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文檔簡介

1、宇宙的起源教學設計一、教材分析:本節(jié)內(nèi)容從古代人類對宇宙的認識、宇宙起源的證據(jù)、大爆炸宇宙論三方面介紹宇宙的起源。千百年來,科學家們一直在探尋宇宙是什么時候、如何形成的。直到今天,科學家們才確信,宇宙是由大約150億年前發(fā)生的一次大爆炸形成的。在爆炸發(fā)生之前,宇宙內(nèi)的所存物質(zhì)和能量都聚集到了一起,并濃縮成很小的體積,溫度極高,密度極大,之后發(fā)生了大爆炸。大爆炸使物質(zhì)四散出擊,宇宙空間不斷膨脹,溫度也相應下降,后來相繼出現(xiàn)在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命,都是在這種不斷膨脹冷卻的過程中逐漸形成的。二、學情分析學生通過七年級第三章地球與宇宙的學習已經(jīng)對銀河系,特別是太陽系有了一定的了解,但是

2、書本中對于宇宙卻涉及甚少,只簡單的談到了宇宙由河外星系和銀河系組成,以及通過哈勃太空望遠鏡已經(jīng)測得了距離地球最遠的天體的是130億光年。諸如宇宙有無中心,宇宙有無邊界等問題卻沒有在當時解決,隨著學生科學概念的發(fā)展,這些問題已經(jīng)成為了他們迫切想解決的難題。三、教學目標.知識與技能:了解大爆炸宇宙論的主要觀點;.過程與方法:通過建立星系運動模型,能夠準確說出星系運動的特點;.情感、態(tài)度與價值觀:樹立科學的宇宙觀,以及熱愛科學勇于探索的精神。四、教學重難點重點:星系運動特點和大爆炸宇宙論難點:構建星系運動模型五、教法學法以“學生主體、教師主導”的教學方法,充分發(fā)揮學生的自主能力和創(chuàng)新能力,通過“實驗

3、探究”的學習方法,充分調(diào)動學生的積極性,從而培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。六、教學手段“演示法”和“實驗法”相結(jié)合的啟發(fā)式教學方法七、教具學具多媒體課件、氣球、馬克筆八、教學過程【新課引入】“請大家閉上眼睛,幻想我們正在一艘超級宇宙飛船上,周圍浩瀚無邊的星際,我們試圖要穿梭到宇宙的起點!”(“嘿,伙計們,趕快醒來!振奮人心的時刻就要到來了!我們已經(jīng)旅行到了宇宙的邊緣!”我們在睡夢中被船長激動的大叫聲中驚醒。飛船的前方,一個炫目的光點刺得大家睜不開眼!大家齊聲驚呼:“我們到達宇宙的起點啦!”“趕快系好安全帶!超級飛船變形,加速,穿越宇宙的大爆炸!5,4,3,2,1,出發(fā)!”船長的話音剛落,飛船便一頭扎

4、進了那個耀眼的白點)師:好,請同學們睜開眼睛,那么這“白點”究竟是什么呢?我們今天就來學習一下宇宙的起源?!局R回顧】:銀河系Y其他恒星世界銀河系Y地地月系太陽Y其他行星和衛(wèi)星等河外星系60東部【提問】4:0那么宇宙的概念到底是什么呢北西?部部宇宙2:0宇宙是萬物的總稱,是空間和時間的統(tǒng)一。宇宙是物質(zhì)世界,它處于不斷的運0動第一和季發(fā)度展當中第三,季宇度宙中有上千億的星系,平均每一個星系又有上億的恒星及各類天體。一、古代人類對宇宙的認識【提問】其實,自古以來,人類對于宇宙的探索從未停止過。當然也形成了許多關于宇宙起源的傳說,中國自古流傳著盤古開天地,歐洲也有上帝創(chuàng)造天地和萬物的傳說。那我們先來

