内容正文:
第二节 太空探索 讲义
一、教学目标(地理四维目标)
(一)人地协调观
认识太空探索与人类社会发展的关系,理解太空探索对人类认识宇宙、保护地球家园的重要意义;初步形成合理利用太空资源、保护太空环境的意识。
(二)综合思维
从时间(航天发展历程)和空间(地月系、太阳系、深空)两个维度,综合分析人类太空探索的阶段特征与科技发展规律;理解各航天工程之间的内在联系。
(三)区域认知
了解世界主要航天国家(如中国、美国、俄罗斯)在太空探索中的代表性成就,认识我国在探月、火星探测、空间站建设等领域的地位与贡献。
(四)地理实践力
通过读图、识图、搜集航天资料等活动,提高获取和处理地理信息的能力;能够结合生活实际,举例说明太空探索成果在日常生活中的应用。
二、教学重难点
教学重点
1. 人类太空探索的发展历程及标志性事件;
2. 我国探月工程、火星探测、空间站建设的主要成就;
3. 太空探索的意义与面临的挑战(如太空垃圾问题)。
教学难点
1. 理解太空探索各阶段的技术特点与发展逻辑;
2. 建立宏观的宇宙视野,形成科学的人地协调观与太空环境保护意识。
三、课堂导入
【情境创设】
教师播放一段"神舟飞船发射"或"中国空间站"的短视频(或展示图片),创设情境:
同学们,2021年10月16日,神舟十三号载人飞船成功发射,三名航天员进驻中国空间站;2021年5月15日,"祝融号"火星车成功着陆火星……近年来,中国的太空探索捷报频传,频频登上热搜。
你是否想过——人类为什么要花费巨大的人力、物力和财力去探索太空?从加加林首次进入太空,到阿姆斯特朗踏上月球,再到今天的中国空间站,人类探索太空的脚步从未停歇。今天,就让我们一起走进《太空探索》,了解人类认识宇宙、迈向深空的壮丽历程。
【导入提问】
1. 你知道第一个进入太空的人是谁吗?
2. 我国第一位进入太空的航天员是谁?
3. 太空探索对我们的生活有哪些影响?
四、知识讲解
知识点一:人类太空探索的历程
1. 世界太空探索的开端
1961年4月12日,苏联宇航员尤里·加加林乘坐"东方1号"飞船进入太空,成为人类历史上第一位进入太空的人,开启了人类载人航天的历史。
图1 苏联宇航员尤里·加加林——人类首位进入太空的人
1969年7月20日,美国"阿波罗11号"飞船成功登月,宇航员尼尔·阿姆斯特朗成为第一个踏上月球表面的人类,并留下了"这是个人的一小步,却是人类的一大步"的经典名言。
图2 阿波罗11号宇航员在月球表面行走
此后,美苏两国在载人航天、空间站建设等领域展开竞争与合作,国际空间站(ISS)成为多国合作的标志性成果。
2. 我国太空探索的起步
1970年4月24日,我国成功发射第一颗人造地球卫星"东方红一号",成为世界上第五个能够独立发射人造卫星的国家,揭开了中国航天事业的序幕。
图3 我国第一颗人造地球卫星——东方红一号
2003年10月15日,航天员杨利伟乘坐"神舟五号"飞船进入太空,成为我国第一位进入太空的航天员,标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。
图4 神舟五号航天员杨利伟——我国首位进入太空的航天员
知识点二:我国的探月工程——"嫦娥工程"
"嫦娥工程"是我国自主开展的月球探测工程,分为"绕、落、回"三个发展阶段:
绕:发射绕月探测器,对月球进行全球性探测;
落:实现月球软着陆和月面巡视勘察;
回:实现月球样品自动采样返回。
2007年,"嫦娥一号"成功发射,实现绕月探测;2013年,"嫦娥三号"携"玉兔号"月球车成功软着陆月球;2020年,"嫦娥五号"成功采集月球样品并返回地球,标志着我国探月工程"绕、落、回"三步走规划圆满收官。
