第一章問題探究火星基地應(yīng)該是什么樣子教學(xué)設(shè)計(jì)高一地理人教版

《問題研究火星基地應(yīng)該是什么樣子》教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析:本節(jié)內(nèi)容為第一章最后一部分的問題研究是在學(xué)生學(xué)過前四節(jié):第一節(jié)地球的宇宙環(huán)境，第二節(jié)太陽對(duì)地球的影響，第三節(jié)地球的歷史，第四節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)后進(jìn)行的一次整體的問題研究。學(xué)生可以通過地球的宇宙環(huán)境，太陽對(duì)地球的影響等但所學(xué)知識(shí)來結(jié)合知識(shí)擴(kuò)展提供的資料。對(duì)于地球存在生命特殊性的理解，以此來分析火星基地應(yīng)該是什么樣子。這是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次靈活運(yùn)用，在現(xiàn)實(shí)生活中的一次具體問題分析，對(duì)學(xué)生的思維遷移能力起到促進(jìn)作用。2.教學(xué)目標(biāo)：1.了解火星表面的自然狀況，探究人類定居火星的條件與風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)。2.應(yīng)用“地球的宇宙環(huán)境”等所學(xué)知識(shí)，結(jié)合“知識(shí)拓展”提供的資料，加深對(duì)“行星地球的特殊性”理解，強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)意識(shí)。3.通過“設(shè)計(jì)”火星基地，提高查找、收集、分析資料的能力，增強(qiáng)合作意識(shí)，激發(fā)想象力。3.課程性質(zhì)：高一新課4.教學(xué)重點(diǎn)：了解火星表面的自然狀況、火星適宜人生存的條件5.教學(xué)難點(diǎn)：火星適宜人生存的條件6.教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件7.教學(xué)方法：小組討論法問題分析法8.課時(shí)安排：1課時(shí)9.教學(xué)過程：【導(dǎo)入】假設(shè)，科學(xué)家預(yù)測(cè)在若干年后，將有一次超大太陽風(fēng)暴席卷地球。地球面臨毀滅的危險(xiǎn)，各國宇航局紛紛開啟了大規(guī)模的人類火星移民計(jì)劃。在座的各位都是來自各個(gè)領(lǐng)域的精英，作為第一批即將登上火星的探索者，肩負(fù)著火星基地建設(shè)這偉大的使命。講述:各位同學(xué)正在前往火星的飛船上，在到達(dá)火星之前，請(qǐng)同學(xué)們先來了解一下未來，我們將生活的星球，火星又名熒惑星是太陽系中從內(nèi)向外，第四顆行星是除金星之外距離地球最近的一顆行星。他在西方叫做戰(zhàn)神，就是因?yàn)樗鸺t的顏色。他地表干旱荒蕪，鋪滿沙礫。北方是較為年老的高原布滿隕石坑，南方是年輕的高地。兩級(jí)具有較厚的冰蓋，沒有液態(tài)水，土壤中具有少量的水分。【活動(dòng)1】對(duì)火星有一個(gè)基本的了解之后，請(qǐng)同學(xué)們思考。根據(jù)必修一，第一章第一節(jié)宇宙中的地球中，我們學(xué)過地球存在生命的條件具有穩(wěn)定的太陽光照，安全的宇宙環(huán)境，這兩個(gè)外因還具有具有液態(tài)水，適合生物生存的大氣，有著適宜的溫度這三個(gè)內(nèi)部因素。再根據(jù)老師展示的地球和火星的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)照表。分析火星適宜人類生存的條件，以及不適應(yīng)人類生存的條件。小組討論并結(jié)束后，向全班同學(xué)匯報(bào)。指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合課本資料1對(duì)所收集的資料進(jìn)行整理?？砂慈缦虏襟E進(jìn)行。1.回顧“行星地球的特殊性”，列舉地球上存在高級(jí)智慧生命的條件。2.從“火星在太陽系中的位置”、“火星體積與質(zhì)量”、“火星大氣”、“火星水”、“火星土壤”等維度對(duì)火星資料進(jìn)行歸類。3.以“好奇號(hào)”火星探測(cè)的相關(guān)報(bào)道為例，對(duì)火星資料的來源及其科學(xué)性做出評(píng)價(jià)。4.從四大圈層的角度，對(duì)火星與地球的自然狀況做出對(duì)比。學(xué)生匯報(bào)：火星適宜人類生存的條件，例如自轉(zhuǎn)周期與地球相近，有大氣層，有大量的水。