無限宇宙

2022-07-08 教案

　　目的要求

　　1 、通過本課教學，使學生了解銀河系、河外星系及宇宙的構成。

　　2 、通過講述宇宙的構成，培養學生的空間想像能力；通過講述人類對宇宙的探索，激發學生探究的精神。

　　課前準備

　　教師準備：掛圖或投影片——獵犬座星系、銀河系、仙女座星系

　　教學過程

　　導入新課

　　1 、提問：

　　（1）太陽系是由哪些天體構成的？

　　（2）什么叫恒星、行星、衛星？

　　2 、談話：關于宇宙中的天體，你還知道什么事？你還有什么感興趣的問題？

　　3 、講述：這節課，我們來了解宇宙的構成。

　　學習新課

　　1 、指導學生認識人對宇宙的探索

　　（1）講述：很早很早以前，人們就想知道地有多寬，天有多大，宇宙是怎樣構成的，為此一直在努力地進行探索。下面，我們來看看人是怎樣探索宇宙秘密的。

　　（2）閱讀：課文第53 、 54頁。

　　（3）談話：

　　①最初，人們怎樣觀察？（憑肉眼進行觀察）經過觀察，人們認為宇宙是怎樣構成的？

　　②關于”地球是宇宙中心”的看法，一直沿續了很長時間。什么時候人們才有了新的認識？是誰首先提出來的？他認為宇宙是怎樣構成的？他畫的宇宙圖是什么意思？他為什么能提出這種觀點？（哥白尼不僅依靠觀察，還進行了深入的思考。）

　　③講述：哥白尼的“日心說”是人對宇宙認識的一次飛躍。哥白尼的學說與當時傳統的看法不一致，特別是與當時的宗教觀點不一致，因此受到很多人的攻擊和宗教統治者的壓制，以至后來宣傳哥白尼學說的意大利科學家布魯諾，被宗教法庭活活燒死。

　　④談話：哥白尼的“日心說”雖然是正確的，但在當時仍處于“科學假說”階段。是誰證明了哥白尼的學說是正確的？（伽利略）他是怎樣證明的？（用望遠鏡觀察星空，了解了許多天體的情況。）

　　⑤講述：恤利略用望遠鏡觀察到了很多肉眼看不到的情況，其中有一項特別重要的發現，那就是他看到了在木星周圍有4顆衛星圍著它轉動。這一發現有力地證明了哥白尼的學說是正確的，地球確實不是宇宙的中心，不是所有的天體都是圍繞地球轉動的。

　　⑥談話：在伽利略之后，人們又有什么新發現呢？是誰發現的？這些發現有什么意義？

　　⑦講述：德國科學家開普勒，在前人觀察的基礎上發現了行星運動的規律。例如他發現行星都是沿著橢圓軌道繞太陽轉動的，此外他還發現了行星公轉的速度等方面的一些規律。英國科學家牛頓在開普勒研究的基礎上，根據地球引力的原理，進一步提出了行星所以不停地圍繞太陽轉動是受到“萬有引力”的作用。開普勒與牛頓的發現，使人認識到天體運動是有規律的，根據他們的理論，人們不僅能正確地認識宇宙的構成，還能推測出當時觀察不到的、但確實存在的天體，例如冥王星，就是先推測出它的存在而后才觀察到的。

　　⑧談話：現在，人們利用什么方法探索宇宙的秘密呢？什么是人造衛星？什么是宇宙飛船？什么是航天飛機？它們有什么用？現在人們已經登上過地球以外的哪個天體？

　　⑨講述：

　　現代的天文望遠鏡口徑可達幾米，可以看到很遠很遠的星光，因此能看到很多很多的星星。射電望遠鏡是通過向宇宙空間發射電波。靠電波反射來探測宇宙中天體的存在、距離、大小等情況的天文觀測儀器。

　　人造衛星是利用火箭發射、圍繞地球轉動的飛行器，在人造衛星上安裝各種觀測儀器，既可以觀測地球上的情況，又可以觀測宇宙空間的情況。目前，只有少數國家能發射人造衛星。我國近些年來，已成功地發射了很多顆衛星，并且能使它們自動返回地球。宇宙飛船和航天飛機都是以火箭作動力的載人宇宙飛行器，人們乘坐它可以飛往更遠的宇宙空間去觀察，甚至可以登上其他星球。現在，人們已經成功地登上了月球；將來還會登上其他星球。通過這些現代化手段，人們探索到很多宇宙的秘密。

