地理必修一宇宙教案（精选6篇）
1.初步了解地球的宇宙环境，理解天体系统的层次，知道地球在宇宙中的位置。
2.知道太阳系的成员，运用资料认识九大行星绕日公转的运动特征、结构特征，从中说明地球是太阳系中一颗普通的行星。
3.理解地球上出现生命的原因。
二、过程与方法
1.阅读“宇宙是由物质组成的”一组图文信息，认识各类天体的主要特征；利用网络等媒体，收集天文信息，丰富对宇宙环境的认识。
2.通过阅读“天体系统”图，设计相应的简明框图，描述地球所处的宇宙环境。
3.阅读“太阳系模式图”和“九大行星轨道倾角与偏心率”表，归纳九大行星公转运动的共同特点；阅读“太阳系其他行星与地球的质量和体积比”图，归纳三类行星的结构特征。从的结构特征。从上述过程中认识地球是太阳系中的普通行星。
4.运用相关学科知识，从温度条件、大气成分和水等方面，分析地球上出现生命的原因。并以此推论火星等其他大行星，以及太阳系范围之外的天体是否有存在生命物质的条件。以小组讨论的形式，提出确定在宇宙中寻找外星人的方向的见星人的方向的见解。
三、情感态度与价值观
1.通过了解地球所处的宇宙环境，树立宇宙是物质的科学宇宙观。破除迷信，反对邪教。
2.通过寻找外星人的探讨活动，一方面激发学生探究地理问题的兴趣，体验自主、合作、创新探究过程和团队意识。另一方面，培育珍惜、爱护人类共同的家园-“只有一个地球”的意识，增强关注人类未来生存空间的责任感。
3.通过认识地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，确立任何事物发展都有其普遍性和特殊性的观点；通过运用资料探讨地理问题，形成实事求是的科学态度。
4.通过观赏天体照片等相关视频信息，激发地理审美情趣。
教学重点地球上为什么有适宜于生命生存和繁衍的环境。
教学难点认识地球是一颗既普通又特殊的行星；地球上存在生命物质的条件。
教学方珐指导学生自主学习、协作探究、交流互评。充分利用教科书搭建的平台，引导学生自己动脑、动手，在自主探究的过程中，对问题有更深的认识。
学法指导通过合作和交流，自己分析问题和解决问题。在合作学习过程中，掌握知识，培养能力，发展个性。
教学过程
[导入新课]
人类生存在地球上，为求得更好的生存和发展，需要认识人类的生存环境，首先要认识地球所处的宇宙环境。
第一，地球上的许多自然现象，仅从地球自身因素分析无法得到正确、完整的结论，需要从地球所处的宇宙的环境来分析。
第二，随着科学技术的进步，人类将眼光投向太空，以拓展生存空间和资源来源。(引入认识地球的宇宙环境的主题，进而以谈天说地引出本节课的学习目标)
[导学、自主探讨、讨论交流]
先根据同学们过去的观察体验，交流对天体和宇宙的认识。在此基础上，提出问题：天体有哪些类型，各有什么特点?让学生通过阅读P2图1.1，除认识到要用科学的眼光观察天体外，重点引导学生认识地球宇宙环境的组成，树立正确的宇宙观。
紧扣谈天说地的话题，提出“说地”将要探讨的主要问题：如何确定地球的位置?地球是一颗怎样的星球?地球上为何有生命物质存在?
一、地球在宇宙中的位置
[探究指导]
(引导启发)认识地球在宇宙中所处的位置，有助于全面认识地球上出现的一些地理现象，并找出这些现象形成的客观的、正确的原因。宇宙虽然无边无际，处在不停的运动和发展之中，但是有规律可循的。搞清天体系统的形成和层次，可以帮助我们确认和描述地球所处的位置。读图指导)图1.2体现了宇宙是按一定层次和结构组成的有序的物质世界。四幅小图分别代表不同级别的天体系统，逐层展示了它们之间的隶属关系。
(方法步骤)
1.利用天体系统层次图找出地球的位置；
2.将(P3)图1.2转换为(P4)图1.3，或自行设计天体系统层次图，以多种方式表示地球的位置；
3.用文字(或语言)描述不同宇宙空间尺度中地球所处的位置。描述层次要清晰。如：可按地月系-太阳系-银河系-总星系的空间尺度顺序描述。也可用自己擅长的其他方式表达。
[自主探究]
学生独立学习，并将自己的见解和设计的图表整理出来。
[交流点评]
鼓励学生从多角度、用多种形式交流、展示自己的见解，但都需注重科学性，并使学生认识到人类认识宇宙的过程，是一个不断发展、不断修正错误、不断接近真理的过程，我们在缅怀曾为人类天文事业做出杰出贡献、甚至献身的天文学家的同时，也肩负着继往开来，不断探索的使命。
二、太阳系中一颗普通的行星
[探究引导]
地球到底是一颗怎样的天体?人类对这一问题的了解，主要来自人类对太阳系的探索和研究成果。聚焦太阳系，分析一组图表信息，了解太阳系“家族”中的成员，特别是各大行星的基本特点，可以透析地球是一颗怎样的行星。
[自学、讨论、点评]
1.认识地球作为行星的普通性
(学生围绕活动要求，先自学，再分组讨论)
第一步，读P4“太阳系模式图”，说出太阳系的成员、九大行星距离太阳由近及远的排列，从中认识地球。要求运用图表信息说明地球是一颗怎样的行星。
第二步，分析P4表中各要素的相关数据，运用基本的数理知识比较九大行星的运动特征(即公转方向、轨道平面夹角、公转轨道形状)和结构特征(体积和质量等)，进一步认识地球。
(点评指导)点评侧重运用数理知识解读图表信息，并得出结论的能力。如，观察太阳系模式图中九大行星公转方向的箭头，得出同向性特征；根据九大行星的轨道倾角大多小于4°，得出共面性特征；根据九大行星的轨道偏心率大多接近0，得出近圆性。根据这些共同特征证明地球并不例外；再从结构特征，如质量和体积等方面比较各大行星，特别是类地行星，得出地球也无特殊之处的结论。最后，以上述探讨的两方面结果来证明地球具有行星的一般特征，是太阳系中的一颗普通行星。
2.认识地球是太阳系中的特殊行星
为何又说地球又是一颗特殊的行星?是因为到目前为止，整个宇宙中只发现在地球上存在生命物质。(只提出，侧重引导学生通过对地球行星的普遍性和特殊性特点的认识，学会辩证地看问题。)
三、存在生命的行星
[导学]
用人类对火星生命的探测，引发学生思考生命生存需要哪些基本条件；再比较火星与地球的自然条件，引导学生探讨地球上存在生命的条件，形成“自然环境是人类赖以生存和发展的基础”的地理观念。
[自学整理、交流点评]
第一步：读图表分析。再次阅读P4图表信息，从日地距离、体积和质量等方面自主推理说明地球存在生命的条件。
第二步：阅读、理解教材。即阅读P6信息，理解地球内部物质变化与液态水形成的关系，整理出自己的观点。
第三步：讨论交流评议。在自主分析的基础上小组讨论，全班交流。
点评侧重分析探讨的角度(即从地球的特殊性──是否具备生命物质生存所需要的条件分析，而不是作为普通行星的一般特征角度)、多学科知识的运用(注意运用中是否存在科学性错误)、利用图表信息的能力(利用图表信息进行分析)、描述能力(即条理性和科学性)；采用集体评议与教师评议相结合的方式。
