空間和時間旅行教案教學設計

發布時間：2016-9-1 編輯：互聯網手機版

三棵槐樹

課文

題目空間和時間旅行第一方案

教學

目的一、理解文章基本內容，了解有關空間和時間旅行的知識；

二、把握空間旅行、時間旅行、時間膨脹等概念，快速、準確地篩選相關信息；

三、引發學生想象與聯想，激發學生熱愛科學、勇于探索的興趣與熱情；

教

學

設

想本文是一篇科普文章，概念多，信息量大，適于訓練學生篩選信息的能力。在本單元前三篇課文的學習過程中，學生已基本掌握了篩選信息的一些基本方法，因此，本課可設計成一節訓練驗收課、提高課，使學生在實踐中發展篩選信息的能力，提高閱讀水平。

本課在自讀課，課文內容涉及科學的尖端課題，其中的名詞屬于不宜要求全部理解，如旋轉黑洞、白洞、蟲孔、超級繩索等。把握為什么是空間旅行、什么是時間旅行是學習本文的關鍵。空間旅行概念概念容易理解，難點在于對時間旅行的把握。教師可利用文中大膽而奇特的想象激發學生閱讀的興趣，并給予學生充分的閱讀、思考和探討的空間，注重發展學生的思維。

教學時數：一課時。

教學步驟

一、設問導入，引發興趣。

導語：宇宙對于人類來說，充滿了神秘色彩與超乎尋常的吸引力，盡管人類從誕生之日起就在探索宇宙奧秘的問題上進行著不懈的努力，但至今我們仍對宇宙知之甚少。于是科幻作家們憑借豐富而奇特的想象，構件出了一個新穎離奇的虛幻世界，對宇宙奧秘作出了別出心裁、絢爛多姿的推斷和設想。如大家熟知的《星球大戰》、《侏羅紀公園》、《失落的世界》等等。那么人類是否真的在不僅的將來移居其它星球？是否真的能讓時光倒流，重返白堊紀探尋恐龍滅絕的原由？今天我們就和英國科普作家齊然爾曼先生一起探討關于空間和時間旅行的問題。

二、明確本課訓練重點、訓練要求及訓練方式。

1、本單元的學習重點是篩選信息，我們在前三篇課文的學習中已掌握了篩選信息的有關方法，這節可就以這篇課文為例來檢測同學篩選信息的能力水平。再次強調篩選信息的要求是迅速、準確。

2、學生分組討論，比較哪組同學能夠迅速而準確地篩選信息。

三、整體感知課文內容。

1、要求學生讀一遍課文，迅速篩選出文章的中心話題，依據各部分小標題理清文章的總體思路。

2、學生討論、競答

明確：全文圍繞首句“讓我們在地球通向宇宙中的任何行星、恒星和星系的宇宙高速公路上開始我們的旅行”展開話題。

全文共四個部分，每部分的小標題可作為理清思路的切入點。進行空間旅行無論是到其他行星旅行，還是到其他恒星旅行，最大的障礙是速度問題，于是引出第三部分的如何提高速度的話題，但即使是以最快的光速旅行，也不能使個體的人在有生之年達到宇宙中任意遠的星體，由此由引出第四部分“時間旅行”的話題。可啟發學生畫出簡潔的思路圖。

四、在把握全文思路的基礎上分部分閱讀課文，篩選主要信息及相關表層信息。

1、放映太陽系、半人馬座比鄰星及其它星系的星體分布圖片，同時播放文章前兩部分內容的錄音，討論并競答下列問題。

（1）什么是空間旅行？

明確：本文指星際和星系之間的旅行。

（2）要進行空間旅行，為什么速度問題稱為主要障礙？

明確：利用目前人類所創造的速度最快的太陽神探測器，能在較短時間內進行星際旅行，但這只是想象和推斷，因為“其實我們無法登上這個無人駕駛的飛行器”。即使假設灘羊神探測器能載人，也無法在人的有生之年到達居里無限遙遠的其它恒星和星系。因此，提高速度是關鍵問題。

