第六册：第一章演化的自然

第六册：第一章演化的自然

第一节宇宙的起源

教学目标：

1、了解人类对宇宙的认识

2、知道宇宙膨胀的现象和证据

3、尝试根据证据建立假说

4、了解大爆炸宇宙论的主要观点

教学重点与难点

了解宇宙大爆炸的主要观点

教学建议：

1、尽可能多的学习宇宙学的知识掌握更多的证据与理论

给人一杯水，自已要有一桶水。虽然这个观点已受到批判，认为是注入式的教学。但在第一单元1——3节的教学中，教师最缺乏的是背景知识，如果只有课本的知识（只了解支持大爆炸理论的红移现象，根本无法应对学生的质疑，所以教师教学之前必须有充足的知识储备。）要帮助学生认可宇宙大爆炸的观点，教师还需了解；（1）星系红移现象

（2）宇宙微波背景辐射（3）古老天体的时标（4）宇宙中氦元素的丰度（5）宇宙大爆炸后的演化（6）宇宙的将来

2、尽可能多的运用视频、动画与图片帮助学生了解；（如宇宙大爆炸的证据与演示）

3、尽可能的降低知识的难度；教学目标中强调只要知道宇宙膨胀的现象和证据；了解大爆炸宇宙论的主要观点，因此教学后只要学生认可宇宙是由爆炸产生，宇宙在膨胀，能够复述大爆炸的主要观点即可。

4、尽可能的给学生以想像的空间，允许学生建立各种模型。如对于宇宙的过去与将来，学

生认为黑洞是通向另一个宇宙通道；另一个宇宙从黑洞的大爆炸开始。或者有的学生受人类对地球形状认识的影响，更为虚无的认为人类永远无法认识宇宙，直到有一天人类跳出宇宙才能较准确的认识宇宙也可。

教学过程：

一、关于宇宙起源的传说

1、盘古开天辟地说（中国古代神话）

2、宇宙稳态理论：宇宙是无边无际的，除了一些细微部分外，基本没有什么变化。宇宙不需要一个开端或结束。物质总是以恰当的速度不断创生着，这一创生速度刚好与因膨胀而使物质变稀的效果相平衡，从而使宇宙中的物质密度维持不变。这种状态从无限久远的过去一直存在至今，并将永远地继续下去。（托马斯。戈尔德；赫尔曼。邦迪；弗雷德。霍伊尔于20世纪40年代提出）

3、宇宙大爆炸理论

学生也会提出来。但学生往往无法说出大爆炸理论的证据。因此，通过阅读材料，引导学生了解大爆炸理论的形成与证据。

二、宇宙的演化

既然宇宙是由于大爆炸产生的，则大爆炸在什么时候发生，大爆炸后又发生了什么，今天的宇宙是怎样的。

宇宙既然有过去就一定会有将业。宇宙的将来是由现在观测到的宇宙中物质的多少——正确地说是由现在观测到的宇宙密度决定的。宇宙密度越大，宇宙的引力就越强。如果宇宙密度大于4.5×10-27kg·m-3（大约每立方米三个中子或质子），宇宙的膨胀会由于引力的作用而停下来，转而开始收缩，最终回到高温高密的状态。如果宇宙密度小于或等于4.5×10-27kg·m-3，宇宙将永远膨胀下去，宇宙的温度也将越来越低，最终消亡在接近绝对零度

的冷寂世界中。

遗憾的是直到今天，科学家还无法给出宇宙密度的确切数值。现在观测到的宇宙密度虽然不大，但是宇宙中还存在我们无法看见的各种各样暗物质，所以宇宙密度的数值可以比目前测量值大。不过，在20世纪的最后两年里，科学家发现宇宙不仅在膨胀，而且是在加速膨胀，因此宇宙很有可能永远膨胀下去。

教学反思：

第2节太阳系的形成与地球的诞生

教学目标：

1、知道托勒密的“地心说”和哥白尼的“日心说”宇宙体系

2、大致了解地心说与日心说的历史进步性与局限性

3、了解太阳系形成的主要学说——星云说

4、了解科学假说的时代局限性

5、感悟科学家科学探究的历程

教学重点：

地心说与日心说；太阳系形成的主要学说——星云说

教学建议：

1、教学让学生搜集资料，讨论“（1）什么是地心说？（2）为什么地心说统治了人类1300多年？（3）地心说有什么不足？（3）日心说如何解决这一问题的？（4）日心说的主要观点？（5）日心说是否正确？”（资料从托勒密到哥白尼）

从而使学生在讨论过程中体悟到地心说与日心说的历史进步性与局限性

2、通过图片与视频展示太阳系行星绕太阳公转的三个特征：同向性、近圆性、共面性。也就是说，太阳的九大行星都是自西向东绕太阳公转；它们的公转轨道基本上近于圆形的，同

时这九大行星的公转轨道基本上在同一个平面上。

然后引导学生讨论：这三方面的特征对太阳系各大行星的起源产生什么样的启示？

注意：讨论时学生能说几种就几种，不要拓展，太难、面太广；若学生无法讨论则直接到下面教学（星云说；灾变说；慧星碰撞说；陨星说；宇宙星云说；双星说；行星平面说；卫星说等）

从而使学生感悟科学家科学探究、建立假说的过程、也认识到假说的不确定性。

教学过程：

一、从托勒密到哥白尼（地心说与日心说的历史进步性与局限性）

早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德就已提出了"地

心说"，即认为地球位于宇宙的中心。公元140年，古希腊天文学

家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》，在总结前人工作的

基础上系统地确立了地心说。根据这一学说，地为球形，且居于宇宙中心，静止不动，其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象，又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义，因而流传时间长达1300余年。

早在两千多年前，古希腊天文学家阿里斯塔克就已提出了朴素的"日心说"。他指出，太阳位于宇宙中心静止不动，地球则绕着太阳运动，同时又绕轴自转。可惜由于科学水平的限制，这一天才的思想未能为人们所认识。直到中世纪末，由于用托勒密地心体系推算出来的行星位置与实际天象的观测结果不符，人们才开始怀疑地心说的正确性。1543年，波兰天文学家哥白尼在他的不朽名著《天体运行论》中系统地提出了日心说。在他阐释的日心体系中，太阳居于宇宙的中心，地球和其他行星沿着圆形轨道绕太阳运行。这样一来，托勒密地心体系中需要用极为复杂的运动图象来解释行星运动天象的烦琐的工作一下子变得十分简