[活动]
如何在茫茫宇宙中确定寻找外星人的方向
(指导探究)除地球外，其他星球上是否有存在生命的可能?如何探寻类似地球的星球?人类一直在为寻找“外星人”而努力，目前已在太阳系之外发现了几十颗可能会有生命的行星。以小组P.7活动形式提出设想，说明如何在茫茫宇宙中确定寻找外星人的方向。最后全班交流。
说明：这里所谓的“方向”，并不是“方位”，而是外星人可能存在的地方。要分析这个问题，需要根据地球上存在生命的条件加以判断。活动只是给出了一种思考的线索，同学们的思考要力争富有创意，敢于“异想天开”。
[拓展]
第一步，课堂围绕课本提供的思考线索讨论；再根据自己掌握的信息和理解，提出自己的设想和见解。
从学业水平考试的现状出发,笔者总结出高一地理有关地理规律教学的五个方法。
一、情境导入探究法
所谓情境导入探究法,是指教师在教授地理知识时,根据学生的具体情况有目标、有意识地构筑各种有效的情境,调动学生的学习积极性,引导其独立自主地学习地理知识,从而有效地进行相关地理规律的教学。
【例1】地带性规律教学
情境导入1:展示世界自然带景观图片。
课前2分钟配乐展示不同的自然景观图,如热带雨林带、热带草原带(非洲)、温带草原带(呼伦贝尔)、热带荒漠带、亚热带常绿阔叶林带、温带落叶阔叶林带、亚寒带针叶林带、寒带苔原带、极地冰原带。
情境导入2:分析不同地理环境生长的植物差异形成原因。
先组织学生观看几种生长在不同地理环境中的植物,如胡杨林、椰子树、雪莲、荷花等,然后请学生说出每种植物生长分布区的气候、地形、土壤等地理环境特点,并尝试分析其自然带形成的原因。然后由教师总结:由于不同地域所处的纬度位置和海陆位置不同,水热状况及其组合不同,形成了不同的代表性植被和土壤,并在地球上呈带状分布,构成了自然带。
(过渡)上述差异有何规律可循呢?
情境导入3:从中国的东北黑龙江出发分别向南和向西所经历的自然景观的变化。
探究活动1:领略大自然———地理环境差异性的探索。
(展示课件) 中国陆地自然带分布图和中国行政区划图。
师:在图上找到东北地区的黑龙江,往南行进,你们沿途能见到什么自然地理景观?
生:(第一组代表) 我们组从我国的黑龙江出发,南行依次看到了温带落叶阔叶林、亚热带常绿阔叶林、热带雨林。
师:(鼓励)很好,我们跟随第二组从黑龙江向西旅行,又能见到什么样具有特色的景观呢?
生:(第二组代表)我们组从黑龙江西行,沿途见到了小兴安岭、大兴安岭森林带,呼伦贝尔大草原,塔克拉玛干沙漠,各种景观迥然不同,差别好大!
情境导入4:世界自然带与世界气候类型的联系。
探究活动2:先让学生回忆“世界气候类型分布模式图”,对照课本“世界陆地自然带分布图”,完成学案(学案设计的是世界气候类型分布模式空白图和对应的世界自然带分布模式空白图):你发现陆地自然带与气候类型分布之间有何联系?为什么会出现这种联系?
投影仪展示学案填写的结果,并得出结论:气候类型与自然带大体是相互对应的关系。
情境导入5:从赤道到两极的地域分异规律。
探究活动3:阅读世界陆地自然带分布图,说出亚洲东部从赤道到两极的主要自然带。观察这些自然带的景观图片,思考为什么会有这样的变化?规律的表现形式?哪些地方表现得比较明显?
学生讨论完成,第四组同学代表发言,根据景观图片和世界自然带分布模式图说出世界自然带从赤道向两极的变化规律,分析这种景观变化的原因是热量的差异导致的,规律表现为东西方向上呈带状分布,南北方向类型更替。
情境导入6:从沿海到内陆的地域分异规律。
探究活动4:阅读世界陆地自然带分布图,说出温带大陆从沿海到内陆地区的主要自然带。观察这些自然带的景观图片,思考为什么会有这样的变化?规律的表现形式?哪些地方表现得比较明显?
(学生讨论完成,略。)
情境导入7:在我国温带水域,水葫芦生长旺盛,既可消耗水体中多余的养分,又可作为饲料和绿肥,发挥了较好的生态效益。然而,把它们引种到亚热带水域却因生长过于旺盛而引发了生态灾难。请简要说明产生这种差异的自然地理原因。
探究活动5:规律总结。
填表完成课本第20页的活动:比较纬度地带分异规律与干湿度地带分异规律。
这样一堂课下来,学生兴趣盎然,地带性规律在学生脑海里印象深刻,成为挥之不去的美好记忆。
二、地理知识比较法
所谓知识比较法,就是通过运用相关地理知识进行比较, 让学生加深对地理知识的理解和认识,提高地理逻辑思维能力, 从而高效地完成相关地理规律的教学。
【例2】A、B两地的气温曲线和降水柱状图的规律教学
图1是A、B两地的气温曲线和降水柱状图,这类地理统计图常见于高中地理气候知识的规律性教学,教学时可以按照以下步骤进行。
首先,比较后判断。由于最高温出现在7月,可得出A、B两地均为北半球;“以温定带”可得出A、B两地最冷月———1月的气温都在0~15℃之间,确定A、B两地均属于亚热带气候。通过比较,得出二者在所处的热量带和半球位置这两方面具有共性。“以水定型”可得出A地属于冬雨型,即冬季多雨、夏季干燥,B地属于夏雨型,即夏季多雨,冬季少雨。通过比较,得出A、B两地在降水方面存在着明显的差异。
其次,分析后概括。经过分析,确定A地是冬雨夏干的亚热带地中海气候,B地是雨热同期的亚热带季风气候。由此可对A、B两地的分布范围进行概括:A地大致位于北纬30~40°之间的大陆西岸,B地则大致位于北纬20~30°之间的大陆东岸。
教学实践证明,地理比较法于地理规律教学科学、简便和可行,能明显提高教学效果。
三、原理归纳演示法
所谓归纳演示法,是指从个别或某类具体的地理事实出发,动态地概括出地理规律的一种教学方法。
【例3】“褶皱山系形成———喜马拉雅”规律的教学
首先,引入情境,发现规律。
材料一:喜马拉雅山脉是世界上最雄伟高峻的山脉,全长2500千米,平均海拔在6000米以上。位于欧洲的阿尔卑斯山脉是一条巨大的山脉,呈弧形,长1200千米,平均海拔3000米左右。落基山脉是科迪拉山系北段最为雄伟的山脉,海拔2000至3000米,南北长5000千米。安第斯山脉是世界上最长的山脉,分布在南美洲的西海岸,从北到南全长9000千米。思考:结合地理图册第2页世界地图及教科书上板块构造示意图,用板块构造学说解释以上山脉的成因(说清楚板块名称、边界类型)。
材料二:图2中黑线条代表洋脊。洋脊:伴有地震和火山活动的巨大海底山脉,又称海岭。思考:观察洋脊的形状及所处位置,试用板块运动原理解释其成因。
材料三:在太平洋 西部分布着 一群弧形岛 屿(见图3、图4、图5),如千岛群岛、日本群岛、硫球群岛、菲律宾群岛,有趣的是在岛弧的东侧平行地分布着一系列海沟,如千岛海沟、日本海沟、菲律宾海沟。思考:岛弧带和海沟形成与板块运动有何联系?