2、閱讀“加快速度”部分，在文中篩選出下列信息：

（1）理論上怎樣將速度提高到光速？

明確：在連續時間段要能夠（為飛船）提供足夠的推力。

（2）作者設想了哪些為飛船提供足夠推力的方法？

明確：使用燃料的方式包括：使用核推進系統（包括核裂變反應及更為先進的核聚變反應）、運用物質--反物質發動機；不使用燃料的方式：利用太陽風的能量作為推力。

3、閱讀最后一部分“時間旅行”。討論并競答下列問題：

（1）什么是時間旅行？

明確：之人離開現在而置身于未來或過去。

（2）什么是時間膨脹？時間膨脹現象發生的主要條件是什么？

明確：運動物體接近光速時，對隨光一起旅行的任何物體和人員來說，時間慢了下來化學反應和生物過程也減慢了，這種現象叫時間膨脹。時間膨脹現象發生的主要調劑是運動物體的速度接近光速。

（3）時間膨脹對于旅行的意義是什么？

明確：為探索人類能力所不能及的宇宙提供了方法，即使星系間旅行成為可能。

（4）為什么說時間膨脹為探索人類能力所不能及的宇宙提供了方法？

明確：人類在時間膨脹中生活，生命好象暫時停止了，實際上能夠到遙遠的恒星和其它星系中旅行，即時間膨脹極大地延長了人的生命，因此使到遙遠恒星和其它星系旅行成為可能。

五、重點閱讀“時間旅行”部分，聯系上下文理解重點語句，篩選隱含信息。教師可根據學生具體情況適當點撥。

1、第四部分第三段寫到時間膨脹“是一種時間旅行”，而第四段又假定“時間膨脹的現象不是時間旅行”，二種判斷是否矛盾，為什么？

明確：不矛盾，兩個判斷都成立，因為判斷角度不同。“時間膨脹是一種時間旅行”是從科學幻想的角度進行的判斷，因為此時空間旅行者相對自身來講是在未來旅行，在體驗自然條件自身所不能達到的未來。“時間膨脹的現象不是時間旅行”是從科學角度進行的判斷，因為此時的時間就宇宙時間來講既不是過去的時間，更不是未來的時間因為即使使用光速旅行也需要時間，旅行做不到即刻到達，這決定了人類不能到達未來的宇宙時間。

2、能“看到過去事物”這一推斷依據是什么？能看到地球的過去的原理是什么？

明確：這一推斷的依據是，光速也需要時間，我們看到的一切都是過去的（用電視動畫演示這一事實）。看到地球過去的原理：根據鏡子反射原理，設想有一顆地球無限遙遠的星體，起表面特別光滑，反射能力極強，天文學家可利用功能極強的光學望遠鏡收集該星體反射的光，看到地球過去的情況（用電視動畫演示這一原理）。

3、為什么看到過去事物這種現象不是時間旅行？

明確：看到過去并不是離開現在回到過去，所以不是時間旅行。

六、小結全文

1、請學生總結從本文獲得的主要信息有哪些，次要信息及相關信息有哪些，并談談在篩選信息時所運用在主要方法。

提示：主要信息包括空間旅行和時間旅行的概念，以及時間膨脹概念等。次要信息及相關信息進行空間旅行的方式、方法，對于提高速度的多種設想，時間膨脹的意義，看到過去事物的設想等。運用的方法包括：抓關鍵語句，聯系上下文捕捉主要信息和相關信息，透過表層信息挖掘隱含信息等。

2、教師小結：肯定學生在本課學習中所表現出的積極主動性，對表現突出的小組進行表揚。

結語：宇宙的奧妙無窮無盡，希望通過這篇文章的學習能激發同學們關于宇宙未知數的聯想、想象以及探索宇宙的興趣和熱情，因為我們今天建立在科學基礎上的暢想往往會成為明天的現實。

