问题研究 火星基地应该是什么样子教师教学用书(2)
【知识拓展】
资料1 火星概况
该资料的分析和运用,一要引发学生思考人类的生存环境,二要分析人类在火星生存需要改造的环境条件,进而思考改造的措施或方法。
火星上是否具备人类生存的条件?该问题设计,主要让学生在情境中思考人类生存需要的环境条件,一方面引导学生应用所学知识解决情境问题,另一方面培养学生在材料中提取信息、加工信息的能力。可参考以下方式开展教学。
方式一：利用类比的方法。地球具有适宜高级智慧生物生存和繁衍的温度、水和大气条件。结合材料分析火星环境特征与地球的差异。
方式二：分组研究。一组同学收集材料并分析火星适合人类生存的条件；另一组同学收集并分析火星不适合人类生存的条件。
若在火星上生存,需要改造哪些环境条件?第一小题已经给了回答第二小题的思路。从孕育智慧生命的条件入手,对比火星与地球的环境差异。因为在“分工设计”部分要求学生提出设计方案,建议在这一部分讲一些人类登陆火星可能面临的挑战和困难。可以考虑以下两种方式。
方式一：引导学生思考如何对火星表面环境进行改造。对于学生提出的方法进行总结,然后指导学生对这些方法进行可行性研究,自然过渡到我国对这一问题的研究上。“绿航星际”就是关于人类星际旅行和地外居住的一项可行性试验研究。
方式二：给出中国或世界对宇宙的探索简史,了解至今科学界已经开始的人类外星居住的可行性研究。“绿航星际”是我国关于人类星际旅行和地外居住的一项可行性试验研究项目。
资料2 “绿航星际”
分析“绿航星际”试验对火星基地建设的参考价值：一是“绿航星际”试验平台为什么要在封闭环境中进行?二是“绿航星际”试验平台在模拟什么?火星表面环境恶劣,不适宜人类生存,但人类或许可以尝试在密闭的人造环境中生存。封闭环境内的大气、水和食物的循环再生,恰好就是模拟地球表层大气圈、水圈和生物圈。
【问题分析指引】
资料1 火星概况
1.火星上是否具备人类生存的条件?
分析该问题要体现地球和火星的环境差异。首先要回顾教材关于人类生存条件的内容,然后充分运用材料内容分析火星与地球的环境差异。这里强调通过对比凸显差异。如火星稀薄的空气、高浓度二氧化碳与地球大气环境差异显著;火星表面昼夜温差大,夜晚温度过低,即使近期研究发现火星中纬度地下有水,但是却是以固态形式存在;火星表面环境恶劣,大风、沙尘暴、遍布的尘埃都成为人类在此生存的障碍。
若能分析火星与地球类似的特征,也是不错的尝试。例如,火星也是围绕太阳运行、绕轴自转的行星,也有大气层,在一年中也有季节的变化,火星到太阳的距离与地球到太阳的距离接近。如能尝试提出对火星环境进行改造就可直接过渡到第2小题。
2.若在火星上生存,需要改造哪些环境条件?
分析该问题要结合地球的环境特征来进行。本章第一节给出地球具有高级智慧生命生存和繁衍的温度、水、大气等条件。而火星不具备这些条件,要想在火星上生存就需要对这些条件进行改造。
资料2 “绿航星际”
分析“绿航星际”实验对火星基地的建设能提供哪些参考?
