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初中科学浙教九年级下册第1章第1节人类对宇宙的认识-杭州市建兰中学

视频标签:人类对宇宙的认识

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视频课题:初中科学浙教九年级下册第1章第1节人类对宇宙的认识-杭州市建兰中学

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“人类对宇宙的认识”教学设计与评析 
【前期分析】 
本节课是浙教版九年级下册第一章第一节。教材中从久远到现代为线索,介绍了人类对宇宙认识的科学史发展过程、宇宙的起源。但是对于现代宇宙学说内容的理解,学生不可能有感性认识,应让学生运用科学家获得的星系运动特点作为证据,对自己的观点进行解释,这种理解和解释过程需要建立一个星系运动的模型。对学生来说,参照课本的提示建立一个星系运动模型(假说)并不很难,难点在于如何用该模型解释星系运动特点。所以本节内容的教学安排中,用简单易懂的具体模型解释抽象的天文现象是关键。通过气球膨胀实验、橡皮筋实验、气球放气实验一系列实验,让学生对星系运动的特点建立认知理解。本节课的思想性比较强,教学中要充分利用教材中的资料,并补充一些课外资料,运用读图、观看视频、阅读分析资料和讨论等方法,有利于掌握知识,同时也使学生受到正确的思想观念教育,学习科学家顽强的毅力和追求真理的精神。 
【教学目标】 一、知识与技能 
1.知道从“地心说”到“日心说”的发展; 2.知道宇宙是有起源的、膨胀的、演化的; 3.了解大爆炸宇宙论的主要观点。 二、过程与方法 
1.通过自主建立星系运动的模型,体验、感受并学习建立模型的思想方法; 2.通过阅读教材内容、归纳总结,训练学生运用资料、完善知识结构的能力,提高学生学习和获取知识的能力; 
3.引导学生掌握和应用图解法、类比法、放大法,帮助学生拓展思路、提高分析、解决问题的能力; 
4.学会合作:通过小组讨论,培养学生的互动能力,使学生学会合作学习; 5.学会探究:使学生在探究性学习中,掌握比较、分析综合等科学的探究方法。 
三、情感、态度与价值观 
1.通过了解人类对宇宙探测的发展,激发学生学科学、爱科学的探索精神; 2.通过了解科学家探索宇宙发展的过程,领悟科学家追求真理的精神。 【教学重难点】 
重点:理解哈勃发现的关于星系的运动特点。  难点:知道宇宙是膨胀的、演化的。  
 
                    
             
                    
                            【教学器材准备】 
巨型气球、充气泵、KT板、白板笔、直尺、橡皮筋、图钉 【教学过程】 
【视频】课前播放霍金2002年被浙江大学聘为名誉教授的视频 一、视频引入,开启课堂之旅 
【视频】老师播放星空视频,带同学们看星空 
师:不局限于这个视频,打开你的视野,关于宇宙,你已经有哪些认识? 通过学生的回答,老师了解学生对宇宙已有的认识 
师:希望通过今天的学习,我们对宇宙有更深入的了解和认识 
【设计意图】安排两段视频的意图:1、通过霍金2002年被浙江大学聘为名誉教授的视频,拉近科学家与学生的距离;2、通过星空视频,让学生感受宇宙的浩渺,对了解宇宙产生兴趣。 
二、巧设实验,突破课堂难点 (一)了解科学家对星系运动的研究 
师:刚才视频中那么美的景象是我们在地球上能用肉眼看的吗? 生:不能 
师:那是用什么观测看到的呢? 生:望远镜 
师:这是通过哈勃望远镜观测到的星系。哈勃望远镜是以美国天文学家哈勃命名的,以纪念他在天文学做出的贡献。20世纪初,哈勃等科学家通过分析星系的光谱特征,研究星系的运动情况,测量星系速度和距离,发现了星系运动的三条特点,请同学们仔细看PPT 
师:现在请同学对这三条发现做适当的记忆 老师给非关键词提示,学生集体回答关键词 
【设计意图】安排对哈勃的三条发现做适当的记忆,为后面理解星系运动的特点奠定基本的认知。 
(二)建模—— 突破“我们”是指谁 
师:虽然大家已经知道了哈勃的三条发现,但是要深入的理解它,这三条发现对于我们而言还是有些抽象,在科学探究过程中,有什么方法可以将抽象的概念变得更直观? 
生:建立模型 
师:老师带来一个巨型气球,两位同学相互讨论,如何利用这个气球来模拟哈勃的发现? 
学生讨论、交流,并选一位同学说说他们小组讨论后的实验方案 
 
