第一章 演化的自然
第一节宇宙的起源
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【知识与技能】
知道宇宙膨胀的现象和证据;尝试根据证据建立假说;了解大爆炸宇宙论的主要观点。
【科学思考】
宇宙是什么时候、如何形成的?最终又会走向哪里?
【解决问题】
学生根据宇宙膨胀的现象和证据,操作“气球膨胀和黑点运动”的实验,尝试建立大爆炸宇宙论的假说。
【情感与态度】
促使学生形成科学宇宙观,宇宙起源学说是随着科学的发展和人类对宇宙的认识的不断深入而发展和完善的。
要点扫描
【课标解读】
介绍人类对宇宙认识的科学史发展过程、宇宙的起源——大爆炸理论,知道宇宙是均匀的、无边的、膨胀的、激发学生对天文学的兴趣和求知欲,初步树立科学的宇宙观。培养学生分析实验现象的能力,以及依据相应的证据演绎推理科学假说的能力。
【内容分析】
本节内容在教科书第1~5页。教科书首先介绍有关古代人对宇宙的认识,导入本章内容的学习,激发学生的兴趣。接着介绍哈勃对星系光谱研究的成果,建立星系运动模型。教科书还安排了一个学生实验——“气球膨胀和黑点运动”,帮助学生更好地理解星系运动特点,最后根据这些证据建立大爆炸宇宙论的宇宙起源学说。本章的重点和难点是根据星系运动的特点建立星系运动模型。
【学情分析】
学生在宇宙方面的基础知识是很缺乏的,教学过程中也很难找到直观的实验和真实的模型支持,学生理解起来比较困难,但同时学生对未知的宇宙充满了好奇。这节课开始带领学生进入神秘的宇宙,为学生发展想象力和创新精神,提供了广阔的空间。
【学法点拨】
学生在课前应阅读有关宇宙的书籍,如霍金的《果壳中的宇宙》和《时间简史》等,了解一些关于宇宙的信息,激发学生对探索宇宙的兴趣,同时为课堂的发言和提问做好准备。
学生通过交流了解人类对宇宙认识的历程,小组讨论,认识到人类对自然界的认识水平是和当时的科学技术发展水平相适应。
做好“气球膨胀和黑点运动”实验有助于学生对星系运动的正确理解,如果学生讨论后没有的结论时,教师可以适当提示,帮助学生建立假说——大爆炸宇宙论。
【经验介绍】
这部分内容在科学教材中是新增加的,教师本身对宇宙了解得也不是很多,但是学生对宇宙却充满了好奇心,所以学生在课堂上会提出很多意想不到的问题,故教师在上课之前应该收集比较多的资料。但是这部分内容的编写目的仅仅是点拨学生开始对宇宙问题的探索,教学过程中一定要避免过难的专业知识。
教学文档
【教学课时】
共1课时。
【课前准备】
学生:1、阅读霍金的《果壳中的宇宙》或《时间简史》,查找有关宇宙的各种信息;
2、每人准备一个气球,一支黑色的水笔。
教师:阅读霍金的《果壳中的宇宙》和《时间简史》,了解哈勃的星系光谱研究,了解大爆炸宇宙论。
【教学流程】
新闻引入 激发兴趣
教师展示课件,播放新闻。
◆新华网浙江频道8月13日电 依靠手指拨动着轮椅机器前行的霍金,“拨动”了杭州城,“拨动”了长江三角洲,甚至轰动了整个中国——在他到达杭州之前,他的科普名著《时间简史》和《果壳中的宇宙》已在当地连续畅销了好几个星期;印有霍金头像的文化衫,风靡了杭城的大街小巷;8月9日,当他从上海浦东国际机场转道杭州时,媒体热情的“长枪短炮”再一次对准了他;昨天,霍金召开记者见面会,来自沪浙两地的数十家媒体蜂拥而至;8月15日他关于“膜的新奇世界”的公众演讲,成为杭州市民眼下最为期盼的盛事……
请学生谈谈关于霍金的事迹和他的著作,或者谈谈关于宇宙的话题。(学生自由谈话,可以说说你知道的东西,也可以说说你想知道的东西;教师鼓励学生大胆想象,对学生的发言多表扬。)
教师小结学生的发言:千百年来,人类一直在探索宇宙的秘密:太阳的光和热昼夜交替,月亮的柔和与相位变化,满天星斗的旋转循回,寒暑变化的周而复始,流星的出没,日食、月食的奇迹,彗星的来临,天有无边际?天是什么时候、如何形成的?
评论古代 了解发展
教师展示图片,学生讲述:中国古代的宇宙理论——盘古开天。
教师讲述:
藏族的宇宙理论——宇宙万物源于“空”。刚开始时,宇宙是无限的一片“空”,后来发生变化,产生了轻而振荡的“气”。由振荡的“气(风)力”产生了“火”,“火”为热性。风与火触动逐渐产生“风”的尘土,此尘土慢慢增大,并在火的作用下,冷热不均,变冷的出现湿润,由湿润渐生“水”,风、火、水三种元素互相接触,尘土逐渐下降而凝结为“土”。
道家的宇宙理论——道生一,一生二(阴阳两相),二生三,三生万物。万物负阴而抱阳,冲气以为和。
《古兰经》的宇宙理论——“不信者难道不知道吗?天与地原本是连在一起的,而我开天辟地,我用水创造了一切生命,难道他们不信吗?”
《圣经·旧约·创世纪》的宇宙理论——上帝创造