地球的历史

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《地球的历史》教案

针对年级:五、六年级
课程时长:2课时
【教学准备】
所需材料:笔记本电脑(最好有投影),打印材料,白纸,笔,直尺
一、导入
46亿多年来,地球表面一直不断地在分裂、变形、震动、断裂。地球时时刻刻都在发生变化,这些变化有的可能经历了几千年甚至几万年,有的则是突然爆发的,其形式是地震或者火山爆发。
大陆已经漂移了成千上万千米;海洋形成于一个地方,却出现在另外一个地方;山脉也可以耸立在原本是平原的地方;好几千米厚的巨型冰川则能够削峰成谷,然后冰川融化,流入大海。这些故事都确凿地记载在地球的岩层上。
今天的课程将带大家走入地球的传奇历史中,从地球的诞生一直走到今天。
二、地球成长的岁月
1.与地球的对话——生长期的痛苦
详见附件
2.制作时间轴(分组活动)
随着太阳和太阳系里其他星球的形成,地球也于46亿年前形成了。但是在很长的时间里,地球不适于任何生命存活。最初,地球非常炎热,整个表面都是熔岩和岩浆的海洋。
随着地球逐渐降温,地球外壳开始形成。那些质量轻一些的地壳碎片开始漂浮在熔岩上面,火山爆发了,陆地开始形成。这样,地球表面开始积水,于是海洋面积不断变大。最初,虽然由于火山爆发使空气中充满气体,可是地球上的氧气仍然很少。但随着菌类和植物的不断进化和生长,它们呼出的氧气不断进入水和空气中。
每组发一张已经制作好的“地球成长的岁月”(见附件)
教师讲解:
46亿年前:最初,地球的温度非常高,整个地球表面都是熔岩和岩浆,有几百到上千千米深。慢慢的,随着地表温度的下降,较重的金属(例如铁和镍)沉积到地球核心,而地球表面则形成一层外壳。但地球内部仍聚集着大量的热能,造成火山爆发。由于地球表面的温度太高,水只能以蒸汽的形式存在。如果说存在大气,则主要是二氧化碳、氮气和水蒸气,这些都是由火山爆发产生的。彗星和陨石不断撞击地球表面,而月球还没有形成。正如我们所知,这时候地球上没有生命存在。
35亿年前:随着地球温度的逐渐下降,水蒸气凝结,海洋形成了。火山喷发出来的水和彗星从太空带来的水大面积地覆盖了地球表面。月球进入地球的轨道,它与地球的距离比现在要近。海洋中开始出现了生命:单细胞菌类生物在海洋表面能接受到阳光照射的地方生存。当这些有机物将太阳能转换为食物时,就会释放出氧气。同时,大陆开始出现雏形,火山爆发形成新的陆地,小块陆地互相撞击,又形成较大块的陆地。因为大气中没有足够的氧气,所以陆地上几乎没有植物存在。
5亿年前:海洋中的生物繁盛起来并不断进化。三叶虫在洋底游来游去。在超级大陆冈瓦纳古大陆(Gondwana)和劳亚古大陆(Laurentia)的温暖浅水处,珊瑚礁开始形成。在一直没有生命存在的岩石结构的干涸陆地上,这时候也许因为有了海藻而开始慢慢变绿。于是,大气中的氧气含量迅速增加。很快,陆地和空气便变得适于各种植物、昆虫和爬行动物等生命繁衍、生存。
5万年前:地球处于某个冰川期的中叶,平均温度只有5℃,比现在的温度要低。由于温度太低,从南极到北极,地球上到处都是冰天雪地,冰雪覆盖了北美洲,欧洲北部和西伯利亚的大部分地区。越来越多的水结成冰,导致当时的海平面比现在低约70米。而且,当时的地球上出现了更多的陆地:英国和欧洲大陆连接在一起,大陆桥将西伯利亚与阿拉斯加连接起来,澳大利亚与新几内亚是一块大陆。人类则生活在非洲、欧洲南部和亚洲。
讲解完毕后,开始引导学生制作时间轴。将整个地球的发展史缩短为一年,1月1日是地球的诞生日。以下是这一年中其他一些重大事件的发生日期:
2月21日:第一个生命出现
10月25日:雌雄同体动物出现
11月20日:甲壳类动物出现
12月15日:鱼类出现
12月25日:恐龙出现
12月31日晚上11时:恐龙灭绝
12月31日晚上11时59分57秒:哥伦布航行美洲
将地球的历史绘成一条水平的时间轴,平分为12个月,在时间轴上标出以上所有事件的发生日期。将绘成的时间轴与发下的年代表进行比较,确定每一事件发生在哪个时代,小组讨论当时地球的特征。
三、魏格纳和“大陆漂移说”
设想你一生中大部分时间都在捍卫一个自己认为正确但却无法得到证实的理论,别人取笑你,同时又很嫉恨你的成果。即使在你生命的最后时刻,你也知道自己非凡的见解仍不会被该学术领域的多数专家所承认。
欢迎来到阿尔弗雷德•魏格纳的世界。
天文学家出身的魏格纳,在大半生里却是以一个气象学家的身份工作着。在工作中,他逐渐成为一名经验丰富的探险家,并到格陵兰岛研究北极气候。无论在何地,他总是注意观察并寻找新的途径来解释身边的世界。
在研究了大西洋沿岸各大陆的海岸线之后,1910年魏格纳第一次提出了“大陆漂移说”这一全新的观念。其实,魏格纳并不是第一个观察到南美洲东海岸和非洲西海岸看起来像是一张拼板的两块,并且可以相互衔接的人,但他却是第一个去寻找证据,并证明它们曾是一个整体的人。
魏格纳转向地理学和古生物学来寻找证据证明他的观点。一个有趣的证据是某一已经绝迹的小型爬行动物的化石,能发现该生物行踪仅有的两个地方是巴西和南非。魏格纳认为:该爬行动物如此之小,如此脆弱,根本没有能力游过大西洋,从一块大陆到达另一块大陆。在研究出某些岩石和植物只能在这两块大陆找到,而在别处却没有之后,他确信,由于某种原因,两块大陆曾经是连在一块的。
是什么使它们现在却相隔几千千米呢?魏格纳设想地球上各大陆曾经连在一块,是一大片完整的陆地,并将其命名为“Pangaea”,即“泛大陆”的意思。这就能解释让人疑惑的事实:为什么曾经出现在斯匹茨卑尔根岛的热带蕨类植物今天会出现在北极。大约在两亿年前,“泛大陆”开始分离,各大板块漂移到地球的其他位置。1912年魏格纳简要建立起他的理论,然后,他用了3年时间在一本名为《大陆和大洋的起源》的书中对之进行了阐释。
四、地球:内部和外部
地球剖面图
大气圈:大量的气体延伸至宇宙空间越1609千米处,越接近外层越稀薄。氮气组成大气圈的78%,剩下的大部分则是氧气,还有极少部分的水蒸气,二氧化碳等。
地壳:地球的坚固表面。在海洋底部,地壳大部分是玄武岩,大约有4-7千米。在陆地,地壳较为厚一些,最厚可达64千米。
地幔:大约为2897千米厚,占地球体积的85%。其顶部有时被称为“具有可塑性的”,那是因为尽管它很坚固,但却是可以活动的。地幔的外部和地壳一起被称为岩石圈。岩石圈组成了一个不断活动的巨大板块。
地核:地球的中心。外地核大约为2253千米厚,其主要成分是液态铁、镍和其他元素。内地核大约1287千米厚,为固态,温度达4982℃。
五、地球雕刻师

