資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 科學 年級 九年級 學期 春季
課題 人類對宇宙的認識
教科書 書 名：九年級科學下冊教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2014年12月
教學目標
1. 科學觀念：認識地球所處的宇宙環境；知道宇宙是有起源的、演化的；列舉宇宙膨脹的現象和證據，能闡述大爆炸宇宙論的主要觀點。 2. 科學思維：能用建模的思想，嘗試根據星系紅移等現象建立假說。 3. 探究實踐：能用氣球建立星系運動模型，橡皮繩模擬星系移動速度來類比宇宙的膨脹。 4. 態度責任：從地心說到日心說的發展以及宇宙起源的多種學說，體悟科學家追求真理的精神，以及強化以事實為依據做出判斷的科學態度。
教學內容
教學重點： 1. 認識宇宙的起源和演化歷史。
2. 構建現代宇宙觀的基本模型。
教學難點： 1. 構建現代宇宙觀的基本模型。
2. 了解地心說和日心說無法解釋的自然現象，體驗人類認識宇宙的過程。
教學過程
一、聚焦中心問題 展示宇宙的圖片，請學生用一些詞來形容現在的宇宙，并且調取學生已知的關于宇宙的認識。 提問：那么宇宙是否從誕生就是這樣的？如果不是，宇宙的過去是怎么樣的？是否還在變化？未來又會發展演化成什么樣？ 二、中國古代人對宇宙的探索 過度：從人類誕生起就開始思考宇宙的誕生。古代人對此也做出了自己的猜想。 教師按時間線闡述中國古代人對宇宙誕生和宇宙存在形式的猜想。 神話故事：盤古開天辟地——對宇宙起源的猜想 戰國時期：蓋天說——宇宙存在形式的猜想 漢代張衡：渾天說——宇宙存在形式的猜想 提問：如何評價中國古代人對宇宙的認識探索？ （用想象來解釋宇宙，缺乏證據；積極探索真理，不斷修正改進） 三、地心說-日心說 同時闡述地心說和日心說，將兩種學說的觀點進行橫向比較，尋找不同之處。 展示地心說無法解釋的現象 教師展示地心說和日心說提出以及被廣泛接受的時間線，結合上述地心說無法解釋的現象 提問：1.地心說有那么多無法解釋的現象，為什么能統治1500年？ 2.日心說為什么經過一個世紀才被人們接受，中間經歷了什么？ （地心說與基督教關于天堂、人間、地獄的說法吻合，得到了占統治地位的教廷的支持。日心說否定了基督教上帝創造一切的教義，挑戰了神權統治，遭受教會打壓。） 教師講述日心說被接納過程中兩個重要人物所作出的貢獻——布魯諾和伽利略。 隨后提問：如何評價伽利略、布魯諾為代表的科學家們對日心說的捍衛？ （伽利略用充分的證據來證明地心說的不合理，為日心說被廣泛接受作出巨大貢獻。說明我們構建宇宙觀是需要建立在觀測證據智商之上的。 同時科學的發展是不斷修正的過程，我們要敢于質疑，追求真理，不懼付出與犧牲。） 四、現代宇宙學說 過度：科學是不斷修正的，我們站在證據的基礎上要敢于質疑。 引導學生聚焦日心說的最后一條：3.恒星位于最外面的天球，它們之間的相對位置保持不變。 提出新證據“星系紅移”來對其提出挑戰，激發學生的認知沖突。從而教師提出新觀念：以科技來獲取證據。 教師補充科技發展下為我們探索宇宙提供新工具：1.形體運動速度測量（光譜線的發現，多普勒效應）2.天體絕對距離測量（變星的發現，造父變星） 播放多普勒效應的現實情境（摩托車靠近音調變高，摩托車遠離音調變低） 用模擬動畫解釋多普勒效應：靠近時聲波被壓縮，頻率變大音調變高。 教師講述：光也是一種電磁波，所以光波也有類似的現象，利用這一點對星系距離進行測量。 從而提出哈勃經多年的觀察和測量提出的哈勃定律： 所有的星系都在遠離我們而去； 星系離我們越遠，它的退行速度越快； 星系間的距離在不斷擴大。 【模擬實驗】 通過模擬實驗來理解哈勃定律以及構建現代宇宙學生——大爆炸宇宙模型。 提問：為什么大爆炸學生被廣泛接受？ 再次強化科學需要建立在證據的基礎上。 五、總結——科學無止境 總結今天的學習過程就是如圖所示的環節， 提出：大爆炸宇宙學說還存在無法解決的問題，比如宇宙的未來？ 膨脹后會不會坍縮？ 總結人類對宇宙探索還沒有停止。新證據可能有新學說。作業練習
