無 限 宇 宙
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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)什麼叫恆星、行星、衞星?
2 、談話:關於宇宙中的天體,你還知道什麼事?你還有什麼感興趣的問題?
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祕密的。
(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關於”地球是宇宙中心”的看法,一直沿續了很長時間。什麼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?他畫的宇宙圖是什麼意思?他為什麼能提出這種觀點?(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“日心説”是人對宇宙認識的一次飛躍。哥白尼的學説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,以至後來宣傳哥白尼學説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“日心説”雖然是正確的,但在當時仍處於“科學假説”階段。是誰證明了哥白尼的學説是正確的?(伽利略)他是怎樣證明的?(用望遠鏡觀察星空,瞭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顆衞星圍着它轉動。這一發現有力地證明了哥白尼的學説是正確的,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:在伽利略之後,人們又有什麼新發現呢?是誰發現的?這些發現有什麼意義?
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着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後才觀察到的。
⑧談話:現在,人們利用什麼方法探索宇宙的祕密呢?什麼是人造衞星?什麼是宇宙飛船?什麼是航天飛機?它們有什麼用?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。無線電望遠鏡是通過向宇宙空間發無線電波。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。
人造衞星是利用火箭發射、圍繞地球轉動的飛行器,在人造衞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衞星。我國近些年來,已成功地發射了很多顆衞星,並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祕密。
(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麼能不斷髮展?(一是人們前仆後繼、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)閲讀: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説吧!首先明確我們的位置,我們在宇宙的什麼星球上?(地球)地球在什麼地方?(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恆星?還有哪些天體是恆星?為什麼看上去它們那麼小、那麼暗呢?其中最近的一顆恆星叫比鄰星,離我們有多遠?(4 · 22光年)什麼是光年?l光年有多遠?
③宇宙空間的羣星,除少數幾顆行星外,絕大多數都是恆星,有的比太陽還要大,温度還要高,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,經過這麼長時間才傳到地球),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恆星離我們越遠,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麼樣的?(由許許多名恆星組成的)這個恆星集團中,大約有多少顆恆星?人們把這個恆星集團叫什麼?(銀河系)銀河系是什麼形狀的?(從側面看,像體育運動用的鐵餅或一副鑔,從上面看,像水中的遊渦。)銀河系有多大?(直徑10萬光年)我們的太陽與銀河系是什麼關係?太陽在銀河系的什麼位置?銀河系為什麼是漩渦狀結構,你怎樣解釋這種現象?
銀河系是一個巨大的、眾多的恆星集團,太陽是這個恆星集團中的一員,因此我們也在銀河系。從銀河系的漩渦狀結構可以知道,銀河系中的所有恆星(包括我們的太陽),都在圍繞銀河系的中心高速地運動着。
⑤銀河系是不是整個的宇宙?為什麼?(在銀河系外面還有很多龐大的恆星集團。)人們把銀河系以外的恆星集團叫什麼?(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麼樣的?根據仙女座星系和獵犬座星系的照片,你能推測出什麼?(這些河外星系由很多很多恆星構成,這些恆星都在圍繞星系的中心運動着。)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麼?(總星系)總星系是不是整個宇宙?(一般認為還不是)
⑦現在,人們用無線電望遠鏡已經能觀測到多大範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,請你説説宇宙是怎樣構成的?
②你能根據現成圖嗎?
(5)分組畫圖:
(6)彙報繪畫,學生説明畫的內容,再從大到小、從遠到近地説一説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 、指導學生初步瞭解科學的宇宙觀
(1)講述:以上,我們瞭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。
②宇宙中的天體有什麼共同點?(都在運動着,而且都在做圓周運動。)説一説各種天體分別是圍繞什麼運動的?
③隨着科學的發展,人們能找到宇宙的邊嗎?(此問題可不做結論)
(3)教師小結:通過以上研究我們知道,宇宙是由廣闊的空間和無數的天體構成的。隨着科學的發展,人們探測到的宇宙空間會越來越大,發現的天體會越來越多,同時瞭解的宇宙的祕密也會越來越多。
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