给流水足够的时间,它将在坚硬的岩石上刻出痕迹。因为某些岩石比其他的岩石柔软,这就使得河流能够为陆地塑形。河流从一个地方冲出泥沙,然后把它们移动,沉积到另一个地方。这意味着河流很少笔直的流动,大多数河流会在峡谷中走出一条弯曲的路线。

如果有一块直径超过30米的岩石从天而降,将会发生什么情况?美国亚利桑那州温斯洛附近就有一个陨石坑,它是由一颗陨石在25000年前撞击地球形成的。这个陨石坑的直径大约是1200米,深度为180米。从一开始,地球就遭受陨石和彗星的撞击,但是地球上并没有留下很多陨石坑来证明这些往事。为什么?因为天气、腐蚀和板块构造运动在不停地改造着地球表面,拂去了陨石坑的痕迹。

风通过吹掉岩石块的方式进行剥蚀,这在沙漠地区是非常有效的,因为那里没有任何树木来保护地球。风同样也从地面卷走沙子和鹅卵石,能崛起岩石的根基,并刻画出蘑菇或杯状的岩石。
六、待解之谜:那里发生了什么?
课程活动,详见附件。
要求学生分组讨论,得出答案。
教师可酌情调整难度,例如把提示隐去,在学生得不出结论时再给他们。

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