学生从火星探索现状、自然状况分析到基地设计，结合地球生命条件对比构建知识支架，帮助理解人类活动与地理环境的关系。 其亮点在于融合人地协调观、综合思维与地理实践力，通过“绿航星际”“生物圈2号”等案例，引导学生辩证分析火星环境改造与资源利用，设计基地布局框架。采用问题探究与案例研讨结合的教学方法，既培养学生的科学思维，又为教师提供实践活动设计素材，提升教学效果。

第一章 宇宙中的地球 火星基地应该是什么样子 问题研究 课程标准 人地协调观 地理实践力 区域认知 综合思维 结合实例，说明人类活动与地理环境的关系。 素养目标 结合材料,理解航天发射基地、回收基地需要具备的条件。 通过材料,了解火星及火星基地的基本情况。 能够搜集火星相关资料，构想火星基地的大致布局，尝试画出简单的基地构想框架。 树立敬畏宇宙、科技改造环境的观念，辩证看待太空开发的机遇与风险。 情境导入 材 料 在太阳系中，火星被认为是除地球外最适合人类居住的星球。从20世纪60年代开始人类向火星发射探测器，开启了火星探测之旅。科学家设想在火星上建立人类定居点。假设技术能够解决目前所有的难题，可以顺利将人送到火星，那么就需要建立一个火星基地。 思 考 如何在火星建基地？ 建基地需要满足哪些条件呢? 1.维持生命存在必需元素 2.火星大气层构成 3.温度 4 .水 （一）火星表面的自然状况 好奇号火星探测器 （二）人类对火星的探测史 目录 Contents 火星概况 PART 01 “绿航星际” PART 02 火星概况 火星因表层土壤中富含铁元素，具有红色的外表， 被称为“红色行星”。火星大气稀薄，二氧化碳含量达 95%以上。火星表面温差很大，赤道地区夏季白天温度 为21°C，到了夜晚能降至-73°C。火星表面遍布尘埃， 常年有大风，沙尘暴往往能持续数周。 从太空拍摄的火星照片显示，火星表面有干涸的河床，这表明火星上曾经存在过液态水。科学家据此推测火星表面曾有比现在更厚的大气层，温度也更高，这样才能保证液态水的存在。火星的两极覆盖着由干冰组成的冰盖。科学家检测了“好奇号”(图1.37)探测器采集的火星土壤样本，发现火星土壤中含有少量的水分子。近期的研究发现，火星中纬度地区地表之下埋藏大量的水冰。 火星概况 火星概况 01 大气成分 95%为二氧化碳，几乎无氧气，且缺乏臭氧层保护，紫外线辐射直接穿透，无法直接呼吸。 02 极端低压 表面气压约600帕，仅为地球的0.6%。液态水无法稳定存在，会迅速蒸发或冻结。 03 温差剧烈 平均温度-63℃。赤道白昼可达20℃，夜晚骤降至-70℃以下，昼夜温差极大。 04 全球尘暴 频繁发生大规模全球性尘暴，可持续数月，遮蔽阳光，严重影响太阳能发电效率。 火星概况 ①安全的宇宙环境：大小行星各行其道，互不干扰； ②稳定的太阳辐射：太阳处于壮年期比较稳定； ③适宜的温度：日地距离适中、自转和公转周期适中、地球大气层起到保温作用； ④有适合生物呼吸的大气：地球体积、质量适中，吸引保存大气层; 地球大气具有漫长的演化历史。 ⑤有液态水存在：温度适宜; 地球内部水汽喷出地表受冷凝结。 知识回顾：分析地球生命存在的条件？ 火星基地应具备的基本生命保障条件 火星也是围绕太阳运行，宇宙环境安全； 火星到太阳的距离与地球接近，自转轴倾角、自转周期均与地球相近； 有大气层； 有不同形态的水体 火星概况 分析火星不适宜人类生存的条件 大气：火星的大气层稀薄，二氧化碳含量达95%以上，缺乏供人类呼吸的氧气。 温度：一方面火星距离太阳遥远，另一方面缺少大气的保温作用， 火星表面昼夜温差大，夜晚温度偏低。 液态水：温度条件不适宜，没有液态水。 表面环境：尘埃遍布，常年有大风、沙尘暴等。 “绿航星际” 02 “绿航星际” 为开展载人航天深空探测提供技术储备，为人类星际旅行和地外居住创造保障条件，我国科学家研发了“绿航星际”这一受控生态生保系统集成试验平台。该试验平台由植物舱、乘员舱、生保舱和资源舱组成(图1.38)。它基于生态学原理，通过动植物培养、废水废物处理、大气调控等多个功能单元的协作，以实现封闭环境内的大气、水和食物的循环再生，建立适合人类长期驻留的生命和健康保障体系，减少地面物资补给需求。2016年12月14日，4名志愿者结束了为期180天的密闭试验。舱内系统实现了志愿者所需氧气、水以及 部分食物的再生式供应。