综上,发现以下规律:
(1)大陆板块之间碰撞,形成山脉、高原。
(2)板块张裂地区,形成裂谷、海岭。
(3)大陆板块与大洋板块碰撞,形成山脉、岛弧和海沟。
其次,深入探究,总结规律。
笔者要求学生结合图6、图7思考问题,进行探究:图6地形为褶皱构造,试分析A、B两处受力情况,并画出受力方向,解释背斜谷、向斜山的成因。(为了启发学生思考,笔者引入图7:竹片爆裂画面)
综上,总结规律如下:
背斜顶部受张力,岩层破碎,易被侵蚀,形成谷地;向斜槽部受挤压,岩层坚实,不易被侵蚀,形成山地。
再次,深入思考,迁移认知。
为了促进学生深入思考,笔者出示了一些思考题,如“在野外,大部分褶皱构造是难以直接观察到的,那么通过什么方法可以判断该地区的构造是背斜还是向斜?”等等,使学生较好地实现了知识迁移。
总之,通过动态的模拟演示,学生很容易观察总结出板块之间的运动碰撞形成结构这一规律。
四、“纲要信号”图示法
所谓“纲要信号”图示法,是指教师和学生围绕一种被称为“纲要信号”图表的教学辅助工具进行讲授、记忆、复习的规律教学法。“纲要信号”图表是一种提纲挈领地概括主要教学内容的图表,它以简单的符号、关键性的语言注记和简洁的示意图等形式,把教学内容中需要大段记忆的内容概括成简明的“纲要信号”,通过抽象的符号和经过简化了的示意图来揭示地理规律,能使知识具体化、形象化,让学生一目了然,便于掌握、运用。
【例4】全球热量平衡的规律教学
第二单元大气环境一节中的有关太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射四者间形成的全球的热量平衡规律,如果用文字来叙述、说明,需要大量的篇幅,且阅读费解;而采用“纲要信号”图示法(图8),知识联系清晰,规律自然显现。
五、综合训练深化法
对于地理规律,学生只有经过实战训练才能深刻领会、灵活应用。实战训练要注意逐层推进,一般先进行简单的模仿练习,掌握地理规律;然后进行综合深化训练,灵活运用规律。
【例5】2014年浙江省高考文综地理卷第9~10题
水分盈亏量是降水量减去蒸发量的差值,反映气候的干湿状况。当水分盈亏量>0时,表示水分有盈余,气候湿润;当水分盈亏量<0时,表示水分有亏缺,气候干燥。图9为我国两地年内平均水分盈亏和温度 曲线图。读图,完成第9、10题。
9. 某农作物喜温好湿,能够正常生长和安全结实的温度要求是≥20℃,最短生长期为4个月。评价该农作物在两地的生长条件,正确的是( )
A.1地温度条件适宜,水分条件不足
B.2地温度条件适宜,水分条件不足
C.1地水分条件适宜,温度条件不足
D.2地水分条件适宜,温度条件不足
10.12两地的气候类型分别是()
A.亚热带季风气候、温带季风气候
B.温带大陆性气候、高原和高山气候
C.温带季风气候、亚热带季风气候
D.高原和高山气候、温带大陆性气候
以上两题考查的是气候类型的灵活运用。在复习气候规律时采用综合训练深化法,能让学生正确解析第9题:从图中可以看出,2地能够达到连续4个月气温在20℃以上,温度条件适宜;但该地水分盈亏量<0,表示水分条件不足,故B项正确。也可以让学生正确解析第10题:1地位于北纬29.7°,但最高气温在20℃以下,最低气温在0℃以下,说明该地海拔较高,为高原山地气候;2地气温年较差大,降水稀少,气候干燥,为温带大陆性气候,故D项正确。
关键词：高中地理必修一 地理兴趣 地图
20世纪90年代，是国际地理教育取得重要进展的时期。重视对现代公民基本素质的培养，是这一时期国际地理教育改革的新特点、新趋势之一。中学地理教师应建立新型的现代教育理念，平时多关注国际热点问题，关注国际政治、经济动向，拓宽学科知识视野，了解世界最新发展动向。除向学生传授基本的地理事实、概念、原理等知识外，更重要的目的是在于使学生具备地理能力，培养学生的地理科学观念。
必修一侧重自然地理，重点阐述人类赖以生存的自然环境，以及对人类活动的影响，这部分内容是高中地理课程知识和理论的基础。是高中地理学习的开始，是整个高中地理最基础的部分，也是高中地理中难度较大的部分；同时由于在初中教学中地理被学生定位为“副科”，学生们并不重视地理内容的学习，再加上这部分内容的难度较大，以致很多学生在这部分内容的学习中形成了夹生饭，即使到了高三经过一轮、两轮的复习还有很多知识点不能彻底领悟和理解，只能靠死记硬背勉强得到一定的分数。学生在这部分内容中易犯的错误很多，如答题时地理术语、地理名词极少出现，专业名词的错别字多，读图析图能力不强、答题的条理性较差等。以上这些问题，都给新课改下的高中地理必修一教学提出了难题。在大力提倡素质教育的前提下，如何让学生迅速完成从初中到高中的转变，培养学生学习地理的兴趣，使学生养成良好的学习行为和学习习惯，提高课堂效率，是摆在每个高中地理教师面前不能再回避的问题。必修一这部分的主要内容是自然环境及其对人类活动的影响，包括宇宙中的地球、自然环境中的物质运动和能量交换、自然环境的整体性和差异性、自然环境对人类活动的影响等四部分（示意图如下）。
结合必修一结构示意图，针对考试和教学实践中出现的问题，笔者认为应从以下几个方面入手，优化教学方法，提高教学的质量，强化学生对必修一的学习和理解。
一、充分发挥教师在教学中的主导作用，培养学生学习地理的兴趣
地理课堂教学不仅是一门艺术，更是一种激情。教好一堂地理课，需要老师付出许多辛勤的劳动，如研读课程标准，熟悉教材，编写教案，突出重点，分散难点，做周密细致的安排。但地理课堂教学的主体是学生，应把激发并培养学生学习地理的兴趣，作为改革地理教学的突破口，当成扭转当前学生不重视地理课的有力措施。创建轻松和谐的课堂氛围，使学生乐学爱学。
1.第一堂课的重要性必须引起足够的重视。故人云：亲其师，信其道。如何在第一堂课吸引住学生的眼球，使其想学地理爱学地理这点很重要。在第一堂课上，运用丰富、生动、有力的实例说明地理学科所学习的内容，在学习方法上既介绍地理学科的特点和历届优秀学生的学习经验，又提出一些具体的要求，有利于保证教学工作的顺利进行。良好的开端是成功的一半，第一堂课一定要抓住学生，激发学生的学习兴趣，使之进入最佳求知状态。
