第一节ampnbsp宇宙中的地球

　　第一节 宇宙中的地球
　　教学目标
　　1．用图示说明天体系统的层次，以及地球在宇宙中的位置。
　　2．运用图表资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。
　　3．通过分析地球的宇宙位置及自身条件，理解地球上出现生命的原因。
　　知识结构
　　内容点析
　　1．对天文知识的取舍。谈＂天＂是为了说＂地＂，本节教材涉及了许多天文现象和天文知识，诸如天体、天体系统、九大行星的运动特征和结构特征等，都是围绕＂地＂来展开的。如讲天体系统，是为了从天体系统的层次中，引出地球在宇宙中的位置；讲九大行星，是为了通过比较它们的运动特征和结构特征，证明地球只是宇宙中一颗普通的行星。教材中对天体、天体系统等概念采取了只讲内涵，不加定义的方法，目的是避免过于学术化的倾向，况且这些概念并非地理学的核心概念。
　　2．图1.2和活动1解读。这幅图是＂地球在宇宙中的位置＂的核心图，也可以说是这段内容的图示化表达。从图中可以分析出两层意思：（1）宇宙是一个有序的、有一定层次和结构的物质世界。四幅小图分别代表了不同级别的天体系统；逐层套合的表达方式，展示了它们之间的隶属关系。（2）以地球为中心，从对地月系中地球位置的描述，到太阳系中地球位置的描述，直到银河系、总星系，把地球在宇宙中的位置在不同的宇宙空间尺度上逐一展示了出来。随后安排的活动1，是为了进一步加深对这个主题的理解。活动是完全开放的，鼓励学生根据自己的特点，总结学习收获。如写一段文字、列一个表格、画一幅示意图等，体裁不限。
　　3．关于光年。在描述太阳系与银河系的位置时，出现了＂光年＂一词。教材用脚注的方法对光年作出了简要的解释。我们知道，地球表面两点间的距离通常是用千米来衡量的。但是，地球与恒星之间的距离实在太遥远，所以用千米作为衡量单位就显得太小，于是天文学家用一个叫做光年的单位来度量天体之间的距离。在真空中，光以每秒30万千米的速度传播。1光年就是光在真空中一年内走过的距离，大约是94 605亿千米。目前我们所知道的距离太阳最近的恒星是半人马座的比邻星，距离地球大约4.2光年，即约4 1013千米。而最遥远的恒星离太阳要超过100亿光年。目前，我们能观测到的宇宙大约有200亿光年之遥，这意味着目前观测到的最远的某一天体，它发出的光和电波要经过200亿年才能到达地球。因此，我们现在看到的是它200亿年前的样子。它现在又是什么样子呢？我们还得过200亿年才能知道。
　　4．活动2的设计意图。通过一组活动，让学生分析得出地球是太阳系中一颗普通行星的结论。第一题，在题干部分说明了什么是九大行星的运动特征，然后给出一组图表和问题，让学生研究分析。关于同向性，可以引导学生观察图1.3＂太阳系模式图＂中九大行星自转的方向，很容易得出结论。关于共面性和近圆性，教材提供了表1.1作为分析的依据。大部分行星的轨道倾角小于4 ，说明它们的轨道具有共面性；大部分行星的轨道偏心率接近0，说明它们的轨道形状有近圆性。第二题，在题干部分说明了什么是九大行星的结构特征，然后要求进行分类比较。这两个问题，关键的设问是类似＂地球与其他行星相比，有什么特殊之处？＂这样的问题。
　　5．生命起源的地理分析。生命的起源是一个相当复杂的问题，涉及到许多学科领域，地理课不可能完全解释清楚。教材只是从地球在太阳系中的位置、地球的体积和质量、内部物质变化等方面，说明地球的这些条件可以满足生命出现所需要的温度、大气、液态水等条件。教材还简单说明了海洋的形成，因为现代科学认为海洋是生命的＂摇篮＂。随后安排的
　　活动３，目的是检验对前面学过知识的应用。
　　活动的主题是＂如何在茫茫的宇宙中确定寻找外星人的方向＂。这里所谓的＂方向＂，并不是＂方位＂，而是外星人可能存在的地方。要分析这个问题，需要根据地球上存在生命的条件加以判断。为了引导学生思考，活动中给出了一种思考的线索，并鼓励学生更有创意地思考，允许＂异想天开＂。
　　教学设计建议
　　【引入新课】