图5 嫦娥五号月球探测器——实现月球采样返回
图6 嫦娥三号玉兔号月球车
知识点三:我国的火星探测——"天问一号"
2020年7月23日,我国成功发射首颗火星探测器"天问一号",并于2021年5月15日成功着陆火星乌托邦平原,同时释放"祝融号"火星车开展巡视探测。我国成为世界上第二个成功着陆火星并开展巡视探测的国家。
图7 祝融号火星车在火星表面开展巡视探测
"天问"之名源于屈原的长诗《天问》,寓意中华民族对真理的执着追求;"祝融"为中国上古神话中的火神,象征点燃我国星际探测的火种。
知识点四:中国空间站
中国空间站(天宫空间站)是我国自主建造、长期在轨运行的载人空间站。以天和核心舱为控制中心,先后对接问天实验舱、梦天实验舱,构成T字基本构型。2022年底完成在轨建造,成为世界上重要的太空科研平台。
图8 中国空间站天和核心舱
空间站可以开展空间科学实验、微重力研究、太空育种等大量工作,为人类认识宇宙、服务地球提供独特的科研平台。
知识点五:太空探索的意义与面临的挑战
1. 太空探索的意义
深化人类对宇宙的认识:帮助人类认识地球在宇宙中的位置,探索生命起源与宇宙演化;
带动科技进步与创新:航天技术催生了大量新材料、新技术(如泡沫金属、遥感技术、卫星导航等),广泛应用于日常生活;
促进太空育种:利用太空微重力、强辐射等特殊环境培育优良作物品种,助力农业发展;
服务国家发展:提升国家综合国力与国际影响力,增强民族自豪感和凝聚力。
2. 太空探索面临的挑战——太空垃圾
随着航天活动的增多,大量失效卫星、火箭残骸、航天器碎片等滞留在太空,形成"太空垃圾"(空间碎片)。太空垃圾以极高速度运行,对在轨航天器构成严重威胁,一旦碰撞可能造成灾难性后果。
图9 地球周围漂浮的太空垃圾(空间碎片)概念图
应对太空垃圾,需要国际社会共同合作:一方面提高航天器寿命、减少不必要的发射;另一方面发展主动清除空间碎片的技术,共同维护太空环境的安全与清洁。
五、知识小结
知识板块
核心要点
世界太空探索开端
加加林(首入太空)→ 阿姆斯特朗(首登月球)
我国航天起步
东方红一号(首颗卫星)→ 杨利伟(首位航天员)
探月工程
嫦娥工程:绕、落、回三步走,嫦娥五号采样返回
火星探测
天问一号 + 祝融号火星车成功着陆巡视
中国空间站
天宫空间站,天和核心舱 + 问天、梦天实验舱
意义与挑战
深化认识、带动科技、太空育种;太空垃圾问题
六、课堂练习
1. 人类历史上第一位进入太空的人是( )
A. 阿姆斯特朗 B. 加加林 C. 杨利伟 D. 阿兰·谢泼德
2. 我国第一颗人造地球卫星是( )
A. 神舟一号 B. 东方红一号 C. 风云一号 D. 实践一号
3. 2020年实现月球采样返回的探测器是( )
A. 嫦娥三号 B. 嫦娥四号 C. 嫦娥五号 D. 天问一号
4. 我国首辆火星车被命名为"祝融号",其名称源自( )
A. 古代神话中的火神 B. 古代诗人屈原 C. 古代天文学家 D. 航天工程师
5. 什么是"太空垃圾"?它有哪些危害?我们应该如何应对?
参考答案:1.B 2.B 3.C 4.A
5. 太空垃圾是指失效卫星、火箭残骸、航天器碎片等滞留在太空的空间碎片。危害:以极高速度运行,对在轨航天器构成严重威胁,碰撞可能造成灾难性后果。应对:提高航天器寿命、减少不必要发射;发展主动清除空间碎片技术;国际社会共同合作,维护太空环境安全。
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