人教版地理必修一第一章第一节 宇宙中的地球》教学设计

《第一节宇宙中的地球》教学设计

北京理工大学附属中学徐泓

学习目标：

1．运用图像图示说明天体系统的层次，以及地球在宇宙中的位置。

2．运用图表资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。

3．分析地球在宇宙中的位置及自身条件，理解地球上存在生命的原因。

教学重点、难点：

1．通过图片、视频引导学生认识天体及天体系统，并描述地球所处的宇宙的环境，认识地球在宇宙中的位置。

2．运用太阳系行星的运动特征、质量与体积等数据的对比资料，说明地球是太阳系中的普通行星。

3．结合资料，从地球自身条件和行星际空间条件等方面说明地球是一颗存在生命的特殊行星。

教学方法：讲授法、图表分析法

教学课时：1课时

教学过程：

高中阶段我们学习的地理与初中时有了很大的不同，它不仅仅是学习某个地理事物在什么地方，更重要的是通过对地理环境中地形、气候、水文、生物、土壤的特征、运动变化规律的了解，使同学们能够正确认识人类活动与地理环境的关系，了解不同地区实现可持续发展的途径。

人们总是用“上知天文下晓地理”来形容某人知识的渊博，今天就先带你们到浩瀚的宇宙去遨游一番，从宇宙看我们的地球。

（板书）第一章行星地球第一节宇宙中的地球

一、地球在宇宙中的位置（板书）

【导入提问】什么是宇宙？

学生回答，教师引导、总结

人们对宇宙的认识经历了一个漫长的历史时期。从最早对宇宙的认识“天圆地方”开始，到“地心说”、“日心说”等学术说法的不断涌现，体现着人类对宇宙的不断探索和思考，18世纪天文学家开始引进了“星系”一词，之后随着大型天文望远镜的使用，以及空间探测技术的发展，人们对宇宙的认识范围在不断地扩大，对宇宙的认识不断地完善。

我们现在认为：“天地四方”──宇──无限空间

“古往今来”──宙──无限时间

宇宙是包容天地万事万物的总称

宇宙是物质世界──天体是宇宙物质的存在形式

1．天体及天体的类型（板书）

最早人们用肉眼进行观天，看到天空中日月星辰的变换，有看起来不动的，人称其为恒星；有移动的行星；还有彗星、流星等。后来，人们借助于光学天文望远镜，又发现了星云和星系。再后来，加上射电望远镜，人们还发现了中子星、类星体和黑洞等。除了我们能够观测到的天体外，宇宙中还有一些弥漫于星际空间的物质，如气体、尘埃等。所有这些都是宇宙中存在的物质形式，人们通称天体。（此部分可以采用多媒体手段演示各种天体，通过直观的图片使学生初步了解各种天体的形状和特点，教师边演示边讲解）

转折提问：2013年6月21日，我国航天飞行员在“神舟十号”飞船上给我们上了一节生动的太空课，同学们说“神舟十号”飞船是天体吗？

学生回答。教师进行概念辨析。

总结：天体的类型可以分为自然天体和人造天体。前面我们看到的行星、恒星、星云等都是自然天体，自然天体中最基本的类型是恒星和星云。

恒星和星云的比较表格：

人造天体包括航天飞机、人造卫星、飞船、太空垃圾等。但是需要区别：地球作为整体是一个天体，但地球的一部分或者附属物就不能叫作天体。例如按航线飞行的飞机、发射架上的

人造卫星、天上的云、地上的汽车等。

正是由于以上所述天体和星际物质构成了地球的宇宙环境。宇宙中的各种天体是否孤立存在的呢？经过科学家的实验证明：天体都在高速的运动着，邻近的天体彼此之间相互吸引，形成以质量大的天体为中心，其他天体围绕这个中心旋转的天体“集团”，科学家们称它们为天体系统。

2．天体系统（板书）

（多媒体演示、讲解）地球和月球的质量比约是81:1，因此月球绕地球旋转，形成地月系。地球是地月系的中心天体。月球是地球唯一的天然卫星，也是距离地球最近的自然天体。地月平均距离为38．4万千米。

同理，质量较轻的地球带着其卫星，以及其他行星、小行星、彗星流星体等天体围绕恒星太阳旋转，构成太阳系。地球是距离太阳较近的一颗行星。日地平均距离为1．5亿千米。

太阳系又是银河系的一部分。太阳和千千万万颗恒星组成庞大的恒星集团──银河系。在银河系中，像太阳这样的恒星有1000多亿颗。太阳系与银河系中心的距离大约为2．7万光年。

在银河系以外，还有大约10亿个同银河系相类似的天体系统，天文学家称他们为河外星系。银河系和现阶段所能观测到的河外星系，统称为总行系。它是目前人类所执导的最高一级天体系统，也是目前我们能够观测到的宇宙部分。

通过老师的讲解，并看教材P3，请同学们思考并回答一下3个问题：

1．宇宙中的天体是如何相互作用的？（相互吸引、相互绕转）

2．天体系统的规模相差悬殊，按大小可以划分为几个级别？（划分为四个级别）

3．请你设计框图，正确表示天体系统不同级别之间的关系。

（板书）

4．天体系统的级别中，包含地球的级别有哪些？

答案:总星系、银河系、太阳系、地月系。

任何天体在宇宙中都有自己的位置，同学们通过认识宇宙中不同级别的天体系统，以正确了解和描述地球在宇宙中的位置。

二、太阳系中的一颗普通行星

1．太阳系的组成

（展示教材P4图1．4 太阳系模式图）太阳系的中心天体是恒星太阳，周围由八颗大行星、众多小行星及彗星、流星、星际物质组成。其中八大行星，按照他们与太阳的距离，由近及远，依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。地球是太阳系中的一颗普通的行星。