2.调动学生的学习兴趣，诱发思维动机，不仅仅体现在第一堂课上，同时要贯穿于教学的始终，即在每个教学环节，教师随时拨动学生的心弦，针对学生实际和讲授内容，提出带有思考性的问题，以激发学生的思维。必修一的教学抽象性强，难度大，要从学生的现有知识面和接受能力入手，多给学生总结规律，深入浅出，与身边的生活案例相结合，突出生活中的地理，强调案例教学的重要性，同时要注意版本之间案例的相互借鉴和运用，使学生通过鲜活的案例明白道理，并产生浓厚的兴趣，从而达到教学的目的。
二、充分发挥地图等教具在教学中的直观作用，培养学生读图、用图的习惯
地图是地理教学最重要的辅助工具，是“地理学的第二语言”，被称为“地理的眼睛”。它能以无声的语言帮助学生理解课文内容，以生动、形象、鲜明的特点反映地理事物的分布、成因、原理。近几来，各地文综试题一般采图表呈现材料，进而设问的方式，因此重视课本地理图表的研读这一点在教学中很重要。地理课堂教学效果的好坏，与教师应用地图的方式直接相关。必修一涉及的地图主要有：光照图、物质循环图、气候类型图、天气系统图、陆地自然带分布图等。正确使用地图可以使学生的注意力高度集中，上课时脑、手、眼、口等互动，加深知识在学生大脑中的印象，使知识掌握的更牢固。教会学生使用地图，必须始终引导学生从地图中获得知识，凡是能从地图上获取的地理知识，都尽量运用读图来完成，遇到地理问题，首先想到翻阅地图，以图激趣、以图增知、以图启智、以图感美、以图育德。培养学生的地理知识、地理技能、地理意识、地理情感等基本地理技能。同时指导学生动手画图，从图表中总结延伸。使之感受地理的博大精深，使学生爱上地理。
三、充分发挥学生在教学中的主体地位，重视对地理问题的探究
学生对地理产生了兴趣，明确了学习目的，但仅凭这两点学生还不能成为主体，要是学生真正成学习的主体，必须主动地学习、探究，通过自主学习、合作学习、探究学习，在获取知识的同时，学会获得知识的方法。学生在教师的指导下，用端正的态度，良好的习惯，明确的目标，积极的情感，坚强的意志，自觉地投入到学习中去，独立思考问题，主动建构知识。要建立民主平等的师生关系，使学生敢问，使用积极的语言、赏识的态度鼓励学生发问。同时创设激发学生思维的问题情境，让学生想问，把丰富有趣的内容，精心设计成促进学生思维的问题情景，在问题情景中促使学生产生困惑、疑问，进而诱发学生积极思考，勤思好问。要注重思维过程与方法，教学生会问，注重教师的潜移默化作用，在课堂教学过程中向学生演示：“发现问题—提出问题—解决问题—发现新问题”的思维过程，以便学生模仿、领悟和掌握。要将课堂教学向校外延伸，强化学生的“问题”意识，课堂教学是是实施素质教育的主渠道，但不是唯一渠道。要树立开放式的课堂教学理念，建立课内和课外相结合的学习，为学生营造更加广阔、真实的探究、学习空间，把问题意识带出课堂，到生活中、社会上去解决。
培养学生学习地理的兴趣，规范学生的地理学习习惯和学习行为，使学生养成良好的地理素养，提高地理的课堂效率，是每个地理教师不能回避的问题，也是高考考察学生地理知识的出发点和落脚点。从高一开始、从必修一开始，通过教学方法的改变，使学生养成良好的习惯，形成高质高效的地理课堂，为全面提高学生素质和技能打下坚实的基础。
参考文献：
[1]地理新课程标准解读.江苏教育出版社.
[2]中学地理创新教法.学苑出版社.
1、了解人口数量变化在时间和空间上的差异。
2、了解人口增长模式类型及其转变。理解二战以后世界人口迅速增长的原因
3、掌握人口增长模式的判断方法。过程与方法：
1、通过读图分析讨论，让学生归纳不同时期人口增长的特征和不同地区人口增长的差异，理解相应国家不同的人口政策。
2、讲解人口增长模式含义，借助图表案例等分析讨论，让学生归纳三种人口增长模式的特征及差异，引导学生对不同人口增长模式的形成转变进行分析。情感、态度与价值观：
通过学习帮助学生树立正确的人口观
二、教学重点
1、理解人口数量增长在时间和空间上的差异及其成因。
2、理解三种人口增长模式的特点和转变的原因。
三、教学难点人口增长模式的转变。
四、教具准备多媒体课件
五、课时安排
2课时
六、教学过程 第一课时 新课导入：通过世界60亿人口日和中国13亿人口日图片导入第一个标题——人口的自然增长。
板书：
一、人口的自然增长
（教师展示材料一，让学生明确自然增长数与自然增长率的关系；自然增长率与出生率、死亡率的关系。）
材料一：人口出生率＝出生人口/总人口 人口死亡率＝死亡人口/总人口
人口自然增长率是指一定时期内人口自然增长数（出生人数减死亡人数）与该时期内平均人口数之比，通常以年为单位计算。人口自然增长率＝出生率－死亡率
教师讲解：当人口出生率大于死亡率时，人口自然增长率为正值；当人口死亡率大于出生率时，人口自然增长率为负值。因此，一个地区人口的自然增长是由出生率和死亡率共同决定的。
过渡：下面我们从时间角度分析世界人口数量变化的趋势是怎样的呢？为什么会这样呢？ 板书：
1、人口自然增长的时间变化
（引导学生读课本图1.2和图1.3，让学生分析）
教师首先让学生说出阅读地理曲线统计图的一般步骤和方法，然后总结归纳： 读图名。
读各个坐标分别表示什么变量（两图横坐标均表示时间，纵坐标均为相应时期人口数）。判读图形变化特征（两图中曲线曲率的变化反映对应时段内人口自然增长率的大小）。思考变量之间的因果关系（两图均反映不同历史时期世界人口数量增长的不同特点）。问：世界人口数量变化的总趋势是什么？
（让学生结合课本P2读图思考题，分析回答同时让学生阅读课本图1.3，在图1.2中找出图1.3所在的时段，指导学生自学P3第一段，让学生分析近100年全球人口快速增长的原因。最后师生共同归纳总结，填写下表。）历史 时期
农业革命前
农业革命时期
工业革命时期
20世纪以来
人口数量情况
数量少
数量较多
持续增加
数量多
人口增长情况
增长缓慢
增长加速
明显加快
空前增长
人口变化原因
人们获取食物能力低，抵御疾病和灾害水平差，人口死亡率高
