2021-2022学年统编版高中语文选择性必修下册13.2《宇宙的边疆》教案

《宇宙的边疆》
卡尔 萨根
【教学目标】
1.了解卡尔·萨根及其学术作品，积累文学常识。
2.把握文中介绍的宇宙知识，梳理逻辑顺序。
3.鉴赏文章的表达方式和语言风格，体会严密的论辩逻辑。
4.辩证地认识宇宙和人类的关系。
【教学重难点】
梳理知识和逻辑框架，辩证地认识宇宙和人类的关系。
一、导入
小时候晚上我们最喜欢躺在地上望着夜空，遥远的宇宙让我们浮想联翩，浩瀚的宇宙无边无际，自古以来人们对宇宙产生了无穷无尽的遐想，自从科学产生以来，人们对宇宙的探索就没有停止过。随着科学技术的发展，人们越来越迫切地想了解宇宙的奥秘。
1.写作背景
20世纪末，我国开始走向“科教兴国”的康庄大道，科学技术的迅速发展，影响着人类的生产和生活。在“科学技术是第一生产力”的观念影响下，学科技、用科技、发展科技的热潮渐起。为了吸收世界先进的科研成果，一大批学者相继介绍、翻译了大量国外科技著作。于是，卡尔萨根的《宇宙》被翻译介绍到我国。
2.作者介绍
卡尔·萨根（ Carl Sagan，1934-1996），美国人，曾任美国康奈尔大学行星研究中心主任，被称为“大众天文学家”和“公众科学家”。他以对科学的热忱和个人巨大的影响力，引导几代年轻人走上探索科学之路。他对人类将无人航天器发送到太空起过重要的作用，在行星科学、生命的起源、外星智能的探索方面也有诸多成就。他主持过电视科学节目，出版了大量科普文章和书籍，其《伊甸园的飞龙》曾获得普里策奖，电视系列节目《宇宙》在全世界取得热烈反响。主要作品还有《宇宙联结》《宇宙》《布卢卡的脑》《被遗忘前辈的阴影》《暗淡蓝点》《数以十亿计的星球》等。
3.题目解说
本文是一篇讲述关于宇宙的探索问题的科普说明文，是一部电视片的解说词。宇宙是无边无际的，而本文的题目是“宇宙的边疆”，意思是要说明宇宙的范围、构成等问题。
二、预习
1.明确字音。
晕眩（xuàn） 踝节（huái） 脚趾（zhǐ）
夙望（sù） 广袤（mào） 甲烷（wán）
氦气（hài） 奄奄一息（yǎn） 璀璨夺目（cuǐ càn）
2.解释词语
①微不足道：非常渺小，不值得一提。
②川流不息：(行人、车马等)像水流一样连续不断。
③人才济济：形容有才能的人非常多。
④好大喜功：指不管条件是否许可，一心想做大事，立大功(多含贬义)。
⑤奄奄一息：形容气息微弱，只存一口气。
三、研读
1.联系全文看，作者对宇宙及人类分别有着怎样的认识？
(1)对宇宙：①宇宙辽阔无垠，神秘莫测。“宇宙神秘非常，它有典雅的事实，错综的关系，微妙的机制”，是一个无限永恒的时空。任何行星、恒星或星系只是它的一个地方，而绝不可能是“典型”的。②宇宙真空之中，广袤、寒冷、荒芜而又一片黑暗。③整个宇宙的自然法则都是一样的。④宇宙中很可能到处都充满着生命，必定有许多像地球一样的星球散布在整个宇宙空间中。⑤宇宙有无穷的奥秘，等待人类去探索。
(2)对人类：①人类在宇宙中是渺小的，“只不过是晨空中飞扬的一粒尘埃”。②人类所关心的大多数问题，对宇宙来说是无关紧要的，甚至是微不足道的。③人类是勇敢、光荣的，他们以渺小的身躯来探索广阔的宇宙，人类在渺小之中迸发出伟大的力量。④宇宙对我们来说似乎是个很遥远的概念，但我们和宇宙是密不可分的。⑤人类是幸运的，因为我们拥有地球，我们栖居在目前所发现的唯一有生命的星球上，并在这里生存繁衍，生生不息，创造出了辉煌灿烂的文明。