该问题要从形态、功能、防护等方面综合分析。首先鼓励学生收集材料。虽然学生已具备了一定的知识储备,但是前沿科学的研究对学生来说难度大,通过学习课本材料和收集课外材料,可以为学生研究储备素材。其次需要指导学生综合思考问题。火星并不具备人类生存的条件,所以制造可循环的封闭环境,对于实现人类在火星生存的愿望显得尤为重要。“绿航星际”基于生态学原理,实现封闭环境内的大气、水和食物的循环再生,为未来火星基地的建设提供了很好的模拟实验,为人类走向火星打开了新局面。
资料1 火星概况
该资料的分析和运用,一要引发学生思考人类的生存环境,二要分析人类在火星生存需要改造的环境条件,进而思考改造的措施或方法。
火星上是否具备人类生存的条件?该问题设计,主要让学生在情境中思考人类生存需要的环境条件,一方面引导学生应用所学知识解决情境问题,另一方面培养学生在材料中提取信息、加工信息的能力。可参考以下方式开展教学。
方式一：利用类比的方法。地球具有适宜高级智慧生物生存和繁衍的温度、水和大气条件。结合材料分析火星环境特征与地球的差异。
方式二：分组研究。一组同学收集材料并分析火星适合人类生存的条件；另一组同学收集并分析火星不适合人类生存的条件。
若在火星上生存,需要改造哪些环境条件?第一小题已经给了回答第二小题的思路。从孕育智慧生命的条件入手,对比火星与地球的环境差异。因为在“分工设计”部分要求学生提出设计方案,建议在这一部分讲一些人类登陆火星可能面临的挑战和困难。可以考虑以下两种方式。
方式一：引导学生思考如何对火星表面环境进行改造。对于学生提出的方法进行总结,然后指导学生对这些方法进行可行性研究,自然过渡到我国对这一问题的研究上。“绿航星际”就是关于人类星际旅行和地外居住的一项可行性试验研究。
方式二：给出中国或世界对宇宙的探索简史,了解至今科学界已经开始的人类外星居住的可行性研究。“绿航星际”是我国关于人类星际旅行和地外居住的一项可行性试验研究项目。
资料2 “绿航星际”
分析“绿航星际”试验对火星基地建设的参考价值：一是“绿航星际”试验平台为什么要在封闭环境中进行?二是“绿航星际”试验平台在模拟什么?火星表面环境恶劣,不适宜人类生存,但人类或许可以尝试在密闭的人造环境中生存。封闭环境内的大气、水和食物的循环再生,恰好就是模拟地球表层大气圈、水圈和生物圈。
【问题分析指引】
资料1 火星概况
1.火星上是否具备人类生存的条件?
分析该问题要体现地球和火星的环境差异。首先要回顾教材关于人类生存条件的内容,然后充分运用材料内容分析火星与地球的环境差异。这里强调通过对比凸显差异。如火星稀薄的空气、高浓度二氧化碳与地球大气环境差异显著;火星表面昼夜温差大,夜晚温度过低,即使近期研究发现火星中纬度地下有水,但是却是以固态形式存在;火星表面环境恶劣,大风、沙尘暴、遍布的尘埃都成为人类在此生存的障碍。
若能分析火星与地球类似的特征,也是不错的尝试。例如,火星也是围绕太阳运行、绕轴自转的行星,也有大气层,在一年中也有季节的变化,火星到太阳的距离与地球到太阳的距离接近。如能尝试提出对火星环境进行改造就可直接过渡到第2小题。
2.若在火星上生存,需要改造哪些环境条件?
分析该问题要结合地球的环境特征来进行。本章第一节给出地球具有高级智慧生命生存和繁衍的温度、水、大气等条件。而火星不具备这些条件,要想在火星上生存就需要对这些条件进行改造。
资料2 “绿航星际”
分析“绿航星际”实验对火星基地的建设能提供哪些参考?
该问题要从形态、功能、防护等方面综合分析。首先鼓励学生收集材料。虽然学生已具备了一定的知识储备,但是前沿科学的研究对学生来说难度大,通过学习课本材料和收集课外材料,可以为学生研究储备素材。其次需要指导学生综合思考问题。火星并不具备人类生存的条件,所以制造可循环的封闭环境,对于实现人类在火星生存的愿望显得尤为重要。“绿航星际”基于生态学原理,实现封闭环境内的大气、水和食物的循环再生,为未来火星基地的建设提供了很好的模拟实验,为人类走向火星打开了新局面。
