地球与空间科学人类认知的过程及相关概念的梳理.doc

地球与空间科学人类认知的过稈及相关概念的梳理各位老师下午好：今天在这里…木次就小学科学教材中关于地球与空间科学领域的概念以及人类认识宇宙和地球所处的环 境的过程在此将我所学习到的和大家分享下我所要讲的内容主要有这几块：一、地球与空 间科学在小学科学教材中涉及的相关内容二、人类认知宇宙和地球的历史过程及儿童在地 球与空间领域中的认知情况三、地球与空间科学的相关概念的梳理一、 地球与空间科学在小学科学教材中涉及的相关内容地球与空间科学是小学科学科学知识的三大知识模块中的一个，在小学科学教材内容中 （教科版）单独呈现的有：四年级上册《岩石与矿物》、五年级上册《地球表面的地形》、五 年级下册《地球的运动》、四年级上册《天气》、六年级下册《宇宙》等5个单元，其中还有 相关涉及的单元如：五年级上册《生物与环境》《光》、五年级下册《时间的测量》、六年级 上册《能量》、六年级下册《环境与我们》等5个单元可见木领域的内容在小学科学知识 特别是小学中高年级科学知识中占有一定的地位同时•，我们再来看一下现行小学科学中在地球与空间科学中的目标定位：通过对地球与空间 有关知识的学习，了解与地球相关的宇宙环境，知道太阳系的基木情况，了解地球的运动及 地球圈层结构，认识人类和环境的关系，知道地球是人类唯一的家园的道理。

当学生对于科 学产生一定兴趣ZV5 6然而然的就会有相应的欲望去了解我们生活的地球，从这方面看教材 安排在较高年级进行教学是合理的由于这一领域的知识在学生来到这个批界就开始接触, 学生夭天都看到的就是这样的，反而无法让他们产生比较强的研究兴趣；又因为此领域的概 念很少能通过课堂实验和一般的观察来完成，这在一定程度上加大了教学的难度所以，相 对于物质和生命科学概念来讲需考虑更多的教学因素二、 人类认知宇宙和地球的历史过程及儿童在地球与空间领域中的认知情况一）宇宙的认知过程人们天天看到的是每天太阳东升西落，每月月亮有阴晴圆缺，一年有四季变化，看到天上的 星星有其特定的出现规律一些有心的人开始对于H己所生活的地球产生兴趣，也对天空Z 外的空间产生遐想1.天圆地方说古人把由众多星体纟R成的茫茫宇宙称为“夭”，把立足其间赖以生存的田十•称为“地"，由于II 月等天体都是在周而复始、永无休I上地运动，好似一个闭合的圆周无始无终；而大地却静悄 悄地在那里承载着我们，恰如一个方形的物体静上稳定，于是“天圆地方'‘的概念便由此产生 凡是圆形的物体，都具有好动和不稳定的特点，就象圆圆的LI月一・般；凡是方形的物体，都 具有静止和稳定的特点，就象静静的大地一样。

地恻说西亚人认为大地是飘浮在海洋上的半球，古希腊人最初将它想象成一个扁平的圆盘, 等等公元前6世纪，古希腊数学家毕达哥拉斯第一次提出地球这一概念约公元前3世纪, 生活在亚历山大的科学家埃拉托色尼用儿何学方法确立了地球的概念公元2世纪，希腊地 理学家托勒密在他的《天文学大成》中也把地球说成是一个球形这些都是人类认识地球的 重要成果，但只是一些数学推论和理论论证地心说最初由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里士多徳、托勒密进一步发展而逐渐建立和 完善起来托勒密认为，地球处于宇宙中心静止不动从地球向外依次有月球、水星、金星、 太阳、火星、木星和土星，在各自的轨道上绕地球运转其中，行星的运动要比太阳、月球 复杂些：行星在本轮上运动，而木轮又沿均轮绕地运行在太阳、月球、行星Z外，是镶嵌 着所有恒星的天球恒星天再外面，是推动天体运动的原动天地心说是世界上第一个行星 体系模型尽管它把地球当作宇宙中心是错误的，然而它的历史功绩不应抹杀哥白尼提出的口心说，推翻了长期以来居于宗教统治地位的地心说，实现了天文学的根本变 革II心说的观点是：1•地球是球形的如果在船桅顶放一个光源，当船驶离海岸时，岸上的人 们会看见亮光逐渐降低，直至消失。