2.作者在文章开头引用了两段名言，有什么作用？
①为了突出说明宇宙的特点——任何人在宇宙面前都是渺小的、微不足道的。这样可以引起读者的阅读兴趣，引出下文要说明的内容。
②不仅介绍宇宙的知识，而且启示读者，使读者明白一定的事理，即要有开动脑筋探索未知的精神。
3．从整体看，本文是按什么顺序来说明宇宙的？为什么这样安排？这样安排有什么好处？
①本文采取的是空间顺序：由星系(星系群、子星系)到太阳系再到行星缓缓推进，从宇宙的整体到星系的组成，再到太阳系，最后回到地球。
②这样安排的原因：其一，就宇宙的演化来看，因为先有宇宙，次有星系，再有恒星，再有行星，所以作者也按这样的顺序介绍宇宙的构成；其二，这是电视片的解说词，从摄影的角度来看，先整体后局部便于把握。
③好处：这样做可以使我们跳出宇宙之外，将它作为纯客观的说明对象来解说，能够更清晰、直观地介绍宇宙的空间概况。空间尺度由大到小，也让读者从整体上有所了解之后，再深入局部了解细微，这样顺序清楚，层次分明，符合读者的思维习惯。同时，由宇宙反观地球，就是人类的未来之路，这样的顺序和作者由广阔的宇宙，穿过无尽的空间，最终回到人类家园的探索和发现的过程，与“人类的未来取决于我们对这个宇宙的了解程度”的认识相契合。
4.文中主要运用了哪些说明方法？请结合具体内容分析其作用。完成下面的表格。
说明方法 例子 作用
列数字 宇宙间有若干千亿(1011)个星系。每个星系平均由1 000亿个恒星组成 ①
作比较 ② 把光在每秒内通过的距离和地球周长做比较，使我们对光的速度有了具体可感的认识
打比方 我们心情激动，感叹不已，如同回忆起许久以前的一次悬崖失足那样令人晕眩战栗 ③
举例子 ④ 说明在气体行星及其冰冻卫星的内侧就是充满岩石的温暖的内太阳系，让人信服
①使人们对事物的大小、数量有一个清晰的了解　
②一束光每秒钟传播18.6万英里，约30万千米，也就是7倍于地球的周长　
③化抽象为形象，让人如同亲身感受到了探索宇宙奥秘时的心情　
④例如，在那里有红色行星——火星
5.文中有大段的议论和抒情，是否干扰了对宇宙的说明？
作为电视片的解说词，不仅要让观众了解宇宙的客观构成和相关知识，还要表达人类对宇宙的主观认识和人类探索宇宙的意义，这样才能感染观众，激发人们对宇宙的兴趣。所以，议论和抒情不仅没有干扰介绍，反而使介绍更具有科学意蕴和人文内涵。
6.科普文的语言特点是准确、鲜明、生动，请赏析下面的句子。
(1)海水才刚刚没及我们的脚趾，充其量也只不过溅湿我们的踝节。海水是迷人的，大海在向我们召唤。……我们还乡心切。
运用比拟、象征的手法，生动形象地说明这样的道理：人类对大海的探索初具规模，但也仅仅是开始。海洋作为可利用资源还有许多仍待人类开发、利用。同时也阐述了人与海洋的密切关系：海洋是生命的诞生之地。
(2)有些恒星稳重端庄地转动着；有些恒星狂热地旋转着，弄得自己面貌全非，成了扁圆形。
运用拟人手法，通过生动形象的描述，向我们展示了不同恒星的“性情”：有的稳重沉静，有的急切躁动。读来生动有趣，妙趣横生。
7.联系全文看，作者认为通过探索宇宙，人能获得哪些认识和思想上的收获？
①人类在宇宙中是渺小的，“只不过是晨空中飞扬的一粒尘埃”。
②人类关心的大多数问题，对宇宙来说更是微不足道、无关紧要的。
③人类是勇敢、光荣的，他们以渺小的身躯，来探索广阔的宇宙，人类在渺小之中迸发出伟大。
