小学科学青岛版 (六三制)六年级下册23、未来家园优质教案设计

22．未来家园

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一、内容分析

本课是小学科学阶段的最后一课，通过几年的学习，学生对人类生存的条件已经有了比较深刻的认识，而现在人类对于宇宙探索的发展历程，也同样使学生感受到人类可以为自己创设更好的生存环境，包括建立“未来家园”。通过本课的学习，让学生进一步认识到地球对人类生存的重要意义，同时也意识到，随着科学技术的发展，我们可以创建“未来家园”。

教学目标:

1.通过学习活动，学生能在已有知识、经验和现有信息的基础上做出自己的解释和结论；能选择自己擅长的方式表述研究结果，进行交流并参与评议；知道科学探究可为进一步研究提供新经验、新现象、新方法、新技术；能综合运用所学知识，设计创新性科技作品。

2.通过学生小组合作学习活动，使学生认识到科学是不断发展的，能够保持和发展想要了解世界、乐于研究与发现周围事物奥秘的欲望；在科学学习中能注重事实，尊重他人意见，乐于合作与交流；知道科学已经能够解释世界上许多的奥秘，但还有许多领域等待我们去探索。

3.通过学习活动，学生知道人类生存的必要条件，懂得地球是人类唯一的家园的道理；根据自己的认识和设想构建“未来家园”

二、教学准备

1．教师准备：相关的课件。

2．学生准备：搜集有关人类开辟地球以外居住家园的资料，思考适合人类生存的居住条件有哪些。

教学资源

基础乐园

填空：

1．人类向太空移民的理想要想变为现实，首先要解决的问题是                      。

2.适合人类生存和居住的条件里必须有           、           、                    。

3.到目前为止，科学家               地球以外的其他星球上有生命存在的证据。

思考：

人类能否在地球以外的星球建立新的家园？请梳理你的理由有条理的写在下面。

想象：

随着科学技术的发展，假如人类能在地球以外的星球建立新的“未来家园”，你认为应该是什么样子的，请试着用简单的示意图画出来吧。

小科学家

    对于如何在太空建家园，1969年，美国普林斯顿大学教授杰拉德·奥尼尔提出，要永久性地解决地球面临的生态、资源、人口等问题，最好的办法是在太空中建造一个个太空城，逐步把人类都移居到地球周围的太空城中。

奥尼尔设想的太空城由一对圆筒组成。太空城内壁上建有适于植物生长的自然环境，上面种植花草树木，有给水装置、河流和湖泊。太空城内有道路、居住区、娱乐区、商业区、工作区等。太空城外有太阳光反射板，用计算机控制进入太空城内的光量，人工创造白天、黑夜以及四季交替。奥尼尔设计了四种未来太空城的模型，最小的可供1万人居住，最大可供2000万人居住。

请课下查阅有关“太空城”的相关资料和同学们交流吧。

开放拓展

人类第一次太空出舱活动回顾

    经过多年的准备和实验，前苏联终于带来了让全世界激动的一刻：1965年3月18日，航天员阿里克谢·列昂诺夫与另一位航天员别列亚耶夫在执行“上升”2号飞船飞行任务时，阿列克谢·列昂诺夫在距地球50万米的太空打开飞船舱门，只身进入茫茫宇宙。这是人类历史上的首次太空行走。

    前苏联的这次太空行走可谓惊天动地，在世人眼里也是一次“完美无瑕”的壮举，更令当时的竞争对手美国感到如坐针毡。然而，直到40年后的今天，前苏联媒体才披露出一些鲜为人知的内幕——列昂诺夫差一点就回不了坐舱，在飞船从升空到返回地面的26小时里，列昂诺夫和他的指挥长别利亚耶夫也多次在生死边缘徘徊，飞船降落在风雪交加的原始森林里，他们险遭狼群袭击……有惊也有险，真可谓一波三折。

◆一波：临危受命

　　前苏联的太空行走计划实施得非常匆忙，因为美国也在进行相关研究。出于安全考虑，前苏联率先发射了一艘无人侦察飞船。飞船上安装了各种复杂仪器，它收集的数据足以搞清太阳辐射、高能量粒子流等因素对航天员身体造成的影响。飞船在太空工作得很出色，但它在返回地面时突然启动了自爆程序，关乎航天员生命的珍贵数据就这样被炸得无影无踪。此时，距预定的太空行走日期仅剩下一个月。

