1、14.探索宇宙【教材分析】本课是在学生认识了浩瀚的宇宙之后，进一步认识人类借助探索宇宙的各种工具探索宇宙的历史。本课按照从实践到认识的过程设计了两个活动。活动1“制作自己的望远镜”目的是通过阅读、制作等活动，指导学生了解望远镜发展的历史和作用。活动2“了解宇宙探测器”意在通过查阅资料等活动，引领学生认识各种各样的宇宙探测器及其功能。应用与拓展“做个纸火箭”旨在引领学生通过制作、发射等活动，了解影响火箭飞行的因素。通过本课的学习，培养学生提出问题、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价等科学探究能力；激发学生采用新的思路、新的方法、新的材料设计制作望远镜的兴趣；树立学生尊重证据、以事实
2、为依据作出判断，能与他人合作探究、沟通交流，能尊重他人、形成集体观点的科学态度。本课重点是了解各种各样的宇宙探测器及其功能。【学习背景】浩瀚、神秘的太空为人类社会的发展提供了广阔而美好的舞台。从航天时代拉开帷幕至今，人类一刻也没有忘记对太空进行深度探索，从起先的“水手号”“海盗号”探测器等，到近来轰动于世的“机遇号”和“勇士号”探测器，都是人类艰难探索太空的证明。第一颗人造卫星进入地球轨道不久，人类向外星进发的设想便提上了日程。深空探测首先从“奔月”开始，然后摆脱地球的束缚，向地球的“近邻”金星和火星进发，在周游太阳系后进入更加广阔的宇宙世界。最初，宇宙探测器只是小心翼翼地掠过这些天体，在轨道
3、上对其周围的环境窥视，随后便大胆地采取硬着陆和软着陆方式降落到天体上实地考察，像月球、金星、火星上都先后留下了人类探测器的足迹。目前，已经成功对火星进行科学考察的探测器包括：美国的“火星环球勘测者”“奥德赛”和欧洲航天局的“火星快车”探测器。我国于2020年7月23日也首次发射了“天问一号”火星探测器。 新型的宇宙探测器不仅为人类登上月球开辟了道路，而且已经为遍访太阳系各大行星奠定了重要基础，同时也为向太阳系外更加遥远的星球跋涉指明了方向。在此之前，学生通过各种途径对人类探索宇宙的工具，如望远镜、“中国天眼”等有所了解，这为学生学习本课奠定了基础。【教学目标】科学观念1.能举例说出宇宙探测器的
4、主要用途。2.能说出影响火箭飞行的因素。3.例说出科学技术的进步促进了宇宙探测器的发展。科学思维1.运用分析、归纳、推理等方法得出结论，判断结论与假设是否一致。2.能对探究活动进行反思与评价。探究实践1.能从比较古代和现代人类探索宇宙的工具中提出探究性问题。2.能通过查阅资料、模型制作等方式来获取宇宙探测器的信息。3.能用科学语言、统计图表记录整理探究结果。态度责任1.能对人类探索宇宙的历程表现出探究兴趣。2.能与他人合作学习、沟通交流，综合考虑大家的意见，形成集体的观点。【教师准备】宽胶带、硬卡纸、剪刀、透镜（直径相同的凸透镜、凹透镜各1个）、长条气球、硬卡纸、不干胶、彩色笔、有关宇宙探测器
5、的视频或图片。【学生准备】搜集有关望远镜及宇宙探测器的资料、科学学生活动手册、笔等。【课时安排】2课时。第一课时【教学过程】（一）创设情境，提出问题1.引导：人类最初只是用肉眼观测星空，大约两千年前，中国人开始用浑天仪等仪器来观测太阳、月球和星星。如今，人们使用射电望远镜等先进的工具来观测太阳系之外的宇宙天体。通过人类观测宇宙工具的变化你想知道什么呢？2.提问：人类探索宇宙经历了怎样的历程？（二）阅读资料，认识望远镜1.引导：意大利人伽利略是世界上第一个用望远镜观测恒星和行星的天文学家。（出示1609年伽利略的折射望远镜图片）他用自己制作的望远镜观测星空，发现宇宙比他想象的更丰富、更广阔、更令