5、看一下這兩個傳說。盤古開天地古時候流傳著一個盤古開天地的神話,說的是在天地開辟之前,宇宙不過是混混沌沌的一團氣,里面沒有光,沒有聲音。這時候,出了一個盤古氏,用大斧把這一團混沌劈了開來。輕的氣往上浮,就成了天;重的氣往下沉,就成了地。以后,天每天高出一丈,地每天加厚一丈,盤古氏本人也每天長高了一丈。這樣過了一萬八千年,天就很高很高,地就很厚很厚,盤古氏當然也成了頂天立地的巨人。后來,盤古氏死了,他的身體的各個部分就變成了太陽、月亮、星星、高山、河流、草木等等。這就是開天辟地的神話。上帝創(chuàng)造天地和萬物地球沒有形成以前,世界是一片空蕩虛無的空間。后來,上帝來到這世界,把它分為天地,命令道:“光啊!

6、出來!”于是在黑暗中射出一道光,地球上就有了白天和黑夜。第二天,上帝創(chuàng)造了空氣。第三天,上帝把地上的水聚起來,命令道:“陸地喲,出現(xiàn)吧!”于是陸地誕生了,海形成了。第四天,上帝創(chuàng)造了太陽、月亮和許多伴陪它們的星星。第五天,上帝創(chuàng)造了在天空中飛翔的鳥,創(chuàng)造了在水中生活的魚類。第六天,上帝創(chuàng)造了各種昆蟲、野獸和牲畜,最后,創(chuàng)造了人,讓人來管理世上的一切。第七天,上帝對創(chuàng)造的一切感到非常滿意,把第七天定為圣日,也就是人們所說的禮拜天,上帝休息了?!咎釂枴磕氵€知道其他有關于宇宙創(chuàng)始的神話故事嗎?【討論】古代人為什么會對宇宙的起源形成這樣的認識?古代人對自然界認識的水平與當時的科技發(fā)展水平相適應;古人樸

7、素的自然觀和了解宇宙的共同愿望。二、宇宙起源的證據(jù)講述:神話畢竟是神話。近現(xiàn)代的科學家們用先進的科學技術,對宇宙起源做了深入的研究,發(fā)現(xiàn)了許多關于宇宙起源的證據(jù)。最重要的發(fā)現(xiàn)-美-國-天文學家哈勃的發(fā)現(xiàn)?!咎釂枴繛榱朔奖愦蠹依斫?,我們先來聽一個聲音,看看大家能否從這個聲音中獲取什么信息?(多普勒效應)【討論】從剛才的聲音當中,你能否判斷出這輛騎車到底是怎么運動的呢?騎車由近到遠【總結(jié)】沒錯,是不是騎車離我們越來越近的時候他的汽笛聲音變的尖細,騎車離我們遠去時,汽笛聲變的低沉呢?【講述】其實不僅聲波有這樣的特性,光波也有。而且天文學家發(fā)現(xiàn)遠星系光譜線會隨著它離我們距離的遠近而有規(guī)律地變化。離開我

8、們而去的恒星發(fā)出的光線的光譜向紅光光譜方向移動(紅移)。反之靠近我們的恒星的光線的光譜會向藍光光譜方向移動(藍移)騎車恒星靠近高亢藍移遠離低沉紅移【講述】哈勃在此基礎上,通過對星系光譜的研究發(fā)現(xiàn)了所有的星系都是遠離我們而去的1A星系間的距離在不斷擴大星系離我們越遠,他的退行速度越快具體如何理解1、2兩句話呢?其實今天老師帶來了一個,讓大家來感受下【討論】所有的星系都在離我們而去,是不是能夠說明地球就是宇宙的中心?不能,對于任何一個星系,其他星系都在離它遠去,所以不能說明地球就是宇宙的中心。對于第二句話的理解我們可以模擬小車甲、乙。小車甲1以米每秒的速度勻速直線運動,小車乙呢,他剛開始也是1米每

