第一节 地球的宇宙环境教学目标设计

第一节

宇宙中的地球教案

一、教学目标

1.用图示说明天体系统的层次，以及地球在宇宙中的位置；

2.运用图表资料说明地球是太阳系中的一颗既普通又特殊的行星；

3.分析地球的宇宙位置及自身条件，理解地球上出现生命的原因。

二、教学重点

地球上为什么适宜于生命存在和繁衍；

三、教学方法

小组讨论法、图表分析法、比较分析法

四、板书提纲

1.人们对宇宙的认识

2.多层次的天体系统：[1].银河系和河外星系 [2].太阳系和地月系

3.普通而特殊的行星——地球

五、教学过程

1.人类对宇宙的认识过程

古 代

公元2世纪

16世纪

18世纪

我国张衡等提出“天地说”

古希腊天文学家托勒密提出“地心说”

波兰哥白尼倡导“日心说”

天文学家引进“星系”一词

20世纪60年代

认识到上百亿年和上百亿光年的时空区域——“总星系”

【活动】根据课本活动，思考、计算并回答：

①何为光年？一光年约为多少千米？

②计算可见宇宙的半径约为多少千米？

③面对上题的数字，你有什么感慨？

【总结】光年为光在真空中一年所传播的距离，一光年约为94608亿千米。可见宇宙的半径=94608亿千米×140亿。由此可见，宇宙的范围是极其宽广的，可以说是无边无际的。

天体是宇宙物质的存在形式，可分为自然天体和人造天体，其表现具有多样性

2.多层次的天体系统

[1].银河系和河外星系

【教师提问】请学生阅读课本相关内容，回答：

①银河系和河外星系主要由什么天体组成？离太阳最近的恒星与太阳之间的距离约为多少光年？

②银河系的组成天体主要由哪两类？目前人类所能观测到的河外星系约有多少个？银河系与河外星系的关系如何？

③银河系和河外星系共同构成了什么天体系统？

【教师总结】

①银河系和河外星系主要由恒星组成，离太阳最近的恒星与太阳之间的距离约为4.2光年；

②银河系的组成天体主要由恒星和星云两类，目前人类所能观测到的河外星系已超过1250亿个，银河系与河外星系是同级别的天体系统；

③银河系和河外星系共同构成的天体系统称为总星系，它包括目前我们所知道的宇宙中的所有天体，是天文学家所说的可见宇宙。

天体之间相互吸引、相互绕转，形成天体系统

[2].太阳系和地月系

【教师提问】请学生阅读课本相关内容，回答：

①太阳系由哪些天体组成？中心天体什么？为何说它是太阳系的中心天体？

②太阳系中行星分哪两类？与太阳比其质量和体积有何特点？自身发光否？

③组成地月系的天体有哪两个？

【教师总结】

①太阳系由太阳、围绕太阳运行的行星以及卫星、彗星、流星体和行星际物质等组成，太阳的质量占了整个太阳系质量的约99.86%，为太阳系的中心天体。

②行星包括了九大行星和成千上万颗的小行星两大类，质量和体积比太阳要小得多，本身不发光。

③地月系由地球和它的卫星月球组成，是最低级别的天体系统。

【小组活动】根据课本活动材料思考、讨论并回答：

①太阳系的九大行星是哪九颗？请从离太阳由近到远依次排序。

②九大行星绕日公转运动有何共同特征？

③请正确描述小行星带的位置

④目前已观测到的彗星有多少颗？说明彗星绕日公转的轨道。

【教师总结】

①九大行星是绕日运行的主要天体，按照离太阳由近到远的顺序依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星；