　　（4）討論：

　　①根據以上情況，請你總結一下，人們對宇宙的認識經歷了怎樣的過程？（由錯誤到正確，由少到多，由近到遠，由現象到規律。）

　　②人們對宇宙的認識為什么能不斷發展？（一是人們前仆后繼、一代一代的苦苦探索，二是科學技術的發展不斷為人們的探索提供了新工具。）

　　2 、指導學生認識宇宙的構成

　　（1）講述：下面，我們來了解一下人們現在已經知道的宇宙的情況。

　　（2）閱讀：課本第55 、 56頁。

　　（3）談話：

　　①要了解宇宙的情況，我們還是從近到遠來說吧！首先明確我們的位置，我們在宇宙的什么星球上？（地球）地球在什么地方？（在太陽系，金星與火星之間。）

　　②太陽是不是宇宙的中心？太陽是不是宇宙中唯一能發光發熱的恒星？還有哪些天體是恒星？為什么看上去它們那么小、那么暗呢？其中最近的一顆恒星叫比鄰星，離我們有多遠？（4 · 22光年）什么是光年？l光年有多遠？

　　③宇宙空間的群星，除少數幾顆行星外，絕大多數都是恒星，有的比太陽還要大，溫度還要高，只因為它們離我們太遠了，看上去才是星星點點的。例如我們熟悉的織女星，體積約為太陽的33倍，實際亮度約為太陽的50倍，但是它距離地球有26 · 4光年（我們現在看到的織女星光還是它26 · 4年以前發出的，經過這么長時間才傳到地球），在地球上看就很小了。再如牛郎星，實際亮度約為太陽的8倍，它離我們也很遠，約有16 、 3光年，所以看起來也很小。

　　④恒星離我們越遠，看起來越小，到一定距離肉眼就無法分辨了。例如，我們熟悉的銀河，肉眼看起來是一條白色的光帶，通過天文望遠鏡看，這條白色的光帶是什么樣的？（由許許多名恒星組成的）這個恒星集團中，大約有多少顆恒星？人們把這個恒星集團叫什么？（銀河系）銀河系是什么形狀的？（從側面看，像體育運動用的鐵餅或一副镲，從上面看，像水中的游渦。）銀河系有多大？（直徑10萬光年）我們的太陽與銀河系是什么關系？太陽在銀河系的什么位置？銀河系為什么是漩渦狀結構，你怎樣解釋這種現象？

　　銀河系是一個巨大的、眾多的恒星集團，太陽是這個恒星集團中的一員，因此我們也在銀河系。從銀河系的漩渦狀結構可以知道，銀河系中的所有恒星（包括我們的太陽），都在圍繞銀河系的中心高速地運動著。

　　⑤銀河系是不是整個的宇宙？為什么？（在銀河系外面還有很多龐大的恒星集團。）人們把銀河系以外的恒星集團叫什么？（河外星系）你知道哪個河外星系？從照片上看，仙女座星系和獵犬座星系分別是什么樣的？根據仙女座星系和獵犬座星系的照片，你能推測出什么？（這些河外星系由很多很多恒星構成，這些恒星都在圍繞星系的中心運動著。）現在人們已經發現了多少河外星系？（10億個）

　　⑥銀河系和我們所觀測到的所有河外星系合起來叫做什么？（總星系）總星系是不是整個宇宙？（一般認為還不是）

　　⑦現在，人們用射電望遠鏡已經能觀測到多大范圍的宇宙空間的情況？（100億光年）找沒找到宇宙的邊緣？（沒有）

　　（4）討論：

　　①現在，請你說說宇宙是怎樣構成的？

　　②你能根據現成圖嗎？

　　（5）分組畫圖：

　　（6）匯報繪畫，學生說明畫的內容，再從大到小、從遠到近地說一說宇宙中人們已知的情況，畫一幅宇宙的構造圖。

　　（可以展示畫得好的圖）

　　3 、指導學生初步了解科學的宇宙觀

　　（1）講述：以上，我們了解了人對宇宙的探索和宇宙是怎樣構成的。

　　（2）討論：

　　①通過以上學習，談談你對“宇宙”這個詞的理解。