跨學(xué)科實(shí)踐追尋人類探索宇宙的進(jìn)展物理觀念1.了解人類對(duì)宇宙起源的研究模型與證據(jù);2.了解人類對(duì)宇宙黑洞的探索歷程與結(jié)果;3.了解人類對(duì)宇宙暗物質(zhì)與暗能量的探測(cè)進(jìn)展;4.了解人類對(duì)物質(zhì)與反物質(zhì)的探索進(jìn)展

。重點(diǎn)難點(diǎn)科學(xué)思維由人類對(duì)宇宙起源的研究模型與證據(jù)

、黑洞的探索歷程與結(jié)果

、暗物質(zhì)與暗能量的探測(cè)進(jìn)展

、

物質(zhì)與反物質(zhì)的探索進(jìn)展,了解人類所認(rèn)識(shí)的宇宙,從物理學(xué)視角體驗(yàn)探索宇宙的艱辛,體驗(yàn)

探索成果獲得的成功感,對(duì)宇宙的探索無(wú)止境,將不斷向前推進(jìn)。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任逐步形成探索自然的內(nèi)在動(dòng)力,感受科技的魅力以及物理學(xué)的貢獻(xiàn),培養(yǎng)科技創(chuàng)新

、造福人類

的責(zé)任感和使命感。宇宙中究竟有著什么？宇宙到底有多大？它的起源是怎樣的？人類的探索之旅發(fā)展到怎樣的地步了？有哪些新成就？任務(wù)一、查閱資料,了解人類對(duì)宇宙起源的研究模型與證據(jù)一、利用互聯(lián)網(wǎng)手段查閱資料:(1)了解人類對(duì)宇宙起源的研究模型有哪些？(2)了解人類對(duì)宇宙起源的證據(jù)有哪些？二、根據(jù)自己所在小組收集到的材料進(jìn)行整理和交流展示任務(wù)一、查閱資料,了解人類對(duì)宇宙起源的研究模型與證據(jù)古代人們對(duì)于宇宙的認(rèn)識(shí)主要來(lái)源于觀測(cè)天象，比如太陽(yáng)、月亮、星辰等。在中國(guó)西周時(shí)期，提出了早期蓋天說(shuō)認(rèn)為，天穹像一口鍋，倒扣在平坦的大地上；后來(lái)又發(fā)展為后期蓋天說(shuō)，認(rèn)為大地的形狀也是拱形的。古埃及人把宇宙想象成以天為盒蓋、大地為盒底的大盒子，大地的中央則是尼羅河。古印度人想象圓盤形的大地負(fù)在幾只大象上，而象則站在巨大的龜背上。公元前7世紀(jì)末，古希臘的泰勒斯認(rèn)為，大地是浮在水面上的巨大圓盤，上面籠罩著拱形的天穹。最早認(rèn)識(shí)到大地是球形的是古希臘人。公元前6世紀(jì)，畢達(dá)哥拉斯從美學(xué)觀念出發(fā)，認(rèn)為一切立體圖形中最美的是球形，主張?zhí)祗w和我們所居住的大地都是球形的。到了中世紀(jì)時(shí)期，天文學(xué)家們使用了更加精確的儀器，比如六分儀、水平儀等，對(duì)天體的位置、軌道、大小等參數(shù)進(jìn)行了更為準(zhǔn)確的測(cè)量。任務(wù)一、查閱資料,了解人類對(duì)宇宙起源的研究模型與證據(jù)16世紀(jì)波蘭天文學(xué)家哥白尼歷經(jīng)近20年的觀測(cè)，提出宇宙日心體系，即地球是運(yùn)動(dòng)著的行星，并且24小時(shí)自轉(zhuǎn)一周；太陽(yáng)是不動(dòng)的，而且在宇宙中心，地球以及其他行星都一起圍繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，只有月亮環(huán)繞地球運(yùn)行。

任務(wù)一、查閱資料,了解人類對(duì)宇宙起源的研究模型與證據(jù)