　　面对突如其来的打击，专家们茫然无措。前苏联航天之父科瓦廖夫将执行太空飞行任务的别利亚耶夫和列昂诺夫叫到身边，用商量的口气说：“怎么办？是冒险按预定时间升空，还是等上6到8个月重新发射一艘侦察飞船？”。两位航天员很清楚航天之父期待他们做出何种选择——美国已经准备就绪，虽说他们的航天员只准备把手伸到飞船外面，但这也将被宣传为人类首次进入太空。别利亚耶夫和列昂诺夫平静地说：“我们状态良好，为了这次飞行进行了所有必要的训练，我们做好了心理准备。总而言之，应该飞……”。就是在这样的背景中，他们开始了自己也是全人类的冒险历程。

　　◆第一折：险些死在太空

　　列昂诺夫以头前脚后的方式，迫不及待地从航天器舱门飘进更加狭小的气闸舱，别列亚耶夫在后面帮他关紧舱门。这时距离发射升空只有90分钟，航天器进入轨道将近1圈，在对系统进行检查和对气闸舱进行减压后，列昂诺夫打开舱门……新的历史就是这样被书写。

　　列昂诺夫后来回忆说：“舱门颤动着缓缓地打开，展现在我面前的是太空中的天空。舱门停住了，我向舱门漂浮过去，探出头，看到了一望无际的夜空和点点繁星……那些星星远比在地球上看到的要多得多……而且它们更为明亮，也不闪烁。”当列昂诺夫飘向外面的时候，他抓住了扶手，“太安静了，以至于我都能听到自己的呼吸和心跳。”他回头看了看阳光下的“上升”2号，它看起来就像科幻小说中的东西一样。当他经过黑海和伏尔加河时，他看到的地球景象美妙极了，地球就像“铺开的天鹅绒地毯，多么美的画面啊！我惊叹于它的广袤”。直到别列亚夫通过耳机和他说话时，列昂诺夫才从这美妙的思绪中回过神来，想起自己还有工作要做。

　　然而，事情并没有人们看到的那样完美。他们险些死在太空。

　　列昂诺夫穿的是一套多层特制航天服，它不仅能保持恒温，还有维持航天员在太空工作一个小时的生命保障系统。地面气压训练室只能模拟距地球9万米高空的气压，而航天员走出飞船时周围则是真空状态。出舱后不久，列昂诺夫离开航天器7米远，在脐带的另一端边扭边转。他的航天服鼓了起来，限制了他的行动，他感到弯曲胳膊和腿都很困难，以致无法按动绑在他腿部的相机快门。四肢活动越来越困难，他不得不努力控制它们。他在一个点上一连转了好几圈，而且由于缺乏可以利用的操作装置，他无法使自己停下来，旋转使得启动像“章鱼一样”缠在他的身上。

　　由于意识到在太空中这种意外的转动不是一个好兆头，因此他努力解脱自己。但他很快发现，没有东西可以支撑，要保持一个状态需要付出很大的努力。“航天服里变得越来越热，我感觉背上开始出汗，手变湿了，心跳也加快了。”为了防止航天服膨胀变形，列昂诺夫特意在上面系上了许多带子。

　　完成太空行走后，他突然发现因为航天服发生膨胀自己有可能无法返回飞船了。它的活动也对由别列亚耶夫控制的航天器产生了影响。此外，穿着航天服长时间的行走也使他感到很疲惫，因为每个动作都需要付出比在地球上多得多的努力。抵抗航天服的压力更使他疲惫不堪。但是，即使这样，他还是坚持了下来。当他通过耳机听到莫斯科广播电台在报道有一名航天员正在太空中自由活动，他还在想，这个人是谁，后来他才意识到这个人就是他自己！

　　是我自己！一瞬间，他油然而生一种自豪感，列昂诺夫就这样凭借他顽强的意志和毅力实现了这次划时代的壮举。

　　◆第二折：险些回不了座舱

　　12分钟后，列昂诺夫准备结束出舱活动返回座舱。这时，汗水流进了他的双眼，航天服也因为膨胀得很大，以至于无法进入舱门。按飞行规则，航天员在采取自救措施前必须向地面指挥部请示报告。列昂诺夫知道，要让航天服体积变小就必须调低生命保障系统的气压，地面指挥部在同意这一建议前肯定要详细研究他此时的心电图和各项生命指标。虽然氧气还可持续30分钟，但是照明系统只能再工作5分钟。在黑暗状态下，航天员返回飞船将更加艰难。