                    
             
                    
                            【实验方案】 
(1) 准备一只气球,在其表面画上一些小原点; (2) 用充气泵持续地像气球充气,使气球不断地胀大; (3) 观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。 
师:请设计实验的同学上来和老师一起完成实验,同学们仔细观察,以A作为参照物,其他小圆点与A点间的距离变化 
完成实验后,请配合老师做实验的学生描述他观察到的现象,并说明了什么。      
充气前 
  
充气后 
【设计意图】1、建立气球不断膨胀的模型,帮助学生理解宇宙的变化趋势和运动规律;2、使用巨型气球,充分吸引学生的注意力,而且实验现象更明显。 
师:在气球模拟实验中,我们将A点当做“我们”,那在哈勃第一条发现中的“我们”具体指什么? 
四人小组讨论学生回答,出现不同的观点,让学生举手表态,然后让同学上台拿着气球阐述理由。 
【设计意图】根据教科书呈现的星系运动特点和示意图,学生很容易将中心的小圆点当做“我们”,造成学生对其中的“我们”产生错误的理解:以为宇宙中的星系都以太阳系为中心向外运动。而老师在做实验时,不要将中心的小圆点标为A点,而是将随意一个小圆点标为A点,引导学生不要将我们所在的地球、甚至太阳系当做“我们”,消除学生对“我们”的错误理解。 
(三)类比—— 把抽象理论变为直接测算 
师:通过气球模拟实验证实了哈勃的第一、二条发现。哈勃的第三条发现在这个实验能不能模拟?在气球上找到距离A点远近不同的小圆点是易事,但测量速度,能完成吗? 
生:能,测量距离,但是应该测直线距离。曲面上难以测量,解决事物的方法要从简单落手,要测量,我们可以将曲面转化为平面。              
 
                    
             
                    
                            师:以四人小组为单位,利用上述器材,用图解法...
设计实验步骤,参照导学案上的范例,在KT板上完成实验。让不同小组的学生拿着板展示实验结果。 
【实验步骤】 
1.在橡皮筋上有三个等距的点:A、B、C; 
2.拉住橡皮筋一端向右拉长,记录三个点的位置:A,、B,、C,; 3.测量并比较AA,、BB,、CC,。 【实验结果】  
师:刚才展示的几组实验结果有什么不同的地方?哪个点上,值得学习? 学生交流,老师引导学生从1.标记不同;2.记录数据;3.时间相同这三个角度评价 
【设计意图】1、让学生知道解决事物的方法应从简单落手。将曲面转化为平面,便于测量,并且将退行速度定量测量,使学生更好地理解哈勃的第三条发现。2、图解法在教学中能使复杂问题简单化、抽象问题具体化,引导学生掌握和应用图解法,帮助学生提高学习兴趣、拓展思路、提高分析、解决问题的能力。 
(四)推理——时光倒流,解释起源 
老师一边拿着充气气球,一边说:由哈勃的三条发现,再结合气球和橡皮筋的模拟实验,你觉得宇宙处于静止还是运动状态?       
生:运动状态  师:怎么运动?   生:膨胀 
老师一边说:试想,如同将这个气球放气一般,如果时间倒退,宇宙是什么样的呢?一边给气球放气 
生:回到一个点师:这个点有什么众多特点?  学生回答,老师归纳总结 
师:这就是宇宙的起源。请大家仔细看PPT,引出大爆炸宇宙论 【设计意图】 
学生在试想宇宙起源时,由于缺乏直观的类比,光靠理论推理,很难理解。气球放气的动作,让学生在推理时有感性认识,帮助学生理解宇宙的起源是一个
 
                    
             
