問題研究人類是否需要人造月亮教學(xué)設(shè)計高中地理人教版選擇性必修一

教學(xué)設(shè)計

課程基本信息學(xué)科地理年級高二學(xué)期秋季課題問題研究人類是否需要人造月亮教學(xué)目標1.通過觀察，了解月相的變化，思考月亮對人類活動的影響。（地理實踐力）2.結(jié)合材料，了解人造月亮的試驗，比較人造月亮與月亮的差異。（綜合思維）3.搜集材料，了解人類對人造月亮的不同態(tài)度及理由。（人地協(xié)調(diào)觀）4.集體討論，探討人類是否需要人造月亮。（地理實踐力）教學(xué)重點：理解人造月亮的原理及其對人類生活的影響。教學(xué)難點：如何權(quán)衡人造月亮的利弊，做出合理的決策。教學(xué)過程【新課導(dǎo)入】自地球誕生以來，月球就一直陪伴在地球的身邊，“舉頭望明月”的思鄉(xiāng)情懷、“可上九天攬月”的探索欲望，都交織在一汪皎潔的白月光中。但你可曾想過，有一天當你抬頭看向夜空時，天空中會多出一個月亮呢？人造月亮的構(gòu)想最早源于一位法國藝術(shù)家的想法：“在地球上空掛一圈鏡子做成的項鏈，讓它們一年四季把陽光反射到巴黎的大街小巷?！笨墒?，人類真的需要人造月亮嗎？【新課展開】一、認識月亮（一）問題探究材料一：月球是地球的天然衛(wèi)星，通稱月亮。隨著月球在公轉(zhuǎn)軌道中的位置變換，我們看到的月亮的形狀——月相也不同。月相呈周期性變化。問題研究一：日常生活中，你經(jīng)常關(guān)注月相嗎？為什么?分析：關(guān)注月相往往會與一些夜間活動、觀月的變化、個人心里感受等有關(guān)，比如中秋賞月。而不關(guān)注月相的原因則往往跟月相觀測條件有關(guān)，一方面，月亮絕大部分在夜晚被觀測到，而人類活動集中在白天，另一方面，其觀測還會受到氣象條件（晴天少云）的影響。（二）實踐活動實踐任務(wù)：月相觀測實驗從農(nóng)歷初一開始，觀察一個月內(nèi)月相及月亮在天空的位置變化，并填寫《月相記錄表》。觀測實驗首先需要準備指南針和觀測記錄表，然后選擇一個視野開闊的觀測地點，用指南針確定方向，開始觀測。在觀測的過程中可以用拳頭估算高度角，最后將觀測結(jié)果記錄下來。（三）實踐分析結(jié)合觀測記錄，歸納觀測結(jié)果，并填寫表格。（四）問題探究問題研究二：為什么農(nóng)歷上半月和下半月月亮凸出的方向不同？播放視頻，分析：日月地三者運動的位置差異導(dǎo)致的月相發(fā)生變化；農(nóng)歷的每月初一，月亮運行到地球太陽之間，隨后隨著月亮的公轉(zhuǎn)，月亮漸漸移出地球與太陽之間區(qū)域，依次出現(xiàn)蛾眉月、上弦月等月相，月亮凸出方向朝西；過了農(nóng)歷十五之后，隨著日、月位置逐漸靠近，月亮又會出現(xiàn)蛾眉月、下弦月等月相，月亮凸出方向朝東。分析：上弦月應(yīng)該是月球自西向東公轉(zhuǎn)90°后形成的月相，此時正處于農(nóng)歷初七、初八，為上半月。而地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致了月亮的升落現(xiàn)象。月亮升起，也就是出現(xiàn)在東地平線時，觀測者就應(yīng)該處在這一位置，此時太陽位于觀測者的頭頂，也就是12時。地球自西向東自轉(zhuǎn)90°，觀測者到達這一位置時，月亮正好在觀測者頭頂，也就是上中天位置，此時地方時為18時。地球繼續(xù)自轉(zhuǎn)90°，月亮到達西地平線位置，也就是月亮落下。此時觀測時間應(yīng)該是24時。所以上弦月12時升起，24時落下，但因為12時至18時太陽仍未落山，光線強烈，月相觀測條件不佳，上弦月的最佳觀測時段應(yīng)該是18時至24時，也就是上半夜，此時上弦月已經(jīng)過了中天位置，位于西側(cè)天空。分析：下弦月應(yīng)該是月球自西向東公轉(zhuǎn)270°后形成的月相，此時正處于農(nóng)歷廿二、廿三，為下半月。月亮出現(xiàn)在東地平線時，觀測者就應(yīng)該處在這一位置，此時為24時。地球自轉(zhuǎn)90°，觀測者到達這一位置時，月亮正好位于上中天位置，此時地方時為6時。地球繼續(xù)自轉(zhuǎn)90°，月亮到達西地平線位置，此時是12時。所以下弦月24時升起，12時落下，但由于6時至12時期間受太陽的影響，觀測條件不佳，上弦月的最佳觀測時段是24時至6時，也就是下半夜，此時上弦月還沒有過中天位置，位于東側(cè)天空。因此，我們可以用一個簡單的口訣來記憶月相變化規(guī)律：“上上上西西，下下下東東”。二、比較差異隨著月相變化，月亮?xí)诓煌瑫r間達到中天位置，或照亮上半夜，或照亮下半夜，或整夜可見，或整夜不可見，無法保障夜間充足的照明。而現(xiàn)代社會，人類在夜間的活動頻繁，對夜間照明的需要增加。