②它们绕日公转具有共面、同向和近圆性的特点；

③小行星带位于火星轨道和木星轨道之间；

④目前已观测到的彗星约有1600多颗，彗星绕日公转的轨道为扁长轨道，有些是扁长的椭圆轨道。其中最为著名的是哈雷彗星，绕日公转周期约为76年。

3．普通而特殊的行星——地球

【讲 解】从地球的外观和所处的位置而言，地球与其他八大行星相比，并没有什么特殊的地方。地球只是一颗普通的行星。但由于地球具备了生命存在的基本条件：充足的水分，恰到好处的大气厚度和大气成份，适宜的太阳光照和温度范围等，在地球上产生了目前所知道的唯一的高级智慧生命——人类。从这种意义上说，地球是宇宙中一颗特殊的行星。

【小组活动】课本P11活动1，思考、讨论并回答：

①从日地距离及其体积、质量等方面，分析地球具有有利条件的原因。

②假如太阳光照条件变得不稳定，或者突然消失，地球将会出现怎样的情形？

③从九大行星的运行特征分析，地球所处的行星际空间是否稳定和安全？

④除地球外，太阳系其他八大行星中可能存在生命的是哪个？

【教师总结】

①日地距离适中，使温度介于0～100℃之间，水呈液态状态；地球大小适中，使地球能够吸引住大气；

②太阳的光照条件一旦发生变化，那么地球上所得的热量也将发生变化，从而影响到温度和水的相态，以至于影响到生命的存在，地球上的生命也可能消失；

③九大行星绕日运行具有共面、同向性，彼此间不会发生碰撞，故地球所处的行星际空间安全稳定；

④因火星与地球在距日距离、公转周期等方面与地球相似，故火星上可能会存在生命物质。

地球所处的宇宙环境和地球自身条件

太阳系模式图(S表示太阳)

知识结构

认识过程

人类对宇宙的认识

知识积累

可见宇宙：半径

光年，约

千米

天体系统的形成：

主要组成：

等较大天体

银河系及河外星系

银河系：主要组成天体

和

河外星系：超过

亿个

多层次的天体系统

总星系：

组成：

太阳系

中心天体（

）：质量占

太阳系和地月系

行星：包括

和

运动特征：

、

、

地月系：组成

和

普通性：

普通而特殊的行星——地球

特殊性（地球上生命存在的基本条件）：

①

②

③

知识链接

星空的神话传说

宇宙诞生之初，泰坦诸神统治着整个世界，而撒旦（Saturn，土星）是万能的主宰，后来他的儿子宙斯，也就是现在的木星（朱彼得，Jupiter），野心勃勃地争夺了他的王位，从此后新一辈的奥林帕斯诸神便渐渐夺取了泰坦老神们的权力，这一些奥林帕斯的神仙，有很多位都是我们耳熟能详的，其中包括宙斯的两位兄弟，一个是涅普顿，是现在的海王星(Neptune)，他是海洋的统治者，人们称他为海神，是除了宙斯外权力最大的神。宙斯的另一位兄弟是普鲁陀（冥王星，Pluto）是掌管着冥府、地狱之神。

雅典娜是希腊传说的战神，宙斯的女儿；而太阳神阿波罗则是宙斯的儿子，象征光明与真理。黛安娜，月神，每晚驾着着月亮马车出来照耀人间，她则是宙斯的双胞胎妹妹；维纳斯就是现在的金星（Venus）是爱与美的化身，马尔斯（Mars，火星)，也是宙斯的儿子，出现在伊利亚得之役中的战神；众神中最精明狡滑的

则是摩丘力（水星，Mercury）。

由这几位为主的奥林帕斯众神及后来的其他诸神，留下了许多的传奇与史诗，而关于他们的传说后来被记载成著名的希腊罗马神话故事，这些故事则深深影响了西方的文学、艺术、哲学与科学等等,也成为星座神话的由来

患难与共的双胞胎兄弟

西方人常把形影不离的好朋友称为“双子星座”，这个“双子星座”是由宙斯的一对双胞胎儿子变来的。兄弟俩大的叫卡斯托，小的叫普尔尤克斯。

兄弟俩从小就投身在马人喀戎门下，没过几年就双双学得了一身绝技，卡斯托擅长马术，普尔尤克斯则精于拳击。学成后，哥俩儿浪迹天涯，他们患难与共，经历过无数次冒险和战斗，其中就包括夺取金羊毛的远征。