2.地球在运动，并且24小时白转一周因为天空比大 地大的太多，如果无限大的天穹在旋转而地球不动，实在是不可想象3.太阳是不动的， 而且在太阳系中心，地球以及其他行星都一起围绕太阳做圜周运动，只有月亮环绕地球运行 LI心说是一个学说，在证明地球是囤绕太阳转的同时，也有错误： 1•太阳并非宇宙中心，而是太阳系的中心 2.地球并非是引力的中心 3.天空中看到的任何运动，不全是地球运动引起的 4.地球和其他行星的运行轨道是椭圆而不是圆，不做圆周运动 因为这些错误，所以口心说只能算是学说，而较地心说，却相对好一些因为它证明了地球是围绕太阳进行公转确认地球不是宇宙的中心，而是行星乙一，从而掀起了一场天文学上根木性的革命，是人类 探求客观真理道路上的里程碑哥白尼的伟大成就，不仅铺平了通向近代天文学的道路， 而且开创了整个白然界科学向前迈进的新时代从哥白尼时代起，脱离教会束缚的白然科学 和哲学开始获得飞跃的发展大爆炸宇宙学说1929年，美国天文学家哈勃提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，（也就是 离我们越远的星系，它离开我们的速度也就越快这个速度是从传播过来的光确定的，由于 星系木身的速度使得传播过来的光线的波长变长，发生红移。

光的颜色与它的波长有关在 白光光谱中蓝光位于短波端，红光位于长波端遥远星系的红化意味着它们的光波波长已稍 微变长了在仔细测定许多星系光谱中特征谱线的位置后，哈勃证实了这个效丿卫他认为， 光波变长是由于宇宙正在膨胀的结果哈勃的这个重大发现奠定了现代宇宙学的基础他 认为宇宙是由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后膨胀形成的宇宙并非永恒 存在而是从虚无创生的思想在西方文化中可以说是根深蒂固虽然希腊哲学家曾经考虑过永 恒宇宙的可能性，但是，所有西方主要的宗教一直坚持认为宇宙是上帝在过去某个特定时刻 创造的到现在我们可以发现，人类认识宇宙的过程其实和儿童认识宇宙的过程相类似儿童毎天接 触到的是太阳的东升西落，看到的是刀亮的阴晴圆缺他们也会试着利用a己去解释看到的这 些现象在教学过程中引入科学史的教学能够很好的让学生认识宇宙地球与空间科学相关概念梳理地球与太阳系太阳、地球在宇宙中的位置l.i地球在宇宙中的位置这就是我们所处的星系——银河系，而银河系并不是宇宙中唯一的星系，像银河系这样的星 系在宇宙中还有很多，它们被称作河外星系，河外星系和银河系组成了总星系在银河系的 边缘有一颗恒星——太阳，它是太阳系的中心，地球是位于太阳系中的一颗行星。

月球沿看 地球转，地球与月球组成地月系1.2恒星、行星、卫星恒星：恒星是由炽热气体组成的，是能H己发光的球状或类球状天体由于恒星离我们太远, 不借助于特殊T具和方法，很难发现它们在天上的位置变化，因此古代人把它们认为是固定 不动的星体我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星需要说明的是，所有恒星的特征几乎都取决于H最初的质量，并且越是质量大的恒星，寿命越短主要是因为质量越大的恒星核心的压力也越高，造成燃烧氢的速度也越快演化是恒星都会经历的一个过程，这是恒星的“生命周期”，大质量的协星最终演化成黑洞, 中等恒星最终演化成中子星，小恒星最终演化成H矮星行星：传统定义行星通常指白身不发光，环绕着恒星的天体其公转方向常与所绕恒星的H转方向相同一 般来说行星需具有一•定质量，行星的质量要足够的大且近似于圆球状，白身不能像恒星那样 发生核聚变反应新定义行星”指的是围绕太阳运转、白身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、并且能够清除 其轨道附近区域的天体我们知道在太阳系中原来被我们认为是行星的有九颗，从2006年开始经过一致确定，将太 阳系中的行星确定为八颗，它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海 王星，原來被认为是行星的冥王星被剔出行星的行列。

