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2019-2020年七年級科學(xué)上冊 第3章第4節(jié) 觀測太空教案 浙教版 教學(xué)目標： 1．初步認識著名星座和恒星。 2．掌握觀測星空的基本方法和技能。 3．通過探究，實際感受天文觀測研究活動，進而培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和探究宇宙的興趣。 4．學(xué)會使用星圖，了解當?shù)氐乃募拘强铡? 5．了解我國古代在天文觀測上的貢獻，為科學(xué)地認識宇宙打好基礎(chǔ)。 教學(xué)重點：如何找北極星；使用活動星圖觀測四季星空。 教學(xué)難點：活動星圖的制作和使用活動星圖觀察四季星空。 教學(xué)安排：本節(jié)建議2課時 課前準備：制作好的活動星圖、課件、北斗七星在天空中的位置演示實驗。 教學(xué)過程：（第一課時） 請同學(xué)們看一段動畫片。（播放《圣斗士星矢》） 提問：圣斗士代表宇宙中的什么？ 回答：星座 提問：那星矢代表什么星座呢？黃金圣斗士又代表什么星座呢？ 回答：星矢代表天馬星座，黃金圣斗士一共12個，代表黃道十二星座。 提問：什么是星座？天空中有多少星星呢？（如有同學(xué)回答，則讓他們自由回答。）請同 學(xué)們翻開課本第98頁。 講解：由于天上的星星很多，決大多數(shù)是恒星（在天上的位置基本上看不出來變化），用人的肉眼能看到大約6000顆。茫茫星海，常常使很多人望而生嘆，不知該怎樣認星。其實，和星星交朋友也不難。這要首先了解星區(qū)是怎樣劃分的。就像了解你的摯友一樣，你應(yīng)知道他家的住址，他家周圍的環(huán)境特征。恒星天區(qū)的劃分，就相當于街區(qū)的劃分。中國古代把恒星天空劃分成三垣二十八宿（xi）。宿就是住地的意思.把28宿以外的星區(qū)劃分為三垣：紫微垣、太微垣和天市垣。垣就是墻的意思。意思就是以墻圍起的星區(qū)。（出示投影片） 古代的巴比倫人將天空分成了許多區(qū)域，稱之為“星座”，每一個星座由其中的亮星的特殊分布來辨認。古希臘人在公元前270年前后把他們所能見到的部分天空劃分成48個星座，用假想的線條將星座內(nèi)的主要亮星連起來，把他們想象為人物或動物的形象，并結(jié)合神話故事給他們?nèi)×撕线m的名字，這就是星座名稱的由來。（出示各種星座圖片）1928年，國際天文學(xué)聯(lián)合會決定，將全天劃分成88個星區(qū)，叫星座。在這88個星座中，沿黃道天區(qū)有12個星座，它們是雙魚座，白羊座、金牛座、雙子座、巨蟹座、獅子座、室女座、天秤座、天蝎座、人馬座、摩羯座、寶瓶座。北天有29個星座，南天有47個星座。 由于希臘神話故事中的四十幾個星座都居于北方天空和赤道南北，剛好是我們常見的星座，只要一個個記住這些星座的位置，名字和與周圍其他星座的關(guān)系，并記住把主要亮星連起來的想象圖，你就可以很容易的辨認整個星空了。 讀圖看課本第98頁（1、你認識下面的星座嗎？請在星空圖中找到他們）（出示大熊座、小熊座、仙后座、天鷹座、天琴座、獵戶座、天鵝座圖片） 講解：南天的星座是到十七世紀環(huán)球航海航行成功后，再經(jīng)過航海家的觀察才逐漸的確認下來的，所以就有了許多當時比較先進的科學(xué)儀器來命名南天的星座。如望遠鏡座、羅盤座、顯微鏡座、圓規(guī)座等。比較引人注目的亮星，是恒星中的“大人物”，人們給它們起了名字。 讀圖（2、找出下列恒星）（北極星在小熊座、織女星在天琴座、牛郎星在天鷹座、天狼星在大犬座，是全天最亮的星。