④宇宙对我们来说似乎是个很遥远的概念，但我们和宇宙是密不可分的。
⑤人类是幸运的，因为我们拥有地球，我们栖居在目前所发现的唯一有生命的星球上，并在这里生存繁衍，生生不息，创造出了辉煌灿烂的文明。
8.《自然选择的证明》和《宇宙的边疆》这两篇文章分别属于学术著作和科普作品，在表达方式和语言风格上有什么不同？请结合原文进行简要分析。
①表达方式方面。
《自然选择的证明》以举例论证(举例说明)为主。作为学术著作，内容学术性强，有理论高度，作者在论述时，运用举例子阐述观点。
如“拿鸟类来说，……”“例如：为什么南美洲热带和温带的鸫类，……”。《宇宙的边疆》运用了大量的议论与抒情。本文作为科普文章，为了让观众了解宇宙的客观构成和相关知识，感染观众，运用了议论和抒情。
如“假如我们被随意搁置在宇宙之中，我们附着或旁落在一个行星上的机会只有1033分之一(1033，在1之后接33个0)。在日常生活当中，这样的机会是‘令人羡慕的’。可见天体是多么宝贵”等。
②语言风格方面。
《自然选择的证明》作为学术著作，本文用词准确，表达严密，表述严谨。如“物种中存在着个体差异，这是大家所公认的”，这类确凿的观点，说得非常肯定；“仅此一点，自然选择学说已是极为可信的了”中的“极为可信”，强调了可信的程度，但仍不是定论，语言表述非常严谨。
《宇宙的边疆》作为一篇科普文章，本文的语言毫无干涩、枯燥、板滞之感，而是很直观、形象。这与文中大量运用比喻、拟人等修辞手法不无关系。
如“我们在这个宇宙中只不过是晨空中飞扬的一粒尘埃”，这一句运用比喻，写出了人类在宇宙中的渺小；“有些恒星稳重端庄地转动着；有些恒星狂热地旋转着，弄得自己面貌全非，成了扁圆形”这一句运用拟人的修辞手法，极形象地揭示了恒星种类各异的旋转方式。
【明晰主旨】
全文通过对众多宇宙画面的说明，向我们展示了宇宙空间的奥秘及天体的物理特征和遨游太空的收获，引发世人对宇宙探索的兴趣，激发人们献身宇宙科学、造福人类的勇气和斗志。
四、延伸
阅读下面的文字，回答后面的问题。
寻找太阳系外生命
刘浩源
很多科学家认为，除地球外，太阳系中任何一个星球存在生命的可能性都不大，而在太阳系外找到生命的可能性很大。一些科学家通过计算发现，宇宙中存在大量与地球类似的行星。英国著名天文学家帕特里克·摩尔爵士近期宣称，科学家将会在50年内找出证据，证明太阳系之外确实存在外星生物。他认为，太阳系外必定存在外星生命，但以人类目前的航天科技发展程度，尚无法有效与外星生命主动取得接触。
太阳系内存在生命可能性不大
科学家认为太阳系中火星、木星的卫星木卫二和土星的卫星土卫六上可能存在某种形式的初级生命，但现在仍无发现。如果考虑到生命存在所需要的基本条件，太阳系内存在生命的机会非常小。这是因为地球和其他星球存在大量多样生命形式的关键是有光合作用。光合作用能够吸收并转化光能，用转化后的能量完成生命所需的生化任务。如果生物曾经在一个星球有过繁盛时期，光合作用将改变这个星球外层大气成分，就像生命对地球大气的改变一样。而除地球外，太阳系内其他星球的大气都没有类似改变。虽然生活在星球表面深层的初级生命可能通过化学反应而不是光合作用存活，而这种存活方式也不会影响星球的大气构成，但是科学家要寻找的，是像地球上这样的一种大规模的生命存在，它深刻地改变了其所在行星的地质化学构成，能够远距离观测到。
从物理学定律判定太阳系外存在生命
根据物理学定律，宇宙各处均相同，引力、电场和磁场、量子理论等物理规律是普适的，原子和分子的物理结构是一样的；那么我们的地球在宇宙中应该也不是唯一的。
