高中地理 第一章 宇宙 1.1 天体和星空教学设计 新人教版选修1

高中地理第一章宇宙1.1天体和星空教学设计新人教版选修1科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）高中地理第一章宇宙1.1天体和星空教学设计新人教版选修1教学内容高中地理第一章宇宙1.1天体和星空教学设计新人教版选修1

本节课主要内容包括：天体的概念、分类、运动规律；星空的观察方法、星座的识别；地球在宇宙中的位置。通过学习，使学生了解宇宙的基本知识，培养学生的观察能力、分析能力和创新思维。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的地理科学素养，包括对天体运动规律的理解和星空观测的实践能力。学生将通过学习，提升地理观察、地理思维和地理实践能力，培养科学探究精神和创新意识，同时增强对宇宙奥秘的好奇心和探索欲，形成对宇宙科学的正确认识和价值判断。教学难点与重点1.教学重点：

-重点明确天体的定义、分类（如恒星、行星、卫星等）及其基本特征。

-强调天体运动的基本规律，如开普勒定律，以及地球围绕太阳公转的轨道运动。

-强调星空观测的基本方法，包括星座的识别和天球坐标系的应用。

举例：例如，通过讲解太阳系的构成，强调太阳作为恒星，地球作为行星的基本特性，以及它们之间的引力关系。

2.教学难点：

-难点在于理解天体运动的规律，特别是开普勒定律的推导和应用。

-难点在于天球坐标系的理解和星空观测的实际操作，特别是星座位置的判断。

-难点在于将抽象的天体运动规律与地球的实际观测现象联系起来。

举例：例如，学生可能难以理解行星轨道的椭圆形状以及为什么行星运行速度会随距离变化而变化。此外，星座位置的识别对于没有观测经验的学生来说也是一个难点。通过实际操作和模拟观测，帮助学生将理论知识与实际观测相结合，是突破这些难点的关键。教学资源准备1.教材：确保每位学生拥有新人教版选修1《宇宙》教材，包含天体和星空的基础知识。

2.辅助材料：准备天体结构图、星座分布图、天体运动视频等多媒体资料，以增强视觉效果和互动性。

3.实验器材：准备星图、天文望远镜模型等，用于模拟星空观测和天体运动。

4.教室布置：设置分组讨论区，配备黑板或白板，以便展示教学内容和学生的讨论成果。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示宇宙的美丽图片和视频，提问学生：“你们知道我们生活在一个怎样的宇宙中吗？”引导学生思考宇宙的奥秘。

-回顾旧知：简要回顾学生已知的关于宇宙的常识，如地球是太阳系中的一颗行星，太阳是恒星等。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：详细讲解天体的概念、分类（恒星、行星、卫星等）及其基本特征。

