初中物理-探索宇宙教学设计学情分析教材分析课后反思

11,3探索宇宙教学设计

一、学习目标：

（一）、知识与技能

1、了解人类探索太阳系及宇宙结构的历程，认识到人类对宇宙的探索将不断深入。

2、了解物质世界从微观到宏观的大致尺度。

3、知道世界在不停地运动中。

（-）过程与方法

4、查找、阅读相关资料，了解科学发展史。

（三）情感态度价值观

5、形成关注探索宇宙的一些重大活动的意思。

6、通过展示人类对宇宙探究的历程，培养追求科学、探索宇宙的态度。

二、教学重点：物质从微观到宏观的尺度大致的数量级，人类对宇宙宇宙探索的历程及

对宇宙的了解。

三、教学难点：人类探索宇宙过程中的科学方法和科学态度，以及从中感受到的科学精

神和人文情操。

四、教学课时：1课时

五、教学用具：气球、打气筒、胶带

六、课前准备

1、查阅相关资料或利用网络，收集有关宇宙结构及探索历程的信息。

2、设计太空城市，并配简短说明。

七、教学过程：

（-）新课引入

师：同学们，漫天星斗曾经激起多少美丽的梦想？今天我们就一起来探索这神秘的星空、

奥妙的宇宙！首先欣赏一段视频。

播放视频

视频字幕：

宇宙星光灿烂

其中深藏着物质运动的伟大力量

它最不可思议的是

一个纯粹的物质世界

却能创造出智能

物质的宇宙能够演化成生命

目前我们唯一所知道的

就是我们自己的太阳系

但准确的说

生命很吝啬的只选择了它的第三颗星球地球

生命在这颗星球上诞生

并改造这颗星球长达近40亿年

从生态上看

地球的美丽是独一无二的

然而今天的地球

因为有了人类就不仅是生态星球

同时，还是一颗文明星球

地球上唯一直立行走的智能生物人类

今天已经很轻松的生活在这个行星上

但是，从古老文明走到现代文明，

人类付出了巨大代价！

而二者之间跨越的关键，

这恰恰取决于人类认识宇宙的深度。

师：宇宙给人类带来了生命、智慧，随着人类认识宇宙深度的加深，人类从远古老文明

走到现代文明，虽然付出了巨大的代价，但是，勇敢而自强的人类，从没有屈服，现在让我

们追寻着古人的脚步，一起探索这神奇而奥秘的宇宙！

（二）探索的历程

师：能谈一谈今天的你对宇宙的了解吗？哪位同学来说一下？

生1：...

生2：……

师：古人是如何认识、探索宇宙的呢？（课件展示）

1、肉眼观察、想象中宇宙

(1)古中国的宇宙观

师：浑天说：浑天说是古代汉民族的一种宇宙学说。是古代汉族人在肉眼观察的基础上

加以丰富的想象，构想出的天体构造。浑天说最初认为：地球不是孤零零地悬在空中的，而

是浮在水上；后来又有发展，认为地球浮在气中，因此有可能回旋浮动。全天恒星都布于一

个“天球”上，而日月五星则附丽于“天球”上运行。

天圆地方：认为天是圆的、地是方的。

中国古代的星象图：如：阴历、时辰、节气的制定等都应用了星象。

(2)古印度的宇宙观：古印度人认为世界是由三头大象支撑着。三头巨象乘坐在毗(p

I)湿奴之神化身的巨大龟背上，象动时就会发生地震，而那些大龟坐在化身为水的眼镜蛇

上，与眼镜蛇长长的尾端连接的地方则为天境，蛇上的花点就是天上的星星。

(3)古埃及的宇宙观：古埃及人认为地球是被植物覆盖，躺卧着的女神盖布的身姿，

天神努特则弯曲着身体被大气之神支撑，太阳神和月神各自乘坐两艘小船每天横穿过尼罗河

消失在黑暗中。

2、简单猜测与推理中的宇宙

地心说：

师：根据对地心说的了解，地球应该在什么位置？谁来贴一下？

生贴。

师：太阳呢?