課程基本信息
學科 初中科學 年級 九年級 學期 春季
課題 人類對宇宙的認識
教科書 書 名：九年級科學下冊教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2014年12月
學生信息
姓名 學校 班級 學號
作業練習
1．提出黑洞理論和無邊界設想的科學家是（ ） A．哈勃 B．霍金 C．伽利略 D．哥白尼 2．熱大爆炸宇宙論認為宇宙處于不斷地膨脹之中，所有的星系都在遠離我們而去，離我們越遠的星系，退行越快。若在我們所在的星系1觀測，如圖1中能類比宇宙膨脹的是(箭頭方向和長短分別表示運動方向和快慢)( ) A． B． C． D． 3．中國古代流傳著“開天辟地”的神話，下列對該神話的說法正確的是( ) A．這是一個科學假設 B．它能科學地解釋宇宙起源 C．它采用了宇宙膨脹的觀點 D．它既是神話，也反映了人類對宇宙起源進行探究的思想 4．宇宙膨脹的證據、星系運動的特點的發現是通過對下列哪項的研究得出的( ) A．太陽系天體運動 B．星系光譜 C．銀河系 D．恒星光譜 5．關于宇宙的將來，下列說法中正確的是(　　) A．宇宙的將來一定是永遠膨脹下去 B．宇宙的將來一定是收縮塌陷的 C．宇宙的將來可能是永遠膨脹下去，也可能是收縮塌陷的 D．宇宙的將來和現在一樣沒有什么變化 6．“地心說”宇宙體系在科學發展史上的作用是（　　） A．認識到地球是宇宙的中心 B．打破了“天圓地方”的宇宙觀，建立了宇宙空間的觀念 C．發展了“日心說”宇宙體系 D．人造衛星拍攝的地球照片 7．“日心說”宇宙體系學說在科學發展史上的作用主要是(　　) A．認識到太陽是宇宙的中心 B．肯定了“地心說”宇宙體系學說 C．闡明天體運行現象，為認識太陽系奠定了基礎 D．開創了對天體的觀察研究 8．下列有關熱大爆炸宇宙論的說法正確的是(　　) A．熱大爆炸宇宙論是科學家通過科學觀察和研究得出的一個科學結論 B．熱大爆炸宇宙論是科學家通過科學觀察發現的一些自然現象所建立的假說 C．因為宇宙在不斷膨脹的事實為熱大爆炸宇宙論提供了有力證據，所以熱大爆炸宇宙論已經說明了宇宙起源的事實 D．熱大爆炸宇宙論和牛頓第一定律一樣是科學定律 9．如圖2所示為熱大爆炸宇宙模型中宇宙半徑、溫度與時間之間的關系，從圖中可以看出(　　) ①隨著宇宙半徑的增大，宇宙溫度在降低 ②隨著宇宙半徑的增大，宇宙溫度在升高 ③宇宙在不斷膨脹 ④宇宙在不斷收縮 A．①④ B．①③ C．②④ D．②③ 10．現代宇宙論最重要的證據是（　　） A．霍金提出的黑洞理論 B．所有的星系都在遠離我們而去，星系離我們越遠，它的退行速度越快 C．古代“上帝”創造的宇宙以及其中的萬物 D．氣球充氣后不斷膨脹，氣球上各個小圓點間的距離不斷變大 11．宇宙是廣袤空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質的總稱。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。 （1）目前被人們廣泛接受的宇宙起源學說是　 　，該理論的重要證據為　 　。 （2）科學家觀察發現宇宙處于不斷的膨脹中， 所有的星系都在遠離我們而去，離我們越遠的星系，退行越快。若從我們所在的星系 1 觀測， 如圖能類比宇宙膨脹的是（箭 頭方向和長短分別表示運動方向和快慢）　 　。 12．小科同學把氣球吹成球形后，用沾有墨汁的毛筆在氣球表面均勻地畫上小圓點，再把氣球吹至排球大小，發現黑點之間的距離增大，如圖所示。 （1）在氣球膨脹過程中，球內氣體的壓強　 　(選填“大于”“等于”或“小于”)大氣壓強。 （2）如果氣球變化模擬宇宙演變，本活動使小科體驗到宇宙的　 　沒有中心。 