視頻標(biāo)簽：人類對宇宙的認(rèn)識

所屬欄目：初中科學(xué)優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：初中科學(xué)浙教九年級下冊第1章第1節(jié)人類對宇宙的認(rèn)識-杭州市建蘭中學(xué)

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“人類對宇宙的認(rèn)識”教學(xué)設(shè)計與評析 
【前期分析】 
本節(jié)課是浙教版九年級下冊第一章第一節(jié)。教材中從久遠(yuǎn)到現(xiàn)代為線索，介紹了人類對宇宙認(rèn)識的科學(xué)史發(fā)展過程、宇宙的起源。但是對于現(xiàn)代宇宙學(xué)說內(nèi)容的理解，學(xué)生不可能有感性認(rèn)識，應(yīng)讓學(xué)生運(yùn)用科學(xué)家獲得的星系運(yùn)動特點(diǎn)作為證據(jù)，對自己的觀點(diǎn)進(jìn)行解釋，這種理解和解釋過程需要建立一個星系運(yùn)動的模型。對學(xué)生來說，參照課本的提示建立一個星系運(yùn)動模型（假說）并不很難，難點(diǎn)在于如何用該模型解釋星系運(yùn)動特點(diǎn)。所以本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)安排中，用簡單易懂的具體模型解釋抽象的天文現(xiàn)象是關(guān)鍵。通過氣球膨脹實(shí)驗(yàn)、橡皮筋實(shí)驗(yàn)、氣球放氣實(shí)驗(yàn)一系列實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對星系運(yùn)動的特點(diǎn)建立認(rèn)知理解。本節(jié)課的思想性比較強(qiáng)，教學(xué)中要充分利用教材中的資料，并補(bǔ)充一些課外資料，運(yùn)用讀圖、觀看視頻、閱讀分析資料和討論等方法，有利于掌握知識，同時也使學(xué)生受到正確的思想觀念教育，學(xué)習(xí)科學(xué)家頑強(qiáng)的毅力和追求真理的精神。 
【教學(xué)目標(biāo)】 一、知識與技能 
1.知道從“地心說”到“日心說”的發(fā)展； 2.知道宇宙是有起源的、膨脹的、演化的； 3.了解大爆炸宇宙論的主要觀點(diǎn)。 二、過程與方法 
1.通過自主建立星系運(yùn)動的模型，體驗(yàn)、感受并學(xué)習(xí)建立模型的思想方法； 2.通過閱讀教材內(nèi)容、歸納總結(jié)，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用資料、完善知識結(jié)構(gòu)的能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)和獲取知識的能力； 
3.引導(dǎo)學(xué)生掌握和應(yīng)用圖解法、類比法、放大法，幫助學(xué)生拓展思路、提高分析、解決問題的能力； 
4.學(xué)會合作：通過小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的互動能力，使學(xué)生學(xué)會合作學(xué)習(xí)； 5.學(xué)會探究：使學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)中，掌握比較、分析綜合等科學(xué)的探究方法。 
三、情感、態(tài)度與價值觀 
1.通過了解人類對宇宙探測的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)的探索精神； 2.通過了解科學(xué)家探索宇宙發(fā)展的過程，領(lǐng)悟科學(xué)家追求真理的精神。 【教學(xué)重難點(diǎn)】 
重點(diǎn)：理解哈勃發(fā)現(xiàn)的關(guān)于星系的運(yùn)動特點(diǎn)。  難點(diǎn)：知道宇宙是膨脹的、演化的。  
 
                    
             