生产力水平提高，食物供应稳定可靠，死亡率下降 生产力水平大大提高，人们获得充足的食物，完善的医疗服务，死亡率很低
人类对自然环境开发利用和改造的范围不断扩大，对灾害和疾病防御能力不断提高，人类对自然环境的利用与适应性不断增强
（引入P3活动题）让学生列式计算：200000×2%＝4000（人）200000×（1+2%）10＝24.38万（人）24.38万×1.7%＝4144（人）
教师提问：从以上计算结果中，你得到什么信息和启发？ 学生思考回答，师生总结：人口自然增长的数量受人口自然增长率和人口基数大小共同影响；由于人口基数增大，虽然自然增长率下降，但每年人口增长的数量不一定下降。
过渡：就整个世界而言，人口的自然增长在不同历史时期表现出不同的特点，那么在同一历史时期的不同国家或地区，人口自然增长的特点是否相同呢？ 板书：
2、人口自然增长的空间变化
（引导学生阅读课本P3图1.4）让学生读图，思考下列问题：
（1）2000年，各大洲按人口由多到少的排序是？（亚非欧拉北美大洋洲）
（2）2000年与1950比，人口增长数由多到少的排序？（亚非拉欧北美大洋洲）（3）计算50年来各大洲人口的年平均自然增长率。（非拉亚大洋洲北美欧）（4）由此可见，世界人口数量的增长主要来自哪些大洲？（亚非拉）（5）按照经济发展水平，它们属于哪一类国家？（发展中国家）
（6）欧、北美、大洋洲的发达国家目前人口数量的增长又表现出怎样的特点呢？（增长较缓慢）
展示《世界及各大洲的人口及其自然变化（2000年）》表。世界及各大洲的人口及其自然变化（2000年）地区
出生率（%）
死亡率（%）
自然增长率（%）
人口（亿）
非洲
3.8 1.4 2.4 7.84
拉丁美洲
2.4 0.6 1.8 5.19
亚洲
2.2 0.8 1.4
36.83
发展中国家
2.5 0.9 1.6
48.07
大洋洲
1.8 0.7 1.1 0.33
北美
1.4 0.9 0.5 3.10
欧洲
1.0 1.1-0.1 7.29
发达国家
1.1 1.0 0.1
11.98
全世界
2.2 0.9 1.3 60.5
过渡：发达国家人口很少，增长缓慢，会存在人口问题吗？（会），是什么问题呢？（学生回答），那么这些国家采取什么样的人口政策呢？
（让学生阅读课本P4《日本政府在全国大力推广鼓励生育的政策》）教师补充材料二、三
材料二现金津贴意大利新措施鼓励生育
意大利的出生率连年下降，国内人口出现负增长，为了鼓励人民多生育，意大利政府用心良苦地宣布一项新措施，就是给予生育一胎以上的家庭经济津贴。从生育二胎开始可以一次性领取由政府支出的1000欧元的津贴。
材料三战后德国人口的增长主要是靠外来移民
德国人口出生率很低，战后德国人口的增长主要是靠外来移民。在德国每年有14.5万多名婴儿的父母是外籍人或父母的一方是外籍人，占全德婴儿出生率的20%。
提问：人口增长慢的国家采取的人口政策是什么？（鼓励生育，引进外来移民）提问：人多且增长快的国家又采取什么人口政策？（计划生育，控制人口增长）
自然增长水平
人口增长特点
原因
今后变化趋势
典型国家
人口政策
发达国家
保持较低水平
增长缓慢
社会保障制度健全、生育观念的转变等
比较稳定，一些国家的人口数量还会逐渐减少
俄罗斯、德国、日本
鼓励生育，引进外来移民
发展中国家
水平较高
增长很快
政治上的独立，民族经济的发展，医疗卫生事业的进步，人口死亡率下降等
人口增长开始趋于缓慢
中国、印度、巴基斯坦等
计划生育，控制人口增长
(让学生阅读课本P5阅读，明确人口大国人口的增长左右着当今以及未来世界人口增长的趋势。我国的计划生育政策使世界“60亿人口日”到来推迟了4年。成绩巨大，但依然任重道远。)课堂小结：今天这节课，我们学习了“人口的自然增长”，知道了人口的自然增长受出生率和死亡率的影响；世界人口的数量，在整个人类历史时期呈现出不断增长的总趋势，但同一地区在不同的历史阶段、同一历史时期的不同地区，人口数量的增长又有不同的特；面对不同的人口形势，各国各地区会采取不同的人口政策。教学后记 第二课时
新课导入：复习上节课的内容，由人口的自然增长率、出生率和死亡率引入人口增长模式及其转变。
板书：
二、人口增长模式及其转变
教师指出：人口增长模式是由出生率、死亡率和自然增长率三项指标共同构成的。依据不同历史阶段人口的出生率、死亡率和自然增长率，世界人口增长模式可以划分为原始型、传统型和现代型。
板书：
1、人口增长模式类型及特点
（学生阅读课本P6图1．6。教师引导学生分析）（1）图中横、纵坐标分别代表什么？
（2）横坐标仅仅表示三种人口增长模式吗？（3）自然增长率如何读取呢？
让学生结合课本P7的表1．2，思考，填写下表。
出生率
死亡率
自然增长率 原始型
高
高
低
传统型
高
低
高
现代型
低
低
低
提问：三种人口增长模式分别出现在人类社会的什么阶段？ 板书：
2、人口增长模式时间上的变化（师生共同讨论，完成下表。）
提问：原始型和现代型自然增长率低的原因一样吗？为什么？
教师讲解：从上面的分析我们发现，人口增长模式的形成和转变主要受什么因素影响？（生产力发展水平）转变是从死亡率还是出生率先下降开始的？（死亡率）设问：目前在世界不同的国家（地区）生产力水平是否相同？（不同）板书：
3、人口增长模式地区分布
（让学生阅读课文P6有关段落，分析世界两类不同国家（地区）人口增长模式分别是哪一种？整个世界又是哪一种？完成下表。）地区
代表地区
人口增长模式 备注
发达国家
欧洲和北美
现代型
20世纪50年代后，发达国家的人口出生率不断降低，到70年代中期，以欧洲和北美为代表的发达地区的人口自然增长率平均不足1%，人口增长模式已经引入现代型
发展中国家
亚非拉
由传统型向现代型的转变阶段
大多数发展中国家的人口死亡率已经降至与发达国家相当的水平，但人口的出生率仍较高
世界
由传统型向现代型的转变阶段
由于发展中国家的人口占世界人口的绝大多数
提问：我国是发展中国家，人口增长模式是由传统型向现代型的转变阶段吗？为什么？（学生回答）