生贴。

模拟地心说现场图

师：地心说产生于公元2世纪。由希腊晚期的数学家，天文学家托勒密完成。地球处于

宇宙中心静止不动。从地球向外依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各

自的轨道上绕地球运转。在太阳、月球、行星之外，是镶嵌着所有恒星的天球恒星天。地心

说是世界上第一个行星体系模型。尽管它把地球当作宇宙中心是错误的，然而它的历史功绩

不应抹杀。

该学说是一种认为地球位于宇宙中心的地球中心说，人类则住在世界中心。从13世纪

到17世纪左右，地心说一直是天主教教会公认的世界观。

3、观察与分析中的宇宙

日心说：

师：哥白尼(1473——1543)是波兰的天文学家，每天坚持观测天文现象，30年如一

日，终于取得了可靠的数据，提出了“日心说”。认为：太阳是行星系统的中心，一切行星

都绕太阳旋转。地球也是一颗行星，和其他行星一样围绕太阳转动。

根据大家对日心说的了解，太阳应该在什么位置？谁来贴一下？

生贴。

师：地球呢？

生贴。

模拟日心说现场图

师：地球伤心了！其实伤心的不是地球，而是当时的教会，“日心说”沉重地打击了教

会的宇宙观。

日心说把地球从宇宙中心驱逐出去，违背了基督教义，为教会势力所不容。为了捍卫这

一学说，不少仁人志士付出了血的代价。意大利思想家布鲁诺，为了维护日心说，最终被教

会用火活活烧死。

师：人类探索宇宙的脚步，并没有因为布鲁诺的死而停止！反而，随着科学技术的发展，

探索宇宙的脚步更加!

4、利用先进的观察手段和科学的理论基础探索宇宙

师：1632年，伽利略利用望远镜探索宇宙，人类的视线深入到了更为宽广的星空。

1687年，牛顿发表了《自然哲学的数学原理》一书，为探索宇宙奠定了坚实的理论基

础。

1849年，科学家根据牛顿万有引力定律，预测了“海王星”的存在，并计算出了这颗

行星的运动轨道。

5、踏上太空的旅程

(1)世界太空探索历程

师：大家对世界上太空探索的历程有哪些了解？哪位同学来说一下？

生：……

生：...

生：...

师：1957年10月，世界上第一颗人造卫星(前苏联)斯普特尼克发射成功，拉开了人

类航天时代的序幕。

1961年4月12日，苏联成功地发射了世界上第一艘载人飞船“东方”1号，乘坐这艘

飞船的航天员是加加林。

1969年7月20日，美国阿波罗II号飞船首次使人类阿姆斯特朗踏上地球以外的土地

----月球。

2004年1月3日，美国火星探测器勇气号在火星南半球的古谢夫陨石坑着陆。

2010年，国际空间站将建成，总重量423吨，长108米，宽88米。有6个实验室，可

载6至7人。这将是最大的空间站。

(2)我国太空探索历程

师：大家对我国太空探索的历程有哪些了解？哪位同学来说一下？

生：……

生：...

牛.;...

师：1970年4月24日，中国第一颗人造地球卫星成功发射，使中国成为世界上第五个

独立研制并发射人造地球卫星的国家。

2003年10月16日，我国首位航天员杨利伟乘坐中国自己研制的“神州五号”飞船升

空

2011年11月3日，我国“神州八号”与“天宫一号”目标飞行器在外太空成功交会对

接。

2013年6月11日，我国航天员聂海胜、张晓光、王亚平驾乘神舟十号载人飞船成功进

入太空，2013年6月20号，神州十号实现首次中国人太空授课。

2013年12月140,我国嫦娥三号成功落月，中国探测器首次登上地外天体。

师：今天的我们踏上太空，探索太空的历程才刚刚起步，因为我们生活在一个浩瀚的宇

宙中

（三）浩瀚的星空

师：由于宇宙的浩瀚，首先看一个“量天”的长度单位：量天尺。

光年：光在真空中行进一年所经过的距离称一光年。

1Ly=9.461X10l5m

这个数据非常大，光从地球到达月亮大约需要1s的时间，要跑3600s、24h、365天

师：这是我们生活的地球，它仅是浩瀚星空中太阳系这个家庭中的一颗行星，并且是相

对较小的行星!