-解释恒星的形成和生命周期，如太阳。

-讲述行星的特点，如地球的自转和公转。

-举例说明：通过具体例子帮助学生理解天体运动规律，如地球围绕太阳公转的轨道运动。

-展示地球公转轨道图，解释地球的公转周期和公转速度。

-互动探究：引导学生通过小组讨论，探究不同天体的运动特点。

-学生分组讨论：将学生分成小组，讨论不同天体的运动规律和相互关系。

-小组代表汇报：每组选代表向全班汇报讨论结果。

3.新课呈现（约15分钟）

-讲解新知：介绍星空观测的基本方法，包括星座的识别和天球坐标系的应用。

-讲解星座的定义和分布，如大熊座、小熊座等。

-解释天球坐标系的概念，如赤道坐标系和银道坐标系。

-举例说明：通过星座图和天球坐标系图，展示星座的识别方法。

-展示星座图，让学生识别其中的星座。

-互动探究：引导学生通过模拟观测，练习星座的识别。

-学生模拟观测：学生分组进行模拟观测，识别星座。

-小组分享：每组分享识别星座的经验和心得。

4.新课呈现（约10分钟）

-讲解新知：介绍地球在宇宙中的位置，包括地球与其他天体的相对位置和地球的宇宙环境。

-讲解地球与其他天体的相对位置，如地球与太阳、月球、火星等。

-介绍地球的宇宙环境，如太阳风、宇宙射线等。

-举例说明：通过展示地球与其他天体的相对位置图，帮助学生理解地球在宇宙中的位置。

-展示地球与其他天体的相对位置图，解释地球与其他天体的距离和相互作用。

5.巩固练习（约15分钟）

-学生活动：让学生通过绘制天体结构图，加深对天体和星空的认识。

-学生绘制：学生根据所学知识，绘制天体结构图。

-学生展示：学生展示自己的作品，教师点评和指导。

-教师指导：针对学生在绘制过程中的疑问，给予解答和指导。

6.总结与拓展（约5分钟）

-总结：回顾本节课所学内容，强调重点和难点。

-拓展：鼓励学生课后查阅资料，了解宇宙的最新发现和研究进展。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够准确理解和描述天体的概念，包括恒星、行星、卫星等，以及它们的基本特征。

-学生能够熟练运用天球坐标系的知识，识别和描述星座的位置。

-学生掌握了地球在宇宙中的基本位置和地球与其他天体的相对运动规律。

2.能力提升：

-观察能力：通过星空观测的模拟练习，学生的观察能力得到提升，能够识别和区分不同的星座。

-分析能力：学生在分析天体运动规律时，能够运用逻辑推理和科学方法，提高分析问题的能力。

-创新思维：在小组讨论和模拟观测活动中，学生能够提出新颖的观点和假设，培养创新思维。

3.学习态度：

-学生对宇宙科学产生了浓厚的兴趣，愿意主动探索和学习相关知识。

-学生在学习过程中展现出积极的态度，面对困难能够坚持不懈，勇于尝试新的解决方法。

4.实践能力：

-学生通过绘制天体结构图等活动，将理论知识与实际操作相结合，提升了实践能力。

-学生能够运用所学知识解决简单的实际问题，如根据星座位置判断时间或方向。

5.价值观培养：

-学生通过学习地球在宇宙中的位置，认识到自己在宇宙中的渺小，培养了对宇宙和生命的敬畏之心。

-学生了解到了科学研究的艰辛和重要性，树立了科学精神和探索精神。

6.综合应用：

-学生能够将地理知识与生活实际相结合，例如在户外活动时，利用星座知识判断方向。

-学生在解决实际问题（如设计户外探险路线）时，能够灵活运用地理知识，提高问题解决能力。典型例题讲解1.例题：地球绕太阳公转的周期是365.25天，请问地球绕太阳公转的平均角速度是多少？

解答：地球绕太阳公转的周期为T=365.25天，将周期转换为秒，T=365.25×24×3600秒。地球绕太阳公转的轨道周长为L，根据公式v=L/T，其中v为平均角速度，我们可以先计算轨道周长L。地球与太阳的平均距离为1天文单位，即1AU，1AU≈1.496×10^11米。因此，L=2π×1AU≈9.4608×10^15米。代入公式计算平均角速度v=(9.4608×10^15米)/(365.25×24×3600秒)≈2.978×10^-7弧度/秒。

2.例题：假设一颗行星绕太阳公转的轨道半径是地球轨道半径的2倍，那么这颗行星的公转周期是地球的几倍？

解答：根据开普勒第三定律，行星公转周期的平方与其轨道半径的立方成正比，即T^2∝r^3。设地球的公转周期为T_earth，轨道半径为r_earth，行星的公转周期为T_planet，轨道半径为r_planet，则有(T_planet/T_earth)^2=(r_planet/r_earth)^3。代入r_planet=2r_earth，得到(T_planet/T_earth)^2=2^3=8，因此T_planet=T_earth×√8≈2.83×T_earth。

3.例题：如果从地球上观察，一个恒星在一年中升起和落下的时间间隔是12小时，那么这个恒星的视运动角速度大约是多少？

解答：由于恒星在一年中升起和落下的时间间隔是12小时，这意味着恒星在12小时内完成了半周的视运动。地球的赤道周长大约是4万公里，所以恒星在12小时内的视运动距离大约是2万公里。将距离转换为弧度，使用公式θ=(距离/地球赤道半径)×(π/180°)，得到θ≈(20000公里/6371公里)×(π/180°)≈0.317弧度。因此，恒星的视运动角速度v≈θ/时间≈0.317弧度/(12小时×3600秒/小时)≈0.0008弧度/秒。

