地理教案——《恒星的一生》

〖新课导入〗以学生比较熟悉的霍金撰写《时间简史》的故事导入新课，激发学生的学习兴趣。

播放电影《万物理论》中描述霍金是如何撰写《时间简史》的片段。

用《时间简史》中论述的主要问题：宇宙究竟有没有一个开端或者是终结，如果有的话是什么样的。引入本节课的课堂内容。

观看视频。

〖转承〗恒星是宇宙中的基本天体，想要了解宇宙就要先了解恒星。然而宇宙中的恒星丰富多彩，该如何认识它们？

从而引发学生们的思考。

结合动态影像，论述恒星是宇宙的基本天体。利用影像资料介绍恒星之间的巨大差异。

Δ宇宙中的恒星如此多样，我们该如何去认识它们呢？

聆听、思考。

〖深入认知〗恒星的分类法通过讲述科学家对恒星分类法的探索，培养学生们用科学方法认知事物的精神。

讲述恒星的分类法：以温度和光度对恒星进行分类，进而引出赫罗图。

〖深入认知〗分析赫罗图

培养学生观察图表的能力。

具体分析赫罗图中的坐标系统。明确光度的概念。明确温度在赫罗图中的排列方式。

〖深入探讨〗赫罗图揭示了恒星怎样的规律？

引导学生使用图表解决科学问题。掌握观察统计图的技巧。

提问：

赫罗图中有哪几类恒星。

学生看图回答。

提问：

描述各类恒星的光度和温度特点。

由教师描述主序星的特点，然后通过做辅助线的方式让认识温度相同时和光度相同时三大类恒星的区别。从而概括出白矮星和巨星的特点。

学生思考讨论。

〖深入认知〗了解三大类恒星名称的由来。

引导学生掌握对科学概念进行分析审视的技巧。

提供资料：辐射定律

得出影响辐射总量的两个因素：温度、表面积。

教师引导学生们认识到主序星符合第一个要素。

巨星和白矮星符合第二个要素，它们的名称是依据它们的体积得来的。

学生进行思考讨论。

〖开拓视野〗各类恒星举例

降低课堂的枯燥性，用丰富的影像资料和举例子的手法完善学生对恒星分类的认知。

教师用影像资料举例说明各大类恒星。

中等主序星——太阳；

小型主序星——比邻星；

巨星——参宿四；

大型主序星——天狼星A；

白矮星——天狼星B；

介绍宇宙中的致密天体——中子星和黑洞，

引出致密星的概念。

学生聆听、思考。

〖转承〗现代恒星演化理论表明，恒星从星云脱胎而出；主序星、巨星和致密星正是恒星生命中的几个主要阶段。

展示恒星演化历程示意图，说明各大类恒星之间的演替关系。

〖深入认知〗恒星诞生的场所——星云

按照恒星的起源到消亡的顺序介绍恒星的演化符合人的认知规律。

介绍星云的物质组成和基本特点。

用动态影像描述恒星从星云中诞生的过程。

描述星云在形成恒星的过程中引发核聚变的原理。

〖开拓视野〗举现实案例：礁湖星云中诞生的恒星和银河系中恒星与星云之间的关系。为理论提供现实依据。

使用影像资料介绍礁湖星云中诞生的赫歇尔36。

使用动态影像描述银河系的结构，描述恒星从幸运弥漫的旋臂中诞生的过程。

〖深入认知〗主序星

主序星是恒星演化历程中最主要的阶段，了解主序星长时间稳定存在的原理，为理解恒星的消亡打下良好基础。

介绍主序星的特点。

讲述主序星能够维持长时间稳定的原因。

介绍主序星在恒星中的主体地位。

〖深入探讨〗在自然界的演化过程或生命现象中，也常有某阶段历时长、该阶段样本多的情形。试列举一二。

通过这个问题培养学生的发散思维，使学生学会用身边的事物帮助自己理解复杂抽象的概念。

教师启发引导学生深入思考这一问题。

以人的年龄结构为例说明这一现象。

学生思考讨论。

〖深入认知〗红巨星

介绍小质量恒星的消亡方式，揭示巨星与致密星之间的演替关系。

以太阳为例讲述恒星脱离主序星阶段的原因。

利用影像资料描述太阳从主序星转变为巨星的过程。

揭示类似太阳的小质量恒星的结局——经过抛射形成行星状星云，留下的残骸形成白矮星。

学生思考、聆听。

〖开拓视野〗白矮星的特点

用影像资料和打比方的方式提升学生的学习兴趣。

利用气球和乒乓球进行实物演示介绍白矮星密度高的原因。

介绍白矮星的结构。

〖深入认知〗超巨星

帮助学生认识到宇宙中联系的普遍性。利用影像资料帮助学生体会宇宙之美。

结合影像资料描述大质量恒星的演化历程。

介绍元素在大质量恒星中诞生的过程。

描述大质量恒星发生超新星爆发的原因。

描述超新星爆发合成重元素的原理。

利用计算机模拟影像描述超新星爆发时的内部变化与外部景象。

〖开拓视野〗超新星举例

理论联系实际，激发学生对科学的好奇与探索精神。

讲述科学家发现1987超新星的故事。

介绍中国超新星与蟹状星云。

〖开拓视野〗中子星

介绍宇宙中的神秘天体中子星，完善恒星的演化历程。

由蟹状星云引出其内部存在的死亡恒星遗迹中子星，揭示大质量恒星通过超新星爆发演变为中子星的事实。

结合影像资料并运用实物举例和打比方的方式介绍中子星的特点。

讲述人们在宇宙探索中对中子星的应用。

〖开拓视野〗黑洞

满足学生们的好奇心理。最终形成完整的恒星演化路径。通过描述黑洞与星系、星云之间的关系，将恒星的消亡与诞生又连结成一个整体。使学生们认识到恒星在宇宙演化中的重要地位。

结合影像资料，描述超大质量恒星经历超新星爆发后演化为黑洞的过程。

介绍黑洞的基本特点。

以银河系为例介绍黑洞与星系之间的基本关系。

〖归纳总结〗不同恒星的演化历程

帮助学生们形成对恒星演化路径的完整认识。

利用教材资料，引导学生说明质量是恒星选择不同演化路径的标准。

学生阅读教材回答问题。

〖深入探讨〗分析不同恒星演化速度的区别

最终完善恒星的演化理论

利用教材中的到达主序星前恒星的演化时间表和主序星的表面温度、光度、主序星阶段寿命与质量的关系表引导学生分析思考，得出恒星质量越大演化速度越快的结论

学生思考讨论。

〖总结升华〗宇宙的恒星时代

使学生对宇宙的绝大部分历史形成一个较完整的认识。

帮助学生们认识到，宇宙是处在不断发展与变化之中的。启发学生用发展变化的眼光看待宇宙。

描述我们现在所处的恒星时代。

结合影像资料讲述恒星时代的开端和终结。

学生思考、聆听。

〖探索与开拓〗我们为什么要认识宇宙？

解答学生的迷惑：我们为什么要去认识100多亿年前，几万亿年之后发生的事情？培养学生们的探索精神和人文情怀。

播放霍金的演讲：

我们越来越接近古老问题的答案，我们为什么在这里，我们从哪里来，宇宙是否有一个真正的开端和终结，如果有它会是什么样的，如果我们能了解这一问题的答案，那将是人类理性的终极胜利，我们会知道神的旨意是什么样的，我们将会知道人类存在的最终意义。

主序星

温度越高光度越大

致密星（白矮星、中子星、黑洞）

温度较高，光度却很小

巨星（红巨星、超巨星）

温度较低，光度却不小