华东师大2011课标版科学九年级下册《第一章宇宙的起源与演化第三节恒星的一生》_.pdf

恒星的一生教学设计 一、教材分析 本节是华师大版教材科学九年级下册第一章宇宙的起源与演化中第三节的内容。本章教材以宇宙和天体的演化为主线，以 7 年级学习的太阳系、恒星及地球等天文知识为基础，进一步讲述宇宙的膨胀，宇宙的演化和恒星的演化。本节内容建立在前 2 节学习了我们的宇宙和热大爆炸宇宙模型的基础上，进一步了解恒星是演化的以及演化的过程。初中科学课程标准中对该内容的要求是：知道红巨星、白矮星、中子星与太阳的大小和密度差别很大，知道黑洞和超新星爆发。从宇宙的演化、恒星的演化中领悟人与自然的关系。本节课知识难度不大，主要是通过对恒星演化知识的学习，学生能树立正确的发展观和演化观；通过“小资料：中国古代的新星和超新星爆发记录”介绍我国古代天文学重大成就，培养学生科学态度、情感和价值观以及爱国主义情操。二、学情分析 对于宇宙的知识，学生在小学和七年级时有过点滴了解，其中银河系、太阳系了解稍多一些。本章 1-3 节介绍的内容与学生的生活常识相差甚远。而宇宙中的各种“特别的恒星”如红巨星、白矮星、暗矮星、超新星、中子星与黑洞等“恒星”的不同发展阶段学生听说过这些名称，但是具体含义其实比较陌生。因此让学生对恒星的一生建立整体概念要通过视屏、图片来建立感性认识，再通过教师的讲述建立理性概念。恒星在不同的阶段演化的过程要涉及复杂的物理学专业知识，九年级的学生知识是远远不够的，因此教师尽量以浅显的语言描述，不涉及深奥的物理知识。三、设计思路 关于宇宙内容的教学，很容易上成视听课，往往只是满足学生的好奇心而已，但科学家是如何研究宇宙的，用了哪些科学方法，遥远的星空如何与与生活中的现象或已学的知识联系构建起新的知识和网络，这些方面往往没有引起足够的重视。本案的设计着眼于科学方法，恒星的知识只是作为领略科学方法的载体，借这个平台进行科学方法的传授，首先让学生描述陌生的植酸的一些特征，虽然没学过，却能说出它的一些特征，学生知道了分类的好处，接着让学生自己给恒星分类，确定温度和亮度作为标准，利用坐标系作图进行分类，学生还是第一次，而且科学家就是这样分类的，让学生领略分类的方法，然后是用游戏的方式，收集并整合资料，表达出各恒星的特征。再次，利用黑洞的观察，让学生迁移转换法的应用，初中的科学学习中有很多地方都用到转换法，但只限于学习，没有学以致用，这里借以前的内容进行迁移，即真正运用了转换的思想，又突破了黑洞学习的难点。最后用思维导图的形式理清两种恒星发生发展的线索，让学生自己做思维导图，促进新知识的构建。四、教学目标 1.知识目标：（1）知道恒星是在演化的。（2）认识恒星的不同发展阶段：红巨星、超新星、白矮星、暗矮星和黑洞。（3）知道红巨星、白矮星、中子星与太阳的大小和密度差别很大。（4）了解太阳一生的演化过程。（5）知道大质量恒星的演化过程和小质量恒星的演化过程。（6）知道超新星爆发的意义。2.能力目标：（1）培养学生收集信息的能力和处理信息能力（2）培养学生探索宇宙的兴趣和获取新知识的欲望（3）锻炼学生的知识迁移能力，会使用归纳法、分类法、转换法。3情感、态度、价值观目标 （1）感悟人类（科学家）对科学知识的探索和追求，学习辨证分析的方法和态度 （2）感悟科学家利用有限证据和一定理论大胆建立科学假设的精神，不断寻找新证据来证实或修正假设，使理论趋向完善。（3）让学生从恒星的演化中领悟人与自然的关系，树立科学的宇宙观和演化观。五、教学重点、难点 重点：通过对恒星的演变过程的学习建立科学探究的兴趣，多种科学方法的运用。难点：从认识许多特别的“恒星”到认识科学家所描绘的小质量恒星演化过程或大质量演化过程的思维台阶是学生的困难。六、教法与学法（1）计算机辅助教学 教师利用多媒体展示图片，视频。（2）情境教学 学生在游戏中牢固掌握新知。（3）实验法 学生设计实验（4）自主学习法 七、课前准备 1.阅读查阅大量关于恒星的知识，准备图片视频。2.准备任务单。3.准备实验器材：小磁针、铁粉、磁铁等 八、教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 一、引入 播放生活大爆炸主题曲MVThe History of Everything 学生观看 MV 生活大爆炸是一部近年十分流行的美剧，讲述几个科学家之间的趣事，其主题曲的歌词和 MV 描述了宇宙大爆炸后地球演化过程，不仅能直接抓住学生的眼球，还起到承上启下的作用，复习了宇宙大爆炸，还为下一章学习地球演化和生物圈的形成打下了基础。二、新课 1.展示：就像歌唱的一样，现在所有的一切都来自上节课所学的一场大爆炸。现在你看到的这个星云的图片就是来自那场大爆炸，你能数清楚图中有多少恒星吗？2.提问：我们怎么去研究那么多数都数不过来的恒星呢？在研究之前，我想先问一下，同学们你们有没有学过植酸？3.继续提问：那么大家看到这个名称，你会猜测它可能有具有哪些性质呢？你为什么会觉得它具有这些性质呢？4.布置任务一：那么无数的恒星，我们了解它们的一个好方法就是了解他们的分类。怎么分呢？请同学们完成绘图：PPT：绘图：将资料里 10 颗恒星，按其亮度和温度，在任务单中的坐标里描点，并思考三个问题。5.讲述 观看 PPT 中星云的图片，学生可能会认真去数，也有部分学生会表示太多数不清楚。学生回答 学生思考并回答 学生按任务单要求描点，思考三个问题:1.恒星大致分布在几个区域？2.恒星多数分布在哪个区域？3.你能把他们分成几类？完成后派代表在投影仪下展示，并回答三个问题。互相评价。从歌曲引出的大爆炸过渡到大爆炸后产生的星体恒星。植酸对于学生来说非常陌生，几乎无人听过其名字。于是学生会表示好奇：老师提出植酸的意图何在。通过提示，学生会注意到该词的结尾是酸，于是会猜测该物质是某种酸，从酸的通性去推测该物质可能具有的性质。由物质的分类迁移到恒星的分类，让学生体会到分类对学习科学的重要性。学生通过分类来体验天文学家对恒星分类时用到的重要科学方法归纳法。在 20 世纪初，科学家们也发现了这样的规律，他们根据恒星的光度和表面温度对恒星进行分类，并以此作出了赫罗图。（PPT 出示赫罗图）你还能从这幅图中找出另外的规律吗？（可以提示体积和光度和表面温度的关系）6.游戏介绍 除了图中的红巨星、主序星、白矮星之外，还有中子星、黑矮星、黑洞等类别。等下我们一起玩个游戏猜谜。分成 4 个大组，每个大组说出一类恒星的特征，其他小组猜恒星的名字，出题和猜测过程中不能翻书。给大家 10 分钟的时间准备。如果大家觉得课本中的资料还不够多，老师还准备了对各恒星的补充介绍。你想了解哪类呢？7.游戏环节 游戏规则：全班分成 4 个大组，各小组派 4 个代表。出题小组每个代表用一句话形容谜底的特征，共 4 句话，其他三个小组组内成员可以互相讨论 20秒，将答案写在纸上，然后等老师说“亮题板”，同时将答案亮出。答对加 10 分。共4 轮，若出现同分，再加赛。各类天体可重复出现。奖励：获胜方代表每人奖励老师自制书签一张。注：全程不得翻书 8.提问 学生观看赫罗图，寻找恒星的体积和恒星的光度温度之间的规律 学生观看 ppt 中视频图片，翻阅书本，互相讨论可用以描述某类恒星特征的语句。学生分组出题猜谜 通过了解科学家为寻找普遍规律而查找大量资料，收集各种数据，进行大量观察，体会科学家付出的艰辛。锻炼学生识图能力。通过游戏准备工作促使学生主动了解识记各恒星的特征。通过不翻书的猜谜加深学生对各恒星特点的印象。老师自制手绘书签学生都非常喜欢，以此为刺激，比一些物质方面的奖品更有意义，而且对学生的吸引力也更大，因为是买不到的。在特殊奖品的刺激下，学生想当代表的积极性更高，更多的学生能参与进来，而不只是看客。刚才游戏中出现的这些天体互相之间有什么联系呢？老师这有一张未完成的思维导图，请大家思考一下，这些天体可以占领哪些位置？（PPT 上显示）9.讲述 大质量恒星的死亡有时候是凤凰涅槃超新星爆发（PPT）10.疑难拓展 对这些奇妙的恒星，同学们还有什么想知道的吗？（课前准备工作一定要到位，不能及时回答让学生自己通过网络搜寻）老师对黑洞有一个好奇的地方：明明连光都被吸住了，也就是说我们根本观测不到，怎么确定它的存在？用了什么方法？（提示：我们以前也研究过一些看不见摸不着的物质，用的是什么方法呢？）生活中有哪些物体也是难以学生根据 PPT 上的提示思考，并一一回答 学生观看视频和图片 学生可能提出各种问题。学生可能一下子会被问住。部分学生会联想到磁场、大气压（如果学生还没有联想到，老师就进入下一个提示）学生会回答，空气，大气压之类 学生通过思考各天体在思维导图中所处位置理顺各天体之间的联系以及恒星的演化过程。领略宇宙的壮美，感受人与自然的关系。通过“小资料：中国古代的新星和超新星爆发记录”介绍我国古代天文学重大成就，有利于学生 科学态度、情感和价值观以及爱国主义情操。学生对于这些天体一定有各种各样的好奇，设计这个环节让他们把心中的探索欲表达出来，并且更明确指出知识的学习更多的时候是靠自己主动从多方面获取，而不是完全从老师那获得。观察的？那我们如何感知大气压的存在？用了什么方法？还有什么看不见摸不着却真实存在？如何表现真的有磁场？如何观察磁场？（拿出学生可能会提到的实验器具：小磁针、铁粉、磁铁等）所以不能直接观察黑洞，我们可以用转换的思想，同学们想可以有哪些手段呢？学生交流各种方法 转换法等其他方法？磁场 请学生用铁屑观察磁场的实验 学生交流通过旁边天体运行的轨迹，光线路径等方法来间接观察黑洞 转换法是科学中经常使用的方法之一，初中的科学学习中有很多地方都用到转换法，但只限于学习，没有学以致用，这里借以前的内容进行迁移，即真正运用了转换的思想，又突破了黑洞学习的难点。三、小结 学习了今天这节课，你觉得我们最熟悉的太阳的一生是怎样的呢？学生思考，在任务单上猜测。完成后派代表在投影仪下展示，互相评价。通过推测太阳的一生复习巩固新知 四、板书设计 该板书是一张简单的思维导图，和教学过程中让学生思考各恒星的联系结合起来，一部分由学生填写完成。该板书形象地用简单的形状和大小关系体现了各恒星不同阶段的形态特点，还展示了恒星的演化过程。五、作业 作业本相关作业。任务单 白矮星 黑矮星 质量较大 中子星 主序星 星云 红巨星 超红巨星 黑洞 超新星爆炸 质量更大 一、绘图 恒星编号 光度 表面温度 恒星编号 光度 表面温度 1 0.8 6600 6 4 8500 2 0.05 15000 7 1000 5000 3 1 6000 8 0.8 5800 4 10 10000 9 0.9 5900 5 0.03 10000 10 10000 5500 思考：1.恒星大致分布在几个区域？2.恒星多数分布在哪个区域？3.你能把他们分成几类？二、猜谜 游戏规则：全班分成 4 个大组，各小组派 4 个代表。出题小组每个代表用一句话形容谜底的特征，共 4句话，其他三个小组组内成员可以互相讨论 20 秒，将答案写在纸上，然后等老师说“亮题板”，同时将答案亮出。答对加 10 分。共 4 轮，若出现同分，再加赛。各类天体可重复出现。奖励：获胜方代表每人奖励老师自制书签一张。注：全程不得翻书哦。三、推测 太阳的一生是怎么样的呢？请把你推测的太阳的一生用图形和文字列在下方。