1.1地球的宇宙环境（教学设计）高一地理同步高效课堂（人教版2019必修一）

第一章宇宙中的地球第一节地球的宇宙环境（教学设计）年级高一年级科目地理课题第1节地球的宇宙环境教材分析本节内容为人教版必修第一册第一章宇宙中的地球第一节地球的宇宙环境，本节教材重点落实课程标准中“描述地球的宇宙环境”这一内容。基于此，本节教材在组织内容时，用“地球在宇宙中的位置”和“行星地球”两个标题来具体落实课程标准的要求。前者重在“谈天”，后者重在“说地”。“谈天”是为了“说地”，即天体系统层次的划分是为了说明地球的位置。对地球而言，最直接和最主要的影响来自太阳。因此描述地球的宇宙环境更多是围绕地球在太阳系中所处的位置来进行的。因此，由宏观（可观测宇宙）到微观（太阳系）认识地球所处位置与宇宙环境是本节内容的主线。学情分析学生对于宇宙、太阳系等是充满了好奇与探索欲的，目前各类科幻影片层出不穷，学生对宇宙也有了一定的了解和认知，但这种认知不一定准确、科学。因此本节在教学时可利用学生的好奇心与探索欲引入课题，然后将客观的、科学的宇宙知识传递给学生。本节中关于宇宙、天体与天体系统等知识对学生来说难度较小，难度较大的是对地球存在生命的条件的分析，这一部分内容要给学生足够的材料，引导学生深入思考，地球存在生命的宇宙环境和自身条件。教学目标课程标准：运用资料，描述地球所处的宇宙环境。教学目标：1、结合图文、视频材料，了解宇宙并认识宇宙中的天体，学会辨别天体的方法。（区域认知、综合思维）2、绘制天体系统示意图，描述地球的宇宙中的位置。（区域认知、综合思维）3、运用图文资料，分析地球上存在生命的宇宙环境和自身条件。（区域认知、人地协调观、综合思维）教学重难点分析地球上存在生命的宇宙环境和自身条件。教学过程教学内容教师活动设计思路情境导入观看视频：《流浪地球》片段在科幻小说《流浪地球》中，刘慈欣描述了因为太阳氦闪导致太阳系不宜居，人类将整个地球推动，逃离太阳系泊入比邻星轨道的故事。根据天文学家的观测结果，比邻星距离地球大约4.2光年，这个距离在宇宙尺度下已经是非常小的了。通过电影片段导入新课，吸引学生兴趣，并引出探索宇宙的话题（3分钟）任务一：宇宙中有什么？【小组合作】1、比邻星距离地球有多远？宇宙有多大？2、泊入比邻星轨道的过程中，可能遇到哪些宇宙中的天体？学生答案参考：问题1：比邻星距离地球约4.2亿光年，宇宙是无边无际的。教师讲解：上下四方曰宇，古往今来曰宙，宇是空间，宙是时间。宇宙是无边无际的空间和无始无终的时间。材料：2016年3月4日，人类宇宙观测距离记录再次被哈勃望远镜刷新，成功捕捉到了距离地球达134亿光年的GN-z11星系发出的微光。这个名为GN－z11的星系是一个异常明亮的“婴儿星系”，位于大熊星座方向。材料：视频哈勃望远镜的贡献学生答案参考：问题2：可能会遇到行星、彗星、卫星等。教师讲解：星云：由气体和尘埃组成，呈云雾状。体积大、质量大、密度小。恒星：由炙热气体组成，能自己发光的球状天体。太阳是离地球最近的恒星。行星：环绕恒星运行的球状天体。本身不发光，靠反射恒星的光而发亮。卫星：取环卫运行之意，环绕行星运转。自身不发光，靠反射恒星的光而发亮。月球是地球的天然卫星。彗星：中文俗称“扫把星”，拖着一条彗尾。围绕恒星运行。流星体：星际空间数量众多的尘粒和固体小块。数量众多，大小不一。材料：2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌发射场发射，之后准确进入地月转移轨道。6月2日嫦娥六号成功着陆在月球背面，开启人类探测器首次在月球背面实施的采样任务，即将“蟾宫挖宝”。【自主学习】嫦娥六号是天体吗？学生答案参考：发射前：不是；进入太空：是；着陆月球后：不是。教师讲解：天体的条件：①地球大气层外②在宇宙独立运行小结提升1：天体本环节主要依靠自主学习和小组合作的形式，学生能够认清楚宇宙及其中的物质特点（时长12分钟）任务二：地球在宇宙中的什么位置？【自主学习】根据左边歌谣，在右图中画出太阳、地球、月球相互运动示意图。太阳大，地球小，地球绕着太阳跑；地球大，月亮小，月亮绕着地球跑。【小组合作】宇宙中天体众多且大多都在不断运动之中，它们是如何共存的？学生答案参考：宇宙中的天体相互吸引，相互绕转，体积质量大的天体吸引体积质量小的天体围绕其运转，体积质量小的吸引体积质量更小的天体，形成一级一级的天体系统。教师讲解：地月系：由地球的月球组成，月球围绕地球运转。太阳系：由太阳和围绕它运行的行星、彗星小行星等组成。银河系：宇宙中的一个星系，包含众多的恒星，其中一个是太阳。河外星系：除银河系以外宇宙中的其他星系。可观测宇宙：目前人类可以观测到的宇宙，由数量庞大的星系组成。【自主学习】1、太阳系中有几大行星？距离太阳由近到远如何排列？2、小行星带位于哪里？3、地球与太阳系其他行星和相比有何异同？学生答案参考：问题1：太阳系一共有八大行星，距离太阳由近到远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。问题2：小行星带位于火星和木星之间。本环节主要通过小组合作和自主学习的方式，充分发挥学生的主动性，调动学生的积极性，学生对天体系统的形成和太阳系有更加深入的认识，进一步认识到地球是太阳系中一颗普通的恒星（设计时长12分钟）问题3：相同点：地球与其他行星相比，体积和质量没有特殊，与其他行星相似，围绕太阳进行的公转运动也与其他行星相似。不同点：地球是目前唯一已知存在生命，尤其是存在高级智慧的天体。小结提升2：天体系统与太阳系任务三：人类在宇宙中还能投奔谁？【小组合作】地球泊入比邻星轨道就一定适宜人类生存吗，讨论地球上存在生命要满足什么条件？学生答案参考：不一定适宜人类生存，地球上存在生命是因为地球上有水、空气和适宜的温度。材料：在电影《流浪地球》中，因为太阳氦闪导致太阳系不宜居，人类计划将整个地球推动，逃离太阳系泊入比邻星轨道。太阳及太阳系对地球上生命的存在具有重要意义。教师讲解：地球上存在生命的宇宙环境是①八大行星各行其道互不干扰，宇宙环境安全；②太阳光照稳定。本环节主要探究地球存在生命的条件，给出足够的材料，引导学生根据材料讨论，得出答案并在全班展示交流，最后教师总结。（10分钟）教师讲解：地球上存在生命是因为地球与太阳距离适中，有适宜的温度，因此地球上有液态水存在。教师讲解：地球上存在生命是因为地球体积质量适中，有适宜的大气。小结提升：地球存在生命的条件拓展探究：比邻星系真的适合人类生存吗？《三体》小说发表的时候，人们还不知道比邻星周围是否真的有行星存在。直到2016年，天文学家才在它周围发现了一颗行星，那就是比邻星b。比邻星b是一颗超级地球，也就是质量比地球大的岩石行星。有趣的是，它恰好位于宜居带内，也就是说，它表面的温度是允许液态水存在的，这也引起了人们对这里生命的遐想。本环节根据本节主情境给出拓展探究问题，学生课后探究，提升学生创新能力。（1分钟）课堂演练2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约577秒后，神舟十四号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，绕地球飞行，顺利将陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员送入太空，发射取得圆满成功。据此，完成下面小题。1．距离运行中的神州十四号最近的恒星是（

