第一节地球的宇宙环境讲义2026-2027学年高一上学期人教版必修一

第一节 地球的宇宙环境 讲义 一、教学目标（地理学科核心素养四维目标） （一）人地协调观 通过分析地球上存在生命的条件，理解地球是人类唯一的家园，树立珍惜和保护地球环境的意识，认识人类活动与宇宙环境之间的相互影响，形成正确的人地关系观念。 （二）综合思维 能够从宇宙环境、太阳系特征、地球自身条件等多个角度综合分析地球上存在生命的原因，把握天体系统层次、行星运动规律与地球特殊性之间的内在联系，形成系统、动态的思维习惯。 （三）区域认知 能够在宇宙尺度下认识地球的位置，理解地球在太阳系、银河系乃至可观测宇宙中所处的位置，形成宏观的宇宙空间观念。 （四）地理实践力 通过观察月相等天文现象、查阅星图、使用简易天文观测工具（如星图、天文望远镜），开展简单的天文观测活动，记录并分析观测数据，提升动手实践和探究能力。 二、教学重难点 （一）教学重点 1.天体系统的层次结构，能够按级别由高到低（或低到高）正确描述地月系—太阳系—银河系—总星系（可观测宇宙）的隶属关系。 2.太阳系的组成及八大行星的运动特征和结构特征。 3.地球上存在生命的条件及其原因。 （二）教学难点 1.理解天体系统的层次关系，建立宏观的宇宙空间尺度观念。 2.从多角度综合分析地球上存在生命的原因，理解各条件之间的关联性。 3.月相变化的成因及规律，能够将月相与农历日期、月面朝向对应起来。 三、课堂导入 【情境导入】 展示一组图片（星云、星系、太阳系、地球），提问学生： “当我们仰望星空时，看到的星星到底是什么？地球在宇宙中处于怎样的位置？宇宙中还有没有像地球一样适合生命存在的星球？” 【设计意图】 通过直观、震撼的宇宙图片激发学生的学习兴趣和探究欲望，营造“从地球走向宇宙”的学习氛围，自然引出本节课题——“地球的宇宙环境”。 图 3-1 哈勃太空望远镜拍摄的“创生之柱”（鹰状星云内的恒星孕育区） 四、知识讲解 4.1 地球在宇宙中的位置 一、宇宙 宇宙是时间和空间的统一体，是运动、发展和变化着的物质世界。 （1）物质性：宇宙由各种形态的物质组成，这些物质的存在形式通称为天体。 （2）运动性：宇宙中的天体都在不停地运动和发展变化。 常见天体类型： 恒星：由炽热气体组成、能自己发光的球状或类球状天体（如太阳）。 星云：由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体，密度小、体积和质量都很大。 行星：在椭圆轨道上绕恒星运行、近似球形的天体（如地球）。 卫星：绕行星运行的天体（如月球）。 流星体、彗星、星际物质等。 图 4-1 星云——宇宙中的基本天体之一，由气体和尘埃组成 补充图片：猎户座大星云。 图 4-2 猎户座大星云（M42），是距离地球较近的恒星诞生区 二、天体系统 宇宙中的天体都在不停地运动，运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统。天体系统有不同的级别，级别越低，包含的天体越少、范围越小；级别越高，包含的天体越多、范围越大。 天体系统的层次（由低到高）： （1）地月系：中心天体是地球，月球绕地球运行，是最低一级的天体系统。 （2）太阳系：中心天体是太阳，由太阳、八大行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质等组成。地球所在的地月系隶属于太阳系。 （3）银河系：由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统，太阳系是银河系中极为普通的一员。银河系直径约 10 万光年，包含约 1000 亿—4000 亿颗恒星。 （4）可观测宇宙（总星系）：银河系与目前所能观测到的所有星系共同构成可观测宇宙，它是目前人类所认识的宇宙的最大范围，半径约 465 亿光年。 图 4-3 天体系统的层次结构（由低到高） 三、太阳系的组成 太阳系由太阳、八大行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星、流星体和行星际物质等组成。 