《太阳系大家族》教学设计_太阳系大家族教案

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《太阳系大家族》教学设计

教学目标

过程与方法

能对搜集到的有关太阳的各种信息进行总结评价。

能利用简单表格、图形、计算等方法整理、加工太阳系的有关数据。能够用安全的方法观测太阳。

能够用一定的器材给八大行星排列位置。尝试着模拟太阳系运动的游戏。

知识与技能

知道太阳系的构成，知道九大行星的名字及排列顺序。明确恒星、行星、卫星的概念及其相互关系。了解人类对太阳系的认识过程。知道太阳的有关知识。

了解太阳系中有关行星、彗星、小行星和流星的知识。

培养学生自主探究、团结协作、勇于探索的精神及交流、处理、应用信息的能力。

情感、态度与价值观

体会到和茫茫宇宙相比人的个体的渺小。

意识到人类对宇宙的认识是不断发展，不断向未知领域探索的。

教学准备

有关太阳的图片、文字及影像资料等，橡皮泥、记录纸、网球等。

教学过程：

1．导入激趣。

(1)谈话导入：展现在大家面前的是一幅美丽的星空图，你想到了什么或者你想说些什么呢?(2)帮助学生认识三类星：恒星、行星和卫星。学生面对满天繁星展开想像的翅膀，并能说说自己对宇宙天体的认识，尤其对恒星、行星、卫星三类星的认

识。

(3)激趣：你们向往神秘的宇宙太空吗?你们想探索神奇的宇宙奥秘吗?让我们一起乘上宇宙飞船飞上太空来探索宇宙的无穷奥秘吧!由学生面对满天繁星引入本课，从学生每天看到的熟悉的星星谈起。面对满天星斗，学生会想到很多，例如有些是本身能发光，有些不能，于是引出恒星、行星、卫星的概念，为本课学习扫除概念上的障碍。模拟升空的情景，让学生有一种身临其境的感觉，把自己置身于广阔的宇宙空间，去探索无穷的宇宙奥秘，激发学生探究的兴趣。

2．让学生自主探究有关太阳系的知识。

(1)要求学生能够对太阳系的构成有一定的认识，井能说出九大行星的名称及其排列顺序。引导学生仔细观察太阳系以及太阳系中行星的运行轨迹，看看能发现什么。要求学生仔细观察，发现得越多越好，并且能用一些办法记住九大行星及其排列顺序。

(2)引导学生进入“宇宙之旅”、“小天文馆”网站，或提供相关材料，让学生更好地认识太阳系。学生在浏览网站或阅读的时候，小组可以提出问题或回答别人的提问，教师将对提问或发表言论多的小组颁发奖品——天文知识卡片。教师可以和学生一起参与这个活动。

(3)总结学生的学习情况。这一段的教学中，学生对太阳系的构成完全由自己去寻找，自己去发现，尤其是八大行星的名称及排列顺序由学生用自己的方法去记忆，体现了学生的自主探究的精神。但因为学生自己寻找的有关知识很庞杂，因此教师要帮助学生梳理知识点。3．实地观测太阳。

由于太阳光的强度比我们眼睛可以承受的强度高10000倍，所以用来直接观测太阳的减光设备，必须能够将阳光减弱10000倍。小学生可进行的太阳观测，主要集中在量度太阳影子或投影位置的变化及当有日食发生时量度太阳形状的变化。这两种变化均可使用鞋盒针孔投影仪量度。使用鞋盒针孔投影仪时，如观测时间较长，应注意鞋盒底部太阳投影位置的变化，最多只能持续观测约两小时，并且太阳的影像会由鞋盒底部的西面移往东面。(1)活动前准备：鞋盒、胶水、剪刀、锡纸、针。

(2)活动过程：与学生重温太阳观测方法存在危险的原因；与学生讨论为什么虽然观测太阳有危险，但仍要进行，和学生讨论太阳观测在科学研究中的重要性；指导学生制作鞋盒针孔投影仪：在鞋盒前端开一小孔，后端开一较大的方孔，并用半透明的锡纸蒙上，对着太阳，太阳会在锡纸上留下投影；说明针孔投影仪的原理；说明针孔投影仪的优点和缺点；说明在自然界中，可利用树上树叶间的隙缝和投射在地面的影像替代针孔投影仪进行观测。