有相對(duì)安全的宇宙環(huán)境和穩(wěn)定的太陽光照。也有不適宜人類生存的條件，例如大氣層較稀薄，處于半失重狀態(tài)。大氣層中的大氣成分以二氧化碳居多，不適宜人類呼吸有著強(qiáng)腐蝕性的火星城。1/4的時(shí)間都具有的沙塵暴。未知的火星病毒。沒有液態(tài)水。二、分析人類在火星生存的條件【活動(dòng)2】分組研究并討論。第一組分析火星適宜人類生存的條件。第二組分析火星不適宜人類生存的條件。第三組討論是否適宜的判斷依據(jù)是什么。共同探討如何“改造”火星，使得人類可以在火星生存。提示學(xué)生可以從整體上改造火星，而非僅僅建設(shè)“火星基地”?？梢赃m當(dāng)介紹“外星環(huán)境地球化”等火星改造計(jì)劃。【學(xué)生】展示成果【小結(jié)】適宜的條件，如火星也是圍繞太陽運(yùn)行、繞軸自轉(zhuǎn)的行星，火星到太陽的距離與地球接近，宇宙環(huán)境安全，有大氣層，有大量的水等。不適宜的條件：大氣：火星的大氣層極薄，這就意味著航天器在火星表面下降的過程中，空氣阻力在減速上不會(huì)起到多大作用，這也意味著火星上缺乏供人類呼吸的氧氣。溫度：火星上的平均氣溫華氏零下52度，冬天兩極的溫度，更是低到華氏零下225度，所以火星大部分地區(qū)都是四季嚴(yán)寒的狀態(tài)。液態(tài)水：嚴(yán)寒的氣溫?zé)o法存在液態(tài)水。惡劣的環(huán)境：火星上還經(jīng)常有非常嚴(yán)重的超級(jí)大沙塵暴，大風(fēng)也不是人類能直接抵抗的?；鹦巧蠜]有食物來源，還需要承受住強(qiáng)烈的宇宙射線。【活動(dòng)3】讀圖表分析討論。分析討論在火星上最適宜種植的糧食作物是什么？【講解】火星表面的平均溫度是攝氏62度的超低溫。不過在最暖和的赤道地區(qū)，溫度是能夠達(dá)到8攝氏度的。如果人類能夠通過"火星大棚"進(jìn)行種植，那么土豆無疑是最容易適應(yīng)并存活的植物。從火星土壤條件看也支持選擇土豆。2008年5月NASA的鳳凰火星登陸者對(duì)火星土壤進(jìn)行了分析。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)火星土壤其實(shí)和地球土壤差別不是很大。問題在于火星土壤中有0.6%含量的高氯酸鹽這種鹽能打亂人的新陳代謝。土豆對(duì)高鹽土壤的適應(yīng)性也是很好的。【過渡】盡管目前人類要在火星上無法生存，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，也并非不能實(shí)現(xiàn)。視頻展示“美國宇航局2019年火星基地設(shè)想大賽獲獎(jiǎng)視頻”，展示美國各個(gè)研究機(jī)構(gòu)對(duì)于火星基地建設(shè)的設(shè)想。如何改造火星不利人類生存的條件以及是否可行，我國對(duì)這一問題的有怎樣的研究呢？三、閱讀資料2“綠航星際”【活動(dòng)4】1.“綠航星際”實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為什么要在封閉環(huán)境進(jìn)行？2.“綠航星際”實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在模擬什么？3.“綠航星際實(shí)驗(yàn)對(duì)火星基地的建設(shè)能提供哪些參考？【講解】火星表面環(huán)境惡劣，人類很難生存，或許可以嘗試在密閉的人造環(huán)境張生存。封閉環(huán)境內(nèi)的大氣、水和食物的循環(huán)再生，恰好就是在模擬地球表層大氣圈、水圈、生物圈。如火星并不具備人類生存的條件，可以嘗試制造人造可循環(huán)的封閉環(huán)境，“綠航星際”基于生態(tài)學(xué)原理實(shí)現(xiàn)封閉環(huán)境內(nèi)的大氣、水和食物的循環(huán)再生，建立適合人類長期駐留的生命和健康保障體系，減少地面物資補(bǔ)給需求，為人類走向火星打開了新局面。四、分工設(shè)計(jì)假設(shè)火星基地分為登陸區(qū)、居住區(qū)、科研區(qū)、能源區(qū)等幾個(gè)站區(qū)。選擇你感興趣的一個(gè)站區(qū)，從形態(tài)、功能、防護(hù)等方面提出一個(gè)設(shè)計(jì)方案。最后畫示意圖，把不同站區(qū)對(duì)接起來，形成一個(gè)完整的火星基地。要求：1.課堂分組，討論并記錄小組可能面臨的問題；2.課下分小組搜集資料，請(qǐng)教老師、專家等形成完成任務(wù)要求，并形成設(shè)計(jì)方案；3.下節(jié)課課堂成果展示。五、課堂小結(jié)回到現(xiàn)實(shí)中，我們沒有超強(qiáng)的太陽風(fēng)暴來襲，沒有可怕的宇宙外部因素迫使地球人類遷移。但是隨