从上面的分析我们可以得出：人口增长模式在时间上会变化的，在空间上也有差异的。最后分析案例1“芬兰人口增长模式的转变”。
1．下列线路中，陆地环境地域分异现象组合正确的是（）A．华北到东北——河流结冰期变长 B．重庆到拉萨——夏季气温由低到高 C．淮河以南到以北——暖温带过渡到中温带 D．黄河中游到上游——河水含沙量越来越多 答案 A 解析 从华北到东北，冬季温度逐渐降低，结冰期变长。2．关于由赤道到两极的地域分异的叙述，正确的是（）①自然带沿纬线方向作有规律的更替 ②由赤道到两极地域分异的产生，主要是太阳辐射从赤道向两极递减的结果 ③由赤道到两极的地域分异是温度和水分条件共同作用的产物 ④由赤道到两极的地域分异仅在低纬与高纬地区表现
A．①②
C．③④
答案 B 解析 从赤道到两极的地域分异以热量为基础，也受水分条件影响。
(2012·安宜高一检测)图a为长白山望天鹅景区一角、图b为内蒙古呼伦贝尔草原、图c为塔克拉玛干沙漠，读图完成3、4题。
B．②③
D．①④
3．从图a到图c体现了自然地理环境（）A．由赤道到两极的地域分异 B．从沿海迥内陆的地域分异 C．垂直地域分异 D．非地带性现象
4．这种分异规律明显的地区是（）A．北半球低纬度地区
C．北半球高纬度地区
答案 3.B 4.B 解析 第3题，图a到图c景观的差异主要是由于水分的差异引起的。第4题，北半球中纬度地区，陆地宽广，东西方向(从沿海向内陆)水分差异大。
5．同属一种自然带，但气候类型不同的城市是（）A．巴黎和罗马
C．广州和开罗
答案 B 解析 北京和伦敦同属于温带落叶阔叶林带。读下图，回答6～7题。
B．北京和伦敦 D．东京和华沙 B．北半球中纬度地区 D．南半球低纬度地区
6．甲、乙两湖所处的自然带分别是（）①温带荒漠带 ②亚热带常绿阔叶林带 ③热带荒漠带 ④亚热带常绿硬叶林带
A．①②
C．①④
答案 A 解析 甲湖即咸海，所处的自然带是温带荒漠带，乙湖是洞庭湖，所处的自然带是亚热带常绿阔叶林带。
7．两湖泊面积都在缩小，主要原因是（）A．跨流域调水造成甲湖面积缩小 B．周围大面积引水灌溉造成乙湖面积缩小 C．沙漠侵吞造成甲湖面积缩小 D．围湖造田造成乙湖面积缩小 答案 D 解析 甲湖缩小的原因是锡尔河、阿姆河等河流两岸地区大量引水灌溉使入湖水量减小，乙湖由于围湖造田，泥沙淤积使湖泊面积缩
B．②③
D．③④ 小。
8．下图是我国某地区略图。图中四座山地的垂直自然带谱中均有()
A．山地常绿阔叶林带
C．山地荒漠带
答案 B 解析 图中四座山地，位于亚热带、暖温带、中温带。结合山地的垂直地域分异规律，由山麓到山顶，自然带的更替顺序与从赤道向两极的相似，排除A、C；图中山地最低海拔为2 338 m，依据其夏季均温，不可能存在山地冰雪带。
在理论上，垂直自然带与相应水平自然带有下图所示对应关系。读下图完成9～10题。
B．山地针叶林带 D．山地冰雪带
9．据图计算，水平方向的针叶林带分布的纬度范围约为（）A．60°N～68°N
C．50°N～54°N
B．52°N～58°N D．52°N～62°N 10．从赤道向较高纬度地区，针叶林带在山地分布的海拔高度（）A．逐渐升高
C．逐渐降低
答案 9.B 10.C 解析 第9题，读图可知在北纬42°附近，针叶林带分布在山地海拔1 100m～1 800m范围内，水平方向上，针叶林带应分布在距北纬42°地区1 100km～1 800km的范围内，由于纬度间隔1°的经线长约110千米，从而可推算出水平方向的针叶林带分布的纬度约为52°N～58°N，B项正确。第10题，从赤道向高纬度地区，气温逐渐降低，适合在较低温度条件下生长的针叶林带在山地分布的海拔高度逐渐降低，到55°N附近，针叶林带成为水平地带性自然带。
11．下图中数码①～⑦代表陆地自然带，“干”、“湿”表示水分状况，则图中表示的两大陆陆地自然带类型相同的是()
B．保持不变 D．变化无序
A．①与⑤
C．③与⑤
答案 C 解析 由第一幅图，自然带南北对称分布，确定为非洲大陆，所以①～④自然带依次为：热带雨林带、热带草原带、热带荒漠带、亚热带常绿硬叶林带。由第二幅图自然带出现东西更替，且水分少的地区自然带面积广阔，确定为澳大利亚大陆，所以⑤～⑦自然带依次为：热带荒漠带、热带草原带、热带雨林带，然后对照答案进行选择，即可确定选C。
下图是“陆地自然景观类型分布与水热条件关系示意图”，读图回答12～13题。
B．①与⑥ D．③与⑥
12．对自然景观分布规律影响因素的叙述，正确的是（）A．沿X方向干燥程度增加 B．沿X方向热量增加 C．沿Y方向海拔高度增加 D．沿Y方向纬度增加 答案 A 解析 由图可知，沿X方向自然景观大致由森林过渡为草原、荒漠，则与我们所学的由沿海到内陆的自然带地域分异规律类似，其主要原因是水分不断减少，故沿X方向干燥程度不断增加，即A项正确。从图中可看出，沿Y方向自然景观依次是针叶林、温带阔叶林、以及热带雨林，这又与自然带由赤道向两极的地域分异规律及垂直地域规律有相似之处，故沿Y方向热量条件应越来越好，则C、D两项错误。
13．与M所表示的自然景观类型相一致的地区是（）A．山东丘陵
C．刚果盆地
B．江南丘陵 D．西欧平原 答案 B 解析 依上题分析，M地自然景观应该是森林景观，且M介于热带雨林和温带阔叶林之间，根据自然带的地域规律，该地最有可能是亚热带常绿阔叶林。四个选项中的AD两地都是温带沿海地区，植物以温带落叶阔叶林为主；刚果盆地地处热带为热带雨林景观，惟有江南丘陵受亚热带季风影响为亚热带常绿阔叶林景观。
(2012·唐山高一检测)读下图某山地位置及其植被—土壤垂直分布示意回答14～15题。
14．该山地分布在（）A．高原山地气候区
B．温带季风气候区 C．温带沙漠气候区
D．温带大陆性气候区 15．北坡比南坡（）A．光照强
C．水分多
答案 14.B 15.C 解析 第14题，根据该山地的位置及山麓的植被可判断，该山地位于温带季风气候区。第15题，图中北坡比南坡林地多，可推知
B．坡度陡 D．林地少 北坡降水多。