出示圖片） （出示投影片，展示下列文字）對眾多的恒星，1603年，德國業(yè)余天文學(xué)家拜爾（Bayer，Johann）建議命名的方法是：每個星座中的恒星從亮到暗順序排列，以該星座名稱加一個希臘字母順序表示。如獵戶座α（中名參宿四）、獵戶座β（中名參宿七）、獵戶座γ（中名參宿五）、獵戶座δ（中名參宿三）……。如果某一星座的恒星超過了24個希臘字母，就用星座名稱后加阿拉伯數(shù)字，如天鵝座61星，天兔座17星等。如今，大望遠鏡和新的觀測技術(shù)不斷涌現(xiàn)，被觀測到的恒星越來越多，天文學(xué)家們就像管理戶口一樣，將它們一一登記入冊，編成星表。星表中的編號就和天體的名字一樣。天文學(xué)家可以根據(jù)星表中記錄的天體坐標，把天文望遠鏡對準它們。 講述：請同學(xué)們說一說你所知道的有關(guān)星座和星星的神話故事。（?！芭＠煽椗?、“七仙女下凡”等故事，是中國民間流傳很廣、很感人的關(guān)于星星的神話； 提問：熟識星空有什么作用呢？ 學(xué)生回答：晚上在野外迷失方向的時候，可以找北極星。 教師補充：由于恒星的相互位置看起來是不變的，隨著地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)，它們在不同的時候出現(xiàn)在天空的方位不同。古代的航海家們可以通過觀測九顆選定的恒星（“航海九星”）在天空中的位置來判別航向。而當代的星際航行也利用恒星來導(dǎo)航。阿波羅11號載人登月飛船就通過光學(xué)定位儀用恒星定位，以確保飛船沿既定軌道運行。熟識星空還可確定時刻，例如在大年三十的20點左右，獵戶星座中的“三星”就剛好在正南天空。而古埃及人能夠通過觀測星空來預(yù)言尼羅河水是否會泛濫。中國殷代的人們則能夠通過觀測星空知道是否該開始播種。 教師講述：如何去找北極星呢？請看課本100頁觀察。由于北極星不是很亮，比較難找，所以第一步先找大熊星座（北斗七星），北斗七星在天空組成斗狀，很容易認出，其斗柄在不同季節(jié)指向不同，在晚上8、9點鐘觀測，春天斗柄朝東，夏天斗柄朝南，秋天斗柄朝西，冬天斗柄朝北。（教師教口訣：春夏秋冬對應(yīng)東南西北）第二步把北斗星斗前二星連線，并朝斗口方向延伸約5倍距離即可找到北極星。 根據(jù)老師的講解，請同學(xué)們畫一幅示意圖，說明如何找北極星。（教師投影儀下展示學(xué)生畫的示意圖，并加以評價） 教師提問：在野外，如果迷路了，還有哪些辨認方向的方法。請同學(xué)們討論。（如指南針、利用手表和太陽等） 做練習(xí)第103頁第1題：繪出下列星座的圖形。（大熊座、小熊座、天琴座、獵戶座） （第二課時） 提問：太陽為什么從東邊升起，從西邊落下？ 學(xué)生回答：由于地球繞著地軸自西向東旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)），太陽相對于地球來說，從東轉(zhuǎn)向西（東升西落） （如學(xué)生不理解此問題）教師可舉例講解：就像人坐在奔馳的火車里看到外面的房屋、樹木在向后跑一樣，地球每天繞自轉(zhuǎn)軸自西向東旋轉(zhuǎn)一周，地球上的人們就會看到太陽每天都繞著一個軸自東向西旋轉(zhuǎn)一周。 提問：那月亮又是從哪邊升起，哪邊落下呢？ 答：東升西落 提問：當你仰望滿天星斗時，是否注意到星星也和太陽一樣有東升西落現(xiàn)象？ 課后觀察：太陽和月亮的旋轉(zhuǎn)是大家都非常熟悉的。請同學(xué)們在天黑以后，選擇夜空中特征明顯的一個星座，記準它在天空中的位置。