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第一節 宇宙中的地球
教學目標：知識與技能
1.了解天體的主要類型和天體系統的層次，描述地球的宇宙環境。
2.運用資料說明地球是太陽系中一顆既普通又特殊的行星，理解地球上生命存在的原因。
3.培養用比較分析的方法解決有關地理問題的能力。
過程與方法
1.分析圖片，形成宇宙物質性的觀念，形成天體系統各層次的感性認識。
2.利用圖表分析法和比較法自主探究地球在太陽系中的普通性和特殊性。
情感、態度與價值觀
通過學習幫助學生樹立正確的宇宙觀。
教學重點
1.天體系統的層次及地球在宇宙中的位置。
2.地球的普通性和特殊性，地球上生命存在的條件。
教學難點
地球上生命存在的原因。
教具准備
課本插圖和課件
課時安排
2課時
教學過程
［新課導入］
師：這是我們進入高中以來的第一節地理課。我知道大家在初中學過地理，也許你對地理很有興趣，也許你不曾重視地理，但只要你學過地理，你應該體會到地理知識在我們的日常生活中會給你很多幫助。
今天我們學習的地理與初中時有了許多的不同，它不僅僅是學習某個地理事物在什麼地方。人們總是用「上知天文下曉地理」來形容某人知識的淵博，今天就先帶你到浩瀚的宇宙去遨遊一番，從宇宙的深處看看我們的地球。
（板書）第一章 行星地球 第一節 宇宙中的地球
［教師精講］
師：何謂宇宙？我國戰國時期的《淮南子•原道訓》中指出：「四方上下曰宇，古往今來曰宙，以喻天地。」其實宇宙就是時間和空間的組合，無始無終，無邊無際，而各種天體則是宇宙中物質的各種各樣的存在形式。
晴朗的夜晚，當我們仰望星空，會看到繁星點點，這些都是天體，你能認識哪些天體？
生：（可能的答案）月球、牛郎星、織女星、北斗七星、北極星、流星、彗星……
師：很好，不少同學都能認識很多的天體。宇宙中的天體還有很多，我們來看一段錄像。
（放映錄像：有關宇宙的片段，對各類天體及天體系統的介紹）
師：錄像中都有哪些天體呢？
生：（多人分別回答）閃爍的恆星、雲霧狀的星雲、不斷移動的行星、拖著長尾的彗星、一閃即逝的流星、繞行星轉的衛星……
師：還有星際空間的氣體和塵埃，這些都是自然存在的天體，像人造衛星、神舟飛船、各種探測器等則是人造天體。下面請大家把書翻到第2頁，看圖1.1中的四幅圖片。
①星雲是由氣體和塵埃組成的呈雲霧狀外表的天體。主要組成物質是氫。蟹狀星雲是金牛座中的一團無定形的膨脹氣體雲，它的大小為12光年×7光年，總輻射強度比太陽強幾萬倍。
②行星是在橢圓軌道上圍繞太陽運行的、近似球體的天體，質量比太陽小，以表面反射太陽光而發光。土星有美麗的光環，被較多的衛星所拱衛。它的體積約是地球的740倍之多，質量約是地球的95倍。
③流星體是行星際空間的塵粒和固體小塊，數量眾多。沿同一軌道繞太陽運行的大群流星體，稱為流星群。流星群與地球相遇時，人們會看到天空某一區域在幾小時、幾天甚至更長時間內流星數目顯著增加，有時甚至像下雨一樣，這種現象稱為流星雨。大多數流星雨是以輻射點所在星座或附近的恆星命名的，如照片所示的獅子座流星雨，是1998年天文工作者在西班牙拍攝到的。
④彗星是在扁長軌道上繞太陽運行的一種質量較小的天體，呈雲霧狀的獨特外貌。哈雷彗星是第一顆經推算預言必將重新出現而得到證實的著名大彗星。哈雷彗星出現時，景色蔚為壯觀，彗尾橫跨半個天空，與銀河爭輝。哈雷彗星的公轉周期是76年。

師：藉助天文望遠鏡和其他空間探測手段，人們還可以觀測到更多更遙遠的天體。宇宙中有如此之多的天體，那我們居住的地球在宇宙中的位置是怎樣的呢？
（板書）一、地球在宇宙中的位置
