无限宇宙

2022-07-08 教案

　　目的要求

　　1 、通过本课教学，使学生了解银河系、河外星系及宇宙的构成。

　　2 、通过讲述宇宙的构成，培养学生的空间想像能力；通过讲述人类对宇宙的探索，激发学生探究的精神。

　　课前准备

　　教师准备：挂图或投影片——猎犬座星系、银河系、仙女座星系

　　教学过程

　　导入新课

　　1 、提问：

　　（1）太阳系是由哪些天体构成的？

　　（2）什么叫恒星、行星、卫星？

　　2 、谈话：关于宇宙中的天体，你还知道什么事？你还有什么感兴趣的问题？

　　3 、讲述：这节课，我们来了解宇宙的构成。

　　学习新课

　　1 、指导学生认识人对宇宙的探索

　　（1）讲述：很早很早以前，人们就想知道地有多宽，天有多大，宇宙是怎样构成的，为此一直在努力地进行探索。下面，我们来看看人是怎样探索宇宙秘密的。

　　（2）阅读：课文第53 、 54页。

　　（3）谈话：

　　①最初，人们怎样观察？（凭肉眼进行观察）经过观察，人们认为宇宙是怎样构成的？

　　②关于”地球是宇宙中心”的看法，一直沿续了很长时间。什么时候人们才有了新的认识？是谁首先提出来的？他认为宇宙是怎样构成的？他画的宇宙图是什么意思？他为什么能提出这种观点？（哥白尼不仅依靠观察，还进行了深入的思考。）

　　③讲述：哥白尼的“日心说”是人对宇宙认识的一次飞跃。哥白尼的学说与当时传统的看法不一致，特别是与当时的宗教观点不一致，因此受到很多人的攻击和宗教统治者的压制，以至后来宣传哥白尼学说的意大利科学家布鲁诺，被宗教法庭活活烧死。

　　④谈话：哥白尼的“日心说”虽然是正确的，但在当时仍处于“科学假说”阶段。是谁证明了哥白尼的学说是正确的？（伽利略）他是怎样证明的？（用望远镜观察星空，了解了许多天体的情况。）

　　⑤讲述：恤利略用望远镜观察到了很多肉眼看不到的情况，其中有一项特别重要的发现，那就是他看到了在木星周围有4颗卫星围着它转动。这一发现有力地证明了哥白尼的学说是正确的，地球确实不是宇宙的中心，不是所有的天体都是围绕地球转动的。

　　⑥谈话：在伽利略之后，人们又有什么新发现呢？是谁发现的？这些发现有什么意义？

　　⑦讲述：德国科学家开普勒，在前人观察的基础上发现了行星运动的规律。例如他发现行星都是沿着椭圆轨道绕太阳转动的，此外他还发现了行星公转的速度等方面的一些规律。英国科学家牛顿在开普勒研究的基础上，根据地球引力的原理，进一步提出了行星所以不停地围绕太阳转动是受到“万有引力”的作用。开普勒与牛顿的发现，使人认识到天体运动是有规律的，根据他们的理论，人们不仅能正确地认识宇宙的构成，还能推测出当时观察不到的、但确实存在的天体，例如冥王星，就是先推测出它的存在而后才观察到的。

　　⑧谈话：现在，人们利用什么方法探索宇宙的秘密呢？什么是人造卫星？什么是宇宙飞船？什么是航天飞机？它们有什么用？现在人们已经登上过地球以外的哪个天体？

　　⑨讲述：

　　现代的天文望远镜口径可达几米，可以看到很远很远的星光，因此能看到很多很多的星星。射电望远镜是通过向宇宙空间发射电波。靠电波反射来探测宇宙中天体的存在、距离、大小等情况的天文观测仪器。

　　人造卫星是利用火箭发射、围绕地球转动的飞行器，在人造卫星上安装各种观测仪器，既可以观测地球上的情况，又可以观测宇宙空间的情况。目前，只有少数国家能发射人造卫星。我国近些年来，已成功地发射了很多颗卫星，并且能使它们自动返回地球。宇宙飞船和航天飞机都是以火箭作动力的载人宇宙飞行器，人们乘坐它可以飞往更远的宇宙空间去观察，甚至可以登上其他星球。现在，人们已经成功地登上了月球；将来还会登上其他星球。通过这些现代化手段，人们探索到很多宇宙的秘密。

