人类认识的宇宙教案1
Ⅰ、导入新课
同学们,我们学习地球的宇宙环境是为了更全面、深刻地了解我们所处的地球。因此,在了解了地球所处的大宇宙环境的基本情况后,我们接下来学习地球所处的小宇宙环境──太阳系,较细致地了解宇宙中的地球是什么样子的。
Ⅱ、讲授新课
<板书> §1.1人类认识的宇宙
二、宇宙中的地球
1. 太阳系的结构
我们在上节课学过,太阳系是以太阳为中心,由地球、水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等九大行星围绕太阳公转构成的,下面请同学们认真看图1.3“地球在太阳系中的位置”。从中,我们可以发现,以太阳为中心,九大行星的轨道呈近似椭圆形,各大行星分布位置由内向外依次为:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。
细看九大行星的名字,我们可以发现在地球左右两侧的金、木、水、火、土等五大行星的名称带有中国的五行观念特色。因为,金、木、水、火、土五星是我们可用肉眼直接观测到的,我国古代对它们早有记录。而西方的天文学家,则以古罗马、古希腊诸神的名字来给这些星星(天体)命名。例如,在我国古代,水星被称为辰星,而在西方水星则被冠以古罗马神话中商神、诸神使者的名字Mercury。而金星因有白晳的光辉,我国古代称它为太白(金星),西方则以司掌爱与美的女神Venus来命名它;此外,金星每天黎明前出现在东方天空,又称为启明星,黄昏后出现在西方天空,称为长庚星。火星在午夜可看到,我国古人称它为“荧惑”,西方则冠以战神的名字Mars。木星我国古人称为岁星,亦即太岁(因其公转一周约需12年──太岁),西方则以古罗马主神的名字Jupiter命名(相当于希腊神话中的Zeus)。土星我国古代叫它镇星或填星,西方罗马神话中称它为神Saturn。而天王星、海王星、冥王星则因距离我们太远,用肉眼难以发现,因此直到近现代才被发现。
以上就是九大行星的大致位置关系,它们距太阳各不相同,水星是距离太阳最近的行星,而地球距离太阳有多远呢?(学生看书回答)
从书中我们可以知道地球是太阳系中的一颗行星,与太阳相距1.496亿km,我们把这个长度称为1个天文单位,下面请同学们翻开我们所使用的地图册第7页“九大行星主要物理性质比较”表,我们发现九大行星与太阳的距离若以日地距离为1个单位,则各大行星与太阳的距离分别为:0.387、0.723、1、1.52、5.20、9.5、19.20、30.10、39.40。这些数据是我们现代通过科学的测算得到的。然而,早在1766年时,德国的天文学家提丢斯就提出了一个表示行星与太阳平均距离的经验定律,即提丢斯数列:4、7、10、16、28、52、100、196、388。这个数列同现代的数据参照对比,应该是基本符合的。但其中在16与52之间,即在火星与木星之间,有个28没有大行星与之对应。是这个数列有问题,还是在火星与木星之间还存在着一颗大行星。这个问题一直困扰着那个时代的天文学家,直到1801年意大利的皮亚齐在火星与木星之间发现了谷神星。现在我们知道在火星与木星之间存在着一个小行星带,有关这个小行星带的来源,有的科学家认为它是一颗大行星爆炸解体后的残体,若真如此,那么提丢斯数列中的28便可对上号了。
接下来,请同学们一起看一下教材上的表1.1“太阳系九大行星的比较数据”,了解一下九大行星在质量、体积、密度、周期等方面的情况。
通过这些比较数据,同学们看一看,地球的质量是不是最大的?(学生回答)
质量最大的是?(木星)
质量最小的是?(冥王星)
体积最大的是?
体积最小的是?
……
也就是说,从质量上看,地球的质量在九大行星中很普通,体积、周期亦如此。因此,我们说地球是太阳系中一颗普通的行星。
虽说九大行星有各异的质量、体积、平均密度和公转、自转周期,但有些行星在物理性质上较为接近,我们就将它们划归一类。按照这一标准,我们将九大行星分为以下三类:类地行星、巨行星、远日行星。顾名思义,类地行星系指跟地球性质相近,类似地球的行星,包括水星、金星、地球、火星。巨行星是指该类行星的体积、质量都很大,如巨人般,包括木星、土星。远日行星就是离太阳(日)较远的行星,包括天王星、海王星、冥王星。
教学程序 教学方法、学法
讲
授
过
程 (三)大气热力作用的意义
1.大气的热力作用,既降低了白天的最高气温,又提高了夜间的最低气温,减少了气温日较差。
2.大气的保温效应,平均气温为15°C,形成了适宜生命生存的温度条件。
地面与大气就是这样不断地进行着热量交换,就整个地球多年平均状况来看,地球收入的热量与发出的热量是相等的。
二、全球的热量的平衡
学生读图,计算地面与大气热量收支状况。
计算可知,地面和大气的能量收入与支出是相等的,也就是说,全球的热量平衡。
问题:
全球热量平衡有什么意义?(使全球多年平均气温比较稳定,有利于人类的生存与活动)
2.假如全球热量不平衡会产生什么后果?(全球气候变暖)
3.人类的哪些行为会导致热量不平衡?我们应该怎么做?