要求学生利用“鞋盒针孔投影仪”观测太阳的变化。如有日食出现，亦可用它来观测。但观测太阳时，除了要注意太阳对眼睛的影响外，还要谨防在烈日下曝晒可能出现中暑等问题。

(3)活动评估：检查学生利用鞋盒针孔投影仪所绘画的太阳影像是否正确。4.总结，课后延伸。

(1)总结本节课的学习方法，自主学习认识太阳系。

(2)继续激发学生探索更无穷的宇宙奥秘的兴趣，引导学生课后去访问因特网，那儿有关于太阳系的更丰富的内容在等着学生们呢!学生课后继续探索，让学生把网上学习、自主探究的兴趣延伸到课后。5．延伸活动。

模拟太阳系的大小的游戏。

参考资料：

知识参考：

太阳：太阳是地球的生命之源，是银河系内1000多亿颗恒星中普通的一员，分类为一颗黄矮星。太阳是一颗自己能发光发热的气体星球，人们看到的太阳表面叫“光球”，光球外围的部分是“色球”，色球的外围叫“日冕”，这三层合起来构成了太阳的大气层。太阳直径约为140万千米，是地球直径的109倍。太阳的体积大约是地球体积的130万倍。整个太阳系质量的99％以上都集中在太阳身上。太阳没有固态的表层，不会像地球那样整体自转。太阳赤道部分的自转周期最短，约25日；纬度40度处约27日；75度处约33日；两极处是37日。一般以日面纬度17度处的自转周期为“太阳自转恒星周期”，它是25．38日。太

阳的平均密度为1．48g/cm3，比水稍重一些。太阳里外的密度是不一样的，它的外壳大部分为气体，密度很小，但越往里面，物质越稠密，密度越大，核心的密度可能为160g／cm3，比钢的密度还要大出约20倍。太阳的总质量约为2000亿亿亿吨，是地球质量的33万倍。

水星：水星是太阳系体积最小的类地行星，它没有卫星，由于被太阳的强光遮挡，观测起来十分困难，哥白尼临终前曾为一生从未看到过水星而遗憾，20世纪70年代以后，人类对水星有了更多的了解。水星距离太阳最近，只有5 790万千米，是日地距离的o．387倍，赤道半径约为地球的2／5。水星上没有空气，外观同月球十分相像，表面布满了大大小小的环形山，还到处遍布大大小小的陨石坑。亿万年前水星上可能发生过火山活动，星面上还可见几处貌似火山熔岩形成的平原地区。

金星：除了太阳和月亮，天空中最亮的天体就是金星。用星等来表示亮度的话金星最亮的时候可以达到4．6等以上，比著名的天狼星还亮14倍，白天它不会被太阳完全遮掩，夜晚它还能将人和地上的物体照出影子。金星离太阳比地球离太阳近约1／3，它得到的太阳光照比地球得到的多1倍。另外，它的反照率特别大，在所有行星中名列第一，金星的反照率是0．7，也就是说，照射到金星上的太阳光，2／3以上被金星反射出来。相比之下，地球的反照率只有0．39，而月球才0．07。

火星：地球的左邻火星，颜色荧荧像火，显得非常神秘，我国古代称其为“荧惑”。火星及其两颗近距离的小卫星上都有河流状的暗色条纹，有人认为有可能是人工运河，这使得“火星人”之说盛极一时。虽然后来的探测证实，两颗小卫星是天然卫星，暗色条纹不是运河，没有火星人存在，但火星上有低级生命的说法仍不绝于耳。因此，航天时代初始，科学家们就迫不及待地用航天器近距离地对火星进行探测，并让航天器登陆火星进行生命检测，但因技术不稳定，探测结果很难有定论。20世纪90年代开始的新一轮深人探测，终将揭开火星生命之谜，也将为开发火星、建设火星驻人基地打好基础。

小行量带：小行星带位于火星轨道和木星轨道之间，它与太阳的距离大约是1．7到4．0个天文单位(AU)。小行星带中有数十亿颗小行星，这些小行星之间通常有广袤的空旷地带。小行星分为含碳的、石质或金属的，科学家们认为，如

果没有来自木星的强大引力场的阻挡，各个小行星很可能会吸附在一起形成一颗大行星。小行星是太阳系形成后的剩余物质。有推测认为它们是一颗在很久以前一次巨大碰撞中被毁的行星的遗留物，然而这些小行星更像是些从未组成过单一行星的物质。如果将所有的小行星加在一起组成一个单独的天体，它的直径还不到1500千米——比月球的半径还小。

木星 ：木星是太阳系九大行星中体积最大的一个，它的体积可以容纳1 300多个地球。木星的质量是地球质量的300多倍，把太阳系所有其他行星的质量全加起来还不及木星质量的一半。木星在椭圆轨道上绕太阳运行一周需要11．86年，与太阳的平均距离是7．78亿千米。由于木星离太阳遥远，木星表面温度比地球表面低得多，“先驱者"11号宇宙飞船测得的木星温度约为一150℃。木星自转很快，自转一周只需9小时50分30秒，是太阳系中自转速度最快的行星。由于快速自转，木星形状变扁，成中腰鼓起的椭圆形。很快的自转速度带动它的大气层顶端的云层竟以约35 400千米／小时的速度旋转，这种高速产生的离心力就把云层拉成丝线，在木星赤道上空高高隆起。木星表面上有许多带状纹，每条带状纹都与木星的赤道平行，这些带状纹是木星的大气环流。

土星：土星上的一昼夜相当于地球上的lo小时14分钟，白天只有5个小时左右。由于快速自转，上星的形状变得很扁，土星的赤道半径和极半径相差6 000多千米。土星大部分物质也和木星一样，处于流体状态，与木星不同的是，土星赤道的气流是向东吹动的，与土星的自转方向相同，其速度约500米／秒。土星上有四季之分，不过每季时间很长，一个季节相当于地球上的7年多，但是即使夏季也极其寒冷。土星还有一个特点，那就是密度很小，如果有个足够大的水池容纳的话，木星甚至会漂浮于水面，因为它的密度只有0．688／cm3，比水的密度(1g／cm3)小很多。土星最让入着迷的便是美丽的土星环。

天王星：天王星的体积在九大行星中仅次于木星和土星，体积约为地球的65倍，质量相当于地球的14．63倍。天王星以6．8l千米／秒的平均速度绕太阳公转，公转周期为84年。天王星最奇特的是它的自转轴几乎倒在它的轨道面上，也就是说，它是“躺”着自转的，而其他行星都是“站”在自己轨道面上自转。这使天文学家大伤脑筋，有人猜测它可能是被一颗星体撞倒的，这目前还没有被证实。天王星内部磁场很强，所包含的能量是地球的50倍。天王星的核心

是岩石物质，核心温度2 000℃～3000℃，核心外面是一层很厚的水冰和氮冰，冰外面是分子氢层，再向外就是很厚的大气层。大气层中的主要成分是氢和氦，氢的含量占绝大部分，氮的含量约为10％～15％，这与木星的大气组成相似。天王星同地球一样有四季的变化，但是它的一季相当于地球的21年。

海王星：海王星离地球太遥远了，通过望远镜观察到，它是一颗淡绿色的行星。海王星和太阳的距离大约44．95亿千米，是地球到太阳距离的30倍。它表面单位面积受到的太阳辐射只有地球上的1／900，因此表面温度很低，达一230℃。那儿的冰层厚达8000米，在冰层下面是由岩石构成的核心，核心质量和地球差不多，温度高达2 000℃～3 000℃。冰层外面是浓密的大气层，大气的主要成分是氢，还有甲烷和氨。海王星的内部结构与天王星差不多，但由岩石构成的核心比天王星的要大。

冥王星： 1930年，24岁的美国天文学家汤博发现了冥王垦。冥王星原是九大行星中离太阳最远的，最小的一颗行星。2006年8月24日国际天文学联合会通过的决议，决议开除了冥王星行星“星籍”，将冥王星归入矮行星（dwarf planet）之列。冥王星直径只有2 300千米左右，亮度很弱，用世界上最好的望远镜看也仅仅像一粒小米。冥王星沿着很扁的椭圆轨道绕太阳运行，在它上面过一年，等于在地球上过了248．5年，从1930年被发现至1990年，它在轨道上只走了不到1／4圈。由于冥王星轨道很扁，所以当它走到近日点时，可以跑到海王星轨道里面，这时比海王星离太阳的距离还近。冥王星离太阳比地球离太阳要远38．5倍，所以接受的太阳光和热要少得多，估计太阳光照到的表面温度为－223℃，背面可低到－253℃。在这么低的温度下，除氢、氦、氖可能是气体外，其他绝大部分物质都已凝结为固态或液态。小小的冥王星却有一颗大卫星，冥卫“卡戎”的直径被定为1 200千米，为冥王星直径的52％，如此之大的卫星与行星直径之比，在太阳系里是“只此一家”。

被称为行星（planet）的天体要符合三个主要条件：1.该天体须位于围绕太阳的轨道之上。2.该天体须有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡（hydrostatic equilibrium）的形状（近于球形）。3.该天体须已经清空了其轨道附近的区域。

彗星：彗星是由一些未挥发的冰块组成的小而脆弱的天体。彗星的结构多种多样且十分不稳定，但所有彗星都裹着一层称为彗发的挥发性物质，在彗发中央，常可见到小而明亮的彗核(直径小于10千米)，彗发和彗核一起组成了彗头。当彗星远离太阳时，由于温度很低，彗头中的挥发性物质便渐渐在彗核上凝固，仅能靠反射的阳光被看到。当彗星接近太阳时，彗核的表面由于升温而开始蒸发，汽化的微粒夹带了微小的沙粒，组成了彗发的气体和尘埃。在背向太阳的方向，自彗头会伸展出一条长逾几百万千米的明亮彗尾。当彗发产生后，尘埃反射了更多的阳光，彗发中的气体吸收紫外线并开始发出荧光，彗星吸收紫外线后产生了化学反应并释放出氢，氢脱离彗星的引力，产生了一个氢包层。由于大气的吸收，这个包层在地球上是无法看到的，但它能被探测器所发现。

震动世界的“彗木相撞”事件： 1993年3月24日，美国著名天文学家苏梅克夫妇和列维在美国帕洛马山天文台，用一架46厘米口径的施密特望远镜拍下了一组照片，在这组照片中，他们发现了一颗“被压碎了的”彗星，这颗彗星被命名为苏梅克—列维9号彗星，简称SL9彗星。美国的其他科学家得知这一消息后，立即在基特山天文台用空间监测望远镜进行观察，证实了这颗彗星的存在。这颗彗星的彗核已经分裂成了21颗，大的直径有三四千米，小的也有500米左右。与众不同的是，这颗彗星的2l颗彗核并不像一般彗星的彗核分裂后便四散开去那样，而是排列成整齐的一列。从拍摄的照片上可看到，苏梅克一列维9号彗星具有惊人的美丽外貌，就像一串被人精心串制而成的璀璨的珠宝项链，这是一串多么巨大的项链啊，它的长度竟有近200万千米!1993年5月底，著名天文学家，国际彗星、小行星中心主任马斯顿推算出了这颗彗星的轨道，发现它曾于1992年7月7日飞越木星上空，由于受到木星的强大引力作用而土崩瓦解。马斯顿经过进一步推算，得出的结果令世界都感到震惊：苏梅克－列维9号彗星将于1994年?月与木星撞个正着!1994年7月，正如马斯顿所预言的那样，苏梅克－列维9号彗星以每秒60千米的宇宙速度，像一列高速列车一样向木星飞驰而去。北京时间7月17日4时15分，第一颗彗核撞击上了木星，紧接着，其余的彗核也接二连三地向木星撞击。宇宙空间中的这一壮烈的天体大碰撞，一直持续了5天，直到7月22日才告结束。苏梅克－列维9号彗星，这串曾经美丽无比的“太空项链”，从此就消失了，变成了木星上的尘埃。这次碰撞产生的能

量，相当于20亿颗广岛原子弹爆炸的威力!爆炸产生的火球，直径达10千米，温度达到了7 000多摄氏度，比太阳表面的温度还要高。爆炸所产生的光亮是如此之强，以至连远在数亿千米以外的伽利略号宇宙飞船也能拍摄到。爆炸产生的抛射物，以每秒10多千米的速度冲上3000多千米的高空，形成一个直径达1万多千米的暗黑色尘埃云团，几乎和地球同样大小，这个尘埃云团，一直存在了几个月之久。天文学家们发现，尽管相隔如此遥远的距离，从地球望远镜所拍摄的照片上，却仍能看到苏梅克－列维9号彗星在木星上撞击出来的明显暗斑。由于距离极其遥远，这次“彗木相撞”事件不会对地球的气候和其他环境产生丝毫影响。但是，“彗木相撞”事件对地球人类所产生的心理和天文学界等方面的影响，却是准以估量的。“彗木相撞”即将发生的前夕，全世界的许多天文学家，都将各种各样大大小小的天文望远镜对准远在七八亿千米之外的木星，密切关注着这一太阳系中即将发生的重大事件。可以设想，既然彗星会与木星相撞，那么也就有可能与金星、火星、土星、水星、天王星、冥王星、海王星相撞，当然也就有可能与人类居住的地球相撞。

[简评]学生对四季的成因不怎么了解，讲了几遍才有所认识。建议以后多对此方面加强巩固。可根据我国二十四节气辅助认识四季的成因。学生对太阳系中有关行星、彗星、小行星和流星的知识非常的感兴趣，本节课时上可适当增加一课时。