資源簡介

第一章 問題研究 火星基地應(yīng)該是什么樣子教學(xué)設(shè)計
教學(xué)目標：
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，增強科學(xué)精神和創(chuàng)新意識。
2.應(yīng)用“地球的宇宙環(huán)境”等所學(xué)知識，結(jié)合“知識拓展”提供的資料，加深對“行星地球的特殊性”理解，強化環(huán)境保護意識。
3.通過“設(shè)計”火星基地，提高查找、收集、分析資料的能力，增強合作意識，激發(fā)想象力。
課時安排：1 課時
教學(xué)過程：
【導(dǎo)入】直接導(dǎo)入。
在太陽系中火星被認為是除地球外最適合人類居住的星球，從 20 世紀 60年代開始，人類向火星發(fā)射探測器，開啟火星探測之旅。人類能否在火星生存以及怎樣才可能在火星生存？
【討論】討論建立一個火星基地需要滿足哪些條件”問題的研究思路收集資料，了解火星表面的自然狀況。
分析火星基地應(yīng)具備的基本的生命保障條件。
收集資料，了解人類目前在生物圈研究領(lǐng)域的成就。分析火星基地的基本功能，繪制構(gòu)想圖
一、收集資料，了解火星表面的自然狀況。
【教師】收集課本資料 1 火星資料及網(wǎng)絡(luò)資料
【學(xué)生】略。
【活動】指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合課本資料 1 對所收集的資料進行整理?？砂慈缦虏襟E進行。
1.回顧“行星地球的特殊性”，列舉地球上存在高級智慧生命的條件。
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”等維度對火星資料進行歸類。
3.以“好奇號”火星探測的相關(guān)報道為例，對火星資料的來源及其科學(xué)性做出評價。
4.從四大圈層的角度，對火星與地球的自然狀況做出對比。二、分析人類在火星生存的條件
【教師】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：火星上赤道地區(qū)的氣溫與地球南極接近，所以火星大部分地區(qū)都是四季嚴寒的狀態(tài)。
液態(tài)水：嚴寒的氣溫?zé)o法存在液態(tài)水。
惡劣的環(huán)境：火星上還經(jīng)常有非常嚴重的超級大沙塵暴，大風(fēng)也不是人類能直接抵抗的。火星上沒有食物來源，還需要承受住強烈的宇宙射線。
【過渡】盡管目前人類要在火星上無法生存，但隨著技術(shù)的進步，也并非不能實現(xiàn)。如何改造火星不利人類生存的條件以及是否可行，看我國對這一問題的研究。
三、閱讀資料 2“綠航星際”
【提問】1.“綠航星際”實驗平臺為什么要在封閉環(huán)境進行？
2.“綠航星際”實驗平臺在模擬什么？
3.“綠航星際實驗對火星基地的建設(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，減少地面物資補給需求，為人類走向火星打開了新局面。
四、分工設(shè)計
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)等幾個站區(qū)。選擇你感興趣的一個站區(qū)，從形態(tài)、功能、防護等方面提出一個設(shè)計方案。最后畫示意圖，把不同站區(qū)對接起來，形成一個完整的火星基地。
要求：課堂分組，討論并記錄小組可能面臨的問題；課下分小組搜集資料，請教老師、專家等形成完成任務(wù)要求，并形成設(shè)計方案；課堂成果展示。
問題討論：
1．火星是地球的近鄰，表面大氣稀薄，大氣成分以 CO2 為主，晝夜長短接近地球，而晝夜溫差卻超過 100 ℃。幾十年來人類對火星的探測一直沒有停止過，
北京時間 2018 年 11 月 27 日火星探測器“洞察號”在火星著陸，它攜帶的主要儀器有地震測量儀、熱流和物理性質(zhì)探測儀等。下圖為太陽系示意圖。讀圖，完成問題。
火星在圖中的位置可以描述為( C )
A．是銀河系中的一顆恒星 B．位于小行星帶中
C．是太陽系中的一顆行星 D．與金星、木星相鄰
當(dāng)某顆行星恰好運行至地球與太陽之間時，地球上就會看到有一個黑點從太陽圓面通過，這種現(xiàn)象稱為凌日。該現(xiàn)象發(fā)生的最低一級天體系統(tǒng)是( D )
A．地月系 B．河外星系 C．銀河系 D．太陽系
北京時間 2018 年 2 月 7 日 4 時 45 分，美國“重型獵鷹”火箭首飛成功，火箭上搭載了一輛特斯拉跑車。這輛跑車最終目的地將是火星軌道。下圖為特斯拉汽車進入太空軌道示意圖。據(jù)此回答問題。
3．火星與地球同屬于( D )
A．巨行星 B．遠日行星
C．小行星 D．類地行星
4．火星質(zhì)量為地球的 0.11 倍，體積為地球的 0.15 倍，火星上大氣十分稀薄，其北極發(fā)現(xiàn)水呈冰凍狀態(tài)，原因最可能是( B )
A．火星北極引力大 B．火星北極溫度低
C．火星大氣氣壓高 D．火星大氣水汽含量大

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