　　1．收集一些关于现实发生的天文现象，或是人类探索宇宙行动的报道（如我国载人宇宙飞船的成功发射，美国＂勇气＂号火星探测器的成功着陆等），引发学生对宇宙的关注和兴趣。然后转而衔接到宇宙与地球的关系上。
　　2．从中国古汉语中对＂宇宙＂两个字的定义引入。宇宙，一般当作天地万物的总称。古人云＂上下四方为宇、古往今来曰宙＂。人们把空间称为＂宇＂，把时间称为＂宙＂，用空间和时间表达宇宙的内涵。然后提出问题：宇宙究竟是怎样的呢？它与地球有什么关系呢？
　　3．有条件的学校，还可以组织学生到天文馆、科技馆等参观，获得对宇宙的感性认识。在参观前要拟订学习提纲，有些内容可以安排在这个大课堂中进行。
　　【学习新课】
　　1．对＂地球在宇宙中的位置＂的教学，可以按照＂了解地球所处的宇宙环境，理解天体系统的层次，知道地球在宇宙中的位置＂的线索，设计学习步骤。地球的宇宙环境，学生需要通过一些天文图片来感知。教材中给出了一些图片，分别选择了星云（蟹状星云）、行星（土星）、流星（狮子座流星雨）和彗星（哈雷彗星）的个例，来说明宇宙是由形形色色的天体组成的。师生还可以共同补充更多的天体个例。
　　天体系统的层次，则需要在了解宇宙物质性的基础上，进行理性的分析。关于地球在宇宙中的位置，要围绕＂找＂字设计教学活动。在＂找位置＂的过程中，理解天体是有系统和层次的，同时增加探究的味道。当然，可以按照教科书中＂从小范围到大范围＂地＂找＂，也可以反过来，＂从大范围到小范围＂地＂找＂。
　　2．对＂太阳系中的普通行星＂的教学，主要是采取对比、实证的方法。关于九大行星的运动特征和结构特征，教材安排了两个活动内容。为了方便教师备课，现将相关资料整理如下表，供老师们参考。
　　九大行星的比较数据
　　行 星与太阳平均距离（百万千米）质 量
　　（以地球为1）体 积
　　（以地球为1）平均密度（g/cm3）公转周期自转周期
　　类地行星水星
　　金星
　　地球
　　火星57．9
　　108．2
　　149．6
　　227．90．05
　　0．82
　　1．00
　　0．110．056
　　0．856
　　1．000
　　0．1505．46
　　5．26
　　5．52
　　3．9687．9 d
　　224．7 d
　　1 a
　　1．9 a58．6 d
　　243 d
　　23 h 56 min
　　24 h 37 min
　　巨行星木星
　　土星778．0
　　1427．0317．94
　　95．181316．000
　　745．0001．33
　　0．7011．8 a
　　29．5 a9 h 50 min
　　10 h 14 min
　　远日行星天王星
　　海王星
　　冥王星2870．0
　　4496．0
　　5946．014．63
　　17．22
　　0．002465．200
　　57．100
　　0．0091．24
　　1．66
　　1．5084．0 a
　　164．8 a
　　247．9 a16 h左右
　　18 h左右
　　6 d 9 h
　　3．＂存在生命的行星＂一段教学内容，是学生非常感兴趣的内容，也是极具探索性的内容。地外生命是一个热门话题，要引导学生敢于畅想、求异，但是科学幻想不是完全没有根据的＂乱想＂，地球上出现生命的条件，应该作为一个参照。这一点应该强调。教学形式可以更加开放和生动。例如可以组织主题讨论会、辩论会，也可以写研究计划、小论文等。
　　【部分＂活动＂参考答案】
　　活动2
　　1．（1）相同，都是自西向东。
　　（2）不大，几乎在一个平面上。
　　（3）相同，都接近正圆。
　　（4）地球在公转运动特征方面，与其他几大行星相比没有特殊的地方。
　　2．（1）类地行星体积和质量比较小，如水星的体积约为地球体积的5．62%，质量是地球质量的5%；巨行星体积和质量都很大，如木星的体积约为地球体积的1 316倍，质量是地球质量的318倍；远日行星中天王星、海王星的质量和体积都比较大，冥王星的质量和体积都是最小的。
　　（2）与其他行星相比，地球的质量和体积并不是最大的，也不是最小的。