该次试验为我国空间站 任务提供了有力的技术支持，也为未来地外星球 基地生命保障技术的预先研究打开了新局面。 “绿航星际” 火星基地应该具备的基本生命保障条件。 人类要在火星上生活，人类需要创造的条件包括： 适合人类呼吸的大气； 适宜的温度条件； 可以饮用的液态水； 要有生产太阳能所需要的充足阳光，能使空间站获取足够多的能源； 防御宇宙辐射的措施等。 “绿航星际” 相关领域发展 亚利桑那沙漠 全封闭 人工模拟生态系统 “微型地球”： 1991年9月26日，美国历时8年在建成的全封闭式人工模拟生态系统：热带雨林、灌木林、草地、淡水沼泽、海水湿地、沙漠、深海（珊瑚礁等）、农田、楼房（包含人工风雨装置），只有阳光可以照射进去，引进物种3800多个、有4男4女住进，希望在这里可以获得（产生）足够的食物、水和空气，供这8位科学家生活2年。 “绿航星际” 相关领域发展 思考：“生物圈 2号”和火星基地有哪些相同之处和不同之处？ “生物圈2号”建在地球上，温度更适宜，更容易制造 相同之处： 1.人工建造 2.背景为荒漠环境 3.内部形成完整的生态环境 不同之处 “绿航星际” 实验结果 1996年1月1日，哥伦比亚大学接管了“生物圈2号”。9月，由数名科学家组成的委员会对实验进行了总结，他们认为，在现有技术条件下，人类还无法模拟出一个类似地球一样的、可供人类生存的生态环境。 我们必须珍爱地球！ 分工设计 03 分工设计 设计一个火星基地？ 火星基地要有登陆区、居民区、科研区、能源区等几个站区 能够和地球保持方便的通信联系； 能够为火星基地与地球之间的物资运输提供最大的方便； 有良好的光照条件，可以充分利用太阳能； 火星基地应具有生产，生活，科研的功能，应在最大程度上实现自给自足！ 周围有丰富的资源，能满足研究和利用的需要； 能满足科学研究的需要； 课堂练习 04 欧空局和俄罗斯航天局联合研制的“ ExoMars2016”火星探测器，搭乘俄罗斯研制的“质子”号火箭，从位于哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场升空，其主要任务是探测火星生物存在的证据。读太阳系模式图，完成1-3题。 1. 图中代表火星的是（ ） A.甲 B.乙 D.丁 C.丙 2. 火星探测器一旦进入火星轨道， 便脱离了（ ） A.地月系 B.太阳系 C.银河系 D.总星系 课堂练习 练习 A B 欧空局和俄罗斯航天局联合研制的“ ExoMans2016”火星探测器，搭乘俄罗斯研制的“质子”号火箭，从位于哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场升空，其主要任务是探测火星生物存在的证据。读太阳系模式图，完成1-3题。 3.“ExoMars2016”火星探测 器用于探索地外生命可能存在的 环境，主要目标是探测火星上是 否存在（ ） A.山脉和平原 B.大气和云雾 C.太阳辐射和火星引力 D.液态水和有机物 课堂练习 练习 D 知识拓展 05 卫星发射基地区位因素 知识拓展 1．纬度因素：纬度低，自转线速度大，可以节省燃料和成本。 2．气象因素：晴天多、阴雨天少，风速小，湿度低，有利于发射和跟踪。 3．地形、地质因素：地形平坦开阔，有利于跟踪观测。地质构造稳定。 4．海陆位置：大陆内部气象条件好(晴天多)；隐蔽性强，人烟稀少，安全性强。 5．交通条件：内外交通便利，有利于大宗物资运输。 6．人口因素：要选择在人口稀少的地区。 7.安全因素：出于国防安全考虑，有的建在山区、沙漠地区，有的建在地广人稀处。 卫星发射时间、方向和回收场地选择 知识拓展 1．发射时间： (1)发射时间：在一天中一般选择在晴朗无云的夜晚，主要是便于定位和跟踪观测。 (2)我国发射时间：主要选择在冬季，便于航天测控网对飞船的监控、管理、回收。我国有多艘“远望号”监测船在南半球纬度较高的海域，选择冬季是为了避开南半球恶劣的海况。 2．发射方向： 一般与地球运动方向一致，向东发射可充分利用自转线速度的作用，节约能源。 3．回收场地区位选择： (1)平坦开阔，地质稳定。 (2)人烟稀少，城市稀少，利于安全。 (3)无大河、湖泊，少森林地区。 (4)气象条件要降水较少，空气能见度高；云层较少，航天器着陆安全且便于援救。 感谢聆听 $