2/2第3節(jié)人類對太空的不懈探索教學目標1.大體了解人類認識宇宙的過程，并分析人們在認識客觀世界的過程中所用的思想與方法。2.用辯證的思想客觀地分析歷史上的人們對人類認識客觀世界的貢獻。3.大體了解人類航天事業(yè)的發(fā)展。4.客觀地分析科技地進步對人們的生活產(chǎn)生的影響。教學重難點教學重點人類認識宇宙的過程、人類認識宇宙的過程中所用的思想與方法、用辯證的思想客觀地分析科學史上的相關人或事件教學難點人類認識宇宙的過程中所用的思想與方法、用辯證的思想客觀地分析科學史上的相關人或事件教學準備多媒體課件教學過程新課引入教師活動：播放星際旅行方面的電影片段或相關圖片。教師口述：你或許看過星際旅行方面的科幻電影。在欣賞這些電影的過程中，你是否有過疑問，宇宙有多大，星際旅行是幻想，還是空想？講授新課一、古希臘人的探索1.1古代宇宙圖景教師活動：講授遠古時代人們的宇宙觀。早在遠古時代，東、西方的一些思想家通過對日月星辰的觀察和想象，曾經(jīng)構建出自己心目中的各種宇宙圖景。古代中國的渾天說認為，“渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居于內(nèi)……”古代埃及人認為星星像懸掛的油燈吊在上空。1.2托勒密的地心說教師活動：講解托勒密的地心說。畢達哥拉斯從美學觀念出發(fā)，認為宇宙中所有天體的形狀都應該是球形。亞里士多德認為，地球在宇宙的中心靜止不動，其他星體繞地球轉(zhuǎn)動。阿波羅尼奧斯認為行星沿某一圓周(本輪)運動，該圓周的圓心沿另一圓周(均輪)繞地球運動。因此，以地球為中心看行星時，行星會時而順行，時而逆行，其亮度也會因與地球距離的改變而改變。公元140年前后，托勒密對前人的觀測成果和理論進行總結，提出了地心體系。地球位于宇宙的中心，月球、水星、金星、太陽及其他行星都繞著地球旋轉(zhuǎn)；恒星都鑲嵌在最外邊的天球上。為了解釋某些行星的逆行現(xiàn)象(即在某些時候，從地球上看那些星體的運動軌跡，有時這些星體會往反方向行走)，因此他提出了本輪的理論，即這些星體除了繞地軌道外，還會沿著一些小軌道運轉(zhuǎn)。托勒密認為，地球處于宇宙中心靜止不動。從地球向外，依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星，在各自的圓軌道上繞地球運轉(zhuǎn)。為了解釋某些行星的逆行現(xiàn)象(即在某些時候，從地球上看那些星體的運動軌跡，有時這些星體會往反方向行走)，因此他提出了本輪的理論，即這些星體除了繞地軌道(本輪)外，還會沿著一些小軌道(均輪)運轉(zhuǎn)。在太陽、月球行星之外，是鑲嵌著所有恒星的天球——恒星天。再外面，是推動天體運動的原動天。學生活動：評價地心說的意義。地心說是世界上第一個行星體系模型。盡管它把地球當作宇宙中心是錯誤的，然而它的歷史功績不應抹殺。地心說承認地球是“圓形”的，并把行星從恒星中區(qū)別出來，著眼于探索和揭示行星的運動規(guī)律，這標志著人類對宇宙認識的一大進步。地心說最重要的成就就是運用數(shù)學計算行星的運行，托勒密還第一次提出了“運行軌道”的概念，設計出了一個本輪、均輪模型。按照這個模型，人們能夠?qū)π行堑倪\動進行定量計算，推測行星所在的位置，這是一個了不起的創(chuàng)造。在一定時期里，依據(jù)這個模型可以在一定程度上正確的預測天象，因而在生產(chǎn)實踐中也起過一定作用。地心說，是世界上第一個行星體系模型，是世界上最早的假說—演繹體系。在建立理論的過程中，自始至終使用數(shù)學工具去研究和證明，開創(chuàng)了構建精確性理論的先河。在地心說占統(tǒng)治地位的上千年間，由于地心說的統(tǒng)治地位和廣泛影響，它塑造了西方人的分析式的思維方式，和不包含倫理觀的實體自然觀，以及自然研究中應用數(shù)學工具。設計思路：培養(yǎng)學生用辯證的觀點評價古人的貢獻的思想。“地球是宇宙的中心”的說法，正好是“神學家的天空”的基礎，因此得到了教會的支持。學生活動：討論地心說與教會的關系。中世紀的神學家吹捧托勒密的結論，卻隱瞞了托勒密的方法論：托勒密的地心說憑人類的智慧，用觀測、演算和推理的方法，揭示、描述自然界的規(guī)律，這正是托勒密學說中富有生命力的部分。二、文藝復興的撞擊教師活動：講解日心說。16世紀初期，文藝復興在意大利興起并擴展到整個歐洲，它帶來的思想和藝術的繁榮解除了束縛人們思想的枷鎖。在以后的許多世紀里，大量的觀測資料累積起來了，只用托勒密的“本輪”不足以解釋天體的運行，這就需要增添數(shù)量越來越多的“均輪”。后代的學者致力于這種“修補”工作，使托勒密的體系變得越來越復雜，每個行星需要不止一個本輪，總數(shù)達80個以上的“輪上輪”，并且還要引入“偏心點”和“偏心等距點”等復雜概念。這就使它缺少簡潔性，而簡潔性正是科學家們所追求的。以波蘭天文學家哥白尼為代表的許多科學家，對托勒密的地心說提出質(zhì)疑。哥白尼認為：太陽屹立在宇宙的中心，行星圍繞著太陽運行。離太陽最近的是水星，其次是金星，再次是地球。月亮繞著地球運行，是地球的衛(wèi)星。比地球離太陽遠的行星，依次是火星、木星和土星。行星離太陽越遠，運行的軌道就越大，周期就越長。在行星的軌道外面，是布滿恒星的恒星天。學生活動：討論日心說局限和意義。局限：(1)認為太陽是宇宙的中心；(2)認為行星的軌道是圓的。哥白尼的“日心說”有著非常重要的意義，它比托勒密的模型簡潔、和諧，能較好地解釋當時的許多天文現(xiàn)象，根據(jù)哥白尼的學說，算出了各顆行星到太陽的距離，首次推算了宇宙大小的尺度。在思想上，它掙脫了當時教會的束縛，使自然科學的研究從歐洲中世紀的神學桎梏下解脫出來。第谷·布拉赫是丹麥杰出的天文觀測家。當時尚未發(fā)明望遠鏡，他通過自制的觀測儀器對星體進行認真系統(tǒng)的觀測，使當時的測測誤差從10'降低到2'。他的測測結果表明，托勒密與哥白尼的理論計算結果都與觀測數(shù)據(jù)不相符。開普勒研究了第谷連續(xù)20年的觀測數(shù)據(jù)，希望進一步解釋哥白尼的行星圓形軌道，卻以失敗而告終，因為他得到的結果與第谷的觀測數(shù)據(jù)至少有8′的誤差。開普勒相信這不是第谷的粗心造成的，而是哥白尼的理論還需要進一步完善。從此，他開始研究行星的非勻速、非圓周運動。經(jīng)過多年的埋頭計算，開普勒最終發(fā)現(xiàn)了更為精確的行星運動規(guī)律，并先后提出了三大定律。三、牛頓的大綜合教師活動：講解牛頓與萬有引力定律。人們在研究天體怎樣運動的同時，還在探索天體為什么會這樣運動。亞里士多德認為，天體由“以太”元素組成，它們本來就應圍繞地球做勻速圓周運動。到了開普勒時代，人們才開始尋找天體形成這種運動的動力學原因。開普勒認為，太陽的磁力使天體運動，并且天體所受太陽的磁力隨距離的增加而減弱。笛卡兒認為，是“以太”運載著行星在巨大的旋渦中運行。胡克、哈雷等人則認為，天體受到遵循平方反比定律的向心力作用，才進行圓周運動。牛頓在前人研究的基礎上，運用開普勒行星運動定律和自己的研究成果，逐步建立了萬有引力定律，并將主要研究成果寫入他的著作《自然哲學的數(shù)學原理》。四、人類“飛天”夢的實現(xiàn)教師設問：手機查詢相關資料，了解我國載人航天和其他國家載人航天的進展狀況。學生活動：手機查詢有關載人航天的相關資料。師生活動：一個學生上講臺講述我國載人航天和世界載人航天發(fā)展的狀況。學生講述后老師作必要評論。教師設問：手機查詢相關資料，了解我國深空探測與其他深空探測的進展。學生活動：手機查詢有關我國深空探測和世界深空探測進展的狀況。師生活動：一個學生上講臺講述我國深空探測和其他國家或地區(qū)深空探測的現(xiàn)狀。學生講述后老師作必要評論。教師設問：手機查詢相關資料，了解一下航天對我們生活的影響。學生活動：查詢相關資料，了解航天對人們生活的影響