后来，哥哥卡斯托不幸被人杀死，弟弟普尔尤克斯在父亲宙斯的帮助下消灭了仇人，为哥哥报了仇。他们俩生前从不分离，死后宙斯也把他们放到一起，这就是天上的双子座。

“勇气号”最新发现：火星上曾有大量流动水

美国国家航空航天局（NASA）的科学家2004年8月18日宣布，“勇气”号火星探测器在火星上新发现了有水流冲刷痕迹的河床。他们认为，火星上的小山坡与火山口显示出，火星上曾有过大量流动水留下的痕迹，而且水量要比科学家此前推测的要多得多。

NASA加州喷气推进实验室的科学家说，“勇气号”火星探测器在火星表面新发现了一条长而宽的河床，河床显示出明显的被水流冲刷的痕迹，这也是反映火星原始环境的重要线索。科学家推测，这一河床是从名为“谷斯维”的巨大火山的熔岩表面破土而出的。“谷斯维”火山口恰好在“勇气号”2004年1月3日登陆火星的着陆区域。此前，勇气号曾对该火山口附近名为“克劳维斯”岩石进行了一系列的勘探与有关测试。

地球在宇宙中的位置

读“太阳系模式图”(S表示太阳)，回答下列问题。

(1)图中地球轨道上标出绕日公转的方向，并用斜线在图中标出小行星带的位置。

(2)写出数字所代表的八大行星的名称：

________________ ________________________________________ ________________________________________________________________。

(3)就地球的宇宙环境和地球自身的条件，说明地球上具有生命物质存在的原因：

A．宇宙环境：①________________________________________________；

②_____________________________________ _________________。

B．自身条件：①________________________________________________；

②_____________________________________________________________；

③____________________________________ ________________________。

答案

(1)画图略(地球公转方向为逆时针，小行星位于火星与木星之间，即图中4、5之间) (2)水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星

(3)宇宙环境：①稳定的太阳光照

②大小行星各行其道，互不干扰自身条件：

①日地距离适中，地表温度适宜

②地球适当的体积和质量

③有液态水

解析

八大行星绕日公转的运动特征有三点：①共面性；②同向性；③近圆性。地球上之所以有生命物质，要从两个方面进行分析，即从地球的宇宙环境和自身条件进行分析。

地球上存在生命物质的条件

美国东部时间(西五区)2004年1月15日3时21分，美国宇航局向“勇气”号火星车发出了驶下登陆平台的指令，大约90分钟后，“勇气”号发回了已确认登陆火星的信号。该火星车的主要使命是寻找着陆区域是否存在过液态水的证据，这将有助于加深对地球以及地球上生命起源和进化等的认识。读下表中的相关数据，结合所学知识回答问题。

行星

地球

火星

质量(地球为1) 体积(地球为1) 公转周期

1.00 0.11 1.00 0.15 1年

1.9年

自转周期

23时56分4秒

24时39分35秒

赤道面与轨道面之间的交角

23°26′

23°59′

(1)在八大行星中，人类首选火星作为探索生命起源和进化的行星，主要是因为火星上的一些地理现象与地球上的一些地理现象很相似，主要表现为(

) ①火星和地球都被大气层所包围

②火星、地球自转周期的长度都比较适中

③火星、地球与太阳的距离都比较适中

④火星和地球上都有四季变化，且四季的长度一样

A．①②③

B．②③

C．①②③④

D．①③

(2)液态水的存在是地球生命起源和发展的重要条件之一，下列叙述中与地球“液态水存在”有密切关系的是(

) ①地球的质量和体积适中

②地球上昼夜更替的周期比较适中

③地球上大气层白天对太阳辐射有削弱作用，晚上对地面有保温效应

④地球与太阳的距离比较适中

A．②④ B．②③④ C．①④ D．②③

答案

(1)A (2)B