4.例题：一颗卫星绕地球做圆周运动，其轨道半径是地球半径的6倍，那么这颗卫星的公转周期是地球自转周期的几倍？

解答：地球自转周期为24小时，即T_earth=24小时。根据开普勒第三定律，T^2∝r^3，其中T是卫星的公转周期，r是轨道半径。地球半径为R_earth，卫星轨道半径为r_satellite=6R_earth。代入公式得到(T_satellite/T_earth)^2=(r_satellite/R_earth)^3=6^3=216，因此T_satellite=T_earth×√216≈14.84×T_earth。

5.例题：已知某恒星距离地球的距离为100光年，如果该恒星以每秒10弧秒的速度移动，请问多少年后，从地球上看该恒星的位置会发生变化1度？

解答：1度等于3600弧秒，所以位置变化1度需要3600弧秒。恒星每秒移动10弧秒，因此需要的时间t=(3600弧秒/10弧秒/秒)=360秒。将秒转换为年，t=360秒/(60秒/分钟×60分钟/小时×24小时/天×365天/年)≈0.0042年。因此，大约每0.0042年后，从地球上看该恒星的位置会发生变化1度。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾本节课所学内容，强调天体的概念、分类、运动规律以及星空观测的基本方法。

2.总结地球在宇宙中的位置，以及地球与其他天体的相对运动。

3.强调学习过程中学生应掌握的地理科学素养，如观察能力、分析能力和创新思维。

当堂检测：

1.选择题：

-问题：地球绕太阳公转的周期是？

A.1年

B.2年

C.3年

D.4年

答案：A

-问题：恒星和行星的主要区别是什么？

A.恒星有固体表面，行星没有

B.恒星是发光的天体，行星不发光

C.恒星是行星的一部分

D.行星是恒星的一部分

答案：B

2.判断题：

-问题：地球是唯一一个有生命存在的天体。

答案：错误（地球是已知宇宙中存在生命的唯一天体，但宇宙中可能存在其他具有生命条件的天体）

3.简答题：

-问题：请简述开普勒第一定律的内容。

答案：开普勒第一定律，又称椭圆轨道定律，指出所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。

4.应用题：

-问题：一颗行星绕太阳公转的轨道半径是地球轨道半径的1.5倍，请问这颗行星的公转周期大约是地球的几倍？

答案：根据开普勒第三定律，T^2∝r^3，代入r_planet=1.5r_earth，得到(T_planet/T_earth)^2=(1.5)^3=3.375，因此T_planet=T_earth×√3.375≈1.84×T_earth。

5.综合题：

-问题：假设你在地球上看一个恒星，它每天从东方升起，到西方落下，请问这个恒星可能位于哪个天区？

答案：这个恒星可能位于天赤道附近的天区，因为地球自转轴与天赤道大致重合，所以地球上的观测者看到的恒星每天都会在天赤道附近升起和落下。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.多媒体教学：我尝试运用多媒体技术，如视频、动画和图片，来展示天体的结构和运动，这样能更直观地帮助学生理解抽象的地理概念。

2.实践操作：在讲解星空观测时，我引入了模拟观测的环节，让学生动手操作，增强他们的实践能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生参与度：我发现部分学生在小组讨论和模拟观测环节参与度不高，可能是由于他们对某些知识点不够熟悉，或者缺乏自信。

2.知识点掌握不均：学生的知识基础参差不齐，有些学生对天体运动规律的理解比较困难，需要更多的个别辅导。

3.教学深度不足：在讲解过程中，我可能没有充分挖掘教材的深度，导致学生对一些复杂概念的理解不够深入。

反思改进措施（三）

1.提高学生参与度：为了提高学生的参与度，我计划在课堂上设置更多的互动环节