11.3 探索宇宙 教案

探索宇宙
【教学目标】
知识与技能：1.了解人类探索太阳系及宇宙结构的历程
2.知道人类对宇宙的探索将不断深入
过程与方法：讲授法、模型法、分组讨论、查阅法、归纳法
情感态度价值观：关注探索宇宙的一些重大活动
【教学重点】对宇宙的了解
【教学难点】通过人类对宇宙探索历程的展示，培养学生对科学的追求、认识宇宙的科学态度、探索宇宙的科学精神
【教学板书】
探索历程
浩瀚星空
幻想与追求
【重难点突破】
在一节课上要想浓缩人类对宇宙的探索历程是远远不够的，所以需要提供足够的外延给学生后续自主了解，也需要课前分组查找资料。
怎么展示人类对宇宙的探索
以时间轴为主线、地球为基点，介绍人类对宇宙的探索进步之路。着重科学思想、科学手段、科学工 具、科学模型的简介。穿插学生收集文献总结出来的简短报告。
怎么培养学生对科学的追求
------------还有哪些未知领域（黑洞、奇点、虫洞、大脑、力的实质、量子力学）号召同学们继续探索
------------对此我们有什么样的异想天开（穿越时空、流浪地球、建立空间站、寻找其它家园、 失 去身体却可以保存记忆和元素再生再启动自造人类不管超星星如何爆炸我们被喷到宇宙的 哪个角落，只要时机成熟，自启动自我造物繁衍意识形态。）
------------提供某些领域可去查找的文献、视频（《自然哲学中的数学原理》牛顿、《宇宙简史》霍金、 《星际穿越》、2000年中国科普片“宇宙与人”，2010美国“与霍金一起了解宇宙”）
3、培养什么样的科学态度、精神
在展示介绍宇宙的过程中穿插挑战权威、不一样的观点、前仆后继去寻找证据的实例（哥白尼、伽利略挑战宗教权威，地心说与日心说、静态宇宙和非静态宇宙观、广义相对论的践行者和多地共同发现引力波和国际项目观测黑洞）
【教学过程】
课前准备：学生收集资料。自选一组感兴趣的内容，收集资料，课后组内交流，形成1页框架图或300字内的总结报告，推举一人准备发言。
A、黑洞组。回答“用一句话描述什么是黑洞？”
B、探索工具组（如数学工具、实体工具等）。回答“人类现在探索宇宙的工具有哪些？”
星星组。回答“星星分哪些类”
航天事业发展组：（如第一颗人造卫星、第一次登上月球）回答“人类现在的航天事业发展现状”
引入：同学们知道当下人类对宇宙的认知都有哪些吗？那你知道这些认知都是怎么发展起来的吗？我们今天一起来了解人类是如何探索宇宙的。
一、探索历程
时间轴
代表人物
理论观点
证据
备注
公元前
亚里士多德
地球是圆的
他领悟月食圆影
模拟演示月食、地圆模型
海平面船身先消失
希腊人发现北极星两极有视位置差异
估计了地球周长
11世纪
宋朝天文学家
记录看到了一次超新星爆发
19世纪拍到了蟹状星云
16世纪
哥白尼
日心说
伽利略观测到木卫星
挑战权威公元2世纪托勒密地心说
17世纪
伽利略
不是所有天体都绕地球运动
观测到木卫星
法庭对他进行了审判
开普勒
行星椭圆轨道
与观测结果相符
牛顿
《自然哲学的数学原理》
用数学公式准确描述了物体在空间和时间中运动规律
万有引力定律
哈雷用其准确预言下一次哈雷彗星出现的时间。以及海王星
20世纪
爱因斯坦
广义相对论
研究物质在空间和时间中如何进行引力相互作用的理论
史瓦西
用广义相对论得到一种黑洞解
科学家发现了第一个天鹅座黑洞
广义相对论践行者
多国组成的事件视界望远镜EHT2019年首张黑洞照片
费里德曼
通过假设与计算提出了非静态的三种宇宙膨胀模型
哈勃发现宇宙在膨胀
彭齐亚斯和威尔逊设计了微波探测器证实了他的第一个猜想
钱德拉塞卡
用广义相对论和泡利不相容原理证明了某类恒星的归宿预言了白矮星
第一次观测到天狼星的伴星是一颗白矮星
广义相对论践行者
哈勃
银河系不是整个宇宙
拍到26W个星系图
宇宙正在膨胀
哈勃望远镜观测结果
外星系恒星光谱红移现象
奥本海默
建立了朗道预言的中子星模型
半世纪后某学生观测到了第一颗中子星获得诺贝尔奖
广义相对论践行者
气球模拟宇宙
彭罗斯与霍金
黑洞中存在一个奇点
？
霍金
宇宙起源于大爆炸奇点
？
提出宇宙无边界模型
？
将广义相对论与量子力学结合提出黑洞辐射、黑洞蒸发
多国组成的事件视界望远镜EHT2019年首张黑洞照片
基普索恩
建立LIGO探测引力波项目
2015年两台探测器同时测到
提出虫洞与时间旅行观点
？
二、浩瀚星空
恒星的演化
161290160020星际云
引力 收缩
原恒星：氢→氦→碳→···→铁聚变
31788109906023806151066801487170104775607060102235主序星 0 0.08Ms 0.5Ms 8Ms
棕矮星 红矮星 黄矮星 蓝色恒星
1765300168275（失败） （比邻星） (太阳） （手枪星）
↓ ↓
441769583820286448586995 红巨星 星云 红超巨星→超新星 星云
427863020320↓ ↓
白矮星 中子星 黑洞
三、幻想与追求
提问：粗浅的了解了人类对宇宙的认识之后，你有没有对未来产生什么样的幻想？或者说追求？
老师我的幻想与追求是这样的...
结束语：最后配上宇宙尺度视频，配上展望未来的旁白。
21世纪，发现引力波、拍到黑洞是一个良好的新开端。虽然在21世纪，我们又损失了一位科学牛人霍金，但未来大批的物理学家们还将追随着爱因斯坦、霍金等人的脚步，继续探索未知的宇宙。
同学们，未来的宇宙属于你们，掌握在你们手中，让我们携手实现中华民族伟大复兴的中国梦！