                    
                            点。 
三、畅想未来,领悟探究精神 
师:这是目前最被人们广为接受的一种宇宙起源学说。基于大爆炸宇宙论,宇宙在不断膨胀中,(配合手势),接下来请大家闭上眼睛大胆想象未来的宇宙会是怎么样的?请——闭——眼 
请——睁——眼 
师:你脑海中出现了宇宙未来什么样的画面? 学生畅所欲言,说一说脑海中出现的画面 老师引出霍金的两条预言 
师:你对霍金这位科学家了解多少? 
学生从各个角度谈谈对霍金的已有的了解,老师引导学生谈谈霍金的著作,鼓励学生在课余时间多接触科学。 
【视频】师:霍金的一生坎坷,下面我们通过一段视频了解霍金励志的人生 师:霍金的经历被多次搬上荧幕,2014年电影《万物理论》讲述霍金患病前后的经历,我们来看一个片段,发生在霍金做完穿气管手术和妻子之间的交流。 
【视频】播放视频《万物理论》,学生谈谈观后感。    
    【设计意图】通过观看两个视频,让学生学习科学家顽强的毅力和精神。同时,通过这种形式的情感教育,让学生深刻地体会到每一个新理论得以坚持下来,正是依靠那些为之奋斗一生、甚至付出生命的科学家们,带着学生换一个角度重新认识宇宙。 
四、回望古代,感受科技进步 
【图片】师:对于宇宙未来,科学家们一直都在致力于研究,从这张图片不难看出哈勃望远镜所能观测的距离还在不断被刷新,相信人类终将揭开遮盖在可见宇宙未知领域上的最后面纱,而这只是时间问题。 
师:了解了现代人对宇宙起源的认识,接下来我们去了解古代人的宇宙观,让我们坐着时光隧道穿越回古代 
师:如果没有哈勃望远镜这样先进的科学技术和仪器,你知道古代人对宇宙创始有什么样的了解? 
学生谈谈已经了解的关于古代人对宇宙创始的神话,老师引出盘古开天辟、上帝等神话故事 
师:神话、宗教都是提供对世界的认识,但他们都不是科学,科学与非科学以谁为分水岭?证据!中世纪人们通过观测行星、太阳、地球的运行规律,提出了《地心说》和《日心说》 
师:阅读课本2-4页,并用心体会第4页的阅读材料,划出关键字词,并完
 
                    
             
                    
                            成表格中的内容 
学生静静地用心地思考:1. 为什么哥白尼死前发表《日心说》?2. 对于伽利略的结局,谈谈你的感受? 
四人交流,互相分享,请愿意分享的同学发言。 
【设计意图】通过阅读材料的方式,让学生体会从“地心说”到“日心说”的发展过程,引领学生领悟科学家追求真理的精神。 
五、灵动总结,激发学生兴趣 
老师总结:从古代的人们通过肉眼观察想象宇宙,到中世纪的人们利用自制简易望远镜观测太阳、行星提出地心说、日心说,再到现代人们利用哈勃望远镜观测星系运动,我们发现人们对宇宙的认识随着科学的进步不断深入。今天我们对宇宙的探索很有限,希望同学们多关注宇宙的信息,希望在你们中也能出现小小天文学家。 
【板书设计】 
【课例综述】 
这节课需要从古代人的宇宙观、“地心说”、“日心说”以及现代宇宙观,从历史的维度和科学家认知世界的过程来展示教学内容,但是内容离学生的生活较远,也比较抽象,所以不能简单地通过说教的方式传达给学生,因此在教学设计方面,重视从学生认知起点,通过模拟实验、放大实验讲授知识,并增加多个与科学家霍金有关的视频,从而提高课程教学实效,在唤起学生的参与热情和求知欲望方面起到了非常好的作用。 
一.调整时间顺序 
根据学生已有的认知水平,将课本中人类对宇宙的认识的发展时间顺序做调
 
                    
             
                    
                            整,从学生最熟悉的现代开始了解最新的宇宙学说,然后对宇宙的未来进行合理的畅想,最后穿越回古代,了解古代人的宇宙观。 
二.运用多种探究方法 
在教学中通过建立模型、放大实验、用图解法、类比法设计实验等不同的形式,层层递进,用直观的实验现象模拟抽象的天文现象。 
三.观看多个视频 
情感教育在科学课堂上经常是缺失的部分,这节课一共有4个关于霍金的视频贯穿其中,学生在观看视频时的每一次心灵触动,都是在潜移默化中促进学生形成积极的科学态度、良好的科学情感和正确的科学价值观,从而提高教学效率。


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