七、布置作業

1、寫一篇科學幻想作文。要求：信息含量大；想象與聯想大膽新奇，同時還要有一定的科學依據；800字以內；

2、推薦科普讀物（如“劍橋文叢”科普叢書），鼓勵學生在互聯網上查閱有關信息。

太陽系 solar system 太陽及在其引力作用下繞它運轉的天體構成的天體系統，包括太陽、行星、小行星、衛星、彗星、流星體及行星際物質。中心天體太陽是唯一可見到視圓面的恒星，質量占系統總質量的99.865％。按離太陽由近及遠，九大行星依次為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星及冥王星。它們繞太陽的軌道均為偏心率不大的橢圓(近圓性)，軌道平面相近（共面性）、運行方向相同（同向性），軌道半長徑符合提丟斯-波得定則。除了金星、天王星、冥王星外，行星的自轉與公轉方向相同。行星本身不發可見光，靠反射太陽光而發亮。按其性質現在通常把行星分為3類：類地行星（包括水星、金星、地球和火星）、巨行星（包括木星和土星）和遠日行星（包括天王星、海王星和冥王星）。類地行星質量和半徑均較小，平均密度大，天然衛星少，主要由硅酸鹽和鐵組成；巨行星質量和半徑均較大，平均密度小，天然衛星多，主要由氫、氦組成；遠日行星除冥王星特殊外，其質量、半徑、平均密度和天然衛星數等情況均介于以上兩者之間，主要由氫、氦、甲烷和氨組成。

太陽系示意圖

小行星大多數集中在火星、木星的軌道間，也有少數在地球軌道附近，或在天王星軌道之外。1991年底已正式編號的小行星為5012顆，估計直徑幾十米的小行星有數十萬顆之多。小行星的總質量只有地球質量的萬分之四。

彗星是一種形狀奇特的小天體，其軌道一般十分扁長，傾角也大得多，不少彗星的軌道是非封閉的拋物線和雙曲線。當接近太陽時，彗星常變得十分龐大，并生出長長的彗尾，但其質量極小，估計所有彗星（約1011顆）的總質量不及地球質量的千分之一。

在太陽系空間還有眾多的流星體，成群的流星群可能來自彗星的拋射或瓦解。流星體闖入地球大氣即成為流星，大的流星有時會變成落到地面的隕星。此外還有稀疏的行星際物質，它們由塵埃和氣體組成。

太陽系的實際范圍遠不止行星區域，目前有多種估算標準，大致有3種數值：4500、6萬、23萬天文單位（1天文單位約為1.5億千米）。但在銀河系中，它僅是處于邊緣地帶的極微小的一隅，太陽繞銀河系中心旋轉的周期為2.5億年。

半人馬座 Alpha Centaur 南天星座之一。中心位置在赤經13時，赤緯－47°。面積約1060平方度。在長蛇座之南，帆船座與豺狼座之間，南部浸入銀河。座內目視星等亮于6等的星有193顆，其中亮于4等的星有28顆。（中名南門二）是黃色－0.01等星，全天第三亮恒星。離約2°處，有一顆 10.5 等星，叫比鄰星，是除太陽之外離地球最近的恒星，距離為4.28光年。β（中名馬腹一）為青白色0.66等星。

水星 Mercury 離太陽最近的大行星。又稱辰星，以符號表示。主要物理參數見行星。最亮時目視星等為－1.9等，與太陽的角距最大僅28°，故平時不易見到。作為內行星，它也有位相變化，當它在太陽視圓面上經過時即發生凌日，水星凌日平均每世紀13次。水星軌道近日點有進動現象，這后來成為愛因斯坦廣義相對論的三大天文驗證之一。1965年根據雷達測定，水星的自轉周期為58.6天，恰為公轉周期的2／3，因此水星上一晝夜長達176天。白天表面溫度最高處達427℃，而深夜最冷時僅－173℃ 。1974～1975 年美國水手10 號3次飛近水星，最近時高度僅320千米近距探測表明，水星表面酷似月球：沒有大氣，沒有水，布滿了大小不一的環形山（其中有15座以李白、魯迅等中國文學家、藝術家的名字命名），同樣還有類似月海的低洼平地及美麗的輻射紋。水星內部結構可分為殼、幔、核3層，但其鐵鎳核很大，質量占水星的60％以上，半徑約為水星的3／4。水星具有一個偶極磁場，磁軸與自轉軸的交角7°～12°，赤道表面的磁場強度為 4×10-7特。1992年美國一些天文學家從射電探測的資料分析認為，水星的極地可能存在著直徑為幾百千米的含水的冰帽。