過一個小時以后，再去看，發(fā)現(xiàn)什么？請記錄下來。（這個星座已經(jīng)在天空中移動了大約15度。）出示108頁圖。此圖是晚上用連續(xù)暴光的方法拍攝的星空照片。暴光時間約為3小時。星星在天空中的運動軌跡呈圓弧狀，其圓心點就是北極星。 教師講解：同學(xué)們知道，地球除了繞地軸自轉(zhuǎn)外，同時還繞太陽公轉(zhuǎn)，有句成語叫“斗轉(zhuǎn)星移”，這里的“斗”指北斗星。原意指星斗變動位置，現(xiàn)指季節(jié)或時間的變化。這也說明了我們看到的星空是隨著時間的變化而變化的。其實星空變化涉及地球二種運動：一是地球的繞軸自轉(zhuǎn)，造成星空的周日變化，即在同一天里，星空因鐘點不同而不同；二是地球繞太陽公轉(zhuǎn)，造成星空的周年變化，即星空在同一鐘點，因季節(jié)更替而不同 。我國古書中所記"斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。"就是指這種現(xiàn)象說的。有興趣的話，你不妨也觀察一下北斗斗柄的這種變化，不過要記住，須在每天晚上8點前后觀察。 教師補充講解：位于不同地理緯度的觀測者所看到的星空的周日視運動是不相同的：處于中緯度的人，看到星星的周日視運動的路徑是傾斜升起，傾斜下落。地理緯度越高，傾斜的角度越小，地處北極的觀測者會看到所有的星星都平行于地平線運行;相反，地理緯度越低，星星周日視運動的路線與地平線的傾角越大，到了赤道，觀測者將看到所有的星星都是垂直升起，垂直下落。 以北極星為中心，當?shù)鼐暥然￠L為半徑的星空區(qū)域，全年都可觀察到。而以天球南極為中心的相應(yīng)星空區(qū)域則永遠也看不到。赤道上可以觀測到全天的星空，是建天文臺的理想地點。在極點永遠只能看到半個星空。 （出示投影片）教師講解：星星距離我們很遙遠，看上去好象都位于一個巨大的球體之上，我們把這個假想的球叫天球。地球是天球的中心。事實上，不同的恒星與地球的距離是不同的。如北斗七星是由七顆大致處于同一方向而與地球距離各不相同的星星組成。我們看到的星星的位置只是一種投影效果。（演示北斗七星在天空中位置的投影實驗） 教師講述：既然地球表面的地理事物能縮小表現(xiàn)在地圖上，那么我們也可以繪制出星圖，簡明地表示出星座和恒星在天空中的位置。利用活動星圖尋找星座和恒星。有的星星亮，有的星星暗，星星的明暗程度我們可以用星等來表示。（出示投影片）星等越小星越亮。6等星是肉眼可見的最暗的星太陽的亮度是-26﹒7星等，滿月時的亮度約是-12星等，最亮?xí)r的金星亮度是-46星等。 講述：下面我們來動手制作活動星圖。（過程略，見課本P178頁） 學(xué)生活動：制作星圖 講述：做好星圖后請同學(xué)們整理好器材，聽老師介紹活動星圖的使用。 1、 在活動星圖第一面找到觀測時的相應(yīng)時間的時和分（時刻），如21時20分 2、 把活動星圖第一面上的觀測時間和第二面上的觀測日期（如11月20日）對齊。就得到了當?shù)?1月20日21時20分的星圖。 這里請同學(xué)們要注意：（出示投影片）看地圖時，我們面向大地，方向確定為上北下南，左西右東。而看星圖時，我們面向星空（即天），這時的方向為上北下南，左東右西。教師可請5位同學(xué)上臺站在不同方位模擬方向，讓同學(xué)們體會，星圖上的方位是上北下南，左東右西） 學(xué)生活動： 對照星圖，教師指導(dǎo)分析 3月20日22時（出示此時星空圖）的星空（指出主要星座、一等亮星） 教師歸納：春夜的星空是迷人的。