大量使用煤、石油、天然气等矿物燃料、排放破坏臭氧的物质、砍伐森林,使大气CO2增加→气候变暖
我们应该怎么做,讨论完成。
学生读图计算。
学生自读回答
小结 1.“图”示
(结合实例,了解大气的热力状况)
2.“表”示 见课件
练习 见课件
板书设计 大气的热力状况
1.大气的削弱作用
2.大气的保温效应
3.全球热量平衡
课件的设计思路
本节课从课文来讲,文字叙述性强,图多,而图示多为静态,文字内容则主要表现一个动态的过程,因此以Flash动画形式出现,能够准确地反映大气的热量传递及变化过程,因此选用了动感较强的Flash5.0进行应用。
导言以教师谈话的方式导入,然后出示课件进入引言部分,通过对太阳辐射量的变化引入新授课的内容:第一部分,大气对太阳辐射的削弱作用。三种削弱作用分别以动画形式(课件3、4、5)进行讲解,之后老师联系生活中的一些大气现象(即实例),对几种作用进行分析,训练学生用学过的知识解释实际问题的能力。
讲授的第二部分大气的保温效应先阅读课文,然后以系统联系图(见课件7)进行讲解,最后仍用实例加深理解(实例均以老师口授,未
2.地球存在生命的原因
虽说在物理性质、结构、运动特征等方面地球并无什么特别突出的,但是有一点却是其他行星所没有的,那就是地球是目前我们所知的惟一有生命存在和繁衍的行星。那么为什么地球上会出现生物而其他8大行星上没有呢?是不是在冥冥之中,上苍对我们地球特别地眷顾垂爱呢?
其实,这与地球所处的宇宙环境以及地球本身的条件有着密切的关系。
地球所在的广袤宇宙中,与地球关系最密切、对地球影响最深远的就是太阳系。从太阳系诞生到地球上开始有原始的生命痕迹,中间经历了漫长的阶段(将近50亿年),在这个阶段里,太阳没有明显的变化,源源不断地给我们地球提供光和热,从而使生命从低级向高级的演化没有中断。如果太阳不稳定,隔三差五地来个大爆发,其放射出的各种射线将杀死地球上所有的生命。
同时呢,地球所在的行星际空间亦是一个较安全的宇宙环境,请同学们看图1.3“地球在太阳系中的位置”,我们可以发现,大小行星绕日公转的轨道面几乎在同一平面上,绕日公转的方向一致,都是自西向东运转,而且各行星的运转轨道都是椭圆形,这就使得行星在运行过程中不会出现交叉碰撞的情况,从而使得大小行星能够各行其道、互不干扰。
讲到这,同学们可能会问:这两个条件其他行星同样具备,是共同条件。为什么其他行星还是没有生命的发生和繁衍呢?这就要讲到我们地球自身的条件。我们知道,温度、大气、水是生命生存所必需的条件,而地球恰恰具备这些条件。
首先,由于地球与太阳距离适中,使地球表面的平均气温为15℃,从而有利于生命过程的发生和发展。如果距离太阳太近,像水星、金星,则温度过高,生命难以发生、繁衍。如果距离太阳太远,像天王星、海王星、冥王星,就会因温度过低,生物也无法生存。
其次,由于地球的体积和质量适中,其引力可以使大量的气体聚集在地球周围,形成包围地球的大气层。如果,体积和质量过小,则其引力将不足以留住足量的大气,会造成气体的大量逃逸;反之,如果体积和质量过大,则会造成星球外围的大气层太厚,使太阳热量难以穿透,从而造成行星表面温度偏低。同时,由于地球上生物的作用又反过来对大气的成份进行改造,使由CO2、CO、CH4、NH3组成的原始大气通过大气演化,形成以N2、O2为主的适于生命呼吸的现代大气。
水是生命之源,而在星球形成后,由于气温降低,水是以结晶水的形态存在的,据现代的一些探测表明,在太阳系内的其他行星中,既使有可能存在水,亦是以结晶态存在的(有的则早已汽化逃逸掉了);而地球由于内部放射性元素的衰变致热或原始地球重力收缩,使地球内部温度升高,结晶水汽化了。而汽化逃逸出的水汽,则在上升过程中因冷却而凝结、降雨,落到地面低洼处,形成原始的大洋,而海洋则被称为生命的摇篮──地球上最早的单细胞生命就出现在原始大洋中。我们人类也是由此环境中产生,经过长期的进化而形成如今的样子,但人的个体特征仍不免要显示出其原始的成长环境,从胚胎的孕育(液态环境)至人的体液盐度(与海水平均盐度相近)都依稀表明人的最初的祖先来自海洋。