                    
                            【教學(xué)器材準(zhǔn)備】 
巨型氣球、充氣泵、KT板、白板筆、直尺、橡皮筋、圖釘 【教學(xué)過程】 
【視頻】課前播放霍金2002年被浙江大學(xué)聘為名譽(yù)教授的視頻 一、視頻引入，開啟課堂之旅 
【視頻】老師播放星空視頻，帶同學(xué)們看星空 
師：不局限于這個視頻，打開你的視野，關(guān)于宇宙，你已經(jīng)有哪些認(rèn)識？ 通過學(xué)生的回答，老師了解學(xué)生對宇宙已有的認(rèn)識 
師：希望通過今天的學(xué)習(xí)，我們對宇宙有更深入的了解和認(rèn)識 
【設(shè)計意圖】安排兩段視頻的意圖：1、通過霍金2002年被浙江大學(xué)聘為名譽(yù)教授的視頻，拉近科學(xué)家與學(xué)生的距離；2、通過星空視頻，讓學(xué)生感受宇宙的浩渺，對了解宇宙產(chǎn)生興趣。 
二、巧設(shè)實(shí)驗(yàn)，突破課堂難點(diǎn) （一）了解科學(xué)家對星系運(yùn)動的研究 
師：剛才視頻中那么美的景象是我們在地球上能用肉眼看的嗎？ 生：不能 
師：那是用什么觀測看到的呢？ 生：望遠(yuǎn)鏡 
師：這是通過哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測到的星系。哈勃望遠(yuǎn)鏡是以美國天文學(xué)家哈勃命名的，以紀(jì)念他在天文學(xué)做出的貢獻(xiàn)。20世紀(jì)初，哈勃等科學(xué)家通過分析星系的光譜特征，研究星系的運(yùn)動情況，測量星系速度和距離，發(fā)現(xiàn)了星系運(yùn)動的三條特點(diǎn)，請同學(xué)們仔細(xì)看PPT 
師：現(xiàn)在請同學(xué)對這三條發(fā)現(xiàn)做適當(dāng)?shù)挠洃?nbsp;老師給非關(guān)鍵詞提示，學(xué)生集體回答關(guān)鍵詞 
【設(shè)計意圖】安排對哈勃的三條發(fā)現(xiàn)做適當(dāng)?shù)挠洃洠瑸楹竺胬斫庑窍颠\(yùn)動的特點(diǎn)奠定基本的認(rèn)知。 
（二）建模—— 突破“我們”是指誰 
師：雖然大家已經(jīng)知道了哈勃的三條發(fā)現(xiàn)，但是要深入的理解它，這三條發(fā)現(xiàn)對于我們而言還是有些抽象，在科學(xué)探究過程中，有什么方法可以將抽象的概念變得更直觀？ 
生：建立模型 
師：老師帶來一個巨型氣球，兩位同學(xué)相互討論，如何利用這個氣球來模擬哈勃的發(fā)現(xiàn)？ 
學(xué)生討論、交流，并選一位同學(xué)說說他們小組討論后的實(shí)驗(yàn)方案 
 
                    
             
                    
                            【實(shí)驗(yàn)方案】 
（1） 準(zhǔn)備一只氣球，在其表面畫上一些小原點(diǎn)； （2） 用充氣泵持續(xù)地像氣球充氣，使氣球不斷地脹大； （3） 觀察氣球在脹大過程中各個小圓點(diǎn)間距離的變化。 
師：請設(shè)計實(shí)驗(yàn)的同學(xué)上來和老師一起完成實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們仔細(xì)觀察，以A作為參照物，其他小圓點(diǎn)與A點(diǎn)間的距離變化 
完成實(shí)驗(yàn)后，請配合老師做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生描述他觀察到的現(xiàn)象，并說明了什么。      
充氣前 
  
充氣后 
【設(shè)計意圖】1、建立氣球不斷膨脹的模型，幫助學(xué)生理解宇宙的變化趨勢和運(yùn)動規(guī)律；2、使用巨型氣球，充分吸引學(xué)生的注意力，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。 
師：在氣球模擬實(shí)驗(yàn)中，我們將A點(diǎn)當(dāng)做“我們”，那在哈勃第一條發(fā)現(xiàn)中的“我們”具體指什么？ 
四人小組討論學(xué)生回答，出現(xiàn)不同的觀點(diǎn)，讓學(xué)生舉手表態(tài)，然后讓同學(xué)上臺拿著氣球闡述理由。 
【設(shè)計意圖】根據(jù)教科書呈現(xiàn)的星系運(yùn)動特點(diǎn)和示意圖，學(xué)生很容易將中心的小圓點(diǎn)當(dāng)做“我們”，造成學(xué)生對其中的“我們”產(chǎn)生錯誤的理解：以為宇宙中的星系都以太陽系為中心向外運(yùn)動。而老師在做實(shí)驗(yàn)時，不要將中心的小圓點(diǎn)標(biāo)為A點(diǎn)，而是將隨意一個小圓點(diǎn)標(biāo)為A點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生不要將我們所在的地球、甚至太陽系當(dāng)做“我們”，消除學(xué)生對“我們”的錯誤理解。 
（三）類比—— 把抽象理論變?yōu)橹苯訙y算 
師：通過氣球模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí)了哈勃的第一、二條發(fā)現(xiàn)。哈勃的第三條發(fā)現(xiàn)在這個實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒苣�擬？在氣球上找到距離A點(diǎn)遠(yuǎn)近不同的小圓點(diǎn)是易事，但測量速度，能完成嗎？ 
生：能，測量距離，但是應(yīng)該測直線距離。曲面上難以測量，解決事物的方法要從簡單落手，要測量，我們可以將曲面轉(zhuǎn)化為平面。              
 