）A．太阳 B．火星 C．地球 D．月球2．进入太空的神舟十四号载人飞船所属的最低级别天体系统是（

）A．可观测宇宙 B．河外星系 C．银河系 D．地月系3．神州十四号载人飞船（

）A．发射前与发射成功后都是天体 B．发射前不是天体，发射成功后是天体C．发射前与发射成功后都不是天体 D．发射前是天体，发射成功后不是天体【答案】1．A2．D3．B【解析】1．神舟十四号飞船绕地球公转，飞船和地球都位于太阳系，因此距离神舟十四号飞船最近的恒星是太阳，A正确；火星、地球均为行星，BC错误；月球为卫星，D错误。故选A。2．运行在太空中的“神舟十四号”载人飞船绕地球公转，属于地球的卫星，属于地月系的一部分，地月系属于太阳系，太阳系属于银河系，银河系与河外星系同属可观测宇宙。因此它们所属的最低一级天体系统是地月系。综上所述，D正确，ABC错误，故选D。3．“神舟十四号”载人飞船发射前在地球上，不属于天体；发射成功后有独立的运行轨道，属于天体。综上所述，B正确，ACD错误。故选B。【点睛】天体的判断依据——“三看”：一是看它是不是位于地球大气层之外，之外则是，而之内则不是；二是看它是不是附属于天体的一部分；三是看它是不是有独立的运行轨道，有则是，没有则不是。2020年7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空，并进入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了中国自主开展行星探测的第一步。针对火星的探测任务，主要包括探索火星的生命活动信息，包括火星过去、现在是否存在生命，火星生命生存的条件和环境以及对生命起源和地外生命的探测。下图为我国火星探测标识“揽星九天”和探测器的轨道示意图。据此完成下题。4．在“揽星九天”标识中，代表火星的序号是（