练习：识记辨认八大行星

填出图中字母代表的行星名称。

A b c d

e f g h

2．八大行星公转的运动特征

描述行星围绕太阳公转的运动特征，一般从运动方向、轨道平面和运动轨迹等方面进行了解，下面老师带同学们一起认识八大行星的运动特征。

多媒体演示太阳系八大行星运动示意图：同学观察并说出八大行星的运动方向的特点。

八大行星绕日公转运动方向的特点是：均是自西向东运动，运动方向相同，具有同向性的特点。

出示教材P5表格1．1 行星轨道倾角与偏心率，引导学生分析比较公转轨道平面的特点与轨道形状的特点。（注意需介绍讲解轨道倾角与偏心率的概念）

八大行星公转的轨道平面之间的倾角大多小于4°，说明八大行星在公转运动过程中，几乎在同一个平面上运动，具有共面性的特点。

而八大行星公转轨道形状的偏心率大多接近0，说明八大行星的公转轨道形状是近似正圆的椭圆形，具有近圆性的特点。

3．八大行星公转的结构特征

展示教材P5图1．5 太阳系其他行星与地球的质量比和体积比

读图指导：注意该图的图例，图中注记所标数字是指与地球相比，其体积、质量的大小。

教师指图讲解：按照八大行星的距日远近、质量和体积等结构特征，通常将与地球结构特征相似的水星、金星、火星与地球一起划分为类地行星。将体积比和质量比远远大于地球的木星和土星划分为巨行星；将离太阳较远的天王星和海王星划分为远日行星。

请同学们结合图1．5 太阳系其他行星与地球的质量比和体积比所示内容，填写表格1．2三类行星距日远近、质量、体积等特征比较

我们把每项特征分为三个等级，按距日由近及远、质量由小到大、体积由小到大，依次用1、2、3来表示。

答案：

提问：为什么说地球是太阳系的一颗普通行星？

通过上述分析，可以看出，在太阳系的八颗行星中，地球的质量、体积、平均密度等结构特征和公转的运动特征与太阳系中的其他行星相比，并不特殊，因此地球是太阳系中的一颗普

通的行星。

三、存在生命的行星（板书）

现代宇宙探测的结果表明，地球是宇宙中目前已知的唯一有生物，特别是存在着高级智慧生物的天体。从这种意义上说，地球是宇宙中一颗特殊的行星。

(思考提问)生物存在的基本条件有哪些呢?

学生回答，如充足的水分，恰到好处的大气厚度和大气成份，适宜的太阳光照和温度范围等。

地球具备了生物生存所必需的条件。

（小组讨论）

1．请从八大行星的运行特征分析，地球所处的行星际空间是否稳定和安全？

2．说出地球的结构特征对地球上生物存在产生的影响。

3．假如太阳突然消失了，或者太阳光照条件变得不稳定，地球上将会出现怎样的情形？4．地球与太阳的距离是多远？这对地球上的地理环境有什么影响？

5．地球最初的单细胞生命出现在海洋中，地球上的大量液态水是怎么形成的呢？

总结：

1．八大行星绕日公转具有同向性、共面性、近圆形，其他小行星的公转方向与八颗行星也基本一致，行星及小行星各行其道，互不干扰，因此地球所处的宇宙环境很安全。

2．地球的体积、质量适中，其引力可以使大量气体聚集在地球周围，形成包围地球的大气层，原始大气主要是二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氨，缺少氧气，经过漫长的演化过程，地球大气转化为以氧和氮为主，适合生物呼吸的大气。

3．如果太阳消失或太阳的光照条件一旦发生变化，那么地球上所得的热量也将发生变化，从而影响到温度和水的相态，以至于影响到生命的存在，地球上的生命也可能随之而消失。

4．日地距离大约1．5亿千米，距离适中，使地表平均气温为15℃，有利于水呈液态状态和生命过程的发生、发展。如果距离太近，地表温度太高，由于热扰动太强，原子根本不能结合在一起，也就无法形成分子，更不用说复杂的生命物质了；相反，如果地球距离太阳太远，地表温度太低，生命物质也无法形成。适宜温度存在的另一个原因为昼夜更替的周期不长（24小时），使得地面白天增温时不至于过分炎热，夜晚冷却时不至于过分寒冷，从而保证了地球上有机体的生存和发展。

5．大量液态水的形成：由于地球内部放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩及地球内部的物质运动等形成了原始大洋，地球最初的单细胞生命就出现在大洋中。

总结：（板书）

地球所处的宇宙环境很安全

地球具有适宜的温度条件

地球具有适合生物生存的大气条件

地球上有液态水

在太阳系的八颗行星中，地球是唯一一颗适合生物生存和繁衍的行星，而在宇宙中，在其他的恒星系统中，是否也会存在像地球这样的天体？这是非常有可能的！因此，人们通过各种途径，正在不断地探索。