                    
             
                    
                            師：以四人小組為單位，利用上述器材，用圖解法．．．
設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟，參照導(dǎo)學(xué)案上的范例，在KT板上完成實(shí)驗(yàn)。讓不同小組的學(xué)生拿著板展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 
【實(shí)驗(yàn)步驟】 
1.在橡皮筋上有三個等距的點(diǎn)：A、B、C； 
2.拉住橡皮筋一端向右拉長，記錄三個點(diǎn)的位置：A,、B,、C,； 3.測量并比較AA,、BB，、CC，。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】  
師：剛才展示的幾組實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么不同的地方？哪個點(diǎn)上，值得學(xué)習(xí)？ 學(xué)生交流，老師引導(dǎo)學(xué)生從1.標(biāo)記不同；2.記錄數(shù)據(jù)；3.時間相同這三個角度評價 
【設(shè)計意圖】1、讓學(xué)生知道解決事物的方法應(yīng)從簡單落手。將曲面轉(zhuǎn)化為平面，便于測量，并且將退行速度定量測量，使學(xué)生更好地理解哈勃的第三條發(fā)現(xiàn)。2、圖解法在教學(xué)中能使復(fù)雜問題簡單化、抽象問題具體化，引導(dǎo)學(xué)生掌握和應(yīng)用圖解法，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣、拓展思路、提高分析、解決問題的能力。 
（四）推理——時光倒流，解釋起源 
老師一邊拿著充氣氣球，一邊說：由哈勃的三條發(fā)現(xiàn)，再結(jié)合氣球和橡皮筋的模擬實(shí)驗(yàn)，你覺得宇宙處于靜止還是運(yùn)動狀態(tài)？       
生：運(yùn)動狀態(tài)  師：怎么運(yùn)動？   生：膨脹 
老師一邊說：試想，如同將這個氣球放氣一般，如果時間倒退，宇宙是什么樣的呢？一邊給氣球放氣 
生：回到一個點(diǎn)師：這個點(diǎn)有什么眾多特點(diǎn)？  學(xué)生回答，老師歸納總結(jié) 
師：這就是宇宙的起源。請大家仔細(xì)看PPT，引出大爆炸宇宙論 【設(shè)計意圖】 
學(xué)生在試想宇宙起源時，由于缺乏直觀的類比，光靠理論推理，很難理解。氣球放氣的動作，讓學(xué)生在推理時有感性認(rèn)識，幫助學(xué)生理解宇宙的起源是一個
 
                    
             
                    
                            點(diǎn)。 
三、暢想未來，領(lǐng)悟探究精神 
師：這是目前最被人們廣為接受的一種宇宙起源學(xué)說。基于大爆炸宇宙論，宇宙在不斷膨脹中，（配合手勢），接下來請大家閉上眼睛大膽想象未來的宇宙會是怎么樣的？請——閉——眼 
請——睜——眼 
師：你腦海中出現(xiàn)了宇宙未來什么樣的畫面？ 學(xué)生暢所欲言，說一說腦海中出現(xiàn)的畫面 老師引出霍金的兩條預(yù)言 
師：你對霍金這位科學(xué)家了解多少？ 
學(xué)生從各個角度談?wù)剬�霍金的已有的了解，老師引�?dǎo)學(xué)生談?wù)劵艚鸬闹�作，鼓勵學(xué)生在課余時間多接觸科學(xué)。 
【視頻】師：霍金的一生坎坷，下面我們通過一段視頻了解霍金勵志的人生 師：霍金的經(jīng)歷被多次搬上熒幕，2014年電影《萬物理論》講述霍金患病前后的經(jīng)歷，我們來看一個片段，發(fā)生在霍金做完穿氣管手術(shù)和妻子之間的交流。 
【視頻】播放視頻《萬物理論》，學(xué)生談?wù)動^后感。    
    【設(shè)計意圖】通過觀看兩個視頻，讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家頑強(qiáng)的毅力和精神。同時，通過這種形式的情感教育，讓學(xué)生深刻地體會到每一個新理論得以堅持下來，正是依靠那些為之奮斗一生、甚至付出生命的科學(xué)家們，帶著學(xué)生換一個角度重新認(rèn)識宇宙。 
四、回望古代，感受科技進(jìn)步 
【圖片】師：對于宇宙未來，科學(xué)家們一直都在致力于研究，從這張圖片不難看出哈勃望遠(yuǎn)鏡所能觀測的距離還在不斷被刷新，相信人類終將揭開遮蓋在可見宇宙未知領(lǐng)域上的最后面紗，而這只是時間問題。 
師：了解了現(xiàn)代人對宇宙起源的認(rèn)識，接下來我們?nèi)チ私夤糯�人的宇宙觀，讓我們坐著時光隧道穿越回古代 
師：如果沒有哈勃望遠(yuǎn)鏡這樣先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和儀器，你知道古代人對宇宙創(chuàng)始有什么樣的了解？ 
學(xué)生談?wù)勔呀?jīng)了解的關(guān)于古代人對宇宙創(chuàng)始的神話，老師引出盤古開天辟、上帝等神話故事 
師：神話、宗教都是提供對世界的認(rèn)識，但他們都不是科學(xué)，科學(xué)與非科學(xué)以誰為分水嶺？證據(jù)！中世紀(jì)人們通過觀測行星、太陽、地球的運(yùn)行規(guī)律，提出了《地心說》和《日心說》 
師：閱讀課本2-4頁，并用心體會第4頁的閱讀材料，劃出關(guān)鍵字詞，并完
 