19世紀(jì)中葉天體攝影和分光技術(shù)的發(fā)明，使天文學(xué)家可以進(jìn)一步深入地研究天體的物理性質(zhì)、化學(xué)組成、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和演化規(guī)律，從而更加深入到問(wèn)題本質(zhì)，從而也產(chǎn)生了一門新的分支學(xué)科天體物理學(xué)。這又是天文學(xué)的一次重大飛躍。20世紀(jì)50年代，射電望遠(yuǎn)鏡開(kāi)始應(yīng)用。到了20世紀(jì)60年代，取得了稱為“天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)”的成就：微波背景輻射、脈沖星、類星體和星際有機(jī)分子。與此同時(shí)，人類也突破了地球束縛，可到天空中觀測(cè)天體。現(xiàn)代太空探索開(kāi)始于20世紀(jì)50年代和60年代。1957年，蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星，標(biāo)志著太空時(shí)代的開(kāi)始。1961年，蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林成為了第一個(gè)進(jìn)入太空的人類。1969年，美國(guó)阿波羅11號(hào)成功將人類首次送上了月球。此后，人類陸續(xù)發(fā)射了各種探測(cè)器，對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)的行星和其他天體進(jìn)行了詳細(xì)的探測(cè)和研究。任務(wù)二、查閱資料,了解人類對(duì)宇宙黑洞的探索歷程與結(jié)果一、利用互聯(lián)網(wǎng)手段查閱資料:（1）了解人類對(duì)宇宙黑洞的探索歷程是怎樣的？（2）了解人類對(duì)宇宙黑洞探索的結(jié)果有哪些？二、根據(jù)自己所在小組收集到的材料進(jìn)行整理和交流展示任務(wù)二、查閱資料,了解人類對(duì)宇宙黑洞的探索歷程與結(jié)果近年來(lái)，人類對(duì)黑洞的研究取得了顯著進(jìn)展。以下是一些重要的研究成果：首張黑洞照片公布：2019年4月10日，事件視界望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首次公布了人類歷史上第一張黑洞的照片——位于室女座a中心的M87超大質(zhì)量黑洞。這一成果堪稱人類天文學(xué)史上最重大的發(fā)現(xiàn)之一。中等質(zhì)量黑洞的研究：雖然對(duì)中等質(zhì)量黑洞的探測(cè)仍具有挑戰(zhàn)性，但隨著引力波探測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)家對(duì)中等質(zhì)量黑洞的研究迎來(lái)了新的曙光。例如，通過(guò)探測(cè)引力波信號(hào)，科學(xué)家已經(jīng)間接探測(cè)到了中等質(zhì)量黑洞的存在。納赫茲引力波的探測(cè)：中國(guó)脈沖星測(cè)時(shí)陣列研究團(tuán)隊(duì)利用“中國(guó)天眼”FAST對(duì)毫秒脈沖星進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，成功找尋到了納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù)。這一成果標(biāo)志著中國(guó)在納赫茲引力波探測(cè)領(lǐng)域的研究取得世界領(lǐng)先的成就。任務(wù)二、查閱資料,了解人類對(duì)宇宙黑洞的探索歷程與結(jié)果4.早期宇宙黑洞的探測(cè)：利用詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡等先進(jìn)觀測(cè)設(shè)備，科學(xué)家在早期宇宙中探測(cè)到了巨型黑洞的存在。這些黑洞的形成和生長(zhǎng)機(jī)制對(duì)現(xiàn)有的黑洞生長(zhǎng)模型提出了挑戰(zhàn)，推動(dòng)了黑洞研究領(lǐng)域的深入發(fā)展。5.黑洞吞噬物質(zhì)速度的研究：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了如LID-568黑洞這樣的異常天體，其吞噬物質(zhì)的速度遠(yuǎn)超人類所認(rèn)為的愛(ài)丁頓極限值。這些發(fā)現(xiàn)顛覆了人類對(duì)黑洞的認(rèn)知，并可能揭示出宇宙更深層次的秘密。任務(wù)三、查閱資料,了解人類對(duì)宇宙暗物質(zhì)與暗能量的探測(cè)進(jìn)展一、利用互聯(lián)網(wǎng)手段查閱資料:(1)了解人類對(duì)宇宙暗物質(zhì)和暗能量探測(cè)歷程是怎樣的。(2)了解人類對(duì)宇宙暗物質(zhì)和暗能量的進(jìn)展如何。二、根據(jù)自己所在小組收集到的材料進(jìn)行整理和交流展示任務(wù)三、查閱資料,了解人類對(duì)宇宙暗物質(zhì)與暗能量的探測(cè)進(jìn)展暗物質(zhì)和暗能量的總質(zhì)量是普通物質(zhì)的6.3倍，因此在宇宙能量的密度當(dāng)中占了1/4，同時(shí)更為重要的是，暗物質(zhì)從中主導(dǎo)了宇宙結(jié)構(gòu)的形成。暗物質(zhì)的本質(zhì)直到現(xiàn)在還是一個(gè)謎，但是如果假設(shè)它是一種弱相互作用亞原子粒子的話，那么由此而形成的宇宙大尺度結(jié)構(gòu)與所觀測(cè)到的相一致。不過(guò)，最近對(duì)這個(gè)星系以及亞星系結(jié)構(gòu)的主要分析加以顯示，這一假設(shè)和觀測(cè)結(jié)果之間所存在著一定的差異，這同時(shí)也為多種可能的暗物質(zhì)理論提供了一個(gè)用武之地。并通過(guò)對(duì)小尺度結(jié)構(gòu)密度、分布、演化及其環(huán)境的研究可以區(qū)分這些潛在的暗物質(zhì)模型，同時(shí)為暗物質(zhì)本性的研究帶來(lái)一個(gè)新的曙光。大約在65年前，第一次發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)所存在的一個(gè)主要證據(jù)。任務(wù)三、查閱資料,了解人類對(duì)宇宙暗物質(zhì)與暗能量的探測(cè)進(jìn)展暗物質(zhì)和暗能量。主要是因?yàn)樗且环N不可見(jiàn)的、并能推動(dòng)宇宙運(yùn)動(dòng)的能量，宇宙當(dāng)中所有的恒星和行星的運(yùn)動(dòng)皆是由暗能量來(lái)進(jìn)行推動(dòng)的。之所以暗能量具有如此大的力量，就是因?yàn)樗谟钪娴慕Y(jié)構(gòu)當(dāng)中約占73%，而且占絕對(duì)統(tǒng)治的主要地位。暗能量是近年宇宙學(xué)研究的一個(gè)里程碑性的一個(gè)重大成果。支持暗能量的主要證據(jù)就有兩個(gè)。一是對(duì)遙遠(yuǎn)的超新星所進(jìn)行的大量觀測(cè)所表明，同時(shí)宇宙還在加速的膨脹。按照愛(ài)因斯坦引力場(chǎng)的方程，加速膨脹的現(xiàn)象推論出宇宙中所存在著壓強(qiáng)為負(fù)的"暗能量"。另一個(gè)證據(jù)則來(lái)自于近年來(lái)對(duì)微波背景輻射的相關(guān)研究并精確地測(cè)量出宇宙當(dāng)中物質(zhì)的總密度。任務(wù)三、查閱資料,了解人類對(duì)宇宙暗物質(zhì)與暗能量的探測(cè)進(jìn)展任務(wù)四、查閱資料,了解人類對(duì)物質(zhì)與反物質(zhì)的探索進(jìn)展一、利用互聯(lián)網(wǎng)手段查閱資料:(1)了解人類對(duì)宇宙物質(zhì)和反物質(zhì)探索歷程是怎樣的。(2)了解人類對(duì)宇宙物質(zhì)和反物質(zhì)探索進(jìn)展如何。二、根據(jù)自己所在小組收集到的材料進(jìn)行整理和交流展示任務(wù)四、查閱資料,了解人類對(duì)物質(zhì)與反物質(zhì)的探索進(jìn)展物質(zhì)和反物質(zhì)之間的根本區(qū)別是所帶的電荷。正物質(zhì)的原子由帶正電荷的原子核與繞其周圍的帶負(fù)電荷的電子組成，而反物質(zhì)正好相反，它由帶負(fù)電