人類對宇宙的新探索①
目標
1．知識目標：了解人類認識的宇宙范圍在不斷擴大，理解宇宙探索的意義，了解宇宙探索的現(xiàn)狀。
2．德育目標：培養(yǎng)學生熱愛科學和勇于探索的精神，認識保護宇宙環(huán)境對開發(fā)、利用宇宙的重要意義。
3．能力目標：培養(yǎng)學生觀察能力、讀書能力、分析綜合思維能力等學習能力。
方法
導學式。
教學重點
宇宙探測的意義。
教學媒體
利用投影儀、錄像片。
教學過程
【導入新課】 播放錄像：航天飛機發(fā)射。
【教師說明】 這是1998年6月3日清晨美國發(fā)現(xiàn)號航天飛機升空時的情景。
【教師提問】 搭載它一起升空的有一個什么儀器？
學生回答：阿爾法磁譜儀。
【教師提問】 阿爾法磁譜儀的任務(wù)是什么？
學生回答：探索宇宙本源，尋找暗物質(zhì)和反物質(zhì)。
【教師講述】 阿爾法磁譜儀進入太空，探索宇宙本源是人類對宇宙的又一次新探索。今天我們一起來學習人類對宇宙的新探索。
【教師提問】 人類利用哪些手段了解宇宙呢？
學生回答：雙眼、望遠鏡、人造衛(wèi)星、航天飛機、宇宙飛船等。
【教師提問】 人類對宇宙的新探索始于哪種探測手段？
學生回答：1957年10月4日，前蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星上天。因為它是首次在地球以外觀測地球。
【播放錄像】 《第一顆人造地球衛(wèi)星》
【教師提問】 談一談你所知道的人類從此以后又有哪些新探索手段？進行了哪些探測活動？獲得了哪些成果？
【出示投影】 （補充資料）
人類對宇宙的新探索
（1）1959年，前蘇聯(lián)發(fā)射成功“月球3號”，它所攜帶的自動行星際站繞到月球背面上空，第一次主動拍攝了人類從未見過的月背照片。
（2）1961年4月21日，前蘇聯(lián)宇航員加加林乘座“東方號”宇宙飛船用108分鐘繞地飛行一周，成為第一個飛出地球的人。
（3）1969年7月20日，美國宇航員尼爾?阿姆斯特朗乘座“阿波羅11號”宇宙飛船登上月球。
（4）1971年，前蘇聯(lián)第一個“禮炮號”空間站發(fā)射上天。
（5）1976年，美國發(fā)射的“海盜號”飛船第一次登陸火星。
（6）1988年11月15日，前蘇聯(lián)發(fā)射第一架航天飛機“暴風雪號”。
（7）1995年，美國“阿特蘭蒂斯號”航天飛機和俄羅斯“和平號”軌道空間站首次對接成功。
（8）1997年7月4日，美國“探路者號”飛船順利在火星上著路。
【教師提問】 人類這些探索活動與望遠鏡觀測有何不同？
學生回答：排除大氣干擾，可直接取樣。
【播放錄像】 《宇航員與月球車》
【教師總結(jié)】 人類從第一顆人造衛(wèi)星上天后，又有了太空實驗室，宇宙飛船、航天飛機。航天器從無人航天器發(fā)展到載人航天器，通過這些手段，人類知道了磁層、宇宙射線和一些大行星表面物理特性和化學特性。
【播放錄像】 《火星》、《木星》
【教師講述】 在世界航天事業(yè)突飛猛進的同時，我國航天事業(yè)也在迅速發(fā)展，處于世界前列。
學生閱讀：“我國航天事業(yè)發(fā)展”閱讀材料
【播放錄像】 《東方紅1號衛(wèi)星》
【教師總結(jié)】 隨著人類對宇宙的不斷探索，原先關(guān)閉得緊緊的“天窗”由小到大，由淺入深，一扇一扇打開，我們所掌握的信息增長了千萬倍。但航天事業(yè)同時又是一項耗資巨大的事業(yè)，美國的火星計劃耗資2675億美元。有人曾計算，用航天飛機每運輸100克貨物約需1500美元。
【教師提問】 人類為什么不惜代價，不懈地從事宇宙探索？
學生回答：認識了解宇宙、開發(fā)利用宇宙、帶動科技發(fā)展。
【教師補充】 人類認識了解宇宙的目的是為了開發(fā)、利用宇宙，目前人類已從探索階段逐步進入到了空間開發(fā)利用階段。
【教師提問】 宇宙中有哪些資源可供開發(fā)利用？如何利用？
學生討論。
學生讀書：“開發(fā)宇宙”
【教師補充】 宇宙資源主要有空間資源、太陽能資源、礦產(chǎn)資源。人們利用宇宙空間這個特殊環(huán)境，通過人造衛(wèi)星可從遠距離觀測地球，迅速、大量收集地球的各種信息。例如氣象衛(wèi)星拍攝的衛(wèi)星云圖能為我們更好地做出天氣預報；又如，根據(jù)衛(wèi)星照片發(fā)現(xiàn)哈薩克已干涸的庫蘭達里河河床下是一個大湖泊，在沙漠下發(fā)現(xiàn)幾處淡水；再如衛(wèi)星提供的國外小麥產(chǎn)量的準確預報，僅美國一年就獲得兩億美元的好處；衛(wèi)星還可以在人類還未發(fā)現(xiàn)時預報小麥銹病蟲害，可及早防治。同時人類還在衛(wèi)星上進行大量科學實驗。1996年12月，俄美首次成功地在“和平號”軌道站培育并收獲第一批太空小麥，從播種到成熟僅用97天，證明生物在太空是可以發(fā)育的。這對于人類在未來星際飛行中解決食品問題具有重要意義。在北京超市中還出售有太空育種的西紅柿、辣椒，其個大且抗災能力強。宇宙具有的失重、高真空、超凈和極端溫度等條件是生產(chǎn)某些特殊物品所必需的。1992年10月我國利用一顆返回式衛(wèi)星做搭載培育生物實驗，培育出防癌生物??石刁柏。再如，火箭所需耐磨的鉛鋁合金，在地球上制造時，鉛總要沉到底部，冷卻后得到的不是一種均勻的合金塊，而像一塊分層蛋糕，如果在宇宙中生產(chǎn)這種合金就方便多了。根據(jù)統(tǒng)計約有400種地面上無法制造的合金能在失重環(huán)境中制造。
【教師提問】 人類為什么要把眼光投向宇宙，研究宇宙資源的開發(fā)？
學生討論。
【教師總結(jié)】 人類生存的地球，由于人口的迅速膨脹，已出現(xiàn)了資源短缺的問題，未來也將面臨生存空間緊張的問題。為了拓展人類的生存空間，補充陸地資源，人類在研究開發(fā)陸地環(huán)境的同時，已在向海洋和大氣環(huán)境進軍。人類還把目光投向宇宙，不斷探索宇宙，研究宇宙資源的開發(fā)，以解人類未來所面臨的種種生存問題。
開發(fā)宇宙資源是全球共同關(guān)心的問題，而且它的規(guī)模、技術(shù)、經(jīng)濟投入都不是一個國家所能完成的，需進行國際合作。
【教師提問】 阿爾法磁譜儀的永磁鐵是哪個國家制造的？這個工作計劃由多少個國家參與？
學生回答：中國，十多個（美、中、俄、法、日等）。
【教師講述】 人類在探索宇宙獲得利益的同時，也產(chǎn)生了一些問題，而且它已經(jīng)對人類的開發(fā)活動造成危害。
【教師提問】 這個問題是什么？怎樣產(chǎn)生的？有什么危害？
學生回答：太空垃圾。廢棄的航天器、航天器爆炸后的碎片、從航天器扔出的垃圾。它們與航天器之間相對速度很大，對航天器造成巨大威脅。
【教師補充】 自1975年以來，約有4600顆廢棄衛(wèi)星及同樣多的失事火箭及其它航天器的碎片在近地軌道上游蕩，它們中雖然每天有2～3顆脫離軌道進入大氣層被燒毀，但仍以每年200～300件的速度增加。它們的運行速度是炮彈飛行速度的幾十倍，所以對航天器造成巨大威脅。1996年1月，在太空飛行的美國“奮進”號航天飛機為避免與一個失效衛(wèi)星發(fā)生碰撞，機上宇航員不得不對航線進行調(diào)整。1995年，日本宇宙事業(yè)開發(fā)團發(fā)射的太空實驗觀測自由飛行器，在太空運行8個月后被“奮進”號航天飛機收回，經(jīng)檢查，其外殼被太空垃圾撞擊布滿麻坑。1983年一小塊剝落的油漆曾撞壞“挑戰(zhàn)者”號航天飛機的前窗。目前人類發(fā)射的航天器在地面監(jiān)控中心與宇航員密切配合下可及時躲避太空垃圾，而人造衛(wèi)星則難以躲避。人類現(xiàn)在正研制限制太空垃圾、減少危害的方法，這同樣需要世界各國的共同努力，一起來保護宇宙環(huán)境。
【教師提問】 我們通過這節(jié)課了解了宇宙的現(xiàn)狀及宇宙資源的利用情況，大家可否設(shè)想一下，今后宇宙探索手段及宇宙資源利用的方向。
學生討論
【播放錄像】 《設(shè)想中的太空城》
【教師說明】 這是一個設(shè)想中的太空城。它是圓環(huán)形的，像個巨大的車輪�！拜喬ァ笔强招牡�，是太空城的生活區(qū)，可供1萬居民居住。太空城每分鐘繞自己的中心軸慢慢旋轉(zhuǎn)一周，使環(huán)的外緣產(chǎn)生與地面重力相等的人造重力；內(nèi)緣是太空城的“天”，天空有一排排拱形玻璃可提供適宜的太陽光，給太空城帶來溫暖和光明。自動化農(nóng)業(yè)自動向農(nóng)作物提供二氧化碳、水和肥料，農(nóng)作物為人和動物提供食物、氧氣和凈化空氣。


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