(共117张PPT)
《宇宙》 单元介绍
1
整体介绍
目 录
CONTENTS
2
分课时介绍
整体介绍
1
爱斯基摩星云
猫眼星云
锥形星云
沙漏星云
大犬星座的两个螺旋形星系相互碰撞
2007
整体介绍——单元价值
1
宇宙的魅力——美
宇宙的魅力——大
宇宙的魅力——奇
卡尔·萨根(Carl Edward Sagan,1934-1996),美国天文学家、天体物理学家、宇宙学家、科幻作家,和非常成功的天文学、天体物理学等自然科学方面的科普作家。行星学会的成立者。
宇宙是一族可被我们发现并理解
的合理的定律所制约。
史蒂芬·霍金《时间简史》
斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942-2018),英国著名物理学家和宇宙学家。肌肉萎缩性侧索硬化症患者。霍金的主要研究领域是宇宙论和黑洞,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发现象和无边界的霍金宇宙模型。
理解的方式
形而上的方式
抽象和理智化
活而生的方式
形象和个体化
教材整体框架
生命世界 物质世界 地球与宇宙 技术与工程
一上 植物 比较和测量
一下 动物 我们周围的物体
二上 我们的地球家园 材料
二下 我们自己 磁铁
三 上 水 空气 天气
三 下 动物的一生 物体的运动 太阳、地球和月球
四 上 呼吸与消化 声音 运动和力
四 下 植物的生长变化 电路 岩石和土壤
五上 健康生活 光 地球表面的变化 计量时间
五下 生物与环境 热 环境和我们 船的研究
六上 微小世界 能量 地球的运动 工具与技术
六 下 生物的多样性 物质的变化 宇宙 小小工程师
水
太阳、地球、月球
空 气
岩石和土壤
天 气
地球运动
宇 宙
地表变化
环境和我们
地球家园
系统与模型
变化与模式
资源与分布
地球与宇宙
整体框架
2007版
2017版
整体介绍——单元内容
1
1.太阳系大家庭
2.八颗行星
3.日食
4.认识星座
5.夏季星空
6.浩瀚的宇宙
7.探索宇宙
宇 宙
太阳系
银河系
河外星系
查阅资料
建模活动
实践活动
梳理、总结
学习活动
宇宙系统
1
地球与宇宙科学领域知识结构图
整体介绍——教学目标
1
13.在太阳系中,地球、月球和其他行星有规律地运动着。
13.4太阳系是人类已经探测到的宇宙中很小的一部分,地球是太阳系的一颗行星。
《课程标准》学段学习目标:
1
整体介绍——教学目标
1
科学概念目标
1.太阳和围绕它运动的行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星、流星等天体组成了太阳系,太阳是太阳系的中心。
2.太阳系有八颗行星,它们在其特定的轨道上绕太阳运转。
3.日食现象与月球、地球和太阳的相对大小和相对运动变化有关。
4.星座是远近不同、没有联系的恒星在天空中的视觉图像。如果从不同角度观察,图形不同。
5.北斗七星是大熊星座的主要标志,利用北斗七星可以寻找北极星的位置。
6.宇宙空间分布着大小不同的天体系统,银河系只是其中的一个。
7.宇宙是运动变化着的,膨胀着的,组成宇宙的天体也是运动变化着的。
8.我国在太空探索方面取得了许多举世瞩目的成就。
整体介绍——教学目标
科学探究目标
1.初步学习利用模型来解释自然现象,并对如何建立模型、如何让模型更具解释力有所认识。
2.尝试从实物模型的结构、功能、变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题。
3.能基于所学知识,通过观察、实验、查阅资料、调查、案例分析等方式获取的信息。
4.用合理的形式展示自己的观点或看法。如画简图、示意图、结构图或做实物模型等。
5.在教师的指导下,能回顾和反思探究的过程和方法。
科学态度目标
1.体验科学实验的严谨、客观和乐趣,对探索宇宙产生较浓厚的兴趣。
2.认识到在讨论交流中对信息进行分析比较,对于丰富、修正、完善原有的认识是必要的。
3.乐于小组合作探究,愿意沟通交流,综合考虑小组各成员的意见,形成集体的观点。
1
模型建构是本单元的主要学习方法。本单元的建模活动包括建立行星的位置关系模型、模拟日食、建一个星座模型、建议银河系模型。
开展好建模活动
教学
建议
本单元囊括的信息量较大,学生需要查阅相关资料,对资料进行加工和处理,提取关键信息,并进行梳理和总结。
提供充足资料
学生需要在课外开展持续的观察活动,才能积累对于宇宙的感性认识,培养研究天文的兴趣。
开展持续的观察活动
整体介绍——教学建议
分课时介绍
2
教材简介
教学建议
教学目标
1.《太阳系大家庭》
1992年,苏梅克-列维9号彗星撞击木星
前概念调查
搜集、整理资料
了解太阳系的恒星、行星。
1.聚焦
回顾日、地、月系统的相对运动关系和主要特点,明确太阳是一颗恒星,地球是一颗行星,月球是地球的卫星。提出问题驱动:“除此之外,太阳系中还有哪些天体?”