师：根据老师提供的太阳系八大行星相对于地球的部分近视数据，利用大小不同的气球

来表示各行星，挂在前面黑板的合适位置上，感受并认知太阳系。（地球的渺小、宇宙的浩

瀚）

生活动。

▼

气球模拟太阳系现场图

师：你有什么发现吗？

生：...

生：...

生：...

师：结合自己课前收集和预习的相关信息，同学们之间相互交流，谈谈你对地球、太阳

系、银河系、宇宙的认识？

生（太阳系）：……我是太阳系，我是银河系的一部分。离银河系中心大约2.5-2.8万

光年。太阳系移动速度约220km/s,2.26亿年转一圈。

太阳系是以太阳为中心，太阳是太阳系中唯一的一颗恒星，它有8颗行星（由离太阳从

近到远的顺序）：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。以及至少66

颗已知的卫星、5颗已经辨认出来的矮行星、2000多颗有正式命名或编号的小行星，和数以

亿计的太阳系小天体。太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米，最大的行星

木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米。

生（银河系）：……我是银河系，（又称天河），我有很多像太阳这样的恒星，包括1000

到4000亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃。我的直径约

为15万光年,中心厚度约为1.2万光年,可看见的物质总质量是太阳质量的大约1400亿倍。

银河系具有巨大的盘面结构，有一个银心和四条旋臂（最新研究银河系只有2个旋臂，

其中太阳所在的猎户座臂只是一个主旋臂的小分叉），旋臂相距4500光年。太阳位于银河一

个支臂猎户臂上，至银河中心的距离大约是2.6万光年。而我们居住的地球则属于太阳系中

的一个小行星。

生（宇宙）：……我是宇宙，我是是万物的总称，是时间和空间的统一。宇宙是物质世

界，并处于不断运动和发展中，在时间上没有开始没有结束，在空间上没有边界没有尽头。

人们发现银河系以外还有类似银河系一样庞大的恒星集团。比如:仙女座星系、猎犬座星系，

目前人类已经发现了超过100亿个河外星系。这些天体系统被称为星系。所有的星系构成了

广阔无垠的宇宙。宇宙根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约138.2亿年。目前天文观测

范围已经扩展到200亿光年的广阔空间，它称为总星系。

生（地球）：……我是地球，是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排为第

三颗。它有一个天然卫星——月球，二者组成一一地月系统。地球是上百万生物的家园，包

括人类，地球是目前宇宙中已知存在生命的唯一天体。地球上7设为海洋，29%为陆地，所

以太空上看地球呈蓝色。地球对于相对于宇宙极小，但地球是目前发现的星球中人类生存的

唯一星球。

（四）幻想与追求

师：从嫦娥奔月，到太空漫步，人类探索宇宙的步伐不断加快，宇宙从哪里来？又将到

那里去？人类又将走向哪里？现在请同学们欣赏一段视频。

欣赏视频

视频字幕：

根据太阳的质量计算

在大约40亿年之后

太阳的氨聚变将开始启动

这就是说

在太阳的核心又诞生了一个新太阳

而这个温度更高的太阳

会把外面温度低的太阳推出去

它的体积将会因此而膨胀100万倍以上

宇宙中恒星在衰老的时候将会显得非常辉煌

但这种辉煌将毁灭地球

恒星的临近熄灭将不仅不会减少热能

恰恰相反

一个百亿岁的太阳会把几亿公里的地方变成火海

地球的一切生态构成都将崩溃

并最终被它吞噬

从人类用笨拙的手在岩壁上用简单的图形记录自己的生活

到创造辉煌的史前文明

最后穿越宗教的黑暗

迎来科学的曙光

只用了几万年

今天，人类更加强大

这种强大连人类自己都为之振奋

的确，宇宙已经把物质智能交给了我们

但是精神的道德准则却要靠我们自己来建设

否则，文明的级别越高

毁灭的概率也就越大

我们相信

一个还拥有40亿年太阳光辉的智能生命，将不会辜负如此厚爱我们的宇宙！

师：为了不辜负厚爱我们的宇宙，让我们抓住自己美好的青春年华，为人类的辉煌前程

而拼搏努力。

今天人类更加强大，这种强大连人类自己都为之振奋，不久的的将来，我们在太空建立

永久性的居住地将不再是梦想，请同学们利用课前画出对太空城市的设想，并相互交流。

生：...

