《第1节-人类对宇宙的认识》教案1.doc

《第1节 人类对宇宙的认识》教案
一、教学目标
（一）知识与技能
1．了解宇宙的物质性和运动性、天体的多样性、天体系统的层次性；
2．理解地球在宇宙中的普遍性和特殊性；
3．掌握太阳系中九大行星的组成、分类、运动、小行星带、物理特征；
4．知道地球上生命存在的基本条件（外部条件、自身条件）；
5．树立科学的宇宙观和辩证唯物主义思想方法。
（二）过程与方法
解释说明法、推理分析法、归纳总结法
（三）情感态度与价值观
通过学习帮助学生树立正确的宇宙观。 
二、教学重点
1．天体系统的层次结构；
2．地球上生命存在的基本条件。
三、教学难点
1．建立宇宙中的空间概念；
2．理解地球上生命存在的基本条件
四、教学准备
课本插图和课件。
五、教学过程 
新课讲解：
1．观测过程
(1)古代：、地心说
①天圆地方说：
A．产生背景：古代的人由于活动范围很小，再加上没有先进的观测仪器，因此往往凭自己的直觉去认识世界。如当人们看到眼前的地面是平的方的，就认为整个大地都是平的方的，并把天空看作倒扣在平坦大地上的一口巨大的锅，于是就有了“天圆地方”之说。正如北朝民歌《敕勒歌》中所说：“敕勒川，阴山下。天似穹庐，笼盖四野。天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊。”
B．错误原因：“天圆地方说”经历了十分漫长的过程，后来人们通过多方面的观察实践，逐渐发现这个学说是错误的，它与许多实际情况不相符。产生错误的原因可以用两句古诗来概括，即“不识庐山真面目，只缘身在此山中”（苏轼的《题西林壁》）。
C．有力证据：麦哲伦的环球航行、海边的观船情景、地球的卫星照片等，都有力证明了地球呈球形并不是方的，地不是方的同样天也不是圆的。说明：中国的“盘古开天辟地说”、西方的“上帝创造宇宙说”、古巴比伦的“闭合箱子说”。
②地心说：古希腊天文学家托勒密2世纪在《天文学大全》中提出地心说。A．主要理论：该学说认为，我们人类生活的地球就是宇宙中心，所有天体均围绕地球运转。B．错误原因：不识庐山真面目，只缘身在此山中。因为生活在地球上的人类不能直接感觉到地球的运动，却能直接感觉到日月星辰围绕地球运转，所以很容易误认为地球是静止不动的宇宙中心。C．进步局限：地心说与天圆地方说相比既具有进步性又具有局限性。进步性主要表现在地心说认识到了“宇宙具有物质性和运动性”；局限性主要表现在地心说认为“地球是宇宙中心，所有天体均围绕地球运转”，这与实际情况不相符。
(2)近代：日心说、星系
①日心说：波兰天文学家哥白尼16世纪在《天体运行论》中提出日心说。A．主要理论：该学说认为，太阳就是宇宙中心，宇宙就是太阳系，所有天体均在围绕太阳运转。B．沉重代价：由于日心说违背了封建统治者的意愿，与封建统治者的利益发生严重冲突，因此哥白尼遭到了灭顶之灾而葬身于火海，他为追求科学真理献出了宝贵的生命。C．进步局限：日心说与地心说相比既具有进步性又具有局限性。进步性主要表现在日心说认识到了“地球在围绕太阳运转”，不是“太阳在围绕地球运转”； 局限性主要表现在日心说认为“太阳就是宇宙中心，宇宙就是太阳系，所有天体均在围绕太阳运转”， 这与实际情况不相符。
②星系：地球和太阳均不是宇宙中心，因为“山外有山，天外有天”，宇宙既没有边界也无所谓中心。18世纪天文学家引进“星系”一词，此时的星系实际上就是宇宙的同义词，现在的星系成为同银河系规模相当的天体系统的简称。
(3)现代：上百亿年、上百亿光年
①17世纪以前，天文学家在漫长的年代里只能靠肉眼来观测宇宙，能看到的星星只有六、七千颗。②17世纪，意大利天文学家伽利略发明了天文望远镜，是人类观测宇宙的眼界大开。③20世纪60年代，天文学家发明了大型射电天文望远镜，它通过观测天体的无线电波来研究天文现象，使人们能够深入到以往光学方法看不到的区域。④射电技术、分光仪、人造卫星等现代天文观测手段给天文学家观测宇宙带来了很大便利，如20世纪60年代的四大天文发现（类星体、脉冲星、星际分子、微波背景辐射）都是用射电天文望远镜发现的。因此，现代天文观测手段的技术革命，加深了人类对宇宙的认识，是人类认识宇宙的时空范围扩展到上百亿年、上百亿光年。