航天技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，催生了人們對人造月亮的憧憬和試驗。（一）問題探究材料二：1999年俄羅斯通過貨運飛船攜帶一面反射鏡進入太空，進行人造月亮試驗。它直徑達25米，總質(zhì)量不到4千克。按照設(shè)計，反射的光束將以直徑57千米的范圍掃過所經(jīng)過的區(qū)域；夜色中，反射光的亮度10倍于月亮，足以讓人讀書看報。材料三：2018年我國某研究會計劃在500公里以內(nèi)的低地球軌道上部署3顆“人造月亮”——攜帶大型空間反射鏡的人造空間照明衛(wèi)星，交替運行可實現(xiàn)對同一地區(qū)24小時不間斷照射，反射的太陽光可覆蓋地表3600至6400平方公里的范圍，預(yù)計其光照強度最大將是現(xiàn)在月光的8倍。問題研究三：結(jié)合材料，分析人造月亮與月亮的差異。分析：中俄兩國設(shè)計的“人造月亮”照亮范圍都有一定限制，與月亮相比，照明范圍較??；但亮度卻都要高于月亮；并且我國試圖設(shè)計“24小時不間斷照明”的“人造月亮”，說明“人造月亮”通過人為控制，可以提供更長的照明時間。因此，人造月亮作為“攜帶大型空間反射鏡的人造空間照明衛(wèi)星”，它的可控性是要遠高于月亮的。（二）層層遞進1.為什么人造月亮的亮度遠比月光強？分析：①人造月亮所處的位置較月球距離地球近；②人造月亮反射面光滑，對太陽光線的反射強度更大；③人造月亮可以通過人為調(diào)控反射角度，光線更集中。2.擴大人造月亮照亮地表范圍的可能性有多大？分析：擴大人造月亮照亮地表范圍的可能性是很大的。①科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展進步；②可以通過多個國家、多個地區(qū)發(fā)射多個人造月亮的方式來擴大其照亮范圍。3.為什么緯度較____(高/低)地區(qū)的居民更希望有人造月亮？分析：在高緯度地區(qū)，尤其是極地地區(qū)，冬半年會經(jīng)歷長時間的黑暗，有些地方甚至?xí)霈F(xiàn)極夜現(xiàn)象，光照嚴重不足，影響生產(chǎn)生活。比如，光照不足會導(dǎo)致農(nóng)作物光合作用受限，作物的生長速度減慢，生長周期變長，最終影響作物的產(chǎn)量和質(zhì)量；同時，光照不足會導(dǎo)致人工光源需求量增大，能源消耗量大，制約社會經(jīng)濟的發(fā)展。而人造月亮可以提供額外的照明，幫助居民在漫長的黑夜中進行日?；顒?，改善生活質(zhì)量；減少電力消耗，降低能源成本；增加太陽輻射，為環(huán)境帶來一定好處。三、利弊分析材料四：社會的需求催生了“人造月亮”這一構(gòu)想，但是“人造月亮”這樣的工程，影響廣泛，幾乎從提出人造月亮的想法開始，民眾的聲音就從統(tǒng)一過。問題研究四：分析人造月亮對人類可能產(chǎn)生的影響。分析：從有利影響來看，人造月亮提供更多的光照，對經(jīng)濟、社會意義非凡。在農(nóng)業(yè)中，延長農(nóng)作物光照時間，提高農(nóng)作物產(chǎn)量；在工業(yè)中，有效提高太陽能發(fā)電站的發(fā)電量；替代部分人工照明，減少能源消耗；在服務(wù)業(yè)中，可以增加夜間光照，促進夜間經(jīng)濟的發(fā)展。就社會層面而言，人造月亮增加夜間光照，可以降低犯罪率，提升城市安全性；有助于減少交通事故；在災(zāi)害救援中提供應(yīng)急照明，幫助救援和恢復(fù)工作。分析：從不利影響來看，人造月亮建造和維護都需要大量資金投入，技術(shù)復(fù)雜，成本高昂，這可能對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生負擔(dān)。從社會層面考慮，人造月亮技術(shù)可能被用于軍事目的，如夜間戰(zhàn)場照明，導(dǎo)致軍事沖突風(fēng)險增加。而從生態(tài)層面來考慮，人造月亮讓原本沒有太陽光的地方也充滿了光明，這其實是在違背自然規(guī)律，極易造成光污染，影響天文觀測；影響人們的睡眠質(zhì)量和健康；擾亂動物的生物節(jié)律，破壞生態(tài)平衡。四、探討問題（一）實踐活動實踐任務(wù)：權(quán)衡人造月亮的有利和不利影響，以“人類是否需要人造月亮”為題，明確自己的態(tài)度，提出自己的看法，給出充分的理由，并與同學(xué)們開展一場別開生面的辯論賽?！菊n堂總結(jié)】科技是一把雙刃劍，如果利用得好就能夠讓問題迎刃而解，如果利用得不好反而會傷到自己。那么，“人造月亮”這個概念對人類來說是利還是弊呢？要辯證看待。在理論上，確實存在將“人造月亮”研發(fā)成功的可能性，現(xiàn)實中也有必要研發(fā)出