9、秒,但是他是加速運動的,設他的加速度是1米每二次方秒,那么他第一秒的時候速度就變成了2米每秒,第二秒的時候變成了米每秒,以此類推那么隨著時間的推移小車乙是不是速度越來越快,那么兩車間的距離是不是也就越來越大了。反過來說兩車間的距離越大,小車乙是不是運動的速度越快呢?對于星系運動的特點我們也可以構建一個氣球模型。【實驗】.準備一只氣球,在其表面畫上一些小圓點。.用打氣筒持續(xù)地向氣球充氣,使氣球不斷地膨脹。.觀察氣球在膨脹過程中各個小圓點間距離的變化。.分析各小圓點間距離變化的原因。隨著氣球越來越大,黑點間的距離也(學生補充)說明宇宙處于不斷膨脹之中。(把氣球的氣放掉)也就是說假如時光倒退,宇宙中

10、的星系就會聚集在一起,這就是著名的大爆炸宇宙論。大爆炸宇宙論也是目前被人們廣為接受的一種宇宙起源學說。三、大爆炸宇宙論大爆炸宇宙論:大約15億0年前,我們所處的這個宇宙全部以粒子的形式、極高的密度和溫度,被擠壓在一個“原始火球”中。宇宙就是在這個大火球的爆炸中誕生的。爆炸引起宇宙的膨脹一直延續(xù)至今,仍將不斷延續(xù)下去。但是對于大爆炸之前,宇宙又是什么,科學家也沒有統(tǒng)一的定論。注:大爆炸是沒有中心的爆炸,也就是說任何一個地方都有可能會發(fā)生爆炸?!鹃喿x】我們把宇宙演化簡史列成下面的表格:時亥U大爆炸后的溫度宇宙溫度下降到密度宇宙密度下降到水密度的倍數(shù)宇宙內(nèi)容物秒光子、電子、正電子、中微子、反中微子和

11、少質(zhì)子及中子,它們都處在熱平衡中,量秒光子、電子、正電子、中微子、反中微子和質(zhì)及中子但質(zhì)子數(shù)要增加一些,占質(zhì)子與中子,數(shù)的)它們都處在熱平衡中好總秒中微子和反中微子脫離熱平衡在質(zhì)子和中子的總數(shù)中質(zhì)子占秒電子和正電子脫離熱平衡質(zhì)子占質(zhì)子與中子總數(shù)的分秒形成氦原子核宇宙中幸存的中子全部被結(jié)合:氦原子核中質(zhì)子占質(zhì)子與中子總數(shù)的到分秒光子、中微子、反中微子、少量電子、氫原子核、氦原子核,不再處在熱平衡萬年宇宙從輻射為主轉(zhuǎn)向以實物為主萬年電子和原子核結(jié)合成為原子億年太陽誕生億年地球上出現(xiàn)生命【討論】請你預測下宇宙的將來怎么樣?宇宙會永遠的膨脹下去;宇宙膨脹到一定的程度會塌縮而在大擠壓中終結(jié)。閱讀:霍金宇

12、宙之迷的探索者史蒂芬霍金年月日出生于英國的牛津,那一天剛好是伽利略逝世周年紀念日。童年的霍金熱衷于搞清楚一切事情的來龍去脈,他提出黑洞理論和宇宙無邊界的設想成為現(xiàn)代宇宙學的重要基石?;艚鸬挠钪鏌o邊界設想:一、宇宙是無邊界的,它沒有外面。二、宇宙不是可以任意賦予初始條件或邊界的一般系統(tǒng)。中國主要有:蓋天說、渾天說、宣夜說,并稱為“論天三家”蓋天說是中國古代最早的一種宇宙結(jié)構學說。這一學說認為,天是圓形的,像一把張開的大傘覆蓋在地上,地是方形的,像一個棋盤,日月星辰則像爬蟲一樣過往天空,因此這一學說又被稱為“天圓地方”說。渾天說引是我國古代的一種宇宙學說。由于古人只能在肉眼觀察的基礎上加以豐富的想像,來構想天體的構造。渾天說最初認為:地球不是孤零零地懸在空中的,而是浮在水上;后來又有發(fā)展,認為地球浮在氣中,因此有可

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