精品高中地理 《恒星的一生和宇宙的演化》教學設計

《恒星的一生和宇宙的演化》教學設計

教學目標:

1.知道恒星的不同發展階段：紅巨星、超巨星、中子星、白矮星、暗矮星和

黑洞；

2.了解大質量恒星的演變過程。

3.知道宇宙膨脹的現象和證據。

4.了解大爆炸宇宙論的主要觀點。

5.樹立科學的宇宙觀，以及熱愛科學勇于探索的精神。

教學重點與難點

1.知道恒星的不同發展階段。

2.了解大爆炸宇宙論的主要觀點

學情分析

學生在宇宙方面的基礎知識是很缺乏的，教學過程中也很難找到直觀的實驗

和真實的模型支持，學生理解起來比較困難，但同時學生對未知的宇宙充滿了好

奇。這節課開始帶領學生進入神秘的宇宙，為學生發展想象力和創新精神，提供

了廣闊的空間。

學法點撥

學生在課前應閱讀有關宇宙的書籍，如霍金的《果殼中的宇宙》和《時間簡

史》等，了解一些關于宇宙的信息，激發學生對探索宇宙的興趣，同時為課堂的

發言和提問做好準備。

學生通過交流了解人類對宇宙認識的歷程，小組討論，認識到人類對自然界

的認識水平是和當時的科學技術發展水平相適應。

做好“氣球膨脹和黑點運動”實驗有助于學生對星系運動的正確理解，如果

學生討論后沒有的結論時，教師可以適當提示，幫助學生建立假說——大爆炸宇

宙論。

教前準備

一人一機學習環境，（黑馬教學軟件組織教學）。

《宇宙起源》網絡課件一個，課前在網絡教室的服務器上調試好。

教學方法

多媒體演示、網絡協作式學習、講述法

教學過程

一、復習舊知 提出問題

1. 教師通過多媒體回顧恒星的形成，展示各種各樣的恒星。

在地球上遙望夜空，宇宙是恒星的世界。恒星誕生于太空中的星際塵埃（星

云），恒星是在熊熊燃燒著的星球。一般來說，恒星的體積和質量都比較大，只

是由于距離地球太遙遠的緣故，星光才顯得那么微弱。恒星發光的能力有強有弱，

恒星表面的溫度也有高有低。一般說來，恒星表面的溫度越低，它的光越偏紅；

溫度越高，光則越偏藍。

2.學生欣賞的過程中，課件出示問題。

（1） 各種恒星誕生后，會發生變化嗎？（以上是恒星不同演變階段的實物

照片。）

（2）圖片中哪張是紅巨星？它有什么特點？

（3）圖片中的白矮星在哪里？為什么看不到？這說明它的亮度大還是小？

（4）圖片是想象黑洞是個空洞嗎？你能想象看不到它有原因嗎？

（5）圖片中哪張是超新星大爆炸？

3.學生討論 講述新知

1）恒星不同發展階段的特點和它們之間轉化的關系。（教師總結學生的回

答，在對應的圖片旁邊出示說明。）

（1）紅巨星：紅色直徑比太陽大10～100倍，亮度比類似太陽的恒星大得

多。

（2）白矮星：密度很大，體積和亮度很小，由紅巨星轉變而來。

（3）黑洞：質量更加大的恒星爆炸形成的，密度非常巨大，任何物質，甚

至光線都無法逃脫它的吸引。

（4）超新星：超新星在超紅巨星的爆炸中誕生，密度巨大。

（5）中子星：超新星爆炸后形成，體積很小，密度極大的星核。

二、自然過渡 ，接著講授宇宙的起源

三、教師展示課件，播放新聞。

新華網浙江頻道8月13日電 依靠手指撥動著輪椅機器前行的霍金，“撥動”

了杭州城，“撥動”了長江三角洲，甚至轟動了整個中國——在他到達杭州之前，

他的科普名著《時間簡史》和《果殼中的宇宙》已在當地連續暢銷了好幾個星期；

印有霍金頭像的文化衫，風靡了杭城的大街小巷；8月9日，當他從上海浦東國

際機場轉道杭州時，媒體熱情的“長槍短炮”再一次對準了他；昨天，霍金召開

記者見面會，來自滬浙兩地的數十家媒體蜂擁而至；8月15日他關于“膜的新

奇世界”的公眾演講，成為杭州市民眼下最為期盼的盛事……

1.請學生談談關于霍金的事跡和他的著作，或者談談關于宇宙的話題。（學

生自由談話，可以說說你知道的東西，也可以說說你想知道的東西；教師鼓勵學

生大膽想象，對學生的發言多表揚。）

2.教師小結學生的發言：千百年來，人類一直在探索宇宙的秘密：太陽的光

和熱晝夜交替，月亮的柔和與相位變化，滿天星斗的旋轉循回，寒暑變化的周而

復始，流星的出沒，日食、月食的奇跡，彗星的來臨，天有無邊際？天是什么時

候、如何形成的？

3.演示動畫、分析難點

1）介紹美國天文學家哈勃的發現。

發現1:所有的星系都在遠離我們而去；。

發現2:星系離我們越遠，運動的速度越快；

發現3:星系間的距離在不斷地擴大。

星系運動的特點：所有的星系都在遠離我們而去；星系離我們越遠，它的退

行速度就越快；星系間的距離在不斷地擴大。（即哈勃定律）

2）問：如果你得到了哈勃的發現，你對宇宙起源作作如何的猜測。

3）教材P3頁活動，通過實驗幫助學生建立宇宙中星系運動模型

4）根據剛才我們建立的星系運動模型，你能想象出宇宙中的星系在怎樣運

動嗎？

5）如果我們把氣球比作宇宙的話，那么你能想象現在的宇宙處在怎樣的狀

態之中？我們的宇宙處在不斷的膨脹當中

4.宇宙形成的理論之一 ——大爆炸宇宙論

1）演示動畫，理解大爆炸宇宙論

2）主要觀點：

大約150億年前，我們所處的宇宙全部以粒子的形式、極高的溫度、極大的

密度，被擠壓在一個“原始火球” 中。

大爆炸使物質四散出擊，宇宙空間不斷膨脹，溫度也相應下降，后來相繼出

現在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。

四、其它宇宙形成理——穩定理論

五、大膽猜測：宇宙的將來

史蒂芬·霍金是英國物理學家，他提出的黑洞理論和宇宙無邊界的設想成了

現代宇宙學的重要基石。

霍金的宇宙無邊界的設想是這樣的：

第一，宇宙是無邊的。

第二，宇宙不是一個可以任意賦予初始條件或邊界的一般系統。

霍金預言宇宙有兩種結局：

永遠膨脹下去，不斷地擴大，我們將看到所有星系的星球老化、死亡，剩下

我們孤零零的，在一片黑暗當中?；蛘邥s而在大擠壓處終結

科學巨人霍金：探索的精神）

六、歸納總結、拾漏補缺

七、板書設計 略