行星环绕恒星的运动称为公转，行星公转的轨道具有共面性、同向性和近圆性三大特点所 谓共曲性，是指八大行星的公转轨道面儿乎在同一平面上；同向性，是指它们朝同一方向绕 恒星公转；而近圆性是指它们的轨道和圆相当接近太阳系中根据行星的特征可以将它们分为三类，分别是：（类地行星）水星、金星、地球、 火星，（巨行星）木星、土星，（远日行星）天王星、海王星一卫星：卫星是指在I韦I绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体或人造天体我 们这里讲的是天然天体，卫星具有三个特点：不会发光 围绕行星运转 随行星围绕恒星运转月亮是地球的天然卫星，它可以平衡地球自转，稳定地轴，控制潮汐，可以用来观察时间等, 还可以想彖出很多美丽的传说1.3太阳系太阳系（SolarSystcm）就是我们现在所在的恒星系统它是以太阳为中心，和所有受到太 阳引力约朿的天体的集合体：8颗行星冥王星已被开除、至少165颗已知的卫星，和数以亿 计的太阳系小天体太阳的主要成分氢和氨核聚变过程中，太阳要损耗一些质量而释放出大量的能使太阳发 光的就是这种能量太阳每秒钟由于核聚变而损耗的质量大约为400力吨按照这样的消耗 速度，太阳在50亿年的漫长时问中，只消耗了 0.03%的质量。

太阳活动黑子（强弱标志|光球层）、燿斑（报激烈|色球层）、口珥（色球层） 太阳外部结构及其相应的太阳活动光球（黑了）、色球（耀斑）、口冕（太阳风）太阳系中地球、月球和其他星球按一定的规律运动2.1八大行星的公转及自转太阳系I韦1绕太阳旋转的有八大行星，它们的公转轨道位于同一平面内，被称Z为黄道平面, 与地球赤道平面的夹角为2326幕以地球北极为上，俯瞰，八大行星都围绕太阳沿同一方向 运动，越是靠近太阳的其公转的角速度也就越快，公转周期也就越短行星在绕太阳公转的 同时还在进行自转，自转方向除金星外都是和公转方向一致，自西向东，金星则相反行星自转周期公转周期水星58.6462 天87.9693 天金星243.01 口224.701 天地球24小时365.325 天火星24小时37分22秒687天木星9小时50分30秒4332.589 天土星10小H寸39分10759.5 天天王星239小时84.32 年海王星22小时左右164.8个地球年2.2地球的公转和白转及产生的现象地球是太阳系从内到外的第三颗行星，也是太阳系中肓径、质量和密度最大的类地行星它 也经常被称作世界地球已有44〜46亿岁，有一颗天然T星月球围绕着地球以27.32天的 周期旋转，而地球以近24小时的周期自转并且以一年的周期绕太阳公转。

周I科有大气层包 围着，表面是陆地和海洋，有人类和动植物生存地球并不是一个规则球体，而是一个两极 稍扁、赤道略鼓的不规则球体地球的赤道半径约长6378.137Km,这点差别与地球的平均 半径相比，-|•分微小，从宇宙空间看地球，仍可将它视为一个规则球体，从外往内依次分为 地壳、地幔、地核地轴，即为地球斜轴，又称地球自转轴是指地球H转所绕的轴,北端与地表的交点是北极, 南端与地表的交点是南极 地轴轴通过地心，连结南、北两极，与地球公转轨道面的夹角为6634，,和地球B转轨道面——赤道血垂育 地轴空问指向：其北段始终指向北极星附近地球公转是一种周期性的圆周运动，因此，地球公转速度包含着角速度和线速度两个方面 如果我们采用恒星年作地球公转周期的话，那么地球公转的平均角速度就是每年360°,由 此计算地球公转的线速度为每秒约30千米公转的方向白西向东从地球北极上空观察, 呈逆时针旋转地球公转轨道严格意义上是太阳和地球的质量中心，而不是太阳的中心，所 以我们观测到的地球公转轨道不是个関而是椭闘地球公转的轨道椭闘。