八大行星（距太阳由近及远）：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。 图 4-4 太阳系八大行星示意图（距太阳由近及远） 补充图片：气态巨行星对比。 图 4-5木星与土星——太阳系中体积最大的两颗行星（气态巨行星） 四、八大行星的运动特征和结构特征 （一）运动特征 （1）同向性：八大行星绕日公转方向相同，都是自西向东。 （2）共面性：八大行星的公转轨道面几乎在同一平面上（黄道面附近）。 （3）近圆性：八大行星的公转轨道都近似为正圆（实际为椭圆，但偏心率较小）。 （二）结构特征 按照距离太阳的远近、质量、体积等特征，八大行星可分为三类： 类地行星（水星、金星、地球、火星）：距太阳近，体积、质量较小，平均密度大，表面温度高，卫星少或无。 巨行星（木星、土星）：体积、质量很大，平均密度小，主要由氢、氦等气体组成，卫星数量多，有光环。 远日行星（天王星、海王星）：距太阳远，温度低，体积、质量中等，表面呈气态或冰态。 五、行星轨道倾角与偏心率（数据表） 下表列出八大行星轨道倾角（相对地球公转轨道面）和偏心率的数据，可用于说明行星运动的共面性和近圆性。 行星 轨道倾角 / ° 偏心率 水星 7.0 0.206 金星 3.4 0.007 地球 0.0 0.017 火星 1.9 0.093 木星 1.3 0.048 土星 2.5 0.054 天王星 0.8 0.047 海王星 1.8 0.009 表 4-1 八大行星轨道倾角与偏心率数据表 分析： 八大行星轨道倾角大多在 7° 以内，说明其轨道面几乎共面（共面性）。 偏心率都很小（接近 0），说明轨道近似为正圆（近圆性）。 4.2 地球的特殊性——存在生命的行星 一、地球是太阳系中一颗特殊的行星 在太阳系八大行星中，地球是已知唯一存在高级智慧生命的行星，这是地球区别于其他行星的特殊之处。 图 4-6卫星视角下的地球，呈现蔚蓝色的水圈与白色的云系 二、地球上存在生命的条件 （一）外部条件（安全的宇宙环境） 稳定的太阳光照：太阳处于壮年，状态稳定，为地球提供了长期稳定的光照条件。 安全的行星际空间：八大行星各行其道、互不干扰，公转轨道具有同向性、共面性、近圆性，宇宙环境相对安全。 （二）自身条件（适宜的温度、大气和水） 适宜的温度：日地距离适中，使地球表面平均温度约为 15 ℃，利于液态水存在和生命化学过程。 适合生物呼吸的大气：地球体积和质量适中，引力足以吸引住大气，形成以氮和氧为主的适宜大气。 液态水的存在：地球内部水汽逸出并凝结，加上适宜的温度，使水能以液态形式存在，是生命起源的重要条件。 【归纳总结】 地球上存在生命是外部条件与自身条件共同作用的结果，缺一不可。这正是地球在太阳系中“特殊”的根本原因，也启发我们认识保护地球环境、珍惜人类唯一家园的重要意义。 4.3月相观测 一、月相的概念 月球本身不发光，我们看到的月光是月球反射的太阳光。随着月球绕地球运动，太阳、地球、月球三者的相对位置不断变化，地球上的人看到的月球被照亮部分的形状也不断变化，这就是月相变化。 图 4-7 月相变化示意图（一个朔望月内的相位变化） 二、月相变化的规律 月相变化的周期约为 29.53 天，称为一个朔望月。主要月相有： 新月（朔）：月球位于日、地之间，月相全黑，农历初一，与太阳同升同落。 上弦月：月球呈半圆形，亮面朝西（右），农历初七、初八，正午升起、半夜落下。 满月（望）：月球被照亮的一面全部对着地球，呈圆形，农历十五、十六，日落时升起、日出时落下。 下弦月：月球呈半圆形，亮面朝东（左），农历二十二、二十三，半夜升起、正午落下。 图 4-8月相成因示意图（不同位置可见不同照亮部分） 五、课堂小结 本节主要内容包括： 宇宙是由天体组成的物质世界，天体系统具有层次性（地月系→太阳系→银河系→可观测宇宙）。 太阳系由太阳和八大行星等组成，八大行星具有同向性、共面性、近圆性的运动特征。 太阳辐射是地球的主要能量来源；太阳活动（黑子、耀斑等）对地球环境产生影响。 地球是已知唯一存在生命的行星，这得益于安全的宇宙环境和自身适宜的条件。 月相随日、地、月三者相对位置变化而呈周期性变化，周期为朔望月。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $