中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版九下科学§1.1人类对宇宙的认识教学设计
课题 1.1人类对宇宙的认识 单元 一 学科 科学 年级 九下
教材分析 教材从久远到现代为线索，介绍了人类对宇宙认识的科学史发展过程、宇宙的起源。用简单易懂的具体模型解释抽象的天文现象，通过气球膨胀实验、橡皮筋实验等，让学生对星系运动的特点建立论知理解。本节内容思想性比较强，教学中建议要充分利用教材中的资料，并补充一些课外资料，运用阅读分析、观看视频、讨论交流等方法，有利于掌握知识，同时使学生受到正确的思想观念教育，学习科学家顽强的毅力和追求真理的精神。本节内容拟用1课时完成。
学习目标 科学观念：了解宇宙是有起源的、膨胀的、演化的；了解人类对宇宙的认识是一个不断发展的漫长历程； 科学思维：归纳比较、综合分析、合作探究；根据逆向思维，了解宇宙大爆炸理论； 探究实践：能利用气球建立星系运动模型来类比宇宙的膨胀； 态度责任：知道从地心说到日心说的发展以及宇宙起源的多种学说，领悟科学家追求真理的精神。
重点 宇宙大爆炸理论
难点 宇宙的起源证据，星系运动模型的建立
教学环节 教师活动 设计意图
导入新课 巨大的红色恒星慢慢地暗淡，在宇宙中逐渐消逝；新星从一团星云中脱颖而出，放出耀眼的光亮…… 它们是否在告诉我们： 宇宙也有“生命”？ 宇宙是怎样诞生的？ 宇宙最终是否会走向终结？ 对于这些问题，人类在很早的时候就开始探索，出现过多种多样的说法。 导入新课
讲授新课 一、古代人的宇宙观世界不同的民族和文化，形成了许多有关宇宙创始的神话传说。 1、我国的“盘古开天地”： “盘古开天辟地”的传说：宇宙原来是混沌的一团气，后来盘古用神斧把这一团混沌气劈开，轻的上升为天，重的下降为地，盘古死后，身体的各 个部分成为天地间的万物。2、欧洲的“神造说”： “神造说”认为：欧洲神话中，上帝创造了宇宙以及其中的万物，天体的运行也是上帝安排好的。 二、从“地心说”到“日心说” 人类历史发展到公元前6世纪，人类文明进入了理性思考的时代。1、关于地球形状的认识过程： 我国古代有“盖天说”与“浑天说”： 说明：早期的古希腊学者也有类似的看法。评论：盖天说、浑天说这两种宇宙观，虽然已经摆脱了神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。2、托勒密的“地心说”： （1）“地心说”的主要观点： 公元2世纪， 希腊科学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上，经过几十年的观测，运用数学方法，创立了“地心说”。 托勒密认为，地球处于宇宙中心静止不动，日、月、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上绕地球运转，而恒星位于最外面的天球上，它们之间的相 对位置保持不变，同时作为一个整体在天空中转动。 （2）“地心说”的进步与不足之处： 托勒密的“地心说”，否定了宇宙“盖天说”等错误认识，这无疑是一个很大的进步。 但是，这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好吻合，得到了占统治地位的教廷的竭力支持。因而，“地心说”长期居于统治地位。 “地心说”不仅成为禁锢人们思想的工具，而且也阻碍了天文学的发展。思考讨论：托勒密提出“地心说”的主要依据是日月星辰的东升西落。为什么人们会感觉到太阳是东升西落，而大地是静止不动的呢？[因为地球是自西向东自转，而我们地球上的人通常是以地球为参照物；所以相对地球而言，大地是静止不动的，太阳就是自东向西绕地球转，即人们认为太阳从东边升起，西边落下。]3、哥白尼的“日心说”： （1）“日心说”的主要观点： 16 世纪，哥白尼用自制的简陋仪器经过20 年的天文观测与研究，建立了“日心说”。 哥白尼认为：太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳做圆周运动的，月球围绕着地球转动，日、月、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上绕地球运转。 （2）“日心说”的功绩： “日心说”否定了地球是宇宙的中心，认为太阳是宇宙的中心。“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”，否定了基督教上帝创造一切的教义，使神权统治的根基产生了动摇，因此遭到了教会势力的残酷镇压。 哥白尼的“日心说”阐明了天体运行的现象，为人类认识太阳系，进而认识地球的起源奠定了基础。所以说，从“地心说”到“日心说”，这是人类对宇宙认识的一个质的飞跃。 （3）科学界“日心说”的认可： 因为“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”，否定了基督教上帝创造一切的教义，使神权统治的根基产生了动摇，因此遭到了教会势力的残酷镇压。 为了捍卫这一学说，不少仁人志士与神权统治势力进行了前仆后继的斗争，甚至付出了生命的代价。 哥白尼提出“日心说”后，差不多经过一个世纪才被人们接受。其中，伽利略利用自制的天文望远镜，发现了可以支持日心说的新的天文现象，日心说才逐渐得到认可。 阅读：伽利略讨论交流： “日心说”中有关宇宙以太阳为中心的提法，你认为正确吗？[不正确。 太阳是太阳系的中心，而在银河系中大约有２０００多亿颗像太阳一样的恒星，而银河系以外还有若干星系，称为河外星系，所以宇宙以太阳为中心的说法是不正确的。]三、现代宇宙学说1、哈勃等科学们的研究： 20世纪10～20年代，美国天文学家哈勃等人致力于旋涡星云的测量。科学家们用先进的科学仪器，研究星系的运动情况，测出不同星系之间的距离；并通过观察一个星系，判断出这一星系运动的速度和方向，以及它是远离银河系还是靠近银河系方向运动。（2）哈勃的惊人发现：发现1、所有的星系都在远离我们而去。 发现2、星系离我们越远，运动的速度越快。 发现3、星系间的距离在不断地扩大。 视频辅助教学 ：人类借助仪器认识宇宙活动： 1）准备一只气球（代表宇宙），先吹成小球，然后在其表面画上一些小圆点（代表星系）。 2）用打气筒持续地向气球充气，使气球不断地胀大至排球大小，如图所示。 3）观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。 现象：在气球胀大的过程中，对气球表面上任何一个小圆点而言，其他的小圆点都在不断地离它而去。结论：宇宙处在不断的膨胀当中，且是没有中心的膨胀。 讨论交流：如果时光倒流，最初的宇宙是怎么样的呢？ [ *如果能将时间倒退，宇宙中的星系之间的距离必然缩小，最终会聚在一个点上。]说明：这正是新理论“大爆炸宇宙理论”的观点之一。活动：试一试： 如图1-6所示，用红墨水依次在浅色橡皮筋上均匀标注A、B、C三个点，请你选定一个点，慢慢拉长橡皮筋，观察另外两点的运动方向和快慢，如选 A看 B 和 C 的运动方向和快慢是如何的？现象： 讨论： 由上述活动结论联想：假设宇宙在膨胀，那么原先紧邻的星系分离的速度比遥远的星系分离速度快一些还是慢一些？判断宇宙的运动状态是怎样的？ [紧邻的星系分离运动：慢 遥远的星系分离运动：快] 推论：宇宙是不断地、无中心地膨胀的。 2、 “大爆炸宇宙论” 大爆炸宇宙论认为，大约 137 亿年前，我们所处的宇宙被挤压在一个“原始火球”中，那时的宇宙极小、极热，又有极大的密度，宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。 大爆炸后，宇宙迅速膨胀，现在的宇宙比 100 亿年前增大了100 多亿倍，爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今，并仍将延续下去。 宇宙的膨胀有观测事实的支持，又得到众多科学家的理论阐释，因此，大爆炸宇宙论已成为目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说。 视频：宇宙大爆炸阅读：霍金和伽莫夫 从古代人们对宇宙的认识，使学生了解人类对宇宙的认识是一个过程，由肤浅认识到理性思考。了解人类宇宙认训的发展历史，辩证思考各假说形成的原因及在当时的影响与作用两种学说的比较、分析中认识科学家对宇宙的探索史从对日心说等学说的分析讨论中，提出新的学说。从哈勃的三个惊人发现中，为理解后续学习“星系运动”打下基础。建立气球不断膨胀的模型，帮助学生理解宇宙的变化趋势和运动规律；根据教材呈现星系运动特点和示意图，学生很容易将中心的小圆点当做“我们”，造成误解。 所以A点是随意点。这样可消除学生对“我们”的理解。为提出宇宙爆炸理论作准备帮助学生理解：宇宙是
课堂练习 1、发现宇宙“膨胀”的星系运动证据的科学家是（ D ） A.伽利略 B.哥白尼 C.托勒密 C.哈勃 2、目前，大爆炸宇宙论已被广泛接受，其主要观点有( D ) A．宇宙的年龄大约137亿岁以上 B．宇宙在爆炸中诞生，并不断地膨胀下去 C．宇宙以极高的密度和温度，被挤压在一个“原始火球”中 D．以上说法都是3、关于下列话题。属于神话的有 ①⑤ ；属于科学假说的有②④⑥⑧⑨；属于科学理论的有③⑦⑩。 ①女娲补天；②宇宙黑洞；③质量守恒定律；④牛顿第一运动定律； ⑤上帝造物；⑥大陆漂移学说；⑦能的转化与守恒定律； ⑧大熊星座；⑨宇宙大爆炸论；⑩阿基米德原理。4、下列关于大爆炸宇宙论的说法正确的是（ B ） A.一种已经被证明是正确的科学理论 B.一个比较合理的科学假说 C.一个著名的神话故事 D.一段现代科普作品里有趣的描写 5、现代宇宙论最重要的证据是( C ) A．霍金提出的黑洞理论 B．古代“上帝”创造的 C．所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，运动的速度越快 D．气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大6、科学家对1994年夏发生的彗星撞击木星的天文现象进行了准确的预报和大量的观察研究，这一事实表明（ C ） A.宇宙膨胀理论是错误的 B.人类已能预测一切自然现象 C.人类对宇宙的认识正在不断深化 D.人类对宇宙的认识是有止境的7、科学中论断是需要通过实验或事实去证明的，下列说法中不正确的是（ A ） A.“地球自西向东自转”的证据之一是地球上的四季更替现象 B.“地壳在不断变动”的证据之一是高山上有海洋生物化石 C.“宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸”的证据之一是哈勃发现的星系运动特点 D.“大陆漂移”的证据之一是大西洋两岸古生物群具有亲缘关系 及时训练，有利于巩固刚刚学习的新知识。同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题，便于及时纠正、修补。
课堂小结 1、星系运动的特点：所有的星系都在离我们而去，星系离我们越远，运动的速度越快，星系间的距离在不断地扩大。 2、现在的宇宙处于不断运动、演化、膨胀中。 3、目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说是大爆炸宇宙理论。大爆炸宇宙理论认为：大约137亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球” 中。大爆炸使宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。 帮助学生掌握重点，更加容易的学习。
板书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网（www.21cnjy.com） 21清风明月中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版九下§1.1人类对宇宙的认识 学案
姓名
[学习目标]
1、知道宇宙是有起源的、膨胀的、演化的；
2、 能利用气球建立星系运动模型来类比宇宙的膨胀。
一、知识点梳理：
知识点1、古代人对宇宙的认识
1、中国古代神话中有________开天辟地的传说。欧洲神话中，________创造了宇宙以及其中的万物，天体的运行也是上帝安排好的。
2、“地心说”是 提出的；它认为： 处于宇宙中心静止不动，日、月、行星和恒星等所有天体都围绕着 在各自的圆形轨道上绕地球运转，而 位于最外面的天球上，它们之间的相对位置 ，同时作为一个整体在天空中转动。
3、16世纪， 用自制的简陋仪器经过20年的天文观测与研究，建立了“ 说”。它认为： 是宇宙的中心，地球和行星是绕 做圆周运动的，月球围绕着地球转动，而最外层是恒星天球。他否定了是宇宙的中心。
4、哥白尼提出“日心说”后，差不多经过一个世纪才被人们接受。其间， 利用自制的天文望远镜，发现了可以支持日心说的新的天文现象，日心说才逐渐得到认可。
知识点2、现代宇宙学说
1、20世纪10~20年代，美国天文学家哈勃等人致力于旋涡星云的测量。1929年， 根据自己的测量数据，分析了24个星系的速度和距离，发现 。即所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度 ；星系间的距离在不断地扩大。
2、哈勃的发现告诉我们，星系一直在 ，一直在 ，宇宙在不断地 。
3、目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说是 ；这种宇宙论认为，大约 年前，我们所处的宇宙被挤压在一个“原始火球”中，那时的宇宙极小、极热，又有极大的密度，宇宙就是在这个大火球的中 诞生的。爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今，并仍将延续下去。
二、例题讲解
例题1、下列有关热大爆炸宇宙论的说法正确的是（ ）
A. 热大爆炸理论是科学家通过科学观察和研究得出的一个科学结论
B. 热大爆炸理论是科学家通过科学观察发现的一些自然现象所建立的假说
C. 因为宇宙在不断膨胀的事实为热大爆炸宇宙理论提供了有力的证据，所以热大爆炸宇宙论说明了宇宙起源的事实
D. 热大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律
例题2、热大爆炸宇宙理论认为宇宙处于不断膨胀之中，所有的星系都在远离我们而去，离我们越远的星系，退行越快，若从我们所在的星系1观察，如图中能类比宇宙膨胀的是（箭头方向和长短表示运动方向和快慢）（ ）
例题3、天文学家通过观测，发现宇宙在大尺度上的物质分布是（ ）
A. 不均匀且各向异性的 B. 不均匀且各向同性的
C. 均匀且各向异性的 D.均匀且各向同性的
例题4、下列关于人类对宇宙探索的发展叙述，正确的是（ ）
A. 人类对宇宙的探索手段按发展顺序排列：航天飞机、载人飞船、人造地球卫星
B. 随着人造地球卫星的出现，实验人类对天体的直接取样观测
C. 随着载人航天器的出现，实验了人类对月球的直接取样观测
D. 宇宙探测技术的发展，对人们的社会生活没有实际意义
例题5、某科学小组同学根据美国天文学家哈勃的发现，采用橡皮筋建立星系运动模型探究星系运动的特点。实验步骤如下：
步骤一、用红墨水在浅色橡皮筋上依次点上等距离的三点A、B、C，如图甲，使L1=L2=1cm；
步骤二、拉住橡皮筋的两头向两边拉长，如图乙，使L1ˊ=L2ˊ=1cm；
步骤三、继续拉长橡皮筋，使L1ˊˊ=L2ˊˊ=1cm；
（1）如果以A点为参照物，作BC点的s-t图像如丙，图中S表示运动距离，t表示运动时间，那么射线 表示C点的运动速度Vc；
（2）如果以A点表示我们居住的地球，B、C点分别表示与地球相距较近和较远的星系，那么可以得出的定性结论是： ；
（3）星系离我们的距离与它的退行速度之间存在的定量关系是 ；
（4）该实验结果支持的宇宙起源理论是 。
三、随堂练习：
1、 中国古代流传着盘古开天辟地的神话传说，对该神话的几种说法中，正确的是（ ）
A．这是一个科学假说 B．能科学地解释宇宙的起源
C．今天看来，它其实是一种宇宙膨胀观点 D．是神话，没有任何价值
2、世界上不同的民族和文化，形成了许多有关宇宙创始的神话传说。中国古代有关宇宙起源的传说是（ ）
A．盘古开天辟地 B．愚公移山 C．嫦娥奔月 D．精卫填海
3、下列关于“地心说”的说法中，不正确的是（ ）
A．是一种不正确的宇宙观
B． 其观点与当时基督教关于天堂、人间、地狱的说法刚好吻合，得到了当时教廷的竭力支持
C． 认为地球是宇宙的中心，其他天体都围绕地球运转
D．大大促进了天文学的发展
4、 北京时间2015 年2 月12 日，美国科学家宣布探测到来自遥远天体的引力波信号，这个发现可以帮助科学家探索宇宙的诞生和发展。下列说法正确的是（ ）
A．宇宙是有起源的、膨胀的、演化的 B．太阳是宇宙的中心
C．宇宙中星系间的距离是恒定不变的 D．地球是宇宙的中心
5、根据多普勒效应，我们知道当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小。由实验知道遥远的星系所生成的光谱都呈现“红移”，即光谱线都向红色部分移动了一段距离，由此现象可知( )
A.宇宙在膨胀 B.宇宙在收缩
C.宇宙部分静止不动 D.宇宙只发出红光光谱
6、小科同学把气球吹成球形后，用沾有墨汁的毛笔在气球表面均匀地画上小圆点，再把气球吹至排球大小，发现黑点之间的距离增大，如图所示：
（1）气球膨胀过程中，球内气体的压强 （选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压强；
（2）如果气球变化模拟宇宙演变，本活动使小科体验到宇宙的 没有中心。
四、课后练习:
1、希腊科学家托勒密经过几十年的观测，运用数学方法，创立了 。他认为 处于宇宙中心静止不动。16 世纪哥白尼提出 ，认为 是宇宙的中心，地球和行星是绕 做圆周运动的，月球围绕着 转动。
2、大爆炸宇宙论认为，大约137亿年前，我们所处的宇宙被挤压在一个 中， 那时的宇宙极 、极 ，又有极 的密度，宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞 生的。大爆炸后，宇宙迅速 。
3、下列关于宇宙的认识错误的是 ( )
A. 太阳是宇宙的中心 B. 宇宙是无边的、膨胀的
C. 地球是围绕太阳运动的 D. 宇宙是由大量不同层次的星系构成的
4、光谱研究中发现“所有的星系都在远离我们而去，宇宙中星系间的距离在不断扩大”的现象，说明（ ）
A. 宇宙处在不断的膨胀中 B. 地球是宇宙中唯一静止不动的星体
C. 揭示了宇宙中星系的中心 D. 在光谱研究中可能存在比较大的误差
5、关于多普勒效应的叙述，下列说法中不正确的是（ ）
A．多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象
B．波源与观察者互相靠近或远离时，观察到的波的频率都会发生变化
C．只有声波才能产生多普勒效应
D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的
6、 科学理论的提出，必须要有一定的证据。下列科学证据与科学理论相符合的是（ ）
A．太阳黑子与日心说 B．谱线红移与地球的演化
C．微波背景辐射与宇宙热大爆炸 D．始祖鸟化石的发现与生命起源
7、下列实验设计中，可以帮助我们理解宇宙膨胀的是（ ）
①掺有葡萄干的面包坯在烤箱中烘烤 ②将一只画着白点的气球吹起
③将一滴红墨水滴入水中 ④放飞氢气球的情景
A．①④ B．②③ C．①② D．③④
8、宇宙膨胀的最初时刻是 ( )
A. 密度极小、温度极低的时刻 B. 密度极大、温度极低的时刻
C. 密度极小、温度极高的时刻 D. 密度极大、温度极高的时刻
9、现代宇宙论最重要的证据是( )
A．霍金提出的黑洞理论
B．古代“上帝”创造的
C．所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，运动的速度越快
D．气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大
10、在气球上画一些小圆点，充气使气球膨胀，下列有关说法不正确的是( )
A．气球上的点代表宇宙中的星系
B．该实验可模拟宇宙膨胀的过程
C．该实验不能作为大爆炸宇宙论的证据
D．气球膨胀过程有一个中心，由此可推测宇宙膨胀也有一个中心
11、如图所示为大爆炸宇宙模型半径、温度与时间之间的关系。从图中可以看出（ ）
①随着宇宙半径的增大，宇宙温度在降低 ②随着宇宙半径的增大，宇宙温度在升高
③宇宙在不断收缩 ④宇宙在不断膨胀
A．①③ B．①④ C．②④ D．②③
（第11题图） （第12题图）
12、小科同学把气球吹成球形后，用蘸有墨汁的毛笔在气球表面均匀地画上小圆点，再把气球吹至排球大小，发现小圆点之间的距离增大，如图所示。
(1) 在气球膨胀过程中，球内气体的压强________(填“大于”“等于”或“小于”)大气压强；
(2) 如果以气球变化模拟宇宙演变，本活动使小科体验到宇宙的________没有中心。
参考答案：
一、知识点梳理：
知识点1、
1、盘古 上帝
2、托勒密 地球 地球 恒星 保持不变
3、哥白尼 日心 太阳 太阳 地球
4、伽利略
知识点2、
1、哈勃 距离越大的河外星系，速度越大 越快
2、运动 变化 膨胀
3、大爆炸 137亿 爆炸
二、例题讲解：
例题1、B
解析：宇宙大爆炸仅是一种假说，是根据天文观测研究后得到的一种设想。A. 热大爆炸理论是科学家通过科学观察和研究得出的一个科学结论，不正确；B. 热大爆炸理论是科学家通过科学观察发现的一些自然现象所建立的假说，正确；C. 因为宇宙在不断膨胀的事实为热大爆炸宇宙理论提供了有力的证据，所以热大爆炸宇宙论说明了宇宙起源的事实，不正确。D. 热大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律，不正确。
例题2、 A
解析：由题意可知，所有星系都在远离我们而去，离我们越远的星系退行的速度越大，则星系2和星系3都应远离星系1，且星系3退行的速度应该更快（箭头更长），因此只有A符合题意。
例题3、D
解析：宇宙起源于超高温超高压的一个原始火球，此后便不断膨胀之中，所以宇宙在大尺度上物质的分布是均匀的，还是各向同性的，宇宙是无边的，故D符合题意。
例题4、C
解析：世界上第一架航天飞机试航行成功是1981年，1961年前苏联发射第一艘“东方号飞船”，世界上第一颗人造地球卫星1957年发射成功，进入20世纪60年代，各种载人航天器先后进入太空，实验了对月球及大行星的逼近观测和取样，故C符合题意。
例题5、（1）a （2）所有星系都在远离我们去；星系离我们越远，它的退行速度越快；星系的距离在不断扩大；（3）不同星系的退行跟它们离我们的距离成正比 （4）大爆炸宇宙理论
解释：（1）若以A点为参照物，C点远离速度比B点快；丙图中a速度更大，因此射线a表示Vc；（2）若以A点表示地球，BC两点都在远离地球，并且B在相同时间里移动的速度小于C，结论：所有星系都在远离我们而去；星系离我们越远，它的退行速度越快；星系的距离在不断扩大；（3）由测量数据可知，不同星系的退行跟它们离我们的距离成正比；（4）哈勃的发现说明星系在不断运动、变化中，与宇宙的膨胀有关，支持热大爆炸宇宙理论。
三、随堂练习：
1、C 2、 A 3、D 4、A 5、A 6、（1）大于 （2）膨胀
四、课后练习：
1、地心说；地球；日心说；太阳；太阳；地球
2、原始火球； 大；热；大；膨胀
3、A 4、A 5、C 6、C 7、A 8、D 9、C 10、D 11、B
12、（1）大于 （2）膨胀
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com) 21清风明月(共34张PPT)
第一章 演化的自然
浙教版九年级下册
第1节人类对宇宙的认识
教学目标
科学观念：了解宇宙是有起源的、膨胀的、演化的；了解人类
对宇宙的认识是一个不断发展的漫长历程；
科学思维：归纳比较、综合分析、合作探究；根据逆向思维，
了解宇宙大爆炸理论；
探究实践：能利用气球建立星系运动模型来类比宇宙的膨胀；
态度责任：知道从地心说到日心说的发展以及宇宙起源的多种
学说，领悟科学家追求真理的精神。
新知导入
巨大的红色恒星慢慢地暗淡，在宇宙中逐渐消逝；新星从一团星云中脱颖而出，放出耀眼的光亮……
它们是否在告诉我们：
宇宙也有“生命”？
宇宙是怎样诞生的？
宇宙最终是否会走向终结？
对于这些问题，人类在很早的时候就开始探索，出现过多种多样的说法。
新知讲解
一、古代人的宇宙观
世界不同的民族和文化，形成了许多有关宇宙创始的神话传说。
1、我国的“盘古开天地”：
“盘古开天辟地”的传说：宇宙原来是混沌的
一团气，后来盘古用神斧把这一团混沌气劈开，轻
的上升为天，重的下降为地，盘古死后，身体的各
个部分成为天地间的万物。
2、欧洲的“神造说”：
“神造说”认为：欧洲神话中，上帝创造了宇宙以及其中的万物，天体的运行也是上帝安排好的。
二、从“地心说”到“日心说”
人类历史发展到公元前6世纪，人类文明进入了理性思考的时代。
1、关于地球形状的认识过程：
我国古代有“盖天说”与“浑天说”：
天圆地方，日月星辰随天盖而运动。
“天之包地，犹之壳裹黄”：天地的关系犹如蛋壳包着蛋黄。
盖天说、浑天说这两种宇宙观，虽然已经摆脱了神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。
早期的古希腊学者也有类似的看法。
2、托勒密的“地心说”：
（1）“地心说”的主要观点：
公元2世纪， 希腊科学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上，经过几十年的观测，运用数学方法，创立了“地心说”。
托勒密认为，地球处于宇宙中心静止不动，日、月、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的
圆形轨道上绕地球运转，而恒星位
于最外面的天球上，它们之间的相
对位置保持不变，同时作为一个整
体在天空中转动。
（2）“地心说”的进步与不足之处：
托勒密的“地心说”，否定了宇宙“盖天说”等错误认识，这无疑是一个很大的进步。
但是，这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好吻合，得到了占统治地位的教廷的竭力支持。因而，“地心说”长期居于统治地位。
“地心说”不仅成为禁锢人们思想的工具，而且也阻碍了天文学的发展。
思考讨论
托勒密提出“地心说”的主要依据是日月星辰的东升西落。为什么人们会感觉到太阳是东升西落，而大地是静止不动的呢？
因为地球是自西向东自转，而我们地球上的人通常是以地球为参照物；所以相对地球而言，大地是静止不动的，太阳就是自东向西绕地球转，即人们认为太阳从东边升起，西边落下。
3、哥白尼的“日心说”：
（1）“日心说”的主要观点：
16 世纪，哥白尼用自制的简陋仪器经过20 年的天文观测与研究，建立了“日心说”。
哥白尼认为：太阳是宇宙的中心，地球和
行星是绕太阳做圆周运动的，月球围绕着地球
转动，日、月、行星和恒星等所有天体都围绕
着地球在各自的圆形轨道上绕地球运转。
（2）“日心说”的功绩：
“日心说”否定了地球是宇宙的中心，认为太阳是宇宙的中心。“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”，否定了基督教上帝创造一切的教义，使神权统治的根基产生了动摇，因此遭到了教会势力的残酷镇压。
哥白尼的“日心说”阐明了天体运行的现象，为人类认识太阳系，进而认识地球的起源奠定了基础。所以说，从“地心说”到“日心说”，这是人类对宇宙认识的一个质的飞跃。
（3）科学界“日心说”的认可：
因为“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”，否定了基督教上帝创造一切的教义，使神权统治的根基产生了动摇，因此遭到了教会势力的残酷镇压。
为了捍卫这一学说，不少仁人志士与神权统治势力进行了前仆后继的斗争，甚至付出了生命的代价。
哥白尼提出“日心说”后，差不多经过一个世纪才被人们接受。其中，伽利略利用自制的天文望远镜，发现了可以支持日心说的新的天文现象，日心说才逐渐得到认可。
阅读：
讨论交流
“日心说”中有关宇宙以太阳为中心的提法，你认为正确吗？
不正确。
太阳是太阳系的中心，而在银河系中大约有２０００多亿颗像太阳一样的恒星，而银河系以外还有若干星系，称为河外星系，所以宇宙以太阳为中心的说法是不正确的。
新知教学
三、现代宇宙学说
1、哈勃等科学们的研究：
20世纪10～20年代，美国天文学家哈勃等人致力于旋涡星云的测量。科学家们用先进的科学仪器，研究星系的运动情况，测出不同星系之间的距离；并通过观察一个星系，判断出这一星系运动的速度和方向，以及它是远离银河系还是靠近银河系方向运动。
哈勃太空望远镜
（2）哈勃的惊人发现：
发现1、所有的星系都在远离我们而去。
发现2、星系离我们越远，运动的速度越快。
发现3、星系间的距离在不断地扩大。
视频：人类对宇宙认识
活动：
1）准备一只气球（代表宇宙），吹成小球，然后在其表面画上一些小圆点（代表星系）。
2）用打气筒持续地向气球充气，使气球不断地胀大至排球大小，如图所示。
3）观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。
现象：
结论：
在气球胀大的过程中，对气球表面上任何一个小圆点而言，其他的小圆点都在不断地离它而去。
宇宙处在不断的膨胀当中，且是没有中心的膨胀。
讨论交流
如果时光倒流，最初的宇宙是怎么样的呢？
*如果能将时间倒退，宇宙中的星系之间的距离必然缩小，最终会聚在一个点上。
大爆炸宇宙论：宇宙可能就是这样起源的。
活动：
试一试：
如图1-6所示，用红墨水依次在浅色橡皮筋上均匀标注A、B、C三个点，请你选定一个点，慢慢拉长橡皮筋，观察另外两点的运动方向和快慢，如选 A看 B 和 C 的运动方向和快慢是如何的？
现象：
讨论：
由上述活动结论联想：假设宇宙在膨胀，那么原先紧邻的星系分离的速度比遥远的星系分离速度快一些还是慢一些？判断宇宙的运动状态是怎样的？
紧邻的星系分离运动：慢
遥远的星系分离运动：快
宇宙是不断地、无中心地膨胀的。
新知教学
2、 “大爆炸宇宙论”
大爆炸宇宙论认为，大约 137 亿年前，我们所处的宇宙被挤压在一个“原始火球”中，那时的宇宙极小、极热，又有极大的密度，宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。
大爆炸后，宇宙迅速膨胀，现在的宇宙比 100 亿年前增大了100 多亿倍，爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今，并仍将延续下去。
宇宙的膨胀有观测事实的支持，又得到众多科学家的理论阐释，因此，大爆炸宇宙论已成为目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说。
（点击图片播放）
阅读：
霍 金
史蒂芬·霍金（Stephen Hawking，1942～2018），英国人，当代著名的科学思想家和杰出的理论物理学家。他提出的黑洞理论和宇宙无边界的设想成了现代宇宙学的重要基石。
霍金的宇宙无边界设想是这样的：
第一，宇宙是无边的；
第二，宇宙不是一个可以任意赋予初始条件或边界
的一般系统。
霍金预言宇宙有两种结局：它可以永远地膨胀下去，
或者它会塌缩而在大挤压处终结。
霍金的主要代表作品有《时间简史》、《果壳中的宇
宙》等。
阅读：
乔治·伽莫夫（George Gamow，1904～1968）是美籍俄裔著名的物理学家和天文学家。
1946年，伽莫夫与他的两个学生—拉尔夫·阿
尔菲和罗伯特·赫尔曼一道，首次将相对论和化学
元素生成理论引入宇宙学，提出了热大爆炸宇宙学
模型。
伽莫夫认为：宇宙最初开始于高温高密度的原始
物质，温度超过几十亿度，那时的宇宙中充满的是辐
射和基本粒子；随着宇宙膨胀，温度逐渐下降，物质
逐渐凝聚成星云，再演化成今天的各种天体。
乔治·伽莫夫
随堂练习
1、发现宇宙“膨胀”的星系运动证据的科学家是（ ）
A.伽利略 B.哥白尼
C.托勒密 C.哈勃
D
随堂练习
2、目前，大爆炸宇宙论已被广泛接受，其主要观点有( )
A．宇宙的年龄大约137亿岁以上
B．宇宙在爆炸中诞生，并不断地膨胀下去
C．宇宙以极高的密度和温度，被挤压在一个“原始火球”中
D．以上说法都是
D
随堂练习
3、关于下列话题。
属于神话的有 ；属于科学假说的有__________；属于科学理论的有__ ____。
①女娲补天；②宇宙黑洞；③质量守恒定律；④牛顿第一运动定律； ⑤上帝造物；⑥大陆漂移学说；⑦能的转化与守恒定律； ⑧大熊星座；⑨宇宙大爆炸论；⑩阿基米德原理。
①⑤
②④⑥⑧⑨
③⑦⑩
随堂练习
4、下列关于大爆炸宇宙论的说法正确的是（ ）
A.一种已经被证明是正确的科学理论
B.一个比较合理的科学假说
C.一个著名的神话故事
D.一段现代科普作品里有趣的描写
B
随堂练习
5、现代宇宙论最重要的证据是( )
A．霍金提出的黑洞理论
B．古代“上帝”创造的
C．所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，运动的速度越快
D．气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大
C
随堂练习
6、科学家对1994年夏发生的彗星撞击木星的天文现象进行了准确的预报和大量的观察研究，这一事实表明（ ）
A.宇宙膨胀理论是错误的
B.人类已能预测一切自然现象
C.人类对宇宙的认识正在不断深化
D.人类对宇宙的认识是有止境的
C
随堂练习
7、科学中论断是需要通过实验或事实去证明的，下列说法中不正确的是（ ）
A.“地球自西向东自转”的证据之一是地球上的四季更替现象
B.“地壳在不断变动”的证据之一是高山上有海洋生物化石
C.“宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸”的证据之一是哈勃发现的星系运动特点
D.“大陆漂移”的证据之一是大西洋两岸古生物群具有亲缘关系
A
课堂总结
1、星系运动的特点：所有的星系都在离我们而去，星系离我们越远，运动的速度越快，星系间的距离在不断地扩大。
2、现在的宇宙处于不断运动、演化、膨胀中。
3、目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说是大爆炸宇宙理论。大爆炸宇宙理论认为：大约137亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球” 中。大爆炸使宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。
板书设计
人类对宇宙的认识
古代人的宇宙观
盘古开天辟地
上帝创造万物
从地心说到日心说
地心说（托勒密）
日心说（哥白尼）
现代宇宙学说
（宇宙大爆炸论）
证据
内容
§1.1 人类对宇宙的认识
作业布置
1、复习本课时主要内容；
2、完成学案中的“课后练习”；
3、完成作业本中相应练习；
4、预习下一课时主要内容。
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin
