宇宙与空间探索单元教学设计.docx
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宇宙与空间探索单元教学设计
“宇宙与空间探索”单元教学设计
三新学校叶笛
单元教学计划
一、单元名称：
第12章“宇宙与空间探索”
二、知识概述：
本主题单元属于“社会生活（环境）主题单元”类型。
本主题单元内容主要以介绍“宇宙和空间探索”为主，其中渗透了有关“力学”的基础知识，从而帮助学生对火箭升空、飞船运行和重返地球等相关内容的理解。
本单元学习内容综合性强，涉及到宇宙空间和航天领域，同时结合近期历史重大事件，让学生深刻体会发展航天技术和宇宙空间开发的深刻意义。
三、结构设计：
太阳系的组成
宇宙起源
本主题单元的核心内容是：
“太空旅行”，核心知识点是：
“力学基础知识”。
本主题单元从了解我们的生活环境开始过渡到认识太阳系，到认识宇宙空间。
“力学基础知识”为“太空旅行”打基础，有助于理解火箭发射和飞船运行及重返地球。
最后，介绍有关“空间开发”的内容，展望人类探索宇宙空间的前景，指明发展航天科技的意义。
整章以“空间探索”为主线，逐步从“身边环境”引申到“宇宙空间”，由“生活中的力学现象”引申到“航天科技领域”，最后，引申到未来人类对宇宙空间的开发上。
整个单元的内容是从生活实际开始引申，最后以对未来的展望结束，把抽象的原理以生动的活动再现出来，通过分析实验现象体会其中的奥秘，把空间科学与日常生活有机融合在了一起。
四、课时安排：
教学内容
学习活动
课时数
一级内容
二级内容
宇宙
1、太阳系的组成【活动12.1】
2、宇宙的起源【活动12.2】
认识太阳系的组成
比较“天文单位”和“光年”
了解“宇宙大爆炸学说”
1
力与
空间
探索
1、力和力的作用
【活动12.3-12.6】
力和物体形状的改变
力和物体运动状态的改变
可以在一段距离外产生作用的力
1
2、摩擦力
【活动12.7-12.9】
固体间的摩擦力实验
液体和空气中摩擦力实验
摩擦生热实验
1
3、重力
【活动12.10-12.11】
探究弹簧伸长量与钩码数量之间的关系
认识弹簧测力计
探究重力与质量的关系
1
4、作用力和反作用力
【活动12.12-12.14】
反冲气球实验和水火箭
研究作用力和反作用力的大小
1
太空
旅行
1、载人航天器
【活动12.15-12.16】
认识载人飞船及其运载火箭
探究流线型物体能否减小空气阻力的实验
比较已有航天器，畅想未来航天器
1
2、重返地球
【活动12.17-12.18】
安全返回
降落伞设计比赛
1
3、太空生活
【活动12.19】
认识“失重”
了解航天服
1
空间
开发
1、空间开发的成果
【活动12.20-12.21】
2、空间开发的意义
【活动12.22】
空间开发的成果
空间开发的代价
空间开发的利与弊
1
课时教学设计
第一节：
宇宙
一、教学目标
1、通过观察图片和组织贴图竞赛活动，认识太阳系的组成。
2、知道“天文单位”和“光年”是用来表示天体之间距离的长度单位。
3、通过观看“宇宙大爆炸”学说录像活动和交流收集的相关资料，了解宇宙的起源。
二、重点和难点
【重点】认识太阳系的组成和宇宙起源
【难点】区别“天文单位”和“光年”的不同
三、教具准备
活动一：
太阳系行星的贴图。
活动二：
比较“天文单位”和“光年”的异同文字资料。
活动三：
“宇宙大爆炸学说”录像资料。
四、教学流程图：
了解宇宙的起源
知道它们都是天文长度单位
了解太阳系的八大行星
活动二
比较“天文单位”和“光年”
活动一
认识太阳系的组成
活动三
了解“宇宙大爆炸学说”
问题引入
在不同高度看校园一样吗？
五、教学设计：
导入新课：
问题：
从高楼、高空、宇宙上看我们的学校，你能找到它吗？
引导学生观看教材上三副不同的图片，得出结论：
我们的校园在宇宙中非常的渺小。
今天，就让我们一同来学习《宇宙》。
活动一：
认识太阳系的组成
活动目的：
1、通过观察图片和组织贴画竞赛活动，认识太阳系的组成。
2、了解冥王星被踢出太阳系大行星系列的原因。
3、知道地球的天然卫星是月球。
学生活动
指导要点
活动意图
学生自主活动：
观察太阳系模拟图，认识太阳系的组成。
引导学生根据一定的顺序观察图片。
首先找到太阳的确切位置，然后根据距离太阳的远近距离，依次认识八个行星。
培养学生按照一定顺序识图的能力。
每组选派1名学生开展贴图竞赛活动，掌声鼓励优胜者。
打乱太阳系八大行星的位置，让学生根据刚刚观察记忆的结果贴出各个行星的正确位置。
活跃课堂气氛，调动学生参与互动的积极性。
学生同桌合作，记忆八大行星的名称和顺序。
指导学生运用口诀方式强化记忆。
如：
“水金地、火木土、天海”
使学生掌握加强记忆的小窍门。
学生根据所知，说出地球的天然卫星是谁及它与地球的关系。
指导学生明确月球是地球的天然卫星，并了解月球对地球的影响。
知道潮汐现象是月球的引力作用造成的。
对相关知识的拓展，开阔学生的视野。
学生交流收集的资料，讨论:
冥王星被踢出太阳系大行星系列的原因。
指导学生了解“大行星”的判定标准和冥王星的特征。
阐述你对冥王星的降级的态度。
培养学生关注时事新闻，阐述自己观点的能力。
活动二：
比较“天文单位”和“光年”
活动目的：
1、理解“天文单位”、“光年”的定义。
2、知道它们都是用来表示天体之间距离的长度单位。
学生活动
指导要点
活动意图
学生自主活动：
通过阅读教材找出“天文单位”的定义。
引导学生用自己的话描述所理解的“天文单位”。
理解“天文单位”是地球与太阳的平均距离。
是太阳系中度量行星之间距离的标尺。
培养学生阅读和搜索信息的能力。
学生自主活动：
通过阅读教材找出“光年”的定义。
由用“天文单位”测量宇宙中恒星之间的距离已不够用，从而引出“光年”的概念。
明确“光年”不是时间单位而是天文领域中的长度单位。
培养学生对抽象概念的理解力。
学生小组合作，列表分析“天文单位”和“光年”的异同。
指导学生明确两者都是长度单位，“光年”大于“天文单位”。
培养学生比较分析能力。
活动三：
了解“宇宙大爆炸学说”
活动目的：
1、通过观看视频资料，了解“宇宙大爆炸学说”。
2、知道关于宇宙起源的学说是“假说”，它是合理的推测。
学生活动
指导要点
活动意图
观看“宇宙大爆炸学说”视频资料。
引导学生理解宇宙大爆炸的过程。
知道宇宙起源是“假说”，是科学家根据天文观测数据进行合理推断的产物，具有科学性。
培养学生推理猜测的能力。
学生交流搜集的有关宇宙起源的资料。
指导学生通过分析各种有关宇宙起源学说的科学性、合理性来认识宇宙的起源。
培养学生判断分析能力。
学生交流讨论：
你所推崇的宇宙起源学说及理由。
指导学生明确“宇宙大爆炸学说”
的合理性。
培养学生表达交流能力。
结束语：
师：
关于宇宙的认识我们人类所知甚少，还有待于我们不断地探索。
随着科技的发展，宇宙的神秘面纱将会被我们一层一层地揭开。
第二节：
力和力的作用
一、教学目标
1、从生活中力的现象中，感悟“力”的概念和作用。
2、通过拉橡皮圈等活动，体验力可以改变物体的形状。
3、通过推小车等活动，知道力能改变物体运动速度的大小和方向。
4、通过“磁环实验”等活动，知道磁力和重力可以在一段距离之外起作用。
二、重点和难点
【重点】知道力能改变物体的形状及运动状态。
【难点】磁力和重力可以在一段距离之外起作用。
三、教具准备
活动一：
橡皮圈、橡皮泥、海绵、钩码、电子秤。
活动二：
小车、磁铁、钢珠。
活动三：
磁环、木棒支架、硬币。
四、教学流程图：
力可以在一定距离外产生作用
力可以改变物体的运动状态
力可以改变物体的形状
活动二
力和物体运动状态的改变
活动一
力和物体形状的改变
活动三
可以在一段距离外产生作用的力
问题引入
力有哪些作用效果？
五、教学设计：
导入新课：
问题：
你知道怎样才能将数吨重的庞大的航天飞机送上天吗？
结论：
需要燃料燃烧提供强大的推力作用。
那么，力有哪些作用效果？
今天，让我们来认识一下和力有关的问题。
活动一：
力和物体形状的改变
活动目的：
在拉橡皮圈等体验活动中，体验力可以改变物体的形状。
学生活动
指导要点
活动意图
学生讨论活动：
生活中的哪些现象说明力的存在？
举例谈一谈。
引导学生根据生活经验分析出一些现象是由力作用的。
如：
行驶的汽车、用锤子敲击钉子等等。
培养学生发现身边的科学现象的意识。
学生小组体验活动：
拉长橡皮圈、挤压橡皮泥、把钩码放在海绵上。
描述观察到的现象，再用电子秤称量物体测试前后的质量。
引导学生观察现象，总结出：
力可以改变物体的形状，而不是质量。
通过亲身体验，总结规律。
活动二：
力和物体运动状态的改变
活动目的：
1、通过推小车实验，知道力能改变物体运动速度的大小。
2、通过钢珠变轨实验，知道力能改变物体运动的方向。
学生活动
指导要点
活动意图
学生观察，教师演示实验：
1、推动小车，有什么现象产生？
2、再推运动中的小车，有什么现象产生？
3、反向挡运动中的小车，有什么现象产生？
引导学生观察现象，得出结论：
1、物体运动由静到动；
2、物体运动由慢到快；
3、物体运动由快到慢。
从而得出：
“力可以改变我替运动速度的大小”的结论。
培养学生运用“归纳法”的能力。
学生小组合作探究实验：
观察钢珠从磁铁旁运动，有什么现象产生？
绘出钢珠的运行路线图。
交流讨论此现象说明了什么？
指导学生操作实验时，要注意磁铁所放位置要能够对运动中的钢珠产生作用。
引导学生总结出：
力可以改变物体运动方向。
培养学生实验操作的能力和绘制实验现象图的能力。
活动三：
可以在一段距离外产生作用的力
活动目的：
1、通过磁环实验，知道力可以在一定的距离外产生作用。
2、通过观察掉落的硬币，分析出它是受到了重力作用的结果。
学生活动
指导要点
活动意图
教师演示实验：
把A、B两个磁环同极相向地套在木柱支架上，观察现象。
引导学生根据已掌握知识（同极排斥、异极吸引），分析出两个磁环之间存在力的作用。
培养学生通过现象分析原理的能力。
教师演示，让一枚硬币从高处自由落下。
学生分析现象，硬币受到力的作用了吗？
引导学生知道物体掉落是重力作用的结果。
介绍牛顿发现“万有引力”原理的故事。
让学生知道“万有引力”原理就在我们身边。
结束语：
师：
力是无形的，力的作用又是多种多样的。
以后，我们还将系统学习各种各样的“力”。
第三节：
摩擦力
一、教学目标
1、通过推箱子的活动，体验摩擦力会阻碍物体的运动。
2、通过用木块做摩擦力实验，探究影响固体间摩擦的因素。
3、通过观察物体在不同液体和空气中所受阻力的对比实验，知道物体在气体中受到的摩擦力比液体中所受到的摩擦力小。
4、在摩擦温度计的实验过程中，体验摩擦生热。
5、总结摩擦力的利弊，知道增大和减小摩擦力的常用方法。
二、重点和难点
【重点】影响摩擦力大小的因素。
【难点】增大和减小摩擦力的方法。
三、教具准备
活动一：
装满书的木箱、木块、砂纸、圆柱形笔4支。
活动二：
量筒2个、相同的钢珠3个、大折扇1把。
活动三：
煤油温度计、泡沫塑料。
四、教学流程图：
知道物体在空气中受摩擦力与截面积有关
知道影响固体间摩擦力大小的因素
知道摩擦可以产生热
活动二
液体和空气中摩擦力实验
活动一
固体间摩擦力实验
活动三
摩擦生热实验
问题引入
为什么推重物会感觉吃力？
知道物体在不同介质中所受到的阻力不同
五、教学设计：
导入新课：
问题：
为什么推动重物时会感觉很吃力呢？
结论：
因为摩擦力阻碍了物体运动。
那么，影响摩擦力的因素有哪些呢？
怎样才能减小摩擦阻力呢？
今天，让我们来
认识一下“摩擦力”。
活动一：
固体间摩擦力实验
活动目的：
1、通过推箱子体验摩擦力的存在，知道摩擦力会阻碍物体的运动。
2、将木块在不同平面上移动，探究影响固体间摩擦的因素。
3、通过分析，能找到减小摩擦力的方法。
学生活动
指导要点
活动意图
学生体验活动：
推一推装满书的箱子。
引导学生思考为什么会感觉吃力？
并分析：
阻碍物体运动的摩擦力的方向如何。
培养学生分析身边的现象中科学原理的能力。
学生小组合作探究实验：
1、体验木块在光滑桌面上和粗糙砂纸上移动的不同。
2、体验木块在铅笔上移动。
根据实验现象交流、归纳实验结论。
引导学生观察现象，总结出：
1、接触面越粗糙，摩擦力越大。
2、滚动方式比滑动方式更能减小摩擦阻力。
通过亲身体验，联系生活实际，总结科学规律。
学生交流讨论：
运用什么方
法怎样可以有效减小摩擦
力。
并举例生活中减小摩擦力的例子。
指导学生通过分析出的影响摩擦力的因素入手，采取有效的方法来制约这些因素，从而减小摩擦力。
渗透“学以致用”的思想。
活动二：
液体和空气中摩擦力实验
活动目的：
1、通过“折扇实验”知道物体在空气中所受摩擦力与截面积有关。
2、通过物体在不同液体和空气中所受阻力的对比实验，知道物体在空气中所受阻力比液体中的小。
学生活动
指导要点
活动意图
学生体验活动：
水平展开折扇，体验上下舞动和左右移动哪种方式更费力？
分析原因。
引导学生观察现象，得出结论：
物体在空气中运动是所受到的阻力跟他运动方向上的截面积有关。
培养学生分析概括的能力。
学生小组合作探究实验：
观察钢珠在同一高度落入不同液体和空气中的快慢。
交流讨论此现象说明了什么？
指导学生操作实验时，要注意在相同高度、同一时刻释放。
引导学生总结出：
知道物体在不同介质中所受到的阻力不同。
培养学生实验操作的能力和对“控制变量法”的掌握。
活动三：
摩擦生热实验
活动目的：
1、通过双手相互摩擦体验摩擦生热。
2、通过摩擦生热实验，知道物体摩擦后温度上升。
3、知道生活中一些增大和减小摩擦力的方法。
学生活动
指导要点
活动意图
学生体验活动：
双手摩擦，感受摩擦生热。
引导学生复习能的转化，机械能转化成内能。
培养学生通过现象分析原理的能力。
教师演示实验，快速摩擦温度计1分钟，读数并记录。
学生观察现象，讨论：
摩擦生热的利与弊。
引导学生分析摩擦生热的利与弊，并举例谈谈。
培养学生用辩证的方法思考问题。
学生交流讨论：
生活中摩擦力的利与弊，举例谈谈如何增大和减小摩擦力。
引导学生从生活实际出发，思考摩擦力的弊端和有利方面，以及解决办法。
如：
滚珠轴承内的小钢珠、润滑油、流线型设计等都是减小摩擦力的例子；降落伞、刹车闸皮等是增大摩擦力的例子。
鼓励学生运用科学知识分析现象，解决实际问题。
结束语：
师：
摩擦力对于我们有利也有弊。
可是，人类能够运用聪明才智使摩擦力为我们服务。
以后，我们还将更深入地研究摩擦力。
第四节：
重力
一、教学目标
1、认识物体的重力是由于地球的吸引而产生的，知道重力的方向和单位。
2、初步学会弹簧测力计的使用方法。
3、通过物体重力与质量关系的实验探究，知道物体重力与质量的关系。
二、重点和难点
【重点】知道重力的方向和单位，学会使用弹簧测力计。
【难点】绘制弹簧伸长量与钩码数量之间的关系图。
物体的重力和质量之间的关系。
三、教具准备
活动一：
弹簧、钩码、刻度板、铁架台。
活动二：
弹簧测力计、学习文具。
活动三：
弹簧测力计、钩码。
四、教学流程图：
重力与质量成正比例关系
学会使用弹簧测力计
重力的产生原因及方向
活动一
探究弹簧伸长量与钩码数量之间
的关系
问题引入
为什么无论石子被抛得多高总要落下来？
活动二
认识弹簧测力计
活动三
探究重力与质量的关系
五、教学设计：
导入新课：
问题：
为什么无论你把石子抛得多高，它还会落下来？
结论：
地球吸引力作用的结果。
那么，今天，让我们来认识另外一种力——“重力”。
活动一：
探究弹簧伸长量与钩码数量之间的关系
活动目的：
1、通过测量弹簧伸长量与钩码数量关系的实验探究，知道弹簧伸长量与受到的力成正比。
2、使学生初步掌握设计实验和分析实验数据的方法。
学生活动
指导要点
活动意图
学生小组探究活动：
根据弹簧受力会伸长原理，设计并操作“测量弹簧伸长量与钩码数量的关系”实验。
引导学生准确测量，在表格里记录实验数据。
培养学生设计和操作实验的能力。
学生同桌合作：
用图像处理数据，归纳得出结论。
引导学生运用图线方式表示数量间的关系，从而得出：
“弹簧伸长量与钩码数量成正比例关系。
”
利用图线总结规律，说明了弹簧测力计的制作原理。
活动二：
认识弹簧测力计
活动目的：
知道弹簧测力计的结构及使用方法。
学生活动
指导要点
活动意图
学生观察：
弹簧测力计的结构，了解其单位、刻度和量程。
引导学生分析重力的方向是“竖直向下”，所以刻度值上小下大。
培养学生仔细观察的能力。
学生小组合作实验：
运用弹簧测力计测量文具的重力。
指导学生操作实验时，要注意被测物体不能超过弹簧测力计的最大量程。
要竖直提弹簧测力计，水平读数。
培养学生实验操作的能力。
活动三：
探究重力与质量的关系
活动目的：
1、通过用弹簧测力计测量钩码的重力，总结出重力与质量的关系。
2、通过在地球和月球上同一质量物体所受重力不同，得出质量不变而重力会变的结论
学生活动
指导要点
活动意图
小组合作实验：
用弹簧测力计测量100克、200克、300克的钩码重力，统计实验数据，总结规律。
引导学生分析数据，得出：
重力与质量成正比例关系。
培养学生分析数据总结规律的能力。
学生通过倾听教师介绍在地球和月球上同一质量的物体所受重力不同，总结规律。
引导学生知道物体的质量是固定不变的，而重力会随地点不同而发生改变。
让学生知道重力与质量在本质上的区别。
结束语：
师：
因为有了重力的存在，我们才能自由地生活在地球上。
可是，人类终究要突破重力的束缚，迈开探索宇宙空间的脚步。
第五节：
作用力和反作用力
一、教学目标
1、通过击掌游戏，认识力总是成对出现的。
2、通过观察反冲气球及喷水火箭的演示实验，学会用作用力和反作用力解释其工作原理。
3、在弹簧测力计的测量活动中，体验作用力和反作用力大小相等，方向相反。
二、重点和难点
【重点】知道力总是成对出现的。
【难点】找出一个作用力所对应的反作用力。
活动一：
气球、吸管、钢丝、透明胶布；
可乐瓶2个、硬纸板、胶带、水火箭发射装置1套、打气筒、水。
活动二：
弹簧测力计2个。
四、教学流程图：
作用力和反作用力总是大小相等方向相反
体验作用力与反作用力
活动二
研究作用力与反作用力的大小
问题引入
击掌后谁的手疼？
活动一
反冲气球实验和制作发射水火箭
五、教学设计：
导入新课：
问题：
当你击打朋友的手掌时，谁的手会觉痛？
结论：
两个人的手都会痛。
那么，这说明了什么？
今天，就让我们来研究“作用力和反作用力”。
活动一：
反冲气球实验和水火箭
活动目的：
1、通过观察反冲气球演示实验和制作发射水火箭实验，知道力是成对出现的。
2、能够通过分析现象，找到实验中的作用力和反作用力。
学生活动
指导要点
活动意图
学生观察，教师演示气球反冲实验。
引导学生思考：
气向哪个方向喷出，气球向哪个方向运动？
培养学生观察的能力。
学生小组体验活动：
制作一枚水火箭并组织发射水火箭比赛。
引导学生观察现象，分析出：
水流向哪个方向喷？
水火箭向哪个方向运动？
总结出：
作用力和反作用力是成对出现的，方向是相反的。
通过亲身体验，总结科学规律。
活动二：
研究作用力和反作用力的大小
活动目的：
1、通过弹簧测力计的实验，知道作用力和反作用力大小相等。
2、能够联系生活，找到各种现象中的作用力和反作用力。
学生活动
指导要点
活动意图
学生体验实验：
把两个弹簧测力计如书上图示连接，拉动一端，观察现象。
讨论：
作用力与反作用力的大小关系如何。
引导学生从：
两个弹簧测力计的读数总是相同这一现象得出结论：
作用力和反作用力大小相等。
培养学生分析总结的能力。
全面认识作用力和反作用力。
学生分析生活中的一些现象中的作用力和反作用力。
指导学生分析现象，如：
推木箱现象中，作用力是：
人施加的推力，反作用力是：
摩擦阻力。
引导学生联系生活，举例分析。
如：
火箭发射、喷气式飞机等等。
培养学生剖析现象探究本质的能力和举一反三的能力。
结束语：
师：
运载火箭就是利用作用力和反作用力的原理工作的。
以后，我们将学习包括火箭在内的各种载人航天器。
第六节：
载人航天器
一、教学目标：
1、了解载人飞船及其运载火箭和航天飞机的结构及运行过程。
2、通过探究实验，加深对“控制变量法”的掌握，并认识到火箭设计成流线型是为了减小空气阻力。
3、了解祖国航天事业取得的辉煌成就，体会发展祖国航天事业的意义。
二、重点和难点：
【重点】：
1、认识载人飞船及其运载火箭。
2、知道火箭设计成流线型是为了减小空气阻力。
【难点】：
1、找出影响探究实验结果的因素。
2、依据“控制变量法原则”选择实验所用模型。
三、教学流程图
知道火箭设计成流线型能减小空气阻力
活动三
比较已有航天器
畅想未来航天器
活动二
探究流线型物体能否减小空气阻力
实验
活动一
认识载人飞船及其
运载火箭
问题引入
1秒钟内，我们能“走”多远？
四、教学设计：
导入新课：
问题：
1秒钟内，我们能“走”多远？
问题延伸：
如果，我们借助一些工具呢？
分析：
百米飞人、自行车、F1赛车、战斗机、运载火箭1秒钟内所能“走”的最远距离。
得出结论：
人类可以运用智慧，凭借工具使自己“走”得更远。
随着科技的飞速发展，人类已经能够摆脱地球引力的束缚，去探索广阔的宇宙空间了。
今天，就让我们一同来学习《载人航天器》。
活动一：
认识载人飞船及其运载火箭
活动目的：
1、观看水火箭发射视频，能够从中找到以前学过的各种“力”。
2、认识载人飞船及其运载火箭的结构和功能。
3、知道神舟五号载着杨利伟圆了华夏千年飞天梦，增强民族自豪感。
4、了解神舟飞天的过程。
学生活动
指导要点
活动意图
观看水火箭发射视频，找出其中的各种“力”。
复习曾经学过的“力”——压力、重力、摩擦力、阻力、作用力与反作用力等。
指导学生能够通过剖析现象，指出各种“力”的存在。
复习已学过的力学知识，有助于理解火箭发射过程。
调动学生积极性，活跃课堂气氛。
观看图片和视频介绍，认识运载火箭的名称、组成和用途
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