生：……

太空城市现场解说图

（五）思维的火花

1、贴一贴：按照物体长度尺寸的数量大小，从小到大排列（粘贴在前方黑板上）

物体长度尺寸现场粘贴图

2、算一算：牛郎、织女每年农历七月初七鹊桥渡河相会的神话故事在我国恐怕是家喻

户晓，人人皆知的了。牛郎星和织女星正好位于天河的两边，在夏夜特别显眼。牛郎星和织

女星真能一年一度相会吗？

牛郎星和织女星它们之间的距离十分遥远，是16光年，最快的光和电，从牛郎星到织

女星也得一刻不停地跑16年，假定这两颗星上真的住着牛郎和织女的话，他们想打个电话

互相问好，这个长途电话单程就得16年！可见，天空中的牛郎织女两颗星是不可能“相会”

的。

八、板书设计

11.3探索宇宙

一、探索的历程

二、浩瀚的星空

三、幻想与追求

11.3探索宇宙学前分析

教材内容分析：本章为初中物理沪科教材《第十一章第三节探索宇宙》，本节内容是

在认识自然界中的一切都是有物质组成的，是在从微观的角度探究物质的结构与物体尺度的

基础上，从宏观的角度来探索宇宙的。

教学方法分析：本节教材科学探究主线的方法与第一节“走进微观”的方法相同，都是

以文献资料为主的科学发展史的科学探究过程，有一定的基础。

如果仅利用文献资料这一探究主线探究有关内容，那么本节课将相时枯燥，因此如何转

化为更加直观的、形象的方式方法去探究，让学生动手去探究，成为本节课的一突破难点。

知识准备分析：学生对“地心说”、“日心说”、“银河系”地理教材中有初步涉及，宇宙

飞船发射历程在历史教材和生活中都有简单了解，有一定的基础性。

因此，可以让学生课前查阅相关资料或利用网络，进一步收集有关宇宙结构及探索历程

的信息。并设计太空城市，并配简短说明。这些学生课前都可以做到，并且学生也比较喜欢

去做。

11.3探索宇宙效果分析

在本节课中，学生的求知欲、表现欲都得到了极大激发，使学生在学习过程中养成了自

愿、自主、自觉的学习习惯，并形成一种学习能力。学生快乐的学习，学生学习的快乐，最

后变成我要学！

一、通过动手设计、活动体验，把抽象的问题转变为直观、形象的图示，使学生扑捉

到学习的本质！

1、了解地心说、日心说：利用学生贴图的形式在黑板上贴出地心说、日心说的模型图

（直观、形象，趣味性强）。

模拟地心说现场图模拟日心说现场图

2、了解太阳系：据老师提供的太阳系八大行星相对于地球的部分近视数据，利用大小

不同的气球来表示各行星，挂在前面黑板的合适位置上，感受并认知太阳系。（地球的渺小、

宇宙的浩瀚）（直观、形象，趣味性强）。

气球模拟太阳系现场图

二、调动学生学习的积极性，让学生真正成为学习的主人，课堂的主人。我的地盘我

做主，让学生快乐学习!