                    
             
                    
                            成表格中的內(nèi)容 
學(xué)生靜靜地用心地思考：1. 為什么哥白尼死前發(fā)表《日心說》？2. 對于伽利略的結(jié)局，談?wù)勀愕母惺埽?nbsp;
四人交流，互相分享，請愿意分享的同學(xué)發(fā)言。 
【設(shè)計意圖】通過閱讀材料的方式，讓學(xué)生體會從“地心說”到“日心說”的發(fā)展過程，引領(lǐng)學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)家追求真理的精神。 
五、靈動總結(jié)，激發(fā)學(xué)生興趣 
老師總結(jié)：從古代的人們通過肉眼觀察想象宇宙，到中世紀(jì)的人們利用自制簡易望遠(yuǎn)鏡觀測太陽、行星提出地心說、日心說，再到現(xiàn)代人們利用哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測星系運(yùn)動，我們發(fā)現(xiàn)人們對宇宙的認(rèn)識隨著科學(xué)的進(jìn)步不斷深入。今天我們對宇宙的探索很有限，希望同學(xué)們多關(guān)注宇宙的信息，希望在你們中也能出現(xiàn)小小天文學(xué)家。 
【板書設(shè)計】 
【課例綜述】 
這節(jié)課需要從古代人的宇宙觀、“地心說”、“日心說”以及現(xiàn)代宇宙觀，從歷史的維度和科學(xué)家認(rèn)知世界的過程來展示教學(xué)內(nèi)容，但是內(nèi)容離學(xué)生的生活較遠(yuǎn)，也比較抽象，所以不能簡單地通過說教的方式傳達(dá)給學(xué)生，因此在教學(xué)設(shè)計方面，重視從學(xué)生認(rèn)知起點(diǎn)，通過模擬實(shí)驗(yàn)、放大實(shí)驗(yàn)講授知識，并增加多個與科學(xué)家霍金有關(guān)的視頻，從而提高課程教學(xué)實(shí)效，在喚起學(xué)生的參與熱情和求知欲望方面起到了非常好的作用。 
一.調(diào)整時間順序 
根據(jù)學(xué)生已有的認(rèn)知水平，將課本中人類對宇宙的認(rèn)識的發(fā)展時間順序做調(diào)
 
                    
             
                    
                            整，從學(xué)生最熟悉的現(xiàn)代開始了解最新的宇宙學(xué)說，然后對宇宙的未來進(jìn)行合理的暢想，最后穿越回古代，了解古代人的宇宙觀。 
二.運(yùn)用多種探究方法 
在教學(xué)中通過建立模型、放大實(shí)驗(yàn)、用圖解法、類比法設(shè)計實(shí)驗(yàn)等不同的形式，層層遞進(jìn)，用直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象模擬抽象的天文現(xiàn)象。 
三.觀看多個視頻 
情感教育在科學(xué)課堂上經(jīng)常是缺失的部分，這節(jié)課一共有4個關(guān)于霍金的視頻貫穿其中，學(xué)生在觀看視頻時的每一次心靈觸動，都是在潛移默化中促進(jìn)學(xué)生形成積極的科學(xué)態(tài)度、良好的科學(xué)情感和正確的科學(xué)價值觀，從而提高教學(xué)效率。

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