(1).画一画你知道的太阳系
(2).了解太阳
教师可提供更丰富的资料,制成“太阳资料单”。
学生对资料进行筛选、提取,了解太阳的基本信息。
了解太阳系的卫星、流星、小行星、彗星等天体。
借助工具能够更好地观察。
补充、修正太阳系天体图。
初步感知太阳系的边界。
太阳系是一个庞大的系统。
形成太阳系的空间概念
3.了解太阳系大家庭中的其他天体
利用板书进行梳理
3.研讨
2.说说这些天体都有什么特点?
借助资料卡
本课的活动手册有两个记录要求:
一、让学生画一画他所知道的太阳系中的天体;
二、经过全班研讨后,对太阳系天体图进行补充和修正。
活动手册上标注太阳和地球两个天体,在添加其他天体时,由于受到空间限制,只需要让学生用圆点表示天体,并写出名称,天体间的相对大小和相对距离不是本节课的重点研究范畴。
科学概念目标
* 太阳和围绕它运动的行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星、流星等天体组
成了太阳系, 太阳是太阳系的中心。
科学探究目标
* 收集资料认识和了解太阳。
* 能够根据资料提炼太阳系的相关信息。
科学态度目标
* 认识到在讨论交流中对信息进行分析比较,对于丰富、修正、完善原有的认
识是必要的。
科学、技术、社会与环境目标
* 感受到随着科学技术的发展,人类的太阳系的认识会更深化。
2.《八颗行星》
Planets
八大行星
The Solar System
太阳系(大小成比例)
由八“大”行星改为八颗行星
相对位置关系
相对大小关系。
了解基本数据
建行星的位置关系模型
处理数据
折纸带
做标记
贴纸带
2.探索
(1). 阅读八颗行星的基本数据表
教材中的数据表去除了例如质量、卫星数量、自转周期、公转周期等数据,只保留了与太阳的平均距离和迟到直径两项数据,也就是相对远近和相对大小两种信息。
学生比较容易找到“最近”、“最远”、“最大”、 “最小”。
直观感受:八颗行星距离太阳的远近相差比较大,大小相差也很大。
(2).给八颗行星排序
排序活动只是对数据进行初步的比较,为接下来建立行星位置关系模型时处理数据建立基础,降低难度。
(3).建立行星的位置关系模型
在处理数据时,可引导学生:如何确保八颗行星都能排列在纸带上,距离太阳最远的海王星应该排列在哪一个折痕处?
3.研讨
(1).在建造模型的过程中,各小组是如何处理数据的?有什么体会和发现?
处理数据是一个难点,可以让学生充分表达。
(3).建立行星的位置关系模型
(3).建立行星的位置关系模型
以太阳为中心,按照不同的方向粘贴。如果把各小组相同行星相连成圆形,能够较为直观得看出八颗行星绕太阳运转的轨道。
汇总方式一
汇总方式二
并排粘贴。能够较为直观得比较各小组处理数据的差异。
3.研讨
(2).观察全班制作出来的八颗行星位置关系,我们有什么新的认识或问题?