1、认识宇宙、银河系、太阳系、地球：结合自己课前学生收集的相关资料，由学生代

表讲解地球、太阳系、银河系、宇宙的认识。

2、请同学们利用课前画出对太空城市的设想，并相互交流。

三、通过多媒体教学手段，创设情景，营造一种气氛，激发学生的求知欲。为了美好

的未来，我要学！

1、通过《宇宙与人》的相关视频，引入新课。初步了解宇宙的浩瀚、奥秘，知道从古

老文明走到现代文明，人类付出了巨大代价!而二者之间的跨越的关键，而恰恰取决于人类

认识宇宙的深度。

2、幻想与追求：通过《宇宙与人》的相关视频，了解一个还拥有40亿年太阳光辉的智

能生命，为了不辜负厚爱我们的宇宙，让我们抓住自己美好的青春年华，为人类的辉煌前程

而拼搏努力。

四、改进练习方式，通过动手方式点燃学生的思维火花。

如：贴一贴：按照物体长度尺寸的数量大小，从小到大排列（粘贴在前方黑板上）。（直

观、趣味性强）

物体长度尺寸现场粘贴图

通过学生自学、学社设计、学生讨论、学生的展示，学生的自我价值得到提升，学习的

独立自主性有了很大提高，学生的潜能得到了一定释放。

11.3探索宇宙教材分析

教材的地位：本章为初中物理沪科教材《第十一章第三节探索宇宙》，本节内容是在

认识到自然界中的一切都是有物质组成的，是在从微观的角度探究物质的结构与物体尺度的

基础上，从宏观的角度探索宇宙。将微观世界和宇宙联系在一起，给出物质世界从微观到宏

观的尺度的数量级。并将目前人类探索宇宙的过程展现给学生，让学生大致了解人类探索太

阳系及宇宙结构的历程，而这种探索也是渐进的。

本节教材在呈现物理知识的同时，将人类探索宇宙的过程展现出来，学生不仅学习物理

知识，而且从中还能了解感受科学发展过程中蕴藏着浓郁的科学精神和人文情操，帮助学生

建立科学的价值观，以科学的态度去看待客观世界和人类的生活空间、生存环境。

教材编排的思路：本节以我们生存的地球为起点，逐步向着太阳系、银河系直至宇宙的

范围展开，不仅将宇宙的层次展示的脉络清晰，而且将人们探索宇宙的过程以及探索宇宙的

工具提供给学生，使学生对目前的科学技术发展有一基本了解。最后，又以人们对太空的探

索和向往为题，鼓励同学们学好物理知识，去实现人类探索太空的梦想。

教学重点：物质从微观到宏观的尺度大致的数量级，人类对宇宙宇宙探索的历程及对宇

宙的了解。

教学难点：人类探索宇宙过程中的科学方法和科学态度，以及从中感受到的科学精神和

人文情操。

教材包含的科学探究主线：以文献资料为主的科学发展史的科学探究过程。

11.3探索宇宙评测练习（一）

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1.太阳系共有大行星，我们赖以生存的是太阳系的行星之一，而太阳系

又是系的成员。

2.第一个提出“日心说”的科学家是.，“日心说”的主要内容是.

3.织女星离地球的距离约24.5光年，我们在地球上所看到的织女星的星光是织女星（）

A.现在所发的光B.约24.5h前发的光

C.约24.5d前所发的光D.约24.5y前所发的光

缭砥獭皖

1.关于宇宙，下列认识正确的是（）（题型二）

A.宇宙是以地球为中心的天体B.宇宙就是指天体中的银河系

C.宇宙只包括太阳系和银河系D.宇宙是一个有层次的天体结构系统

2.已知光的速度是每秒行走300000km,经历一年时间光行走km,已知光从银

河系的一边射出，当光到达对边时所经历的时间是70000年,则银河系的范围是km.