2．观测结果
(1)物质性：物质性是指宇宙由各种形态的物质构成，这些物质通称为天体。
①课文中的天体：星光闪烁的恒星，在星空中移动的行星，圆缺多变的月亮，轮廓模糊的星云，一闪即逝的流星，拖着长尾巴的彗星，星际空间的气体和尘埃（星际物质）等。②阅读中的天体：星云中的蟹状星云，行星中的土星，流星中的狮子座流星雨、彗星中的哈雷彗星。结合图1·1中的天体照片，课下自学相关文字说明。③天体的差异性：宇宙中的天体在大小、质量、光度、温度等方面千差万别，具有很大的差异性；天体的差异性主要表现在天体的种类很多，而且同一类天体的物理性质也有很大差别；如恒星的直径（几km～10亿km）、质量（M太阳的百分之几～M太阳的120倍）、光度（可分成超巨星、亮巨星、巨星、亚巨星、主序星、亚矮星、白矮星7个级别）、温度（几千度～几万度）。
(2)运动性：运动性是指宇宙在不断运动和发展变化。宇宙的不断运动形成了天体系统，宇宙的发展变化就是宇宙演化。
①天体系统：（结合图1·2）
A．形成原因：宇宙中的天体是相互联系的，这种联系表现在它们之间具有万有引力，在万有引力作用下天体之间相互绕转，从而形成天体系统。简言之，天体之间相互吸引、相互绕转形成了天体系统。
B．层次结构：目前人们认识到的天体系统按层次结构从低级到高级依次为地月系→太阳系→银河系＋河外星系（星系）→总星系＋未知领域→宇宙。各层次天体系统的概况如下：地月系（构成、月地距离）、太阳系（构成、中心天体、行星之最）、银河系（构成、直径）、河外星系（数量、最远距离）、总星系（目前人类观测到的宇宙范围）等。
C．宇宙大小：由天体系统的层次结构可看出宇宙是相当大的，可以说是“山外有山，天外有天”。关于宇宙的大小可以概括为四句话：“说它多大有多大，日月星辰全容下；无人知它始和终，也没左右和上下”。
②宇宙演化：（结合宇宙大爆炸理论）
A．总体观点：宇宙是距今150～200亿年前发生的一次大爆炸形成的，爆炸时产生的大小碎片形成了宇宙中的各种天体。B．初期状态：在爆炸初期宇宙处于高温高密状态。宇宙温度很高（100亿度以上），象无数颗氢弹爆炸时产生的火球；宇宙密度很大，物质以质子、中子、电子、光子、中微子等基本粒子状态存在，根本无分子和原子。C．膨胀降温：后来，宇宙体积不断膨胀，温度迅速降低。当温度下降到10亿度时，化学元素开始形成；当温度下降到100万度时，原子核开始形成；在进一步的膨胀和降温过程中，宇宙和各种天体就形成了。D．演化总结：宇宙演化经历了从高温度到低温度、从高密度到低密度、从小体积到大体积的漫长过程。E．演化趋向：宇宙目前还在不断膨胀，天文学家发现许多天体之间的距离在不断增大证明了这一点；但宇宙膨胀到一定程度最终还是要收缩的，而且宇宙将不断膨胀、收缩、再膨胀、再收缩，周而复始、循环往复地永远运动下去。F．总体评价：该学说能够解释说明许多客观事实，成为天文学界得到公认的宇宙演化理论，因而在世界上得到广泛支持；但是该学说还有一些未能解决的问题，因此还不是科学上的定论。
宇宙认识：
(1)概念：①无限宇宙：在序言中，宇宙是一切空间和一切时间的总称，宇宙是天地万物和古往今来的总称，即宇宙具有空间和时间上的无限性，这是哲学上的宇宙。②有限宇宙：在课文中，宇宙是距今150～200亿年前发生的一次大爆炸形成的，宇宙是我们目前所能观测到的最远距离为150～200亿光年的总星系，即宇宙是人类目前所能观测到的时空范围，这是天文学上的有限宇宙。
(2)演化：①具体天体：各种天体是在不同时期形成的，而且都具有各自的形成、发展和灭亡的历史过程。②宇宙整体：宇宙整体上经历了从高温到低温、从高密度到低密度的演化历史，即“宇宙大爆炸理论”。