水星的近距照片

金星 Venus 太陽系九大行星之一，按離太陽由近及遠順序為第二顆。全天最亮的星，視星等可達－ 4.4 等。晨見者稱之啟明星，夕見者稱之長庚星，中國民間稱太白星或太白金星。以符號表示。其直徑、質量、平均密度等與地球十分相近（見行星）。下合時總以同一面朝向地球。大氣十分濃密，表面氣壓達88大氣壓，主要成分是二氧化碳（96％以上）和氮，在高空有一終年不散的厚云區，其中充滿著濃度很高的硫酸、氫氟酸等霧滴。金星大氣中36Ar∶40Ar和氘∶氫的值分別比地球大200～300和100倍，這表明金星與地球經過了不同的演化途徑。金星上平均每分鐘有20次閃電，曾記錄到一次持續15分鐘的特大閃電，大氣造成的溫室效應使整個表面始終處于480℃的高溫狀態中。大氣的底層清澈寧靜，但高層的運動速度高達100米／秒。金星以 243.09天的周期作自東向西的逆向自轉，多數人認為這是其他天體撞擊的結果。1975年在金星表面軟著陸的探測器金星9號和金星 10號獲得了第一批金星表面照片。1990年美國的麥哲倫探測器進入繞金星的軌道，通過探測發現，金星表面65％是起伏不大的丘陵，低洼地占27％，山地僅8％，常見的環形山不很多，沒有任何超過10億年的地貌特征，表面的平均壽命僅 4 億年，這表明可能存在活火山。尚未能測出金星的磁場，因而它上空也不存在磁層和輻射帶。

金星（雷達照片）

課文

題目空間和時間旅行第二方案

教學

目的一、解文章基本內容，了解有關空間和時間旅行的知識；

二、把握空間旅行、時間旅行、時間膨脹等概念，快速、準確地篩選相關信息；

三、引發學生想象與聯想，激發學生熱愛科學、勇于探索的興趣與熱情；

教

學

設

教學時數：一課時。

教學步驟

一、設問導入，引發興趣。

二、以題目為切入點，請學生根據題目設想本文所要傳達的主要信息有哪些，次要信息及相關信息有哪些。

三、以分組討論交流的方式學習課文。

1、粗讀課文，指出主要信息有哪些，并分別加以概括。

2、按課文四個部分依次進行局部信息的篩選，篩選出次要信息及相關信息，并就這些信息在組內擬定題目，提問其它各組。難以解決的問題教師要作出適當點撥與引導。

3、文章中難懂的語句可先在組內提出，加以討論。如果能得出結論，講結論在課堂上說明，若有偏誤，可與其它各組共同探討；如果組內討論不能尋求到答案，可向其它各組提出，共同研討。教師應作適當點撥與引導。對于不宜過多糾纏的一些名詞術語，如旋轉黑洞、白洞、蟲孔、超級繩索等，要指明就本文來講是次要信息。如果學生感興趣，可鼓勵在課下查詢有關資料。

四、小結全文

對學生積極主動的學習與探討作出肯定，加以鼓勵和提倡。

五、布置作業

1、寫一篇科學幻想作文。要求：信息含量大；想象與聯想大膽新奇，同時還要有一定的科學依據；800字以內；

2、推薦科普讀物（如“劍橋文叢”科普叢書），鼓勵學生在互聯網上查閱有關信息。

課文

題目空間和時間旅行第三方案

教學

目的一、文章基本內容，了解有關空間和時間旅行的知識；

二、把握空間旅行、時間旅行、時間膨脹等概念，快速、準確地篩選相關信息；

三、引發學生想象與聯想，激發學生熱愛科學、勇于探索的興趣與熱情；

教