八颗行星距离太阳的远近相差很大,示意图与客观事实有一定差距。
可引导学生提出开放性问题,如八颗行星的相对大小模型如何建立?
科学概念目标
*太阳系有八颗行星,它们在其特定的轨道上绕太阳运转。
*八颗行星分不在远近不同的空间。
科学探究目标
*按一定比例对数据进行处理,并在此基础上用一定的材料建立行星相对位置关系模型。
科学态度目标
*学会与他人合作,并能在合作中发挥自己的作用。
*意识到模拟实验及推测与客观事实是有一定距离的。
科学、技术、社会与环境目标
*意识到太阳系中天体的运动是有规律的,并可以逐渐被人们认识。
3.《日食》
1、通过模拟三球运动的活动,明确日、地、月系统的运转状态
关注到三球运转时可能存在某一特殊时刻
地球外视角的模拟活动
三张大小不同纸片的纸片,通过支架立在同一高度
通过“地球”上的观察孔观察,模拟现象更直观
太阳系是一个运动着的天体系统,相对运动过程中可能会发生一些有趣的天文现象。
分别模拟近点月和远点月不同的日食类型
利用班级记录表汇总观察结果
加深对天体的相对大小、相对距离、相对位置关系的理解,建立宇宙空间意识。
1.聚焦
回顾近期发生的典型日食现象,提出问题:你们观察过日食吗?日食又是怎样发生的呢?
2.探索
(1). 模拟三球运动
这三个物体分别代表什么?
如何用这些物品模拟太阳、地球、月球的运动?
在模拟三球运动的过程中,你观察到了什么?
2.探索
(2).模拟日食
地球
月球
太阳
(2).模拟日食
将三张纸片摆放在一条直线上,在地球纸片上打上一个观察孔,让月球纸片和观察孔高度一致。
2.探索
将月球纸片转到离地球纸片远近略有不同的两个位置上,通过观察孔观察“月球”挡住“太阳”的情况。
(2).模拟日食
2.探索
(3).汇总我们的观察结果
1号(近)
2号(远)
4.拓展
金星凌日
金星的直径和地球差不多大,为什么金星看上去那么小?
3.研讨
(2).小结前面的学习,描述太阳系是怎样一个天体系统。
太阳系是一个运动着的天体系统,这些天体都在相对运动,在运动过程中可能会发生一些有趣的天文现象。
科学概念目标
*日食是日、地、月三个天体运动形成的天文现象。
*太阳系的各种天体都在围绕太阳运动。
科学探究目标
*运用模拟实验的方法模拟日食现象。
*对模拟实验中的现象进行细致的观察,根据模拟实验中的现象进行逻辑推理和解释。
科学态度目标
*体验科学实验的严谨、客观和乐趣,意识到设计科学研究方案的重要性。
*能够大胆地想象,表达自己的想法。
*保持关注典型天文现象的兴趣
科学、技术、社会与环境目标
*意识到太阳系中天体的运动是有规律的,并可以逐渐被人们认识。
4.《认识星座》
建立正确的星座的概念
星座建模活动
调查学生的前概念
侧重点在于如何让学生明白模型所传递的信息
纸板上的孔位和线长短的数据对于星座建模活动的效果至关重要
制作完毕的星座模型示意图
用投影机或手电筒从不同的方向照射,分别描绘投影。
学生会画下许多不同的图形
光只有从模型的某一个侧面照射时,才能看到橡皮泥球的影子构成“勺子”的形状。
有一定的开放性
北斗七星距离地球由远有近,我们所看到的形状只是它在天空中的视觉图形。
1.聚焦
提出问题:你知道哪些有关星座的知识?是如何知道的?