13．多普勒效應是波源和觀察者之間有相對運動時，觀察者接收到的波的頻率與波源發出的頻率不同的現象。觀察者與聲源發生相對運動，靠近聲源使聲音變尖細，遠離聲源聲音變低沉。這是由于單位時間到達耳朵的波峰數不同造成的。 如圖所示：A點為發出固定頻率聲波的聲源(通常情況下，聲波的頻率不變，其波長也不變，也就是說兩個相鄰波峰之間的距離也不變)，圓弧可代表每一個波峰數，當小車B靠近A時，與遠離A時在單位時間內碰到的波峰數也不同。聲音的尖細則是由于波峰數變多的原因。 現在小明要探究“多普勒效應現象”。 步驟一：在水平空地上取A點，放置能發出固定頻率聲波的發生裝置。 步驟二：小明坐在能勻速運動的小車上，從B點徑直向A點靠近，記錄聽到的聲音變化情況。 步驟三：…… 對比步驟二、三，得出結論。 回答下列問題： （1）選擇的發生裝置是否一定要發出固定頻率的聲波？為什么？ 。 （2）請幫小明設計步驟三 　 　。 （3）小明的實驗是否存在缺陷，請指出： 　 　。 （4）有公式v＝λf，v為聲音傳播的速度，大小保持不變，λ為波長，在這可等效替換為人耳能聽到的兩個相鄰波峰之間的時間長短，f為聲波的頻率。當觀察者靠近聲源時，在觀察者看來聲源的頻率將　 　(選填“變大”“變小”或“不變”)。 參考答案： 1．B 2．A 3．D 4．B 5．C 6．B 7．C 8．B 9．B 10．B 11．（1）熱大爆炸學說；微波背景輻射（2）A 12．（1）大于（2）膨脹 13．（1）是；固定頻率的聲波其相鄰的波峰之間的距離相同，對實驗不會產生新的干擾 （2）小明坐在能勻速運動的小車上，從B點徑直向A點遠離，記錄聽到的聲音變化情況 （3）小明只做了一次實驗，實驗存在較大的偶然性 （4）變大學習任務單
課程基本信息
學科 科學 年級 九年級 學期 春季
課題 人類對宇宙的認識
教科書 書 名：九年級科學下冊教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2014年12月
學生信息
姓名 學校 班級 學號
學習目標
1. 科學觀念：認識地球所處的宇宙環境；知道宇宙是有起源的、演化的；列舉宇宙膨脹的現象和證據，能闡述大爆炸宇宙論的主要觀點。 2. 科學思維：能用建模的思想，嘗試根據星系紅移等現象建立假說。 3. 探究實踐：能用氣球建立星系運動模型，橡皮繩模擬星系移動速度來類比宇宙的膨脹。 4. 態度責任：從地心說到日心說的發展以及宇宙起源的多種學說，體悟科學家追求真理的精神，以及強化以事實為依據做出判斷的科學態度。
課前學習任務
1.搜集關于宇宙創造的神話故事。 2.搜集地心說、日心說的相關內容。 3.了解大爆炸宇宙學說的基本內容和證據。
課上學習任務
【學習任務一】說說你認識的宇宙
請回答以下問題： 1.那么宇宙是否從誕生就是這樣的？如果不是，宇宙的過去是怎么樣的？ 2.宇宙是否還在變化？未來又會發展演化成什么樣？
【學習任務二】整理古代人對宇宙探索的時間線
1.整理古代人對宇宙探索的時間線和主要觀點 2. 如何評價中國古代人對宇宙的認識探索？
【學習任務三】對比地心說——日心說 1.列表說明地心說和日心說的異同點 地心說日心說
2.嘗試用日心說解釋以下現象 ①晝夜長短變化 ②火星逆行 3.地心說有那么多無法解釋的現象，為什么能統治1500年？日心說為什么經過一個世紀才被人們接受，中間經歷了什么？ 【學習任務四】模擬實驗解釋大爆炸宇宙學說 1.完成以下模擬實驗 2.用以上實驗解釋大爆炸宇宙學說 【學習任務五】總結今天的學習過程 1.用流程圖總結今天關于宇宙探索的學習過程 2.暢享宇宙的未來
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1.《時間簡史》。

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