　　（4）讨论：

　　①根据以上情况，请你总结一下，人们对宇宙的认识经历了怎样的过程？（由错误到正确，由少到多，由近到远，由现象到规律。）

　　②人们对宇宙的认识为什么能不断发展？（一是人们前仆后继、一代一代的苦苦探索，二是科学技术的发展不断为人们的探索提供了新工具。）

　　2 、指导学生认识宇宙的构成

　　（1）讲述：下面，我们来了解一下人们现在已经知道的宇宙的情况。

　　（2）阅读：课本第55 、 56页。

　　（3）谈话：

　　①要了解宇宙的情况，我们还是从近到远来说吧！首先明确我们的位置，我们在宇宙的什么星球上？（地球）地球在什么地方？（在太阳系，金星与火星之间。）

　　②太阳是不是宇宙的中心？太阳是不是宇宙中唯一能发光发热的恒星？还有哪些天体是恒星？为什么看上去它们那么小、那么暗呢？其中最近的一颗恒星叫比邻星，离我们有多远？（4 · 22光年）什么是光年？l光年有多远？

　　③宇宙空间的群星，除少数几颗行星外，绝大多数都是恒星，有的比太阳还要大，温度还要高，只因为它们离我们太远了，看上去才是星星点点的。例如我们熟悉的织女星，体积约为太阳的33倍，实际亮度约为太阳的50倍，但是它距离地球有26 · 4光年（我们现在看到的织女星光还是它26 · 4年以前发出的，经过这么长时间才传到地球），在地球上看就很小了。再如牛郎星，实际亮度约为太阳的8倍，它离我们也很远，约有16 、 3光年，所以看起来也很小。

　　④恒星离我们越远，看起来越小，到一定距离肉眼就无法分辨了。例如，我们熟悉的银河，肉眼看起来是一条白色的光带，通过天文望远镜看，这条白色的光带是什么样的？（由许许多名恒星组成的）这个恒星集团中，大约有多少颗恒星？人们把这个恒星集团叫什么？（银河系）银河系是什么形状的？（从侧面看，像体育运动用的铁饼或一副镲，从上面看，像水中的游涡。）银河系有多大？（直径10万光年）我们的太阳与银河系是什么关系？太阳在银河系的什么位置？银河系为什么是漩涡状结构，你怎样解释这种现象？

　　银河系是一个巨大的、众多的恒星集团，太阳是这个恒星集团中的一员，因此我们也在银河系。从银河系的漩涡状结构可以知道，银河系中的所有恒星（包括我们的太阳），都在围绕银河系的中心高速地运动着。

　　⑤银河系是不是整个的宇宙？为什么？（在银河系外面还有很多庞大的恒星集团。）人们把银河系以外的恒星集团叫什么？（河外星系）你知道哪个河外星系？从照片上看，仙女座星系和猎犬座星系分别是什么样的？根据仙女座星系和猎犬座星系的照片，你能推测出什么？（这些河外星系由很多很多恒星构成，这些恒星都在围绕星系的中心运动着。）现在人们已经发现了多少河外星系？（10亿个）

　　⑥银河系和我们所观测到的所有河外星系合起来叫做什么？（总星系）总星系是不是整个宇宙？（一般认为还不是）

　　⑦现在，人们用射电望远镜已经能观测到多大范围的宇宙空间的情况？（100亿光年）找没找到宇宙的边缘？（没有）

　　（4）讨论：

　　①现在，请你说说宇宙是怎样构成的？

　　②你能根据现成图吗？

　　（5）分组画图：

　　（6）汇报绘画，学生说明画的内容，再从大到小、从远到近地说一说宇宙中人们已知的情况，画一幅宇宙的构造图。

　　（可以展示画得好的图）

　　3 、指导学生初步了解科学的宇宙观

　　（1）讲述：以上，我们了解了人对宇宙的探索和宇宙是怎样构成的。

　　（2）讨论：

　　①通过以上学习，谈谈你对“宇宙”这个词的理解。