银河系直径大约10万光年，其中分布着大约2000亿颗恒星。其中有行星环境的超过15%，那么在银河系中至少有数百亿颗行星。地球只不过是银河系数百亿同类环境之“一”而已，而宇宙中更是有千百亿个这样的世界。一位天文学家曾说：“银河系中的行星就像虫子一样普遍，如果银河系中的多数行星都像木星一般大，并且所有行星都无法孕育生命，那将是非常奇怪的事情，这太不合情理了。”
地球并非“得天独厚”
长久以来，科学家相信，我们这个小小的世界除了拥有岩石地层和宽广海洋之外，还具有其他一些特殊之处：比如有月球，这对稳定气候是不可或缺的；比如它在太阳系中的位置也是非常理想的；等等。大概正是将这万千恩宠集于一身，地球才能够成为生命的庇护所，同时这些限制条件也大大降低了在宇宙其他地方找到类似星球的可能性。然而近期科学家的研究表明，这些认为地球是宇宙中得天独厚的“特例”的观点也许是错误的。比如科学家的研究证实，没有卫星的行星也完全能够适宜生命繁衍。最新计算表明，在过去10亿年间如果没有月亮，地球的自转轴只会发生很小的角度变化，这根本不可能妨碍生命的形成。那种认为月球稳定了地球运行的轨道，从而保障了它的温和气候的美丽说法是站不住脚的。
科学家曾担心在其他星系中，对于生命至关重要的水可能是极其稀少的。1994年，当苏梅克-列维彗星撞击木星时，科学家发现，有大量水蒸气出现，这说明，这颗彗星上带有大量的固体水。苏梅克-列维彗星在宇宙中是颗很平常的彗星，它们在宇宙中穿行，产生生命的可能性是极大的。在其他恒星系就像在太阳系中一样，只要彗星或小行星撞上行星，就能为后者带来水资源。如果拥有液态水的宜居行星在宇宙中比比皆是的话，那么生命也应该是普遍存在的。这些证据都表明，与人们曾经认为的相反，我们这颗小小的地球并未受到什么特别的眷顾。
太阳系外的生命可能不同于地球生命
太阳系外的生命与我们地球生命一样吗？宇宙生命可能不以人想象的形式存在，也可能根本不具有地球生命的生存方式。生物学定律是否放之宇宙而皆准？或许地球生命只是庞大的生命系统中某一个细小分支而已，还存在着数以百计的其他生命形式。
科学家认为，宇宙各处生命的物理极限是基本相同的。生命的定义应是：可以自我复制，有能够通过自然选择进化的机制，可能是碳基分子构成的。参照地球生命，宇宙中生命存在的温度范围应在零下50℃到零上150℃之间。
科学家认为，水是生命所不可少的条件。只要有液态或气态水，同时有甲烷、氨和紫外线，生命就可以发生。氧并不是所有生物呼吸所必需的，例如地球生物酵母菌的呼吸就不需要氧。植物也有无氧呼吸的，只是在无氧的状态下，植物的氧化基质不会被完全氧化而已。倘若地球真的无氧，也许地球生物可以进化为适宜无氧状态下的生命形式。
地球生物的界面有陆地（包括地下）、海洋、天空。那么，宇宙星球的生命界面可以在任何一个适宜的环境中，不一定在星球表面，也可能在星球内部，或在距离星球数百千米的大气层中。
在常人看来，适宜生命生存的大气压为760毫米高的汞柱，即一个标准大气压。然而，地球上的海洋生物承受的大气压可以是标准大气压的上百倍。高空中的大气压则又不同程度地低于标准大气压，但生命依然正常存在。那么，宇宙生命可能根据环境的需要，进化成适应更高或更低的大气压的生命。
1．下列说法中，不属于科学家认为太阳系外有生命的根据的一项是（ ）
A．科学家发现宇宙中有大量与地球类似的行星。