師：請一位同學說說地球在宇宙中的位置。
生：（一生描述地球在宇宙中的位置）
師：答得好。宇宙處於不斷的運動和發展之中。天體之間相互吸引和相互繞轉，形成天體系統。目前，人們認識到的天體系統，從小到大排列，有以下幾個層次：
1月球繞地球公轉，構成地月系。月地平均距離為38.4萬千米。
2地球和水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等行星及其衛星，以及小行星、彗星、流星體等天體圍繞太陽公轉，構成太陽系。地球是離太陽較近的一顆行星，日地平均距離1.5億千米。太陽是太陽系的中心天體，占太陽系總質量的99.86％。冥王星是距離太陽最遠的行星，它的軌道直徑約為120億千米。
3太陽和千千萬萬顆恆星又組成龐大的恆星集團，稱為銀河系。在銀河系中，像太陽這樣的恆星有2000多億顆。銀河系主體部分的直徑約為8萬光年，太陽系與銀河系中心的距離大約為2.7萬光年。光年是計量天體間距離的單位，一光年即光在一年中傳播的距離，約為94605億千米。
4銀河系以外還有許許多多同銀河系規模相當的天體系統，稱為河外星系，簡稱星系。用目前最大的望遠鏡，可以觀測到數以十億計的星系，其中離我們最遠的估計為150億～200億光年。天文學上把銀河系和現階段所能觀測到的河外星系，合起來叫做總星系，這就是目前我們能觀測到的宇宙范圍。
師：根據我們剛才學習的知識，大家一起來看教材第4頁的活動。
（合作探究）
師：（學生填寫後）哪位同學說說你是怎麼填的，其他同學可以補充。(1課時完)

第二課時
［新課導入］
（過渡）我們已經知道了地球在宇宙中的位置，地球在宇宙中可能顯得太渺小，在銀河系中想發現它的身影也比較困難，在太陽系中雖無法與太陽齊肩，但也算是九大骨幹之一了，特別是太陽對地球的關照很多，使地球在平凡之中作出了特別的表現。我們就到太陽系中了解一下地球。
（板書）二、太陽系中的一顆普通行星
（投影圖片：太陽系模式圖）
師：太陽系中有哪九大行星？按離太陽由近及遠的順序，請一位同學看圖回答。
生：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。
師：回答正確！九大行星繞太陽的轉動叫公轉，我們常用運動方向、軌道平面和運動軌跡等來描述九大行星圍繞太陽公轉運動。下面我們來做一項活動，了解九大行星的運動特徵。
請大家繼續看投影，仔細觀察表示九大行星公轉方向的箭頭，九大行星公轉的方向有什麼特點呢？
生：方向相同。
師：大家觀察得很准確，回答得非常好A九大行星公轉具有同向性的特點。大家再看錶1.1——九大行星軌道傾角與偏心率，然後回答：九大行星公轉運動的軌道傾角與偏心率分別是大還是小？
生：軌道傾角與偏心率都較小。
師：很好！九大行星的軌道傾角大多小於4°，只有水星和冥王星的稍大一些，最大也不過17°。因此，九大行星的軌道面幾乎在同一平面上，說明它們的軌道具有共面性的特點。九大行星的軌道偏心率大多接近0，只有水星和冥王星較大，分別為0.21和0.25。它們的公轉軌道同圓相當接近，有近圓性的特點。
哪一位同學來總結一下九大行星的運動特徵？與其他行星相比，地球在運動特徵方面有沒有特殊的地方？
生：九大行星的運動特徵是同向性、共面性、近圓性。地球在運動特徵方面沒有特殊的地方。
師：非常正確！地球具有的運動特徵，其他八大行星也有。下面再請大家看投影。
（投影：太陽系九大行星的比較數據見下表）
太陽系九大行星的比較數據
行星 質量
（地球為1） 體積
（地球為1） 平均密度
（g/cm2） 公轉周期 自轉周期
類地行星 水星
金星
地球
火星 0.05
0.82