6、人神往。用望远镜观察星空，标志着人类进入现代天文学的时代。课前我们搜集了有关望远镜的资料，下面我们对搜集的资料进行阅读和整理（建议按照时间、名称、功能等进行整理）。2.阅读：学生分组阅读、整理资料。3.汇报：指定小组代表汇报整理结果，其他学生进行补充。4.讨论：望远镜是怎样帮助天文学家探索宇宙的？科学技术是怎样影响望远镜发展的？5.小结：望远镜的使用，使天文学家看得更深更远，观察得更加清楚，发现的宇宙秘密更多。随着科学技术的进步，望远镜由普通光学天文望远镜发展到射电望远镜，再由射电望远镜发展到太空望远镜。（三）掌握方法，制作望远镜1.引导：为了体会望远镜的作用，下面我们亲自动手制作一个望远镜（
7、出示望远镜作品图片）。你知道怎样制作望远镜吗？2.讲解：出示图片，教师讲解制作方法。（1）用硬纸片制作两个纸筒，使其中一个纸筒刚好能够套在另一个纸筒内，并能在其中自由滑动。（2）将两片透镜分别固定在两个纸筒上。（3）将安装好透镜的两个纸筒插合在一起，就制成了自己的望远镜。（4）用眼睛靠近纸筒的一端，观察远处的物体；滑动纸筒，直到物体清晰为止。3.制作：学生分组制作望远镜。教师巡回指导，提示学生使用剪刀要注意安全。4.展示：指定学生展示自己制作的望远镜，其他学生提出修改建议。5.改进：学生根据修改建议，改进和装饰自己的望远镜，并给望远镜起个名字。 （四）实践运用，使用望远镜1.讲述：为了体会望远
8、镜的作用，课下请你先用眼睛观察天空，再用自己制作的望远镜观察天空，比较有什么不同。2.观察：学生课下进行观察。3.交流：说一说使用自己制作的望远镜观察天空的感受。第二课时（一）提出问题引导：随着科学技术的进步，人类运用现代运载火箭将各种各样的探测器、航天员送到太空，观测更加遥远的宇宙景观。你都知道哪些宇宙探测器？它们各有什么功能？下面我们以小组为单位通过阅读整理资料来获取相关信息。（二）获取信息1.阅读：学生分组阅读和整理资料，把阅读的结果记录在科学学生活动手册第17页中。2.汇报：指定学生代表汇报阅读结果，其他学生进行补充。（三）得出结论1.分类：学生对收集到的资料按照功能进行分类，并记录在
9、科学学生活动手册第17页中。2.播放：宇宙探测器种类及功能的视频。 3.讨论：宇宙探测器的发展方向是怎样的？（四）制作纸火箭1.引导：早在12世纪初，中国人最早发明了火箭，这些火箭非常简单，当时使用的燃料是火药。20世纪初，一些科学家发明了现代火箭，主要用于军事。后来经过多国科学家的不断改进、设计，火箭开始用于太空项目。20世纪末，用火箭发射的宇宙飞船已经能够登陆月球或到达许多太阳系其他的地方。为了了解火箭的原理，让我们亲自制作一个纸火箭。2.出示制作方法：首先在硬卡纸上画出一个长方形，剪下来，粘接成圆筒；接着在硬卡纸上画出一个扇形，剪下后把它卷成圆锥形，固定在圆筒顶端；然后在硬卡纸上画出火箭
10、尾翼，并用剪刀剪下来，用不干胶把它们粘在圆筒下端；最后装饰自己的纸火箭，并给自己的纸火箭命名。3.制作：学生按照自己的方案，选择材料进行制作。4.改进：向其他同学展示自己制作的纸火箭，并相互提出修改建议。根据大家的建议修改完善自己的纸火箭，并进行装饰和命名。5.放飞：（1）把自己的纸火箭带到室外。将长条形气球装到火箭里，向气球内吹气，捏住气球的开口；把火箭顶端朝上放稳后，迅速松手，火箭会被射出。估计自己的纸火箭发射的高度。（2）重复上面的过程，改变向气球内吹气量的大小，观察纸火箭飞行的高度是否有变化。（3）调整纸火箭的尾翼，观察飞行的效果有什么不同。6.讨论：哪些因素影响纸火箭的飞行？有哪些方法能让纸火箭飞得更直、更高？7.总结：气球内充其量的大小会影响纸火箭飞行的远近；纸火箭尾翼的位置会影响纸火箭飞行的路线。 3