）A．① B．② C．③ D．④5．进入预定轨道的火星探测器离开的天体系统是（

）A．银河系 B．可观测宇宙 C．太阳系 D．地月系6．火星探测器探索火星上是否有生命活动信息的依据可能是其（

）①表面温度适宜②公转的周期较长③卫星数量较少④有液态水存在⑤质量和体积适中本环节主要设置较为经典的题型进行当堂考核，检验学生对知识的掌握和运用能力（设计时长6分钟）①②③ B．①④⑤ C．②③⑤ D．②④⑤【答案】4．A5．D6．B【解析】4．由图可知：图中①为距离太阳第四近的行星，为火星，A正确；②为距离太阳第五近的行星，为木星，B错误；③为距离太阳第六近的行星，为土星，C错误；④为距离太阳第七近的行星，为天王星，D错误。故选A。5．探测器轨道示意图中所显示的均为太阳系中的成员，故图中最高一级的天体系统是太阳系，因而没有离开太阳系，也就没有离开银河系与可观测的宇宙，ABC错误。由探测器轨道示意图可知，探测器离开了地月系，到达了火星，D正确。故选D。6．存在生命的条件首先要有适宜的温度，①正确；公转周期长短、是否有卫星对生命的影响较小，②③错误；液态水是生命形成的必要条件，④正确；质量和体积适中，可以吸附大气，可以形成大气层，⑤正确。B正确ACD错误。故选B。【点睛】地球上存在生命的条件：外部条件：太阳提高稳定的光照；大、小行星各行其道，互不干扰，处于安全的宇宙环境中。内部条件：有适宜的温度；有液态水；恰到好处的大气成分和大气厚度。2023年11月3日，木星冲日。冲日是指某行星在绕日公转过程中运行到与地球、太阳成一直线，地球位置居中的一种现象。完成下面小题。7．木星冲日时，太阳、木星、地球三者的位置关系正确的是（

）ABCD8．木星冲日现象，主要反映了太阳系行星公转的（

）A．同向性 B．共面性 C．近圆性 D．匀速性【答案】7．C8．B【解析】7．根据材料提示，冲日是指某行星在绕日公转过程中运行到与地球、太阳成一直线，地球位置居中的一种现象。故木星冲日，为木星和太阳正好分处地球的两侧，排除BD。由于太阳系行星公转具有同向性，排除A，只有C符合木星冲日时，太阳、木星、地球三者的位置关系，故本题应选C。8．木星冲日现象，即木星和太阳正好分处地球的两侧，三者几乎位于同一直线上，只有三者处于同一个平面才可能位于同一直线，B正确，ACD错误。因此，本题应选B。【点睛】同向性就是指行星绕日公转的方向向着同一个方向，共面性就是指行星绕日公转的轨道面在同一平面上，近圆性指行星绕日公转的轨道形状接近圆形。“月掩金星”是指金星被月球掩盖的自然现象，此时月球运行到地球和金星中间，且连成一条直线，与日全食的原理相似。2023年3月24日，我国部分地区观测到这一难得的天文奇观。下图示意部分天体及其运行轨道。据此完成下面小题。9．“月掩金星”现象中的天体分别属于（

）A．恒星、行星 B．行星、行星 C．卫星、行星 D．恒星、卫星10．与“月掩金星”现象密切相关的条件是（

）A．天体运动速度时刻变化 B．行星公转轨道具有共面性C．月球的体积远小于金星 D．金地距离远大于地月距离11．本次“月掩金星”现象发生时，月球和金星可能分别位于（

）A．②③ B．①④ C．②④ D．①③【答案】9．C10．B11．D【分析】9．月球为地球的卫星，金星为太阳系中的一颗行星，因此上述材料中涉及的天体类型组合分别为卫星和行星。ABD错误，C正确。故选C。10．依据材料可知，“月掩金星”现象发生时，地球、月球和金星大致位于一条直线上，跟天体运动速度无关，A错误；依据图示可以看出，“月掩金星”现象发生时，地球、月球和金星大致位于一条直线上，行星公转轨道具有共面性，有利于“月掩金星”现象的发生，B正确；月球的体积大小和金星体积大小与“月掩金星”的位置关联不大，C错；金地距离和地月距离与地球、月球和金星的位置大致在不在一条直线上关联度也不大。故选B。11．依据材料可知，“月掩金星”现象发生时，地球、月球和金星大致位于一条直线上，且月球运行到地球和金