二、综合题
16．读下图，某考察队从A地出发，沿图中的航行路线进行科学考察。请回答下列问题。
(1)出发后沿非洲西海岸航行，见到沿岸大陆呈现亚热带常绿硬叶林—热带荒漠—热带草原—热带雨林的景观变化。这种景观变化是以________为基础的地域分异。
(2)船经过被称为“赤道奇岛”的B处，发现岛的沿海栖息着只有极地或寒带才有的企鹅和海豹，形成这种奇异现象的原因是该地受____________的影响。
(3)船出发时是冬季，三个月后到达了目的地C处，这时该地是______季。
(4)若发生厄尔尼诺现象，则秘鲁沿岸气候会发生哪些异常？ ____________________________________________________。答案(1)热量(2)秘鲁寒流(3)秋(4)气温升高，降水偏多 17．读图文资料，回答问题。
法国作家儒勒·凡尔纳的小说《格兰特船长的儿女》讲述了英国公爵根据漂流瓶提供的不完整信息，乘坐“邓肯号”，率领探险队沿着南纬37°一带，搜救格兰特船长的故事。
(1)“邓肯号”于1864年8月25日离开英国格拉斯哥，经过40多天航行，绕过麦哲伦海峡于10月6日到达智利西海岸的甲地。甲地的气候类型是________气候，所属的自然带是________带。
(2)探险队在南美大陆进行为期一个月的活动，途经甲、乙、丙和丁四地，遭遇不同的自然灾害。其中受到高山冰雪冻害威胁的是________地；途中遇到干涸盐湖，经受缺水煎熬的是________地。
(3)在图上甲、乙、丙、丁四地区中，垂直地带性最明显的是________地，丙地所处的自然带是________带，丁地所处的自然带是________带。从丁地到丙地的自然环境的变化反映了________的地带性差异。
(4)造成四地地理环境差异的主要自然因素有________、________。
答案(1)地中海 亚热带常绿硬叶林(2)乙 丙
(3)乙 温带荒漠 温带草原(4)地形 海陆位置
《宇宙的未来》教案 ［导学新概念］
宇宙是怎样诞生的?它从何而来?又向哪里去?斯蒂芬·霍金教授写的《时间简史》给了我们这样的回答：
我们现在生活的宇宙有自己的历史起点，它大约诞生于150亿年前，那时，宇宙只是一个点，不占有空间，也没有时间的概念，必修5《宇宙的未来》教案。在这一点发生了大爆炸，时间和空间从此开始，物质开始形成。
最初，宇宙的温度极高，随着时间的推移，空间越来越大，温度越来越低，宇宙中的能量与物质不断发生复杂的反应，逐渐形成星系。
空间继续扩大、膨胀，直到今天，宇宙仍然在膨胀之中。
大约在距今50亿年前，太阳形成。
大约在距今46亿年前，地球形成。
宇宙继续膨胀，将来也会膨胀，也许在膨胀到一定程度后，宇宙开始收缩，可能会收缩成一个点，一个不占有空间的点。到那时，时间结束。到底会不会这样，现在还说不定。
大爆炸之前是怎么回事，不知道。永远也无法知道。这就是大爆炸宇宙的基本理论。
《时间简史》出版于1988年，《宇宙的未来》是斯蒂芬·霍金1991年在剑桥大学的一次讲演录。本文重点是谈作者对宇宙的未来作出的科学预言，阅读时要准确地筛选出这些预言的观点和支撑这些观点的材料。同时，还应该体会这篇讲演在语言上的幽默特点。
［资料显示屏］
《时间简史》出版（1988年）后，剑桥的应用数学和理论物理系的气氛有了微妙的变化，不断有世界各地的报刊的记者要求访问霍金，在以后的两年时间里，电视台工作人员不时地占用大楼，他们要为这位世界上最著名的科学家拍一部有关他生活的记录片。在不同的国家用不同的语言反复讲述同一故事：霍金如何凭着自己的勇敢克服了身体的残疾成为科学的巨人和新闻媒介的英雄。一批又一批的新闻记者访问了霍金在西尔弗大街那凌乱的办公室，并和这位公众新近的英雄度过激动人心的时刻。
——《斯蒂芬·霍金的科学生涯》（英）
在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空间；“宙”是“古往今来”的意思，表示时间。宇宙的历史，就是空间在时间上发展的过程，斯蒂芬·霍金以时间为序，研究我们所处的这个宇宙诞生、发展，以及它将来可能的状况，因此，他把自己的书称作《时间简史》，实际上就是《宇宙简史》。
——《少年版世界名人传记·霍金传》
斯蒂芬·霍金的工作是令人惊叹的，可是有着如此伟大发现的人，却是一个身患肌萎缩症的病人，除了思想，他几乎全身不能动弹，不能说话，头向前垂落。正因为这点，他更加引起全世界人们的关注和尊敬。在他开始患病时，他意识到自己的生命行将结束，于是抓紧时间，全心投入，谁也没想到他不仅活了下来，而且成果累累。他的成功，当然离不开他的天才，但那种不向厄运低头的精神，是没有人不敬佩的。由此可见，人的精神力量是难以想象的，一个人要有精神，一个民族也要依靠精神，精神的力量往往可以超越世上难以逾越的障碍。
——洪伟
一、明确目标
1.了解有关宇宙学的一些知识;
2.了解演讲稿的一些特点。
3.通过和本单元前面的课文进行比较,提高比较阅读的能力。
二、整体感知 1.导入新课
在当今世界的自然科学领域,能够和爱因斯坦比肩的人物恐怕应当首推史蒂芬?霍金了,他不但做出了辉煌的科学成就,其坚强的意志品质也深深地感染着我们,我们今天就来学习他的一篇演说辞《宇宙的未来》(板书课题)。
仰望灿烂的星空,我们会肃然起敬,产生无穷无尽的联想和想像。从古到今,人们对于宇宙的猜测和探索从来也没有停止过。如屈原在《天问》里就发出了一系列的探问:遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之?„„九天之际,安放安属?隅隈多有,谁知其数?天何所沓?十二焉分?日月安属?列星安陈?出自汤谷,次于蒙汜,自明及晦,所行几里?中国古代的宇宙学有浑天说、盖天说、宣夜说等,西方有日心说、地心说等，教案《必修5《宇宙的未来》教案》。然而直到20世纪诞生现代宇宙学,人们对宇宙的认识才有了根本性的突破。本文作者是当代着名的理论物理学家,他以宇宙的未来这样玄而又玄的话题在剑桥大学作讲演,对我们认识宇宙有哪些启示呢?