2.探索
(1). 初步了解星座
解释科学词汇:星座
找一找常见的星座名称,认一认它们的星座图形。
统一的星座图
2.探索
(2).建一个星座模型
2.探索
(2).建一个星座模型
4.轻轻旋转纸板,用投影机的光分别从四个不同角度照射星座模型,橡皮泥小球会在屏幕上投下影子,把观察到的影子画下来。
温馨提示:
手拿稳纸板,避免晃动。
2.探索
(2).建一个星座模型
其他的建模方法:
取一块底板,在相应的位置处打7个小孔,插上高度不同的木棍,用竖直的木棍做支架,在木棍的上端放置橡皮泥小球(或泡沫球)。竖直的木棍比悬挂小球绳子更稳定,不容易晃动。同时,我们也可以利用可发光的LED小球代替橡皮泥小球,从而代替投影机(或手电筒)。
3.研讨
(1).我们画下来的星座图像相同吗?为什么不同呢?
视角改变了,它们在平面上组合出来的图形看上去不同。
3.研讨
(2).哪一个图形和北斗七星的形状相同?
思考哪一个视角模拟的是地球上看北斗七星的视角。
本课所建构的北斗七星模型只是一个理想化的示意模型,不能代表北斗七星中的七颗恒星相对大小与位置关系。
4.拓展
从地球上看北斗七星
科学概念目标
*星座是远近不同、没有联系的恒星在天空中的视觉图像。如果从不同角度观察,图形不同。
科学探究目标
*制作星座模型,对模型进行合理推理并作出解释。
科学态度目标
*认识建立模型的重要性。
*培养对天文方面的兴趣。
科学、技术、社会与环境目标
*意识到随着科学技术的发展,人类对于宇宙的认识会越来越多。
5.《夏季星空》
根据北斗七星找到北极星的方法
星座的作用
北斗七星的勺子前端两颗星延长5倍处便能找到北极星
认识夏季星座的方法指导
1.先根据星空图确定大致的方向
2.找明显特征:“银河”
3.找亮星:“夏季大三角”
实际的观星活动存在一定难度
活动观星盘的制作方法
可用牛郎织女的民间故事来帮助学生认识星座的主要特征
在夜间观星时,也可用相关软件辅助观星。
2.探索
(1). 利用星座找方向
北斗七星及大熊星座
北极星
北极星位于北斗七星勺子前端的天璇和天枢两颗星延长5倍距离处。
由于北极星位于地球自转轴北端所指的中心,所以北极星始终在北方。通过观察星空中北极星的位置,人们就能够很好的辨认方向。
2.探索
(2).认识夏季星空
1、定方向:
2、找明显特征:
3、找亮星,定星座:
“银河”一条闪亮的光带
“天津四”、“织女星”、“牛郎星”
根据季节和星图,确认要认识的星座大致在天空的什么方向
2.探索
(2).认识夏季星空
天鹅座
天琴座
牛郎星
天鹰座
织女星
天津四
2.探索
(3).利用活动观星盘观星
活动观星盘教师可自行打印,进行组装,也可使用相关学具。
2.探索
使用方法:
(3).利用活动观星盘观星
2、在夜晚时,将活动观星盘举过头顶,让观星盘上“北斗七星”与天空中的北斗七星处于大致相同的方位;
3、根据盘中的星座,对应天上的星座,来认识它们。
1、组装,将面盘放在底盘的上面,使之两个大圆重合,并保证能活动;
2.探索
组织夜晚观星注意事项:
(3).利用活动观星盘观星
2、观星地点选择视野好、周围环境灯光较暗的地方,同时要格外注意观星安全;
3、一般来说,农村地区的观星活动质量会相对较高,城市的观星活动会受到灯光、建筑物等诸多因素的影响,要根据天气挑选合适的观星时机。
1、夜晚观星活动需结伴进行,可以按照住家的远近组织观星小组,可定期观察,也可自由灵活地观察;
4.拓展
在手机上安装识别星座的软件,进行观星。
以下三款软件仅供参考
科学概念目标
*北斗七星是大熊星座的主要标志。
科学探究目标
*能够根据北极星辨认方向,尝试根据星座的特征观察认识星座。
*制作活动观星图,并运用到实际的观察中去。
科学态度目标
*培养观星等天文活动的兴趣,认识到较长时间内持续地观察星空活动的意义。
科学、技术、社会与环境目标
*意识到星座与人类生活的关系。
*意识到我们可以利用工具更好地认识宇宙。
6.《浩瀚的宇宙》
通过“侧视图”和“结构图”了解银河系的大致结构
建模活动
通过数据感受银河系之大
建模活动
建模方法指导
重点关注模型带来的思考,提出更多有价值的问题
了解河外星系
体会宇宙的浩瀚
根据建模活动提出巨大、运动等关键词
梳理中国、地球、太阳系、银河系、宇宙的系统结构
对宇宙状态的另一种描述。
宇宙在不断地运动和变化
(1). 认识银河系
像圆盘、又像漩涡、有很多条旋臂… …
2.探索
(2).建立银河系模型
准备材料:陀螺(也可以用小木棍代替)、纸片、米粒、胶水等
建模方法:
1、
2、
提示:陀螺底座可选用学具中的牛顿盘底座,纸片可选择材质较硬的卡纸,大小需比陀螺底座盘面稍大。
2.探索
(2).建立银河系模型
3、
4、
旋转时轻轻用力即可,同时保持圆盘面水平转动!