　　于是，列昂诺夫果断地调低了生命保障系统的气压。但是当他将头伸进气闸舱时又发生另一个问题。因为按规定程序，他应该先进脚后进头，然而列昂诺夫是头朝前进入飞船的，他这样做是为了确保手中的摄像机万无一失，但他不能在圆筒形的气闸舱中将身体转过来关闭身后的舱门。他反复弯曲自己的身体，想将身体转过来，但都无济于事。该舱断面直径只有120厘米，而膨胀的舱外航天服直径达到190厘米。列昂诺夫拼命旋转着身体，此时他的心律达到每分钟190次，体内温度也急剧升高。情况紧急，他不得不冒着患减压病的风险，再次调低航天服内的压力。最后终于转过身来，将气闸舱的舱门关闭上，对气闸舱重新加压，并回到飞船座舱中。

　　虽说从发现航天服膨胀到关闭舱门前后不过210秒，但列昂诺夫所承受的心理和生理压力却是难以想象的：他的体重减少了5.4公斤，每一只靴子里积聚了3升汗水。

　　多年后，莫斯科流传着这样一种说法：在太空行走的准备过程中，科瓦廖夫命令别利亚耶夫在列昂诺夫无法返回飞船的情况下单独返航。经过一番痛苦的思想斗争，别利亚耶夫终于答应了这一要求。列昂诺夫听到这个说法后，在接受媒体采访时袒露了心声：“即便牺牲自己的生命，我的战友也不会让我孤独地留在太空。”

　　◆第三折：回家的路，好难

　　开创人类历史的太空行走总算完成了，随后遇到的险情却更加惊心动魄。就在他们准备返航时，氧气压力急剧升高。为了防止发生爆炸，别利亚耶夫和列昂诺夫赶紧降低温度和湿度，但这些办法并未发挥作用。险情持续了整整7个小时，因为过于疲劳，两位航天员甚至一度进入梦乡。突然，类似爆炸的声音将他们惊醒，别利亚耶夫和列昂诺夫都以为最后时刻到来了。可周围的一切并未燃烧，相反氧气压力在慢慢下降，过了一会儿竟完全正常了。

　　原来，当列昂诺夫在太空行走时，飞船一直处于静止状态，其朝向太阳和背对太阳两个侧面的温差达到300摄氏度，飞船因此发生了轻微变形。列昂诺夫返回飞船后，舱门留下了小小的缝隙以至于飞船里的空气开始向外泄露。发现飞船内的空气向外泄露后，生命保障系统立即做出反应，氧气的压力随之不断升高。如果再持续下去的话，航天员必死无疑，可就是在这个时候，命运之神开始垂怜这些勇敢的人儿：睡梦中，航天员无意间碰到了补充空气的开关，强大的气压启动了排气阀，舱门随之彻底关闭了。

　　惊魂未定，别利亚耶夫和列昂诺夫发现飞船定位系统也出了故障。得到地面指挥部同意后，他们冒险采用手动方式着陆。飞船落到了原始森林深处两米厚的积雪上。两位航天员费了九牛二虎之力爬出舱门。伴着暴风雪，他们架好天线，向指挥部发出呼叫信号。不知什么原因，迟迟没有得到回应，狼群的呼号声却越来越近。天黑了，气温越来越低。两位航天员本想用降落伞裹在身上御寒，可降落伞偏偏挂在了树梢上，飞船的制冷空调怎么也关不上。列昂诺夫的航天服内灌满了汗水，他不得不在零下二十多度的严寒中光着身子拧干内衣。

　　就这样，直到第二天，搜寻人员才找到别利亚耶夫和列昂诺夫。直升机投下白兰地、食品和防寒服，但由于风太大，两位航天员眼睁睁地看着这些东西被吹到远处，最后到手的只有几根香肠和一只皮靴。命运就这样跟他开着不大不小的玩笑，到第三天的时候，他们才穿上滑雪板，赶到了9千米外临时建起的停机坪。

　　与此同时，欢呼声响彻全世界——为航天英雄，更为人类在太空所跨出的第一步！

成果展示