在天頂以北，大熊座正在子午圈上，北斗七星當空高懸，幾乎靠近天頂，斗柄指向東方，所以在我國古代就有“斗柄東指，天下皆春”的說法。連接斗口的兩顆星（β和α），并延長到這兩顆星距離五倍遠的地方，就會找到較為明亮的北極星（小熊座α星）；沿著斗柄幾顆星（δ、ε、ζ、η）連成的曲線延長出去，可以找到大角星，它是牧夫座的最亮（α）星，在東方半空中閃耀著橙色的光輝。把北斗斗柄的曲線從大角星再延長一倍，可找到另一顆亮星角宿一，它就是室女座α星。 向南看去，雄偉的獅子座正在天空中，它是春夜星空的中心，頭部像鐮刀，尾部像三角形，頭西尾東，很像一只獅子。它的最亮（α）星，叫軒轅十四 學(xué)生分析 6月20日22時（出示此時星空圖）的星空（指出主要星座、一等亮星） 教師歸納：夏夜的銀河，橫貫?zāi)媳?，氣勢磅礴，最引人注目的是銀河帶的幾個星座。織女星河牛郎星在銀河兩“岸”放射光芒，織女星是天琴座α星，牛郎星也叫河鼓二，是天鷹座α星。夏季的銀河極為壯美，但只能在沒有燈光干擾的野外才能欣賞到。 北天，大熊座中的北斗七星正在西北方的半空中，斗柄指南。用北斗二（β）和北斗一（α）的連線延長就可以找到北極星。北極星是小熊座（α）。四季星空出現(xiàn)的所有星座都是年復(fù)一年地圍繞著它旋轉(zhuǎn)的。 在南天正中是夏夜星空中的巨大而引人注目的天蝎座，這個星座由十幾顆亮星組成一個頭朝西，尾朝東的蝎子。 由牛郎星沿銀河南下，可找到人馬座， 其中的6顆星（μ、λ、φ、δ、τ、ξ）組成“南斗六星”，與西北天空大熊座的北斗七星遙遙相對。人馬座部分的銀河最為寬闊和明亮。因為這是銀河系中心的方向。 學(xué)生分析 9月20日22時（出示此時星空圖）的星空（指出主要星座、一等亮星）　　 教師歸納：“飛馬當空，銀河斜掛”，這是秋季星空的象征。 北斗的斗柄指西，但接近北方地平線，不易見。巡視秋季星空，可從頭頂方向的“秋季四邊形”（又稱為“飛馬－仙女大方框”）開始，這個四邊形十分近似一個正方形，而且當它在頭頂方向時，其四條邊恰好各代表一個方向。秋季四邊形由飛馬座的三顆亮星（α、β、γ）和仙女座的一顆亮星（α）構(gòu)成，十分醒目。將四邊形的東側(cè)邊線向北方天空延伸（即由飛馬座γ星向仙女座α星延伸），經(jīng)由W型的仙后座，可找到北極星。 學(xué)生分析 9月20日22時（出示此時星空圖）的星空（指出主要星座、一等亮星）　　 教師歸納：冬夜的星空是壯麗的！全天最著名的獵戶座是冬夜星空的中心，它的周圍有許多明亮的星座和它組成了一幅光彩奪目的星空圖案。 冬夜銀河的位置與秋夜的正好相反，由東南向西北斜掛天穹，著名的大犬、獵戶、雙子、金牛、御夫、英仙、仙后星座均由東南向西北依次排列在銀河的周圍。 御夫座的一等星五車二（α），靠近天頂，在高空中放射著明亮的光輝。 最引人注目的，當然是高懸于南方天空的獵戶座，它由α、γ、β、κ四星組成一個長方形，被想象成一個勇敢的獵人。夾在紅色亮星參宿四（獵戶座α星）和白色亮星參宿七（獵戶座β星）之間的三星（獵戶座δ、ε、ζ）頗為吸引人，在我國民間把它叫做三星。在三星下方不遠處，有一個肉眼可見的氣體星云，就是著名的獵戶座大星云。 順著三星向南偏東尋去，可找到全天最亮的天狼星（大犬座α星）。 學(xué)生討論：哪些星座在當?shù)乜扇暧^測到。 課后觀察：課本P101頁觀察1、利用活動星圖，觀測當?shù)氐男强铡? 教師講解：（出示投影片）尋找星空三步曲： 時間：選擇晴朗無月的夜晚，因為“月明星稀”。 地點：選擇視野開闊的空曠之處，盡可能避開燈光。 1、首先在正北方距地平線30的天區(qū)找到北極星。 2、對照星圖找到鄰近北極星的著名星座。 3、以此為“根據(jù)地”，逐步擴大搜尋范圍，積少成多。