2.作者简介
史蒂芬?霍金是继阿尔伯特?爱因斯坦之后最杰出的物理学家。霍金1942年出生于英国牛津,先后就读于牛津大学和剑桥大学,学习数学、物理学和宇宙学。1963年,霍金经诊断得了肌萎缩性侧索硬化症。这种病会引起肌肉萎缩,导致瘫痪;说话会越来越困难,直至完全丧失语言能力;患者通常因并发肺炎或窒息而死亡。不过,患者的思维能力包括记忆能力不受影响。医生告诉霍金他最多只能活两年。在经历了一段短暂的失望和沮丧后,霍金又开始了他的宇宙学研究。霍金后来在相对论、大爆炸和黑洞等领域取得了突出的研究成果。霍金1988年出版的宇宙学着作《时间简史:从大爆炸到黑洞》,是一部里程碑式的畅销书。霍金被确诊患病已三十多年,但他仍孜孜于宇宙起源的理论研究,仍在为大统一理论而耕耘不已。霍金现任剑桥大学卢卡斯数学教授,这也是牛顿爵士曾担任过的职位。
三、重点、难点的学习与目标达成过程
1.感知课文,明确本文的整体写作思路。
在讲演的开头,作者就指出,预言将来是非常困难的,预言宇宙的将来尤其困难。虽然如此,科学家对此仍然满怀信心。
课文第2段,作者却话题一转,考察起预言的历史。提及预言,人们会不由自主地想到古代的巫术。女巫用毒药或火山溢出的气体把自己弄得精神恍惚,不过是为了增加一点儿神秘色彩,而真正的技巧在于解释。近代宗教预言也是这样,不断用新的解释来掩饰预言的失败,如首先要数出获救者名单等。那么,科学家的预言是不是也像古代的预言家一样是一时的骗术呢?作者指出,科学预言也许并不比那些巫师或预言家的更可靠些,比如对天气预报、对极端条件下物体的精确的定律,以及对大脑的工作机制等,都还缺乏准确的判断。但是,宇宙在非常大的尺度下的未来,还是可以预言的。
宇宙中的局部运动也许会出现混沌状态,但宇宙在大尺度上是可以预测的。宇宙正在高速膨胀,其他星系正在飞速离我们远去。宇宙微波背景辐射证明了宇宙的膨胀大体上是平滑的而非混沌的,因为如果宇宙的膨胀率和平均密度不均匀,来自宇宙各个方向的宇宙微波背景辐射温度就不会如此一致。这表明,宇宙的行为在非常大尺度下是简单的,而不是混沌的。因此我们可以预言宇宙遥远的未来。
从目前的情况看,宇宙中星系之间的距离在增大,但是星系之间的引力吸引有可能降低膨胀率。如果宇宙的密度大于某个临界值,引力吸引将最终使膨胀停止并使宇宙开始重新收缩。宇宙就会坍缩到一个大挤压。大挤压和大爆炸前的状态相似,具有无限密度,物理定律在这种状态下失效。
这样,预言宇宙的未来,关键问题在于:平均密度是多少?如果它比临界值小,宇宙就将永远膨胀。但是如果它比临界值大,宇宙就会坍缩。
但是,计算宇宙的平均密度并不容易。把我们现在能看到的恒星质量加起来,还不到临界值的百分之一;即使加上气体云的质量,最多达到临界值的百分之一。但是,我们能不能据此得出宇宙将永远膨胀下去的结论呢?还不能。因为宇宙中还存在许多暗物质,这些暗物质我们肉眼看不见,不能直接观测到。黑洞就是这类暗物质,它是超大恒星死亡的产物。霍金对黑洞的解释是:空间一时间的一个区域,因为那儿的引力是如此之强,以至于任何东西甚至光都不能从该处逃逸出来。(见《时间简史》一书所附《小辞典》)我们虽然看不见黑洞的存在,但可以通过观察螺旋星系和星系团来判断它们的存在:能使大质量的星系或星系团绕之旋转的东西,其质量一定比这些星系和星系团大得多。
作者指出,根据现在的观测研究,将这些暗物质估算在内,仍然只达到要使宇宙重新坍缩的临界质量的百分之十左右。于是有人择原理和暴涨理论为之说,前者假设有多个宇宙共存,而我们所能理解的只是身处其中的一个;后者认为宇宙可能采取一种非常规的方式突变,从一个微小的尺度很快达到临界状态。
归根到底,宇宙的未来只有两种命运:继续膨胀,或可能收缩。这取决于宇宙现有的密度,所以,科学家在没有称算出宇宙的重量之前,不得不承认宇宙实际上是处在刀锋上,所以要继承巫师或预言家的传统:两方下赌注,以保万无一失。
2.研读课文,讨论问题。
(1)作者是怎样探讨宇宙的未来的?
【明确】作者先从古代的巫术和近代的宗教预言谈起,引出话题,说明从科学的角度谈论宇宙的未来是非常严肃的事,科学有别于宗教的地方是它的求实精神。探讨宇宙是继续膨胀还是有可能收缩是这篇讲演的主体部分,计算宇宙的密度又是这一主体部分的关键,有关宇宙中物质密度临界值的探讨,则把问题引向深入。最后,介绍两种新的理论--人择原理和暴涨理论,则体现了科学界最新的探索。作者从可见物质谈到暗物质,从成熟的理论谈到科学的假说,把问题讲得透彻明白。最后没有做出一个明确的预言,恰恰说明了他严谨的科学态度。
(2)怎样理解本文的一些相关论述?
【明确】这是一篇科学讲演,涉及较为复杂的背景知识。这些知识和讲演的主题是密切相关的,如果不作必要的交待,讲演的内容就会显得抽象和单薄。如,谈到天气预报、大脑工作原理都具有混沌性质,来反衬宇宙在大尺度上是平滑而非混沌的;如,谈到恒星的死亡(归宿)引出黑洞,为宇宙中暗物质的存在寻找理论支持;如,谈到现存宇宙对初始密度的极度敏感,引出了人择原理等等。这些相关的论述,或从对立面凸显观点,或从纵深面强化观点,使论证丰富多彩。
(3)这篇讲演在语言上具有怎样的特点?
【明确】讲演是面对面的交流,这种交流又是单向度的,如果不注意讲演的语言艺术,就达不到最佳的表达效果。这篇讲演,除了推理严谨外,语言幽默也是其突出的特点。幽默的语言创造出一种轻松愉快的气氛,更具有亲和力,使所阐发的事理更容易为听众接受。如,谈到轮赌盘的旋转具有混沌性质,作者说即使是物理学家也不能计算出它出来的数字,否则的话,物理学家就会在赌场发财,这就生动地说明了什么是混沌现象;如,文章最后一句话:所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统,两方下赌注,以保万无一失。兼有讽刺与幽默,对宇宙未来命运的判断采取了审慎态度。
四、布置作业
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