1.00
0.11 0.056
0.856
1.000
0.150 5.46
5.26
5.52
3.96 87.9d
224.7d
1a
19a 58.6d
243d
23h56min
24h37min
巨行星 木星
土星 317.94
95.18 1316.000
745.000 1.33
0.70 11.8a
29.5a 9h50 min
10h14min
遠日行星 天王星
海王星
冥王星 14.63
17.22
0.0024 65.200
57.100
0.009 1.24
1.66
1.50 84.0a
164.8a
247.9a 約16h
約18h
6d9h
師：按照距日遠近、質量、體積等結構特徵，可以把九大行星分為三大類。請你分析數據，回答下列問題：類地行星、巨行星、遠日行星分別具有哪些特徵？
生：（可以讓不同的同學進行補充）
師：（評價學生答題情況，多鼓勵）根據表中數據，我們可以發現這三類行星分別有以下特徵：
類地行星：包括水星、金星、地球和火星。距離太陽近，表面溫度較高，體積和質量都小，平均密度大。另外，類地行星中心有鐵核，金屬元素含量高。衛星很少，或者沒有。
巨行星：包括木星和土星。距離太陽比類地行星遠，表面溫度低，體積和質量都很大，平均密度都很小。它們的衛星數目多，並且有光環。
遠日行星：包括天王星、海王星、冥王星，它們距離太陽遠，表面溫度最低都在－200 ℃以下，平均密度大體上介於前兩類之間。遠日行星表層氣體以氫和甲烷為主，冥王星有無大氣還不清楚。遠日行星都有衛星。天王星和海王星有光環。
師：地球與水星、金星、火星相比，有沒有特殊的地方？
生：沒有。
師：從表中可以看出，在太陽系的九大行星中，地球的質量、體積、平均密度和公轉、自轉運動有自己的特點，但並不特殊。因此，地球是太陽系中一顆普通的行星。
師：（過渡）然而，地球貴在是一顆適於生物生存和繁衍的行星。
（板書）三、存在生命的行星
為什麼地球上會出現生物？這與地球所處的宇宙環境，以及地球本身的條件有著密切的關系。請大家看書P6內容，討論地球上有生命存在的條件有哪些。
生：（讀書，討論，總結）
師：溫度和水分條件：日地距離適中（1.496億千米），使地表平均氣溫為15 ℃，有利於生命過程的發生和發展；地球上的溫度，還有利於水的液態存在。
適合生物呼吸的大氣：地球的體積、質量適中，吸引大量氣體聚集在地球周圍，又經過漫長的演化，形成了以氫、氧為主的適合生物呼吸的大氣。
海洋的形成：首先，地球內部的放射性元素衰變致熱和原始地球重力收縮，使地球內部溫度升高，結晶水汽化；其次，地球內部的物質運動，例如火山爆發，加速了水汽從地球內部逸出的過程；再次，地表溫度的逐漸降低，使水汽經過凝結、降雨，落到地面低窪處，形成原始的大洋。原始大洋的出現，孕育了原始的單細胞生物，並逐漸向高級生物進化。
師：（設問）地球以外有沒有生命？請大家閱讀教材P6：探索地外文明。我們要找地外生命，應該考慮哪些因素？
生：應該參照地球上出現生命的條件來尋找。
師：很好!下面我們一起在再做一個活動，主題是：如何在茫茫的宇宙中確定尋找外星人的方向？
提示：生命的出現需要哪些條件？尋找一顆什麼樣的恆星？在這顆恆星周圍的什麼地方找一顆行星？這顆行星需要具備什麼樣的條件？……
（合作探究）
小結：通過本節的學習，我們知道宇宙的范圍是非常之大，隨著人類探測手段的發展，人們觀測到的宇宙范圍還會擴大，人們對地球在宇宙中的位置的認識也就會越准確和全面。我們還學習並知道了地球的普通性與特殊性，以及地球上存在生命的原因。這就為同學們將來尋找地外生命和地外文明指明了方向。
布置作業：完成地理填充圖冊
板書設計