3.德国的一个研究小组根据多年观测宣布：银河系中心可能存在一个大黑洞。他们发现，

距银河系中心约6X10'°km的星体正以2000km/s的速度绕银河系中心旋转。根据以上数据可

以推算出，该星体绕银河系中心旋转一周所需的时间约。

4.请在下面空白处用图形的方式，画出宇宙、天王星、太阳系、银河系、地球的包含关系。

参考答案：

基础知识训练

1.九地球银河系

2.哥白尼太阳是宇宙的中心

3.D

综合提高训练

1.D

2.9.46X10'26.62X1017

3.该星体绕银河系中心一周所通过的路程户2“兄每转一周所需时间t=s/u,代入数据可

得£1.884X10%。

4.如右图所示

评测练习（二）

快乐自主研学

一、选择题

1、世界上第一个把人类送入太空的国家是（

A、中国B、前苏联C、美国D、英国

2、除太阳外，离地球最近的恒星是（）

A、北斗星B、天狼星C、比邻星D、月亮

3、下列说法正确的是（）

A、宇宙是指由太阳、地球、月亮这几个天体所运行的空间

B、银河系只有一个恒星——太阳

C、月球是地球唯一的天然卫星

D、太阳系就是由太阳和九大行星组成的系统

4、关于浩瀚的宇宙，以下说法中镇送的是（

A、我们生活的地球是一颗行星B、在太阳系中，太阳是唯一的恒星

C、银河系中有众多像太阳这样的恒星D、“海王星”是一颗卫星

5.人类历史上第一个用望远镜探索太空的是（

A.哥白尼B.布鲁诺C.伽利略D.牛顿

二、填空题

6.在人类漫长的历史进程中，大部分时间人类主要是依靠-------、

和来认识宇宙。

7.”地心说”的主要观点是---------------------------------------。

8.“日心说”的提出者是-------；《自然哲学的数学原理》一书的作者是--------。

9.---------年一月，世界上第一颗人造卫星发射成功；------年------月，人类第一次

进入太空;年一月人类第一次踏上了地球以外的土地一月球。

10.2003年10月15日，中国成功发射了宇宙飞船，首次载人飞行成功，航

天员是一，至此，我国成为世界上第个把人类送上太空的国家。

探索与实践

11.请说出太阳系八大行星的名称。

生活拓展

12.谈谈我国在航空航天领域所取得的伟大成就。

参考答案：

1.B2.C3.C4.D5.C

6.肉眼观察简单猜测推理

7.地球居于中心，太阳和其他行星围绕地球转动

8.哥白尼牛顿

9.1957101961419677

10.神舟五号杨利伟3

11.水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星

12.略

一、让学生成为学习的主人，让学生快乐学习

在课堂上，教师最终的目的就是营造一种气氛，提供更多机会，相信学生、发动学生,

让每个学生都参与到课堂学习中。在课堂中应激发学生的求知欲、表现欲，并让学生在学习

过程中养成自愿、自主、自觉的学习习惯，形成一种学习能力。

二、根据学生的认知规律，改进教学

本节课中，经过改进学习方式，学生学习效果明显。

1、通过动手设计、体验实验，使较抽象的问题转变的更加直观、形象，更有趣味性。

如：

(1)了解地心说、日心说：利用学生贴图的形式在黑板上贴出地心说、日心说的模型

图(直观、形象，趣味性强)。

模拟地心说现场图模拟日心说现场图

（2）了解太阳系：据老师提供的太阳系八大行星相对于地球的部分近视数据，利用大

小不同的气球来表示各行星，挂在前面黑板的合适位置上，感受并认知太阳系。（地球的渺

小、宇宙的浩瀚）（直观、形象，趣味性强）。

气球模拟太阳系现场图

2、增加学生的参与度，让学生真正变为学习的主人。如：

（1）认识宇宙、银河系、太阳系、地球：结合自己课前学生收集的相关资料，由学生

代表讲解地球、太阳系、银河系、宇宙的认识。

(2)请同学们利用课前画出对太空城市的设想，并相互交流。

太空城市现场解说图

3、通过科学的、现代的教学手段，使学生更加直观、形象的方式认识宇宙。

(1)通过《宇宙与人》的相关视频，引入新课。初步了解宇宙的浩瀚、奥秘，知道从

古老文明走到现代文明，人类付出了巨大代价!而二者之间的跨越的关键，而恰恰取决于人

类认识宇宙的深度。

(2)幻想与追求：通过《宇宙与人》的相关视频，了解一个还拥有40亿年太阳光辉的

智能生命，为了不辜负厚爱我们的宇宙，让我们抓住自己美好的青春年华，为人类的辉煌前

程而拼搏努力。

4、改进学生的练习方式，通过动手的方式来点燃学生思维的火花。如：

贴一贴：按照物体长度尺寸的数量大小，从小到大排列(粘贴在前方黑板上)。(直观、

趣味性强)

物体长度尺寸现场粘贴图

通过实验改进，教学方法、方式改进，学生的积极性、主动性得到极大提高，这种教学

方式取得了很好的效果。

三、发挥学生的主体性，让学生全员参与

通过学生自学、学生之间讨论、学