B．太阳系内其他星球外层大气成分都没有改变。
C．研究发现没卫星的行星完全能适宜生命繁衍。
D．很多星球存在着大量的固体水，甚至是液态水。
【答案】B
【解析】“太阳系内其他星球外层大气成分都没有改变”该项证明的是太阳系内存在生命的可能性不大。
2．下列对文章内容的理解，不符合文意的一项是（ ）
A．帕特里克·摩尔认为太阳系外一定有生命，但因为目前地球科学技术的落后，还不能通过有效的接触而证明。
B．科学家认为太阳系中其他星球存在生命的机会非常小，因为科学家在太阳系行星中既没有发现光合作用下的初级生命，也没有发现像地球上这样的大规模的生命存在的痕迹。
C．科学家们用物理学定律的相关物理规律以及原子、分子的物理结构等内容推断出地球在宇宙中不是唯一存在生命的星球。
D．从苏梅克-列维彗星撞击木星有水蒸气出现的情况看，可能是彗星或小行星撞击地球使地球出现了液态水。
【答案】A
【解析】“还不能通过有效的接触而证明”错误，文中说“尚无法有效与外星生命主动取得接触”，意思是没有办法进行有效的接触，而不是“还不能通过有效的接触而证明”。
3．下列对文章内容的理解和概括，不符合文意的一项是（ ）
A．科学家认为太阳系中火星、木星的卫星木卫二和土星的卫星土卫六上可能存在不需要光合作用的初级生命。
B．光合作用是地球和其他星球存在大量多样生命形式的关键，而大规模生命的存在造成的行星地质化学构成的改变可远距离观测到。
C．过去的理论认为地球能够孕育生命是有着特殊的机缘的，比如月球对地球气候的稳定作用以及地球在太阳系中的位置等。
D．最新研究发现，月球能够稳定地球运行的轨道、保障地球气候温和的说法是错误的。
【答案】D
【解析】月球能够稳定地球运行的轨道、保障地球气候温和的说法是错误的”表述错误，由原文“最新计算表明，在过去10亿年间如果没有月亮，地球的自转轴只会发生很小的角度变化，这根本不可能妨碍生命的形成。那种认为月球稳定了地球运行的轨道，从而保障了它的温和气候的美丽说法是站不住脚的”可知，文中说的是“那种认为月球稳定了地球运行的轨道，从而保障了它的温和气候的美丽说法是站不住脚的”。
4．下列对文章相关内容的分析和理解，不正确的一项是（ ）
A．文章开篇介绍了一些科学家的观点以及这些人通过计算的发现，并用英国著名天文学家帕特里克·摩尔爵士的观点引出下文的具体内容。
B．科学研究的结论会随着对研究对象的深入理解以及科技的不断发展而有所变化，如有关卫星对行星的作用方面就是这样的。
C．科学家曾对其他星系中对生命至关重要的水可能极其稀少的情况表示担忧，是因为之前没有发现彗星或小行星撞击行星后会给该行星带来水资源这一现象。
D．太阳系外的生命可能不同于地球生命，也可能不以人们想象的形式存在，甚至可能根本不具有地球生命的生存方式。
【答案】A
【解析】“介绍了一些科学家的观点以及这些人通过计算的发现”错误，由原文“很多科学家认为，除地球外，太阳系中任何一个星球存在生命的可能性都不大，而在太阳系外找到生命的可能性很大。一些科学家通过计算发现，宇宙中存在大量与地球类似的行星”可知，原文说的是“很多科学家认为”“一些科学家通过计算发现”。
13．文中画横线的语句使用了哪些说明方法？表达了作者怎样的观点？
【答案】
（1）①打比方，把银河系的行星比喻为“虫子”。②作假设，假设银河系中的多数行星与木星一般大，且所有行星都无法孕育生命。
（2）①银河系中有很多行星。②有些像木星一样大的行星会孕育生命。