仔细观察陀螺在转动过程中的状态,并用图文并茂的方式记录下来。
温馨提示:
2.探索
(2).建立银河系模型
观察并思考:
根据模型我们能提出一些有意思的问题吗?
借助建立银河系模型的活动,能够对模型进行观察和评价,并根据模型提出一些有价值的问题… …
这一部分的开放度很高,希望学生能够展开遐想。
(3).河外星系
学生通过对河外星系的了解,认识到银河系并非宇宙的边界,银河系外还有广阔的宇宙空间,体会到宇宙的浩瀚及无穷魅力。
科学概念目标
*宇宙空间分布着大小不同的天体系统。
*宇宙是运动变化着的,膨胀着的,组成宇宙的天体也是运动变化着的。
科学探究目标
*制作银河系模型,对模型进行评价和改进 。
*根据模型,提出一些有价值的问题。
科学态度目标
*认识建立模型的重要性。
*意识到宇宙是运动和变化的。
科学、技术、社会与环境目标
*意识到随着科学技术的发展,人类对于宇宙的认识会越来越多。
4.拓展
充满活力的宇宙
查阅有关宇宙的图文资料
观看相关天文记录片
… …
7.《探索宇宙》
通过一系列图片和资料展示人类探索宇宙的历史
第二阶段:借助望远镜等工具观测
第三阶段:航天时代
第一阶段:古人用肉眼观测天体
人类的科学考察技术和方法不断改进,对宇宙的认识不断深化
感受科学家对待未知世界勇于探索、不断创新、追求真理的科学精神
“嫦娥系列”探月卫星、“玉兔”号月球车等项目顺利实施
“神舟”系列圆了中国人的飞天梦
对资料进行梳理和提炼,开展交流讨论
给出课外天文类实践活动建议
2.探索
(1). 了解人类探索宇宙的历程
第一阶段
第二阶段
第三阶段
古人用肉眼观测天体
借助望远镜等工具观测
航天时代
… …
2.探索
(2).了解我国在太空探索方面的成就
“神舟”系列载人飞船
“嫦娥”系列
绕地
绕月
2.探索
编号
嫦娥一号
嫦娥二号
嫦娥三号
嫦娥四号
嫦娥五号
“神舟”系列载人飞船
“嫦娥”系列
(2).了解我国在太空探索方面的成就
3.研讨
(3).结合实际,我们可以参加哪些天文类的实践活动?
有条件的学习可在校内开展相关天文类社团活动;
给学生提供一些参加课外天文类实践活动的建议,留意近期可能出现的天文现象;
科学概念目标
*我国在太空探索方面取得了许多举世瞩目的成就。
*人类通过改进技术和工具,不断地认识和探索的宇宙。
科学探究目标
*通过多途径收集资料,对资料进行梳理和提炼。
科学态度目标
*从人类探索宇宙的历程中,认识到科学是不断发展的。
科学、技术、社会与环境目标
*意识到随着科学技术的发展,人类对于宇宙的认识会越来越多。
THANK YOU!