泰宇版地球科學(108課綱)課本的教學與學習心得

1-1.2 孕育生命的條件(P.9)

課文解析
從課文的第一段讀起來,作者想表達孕育生命的條件應該是「穩定繞行恆星的軌道系統」。從第二段開頭讀起來,「恆星穩定的發光能力」似乎也很重要。但是後續的適居帶介紹,主要在強調恆星發光強度和行星繞行軌道距離之間的「遠近」關係,與「穩定」與否並不相干。且整段文字一直到結束,都沒有探討「穩定」的環境特質。

以適居帶的介紹及討論大氣環境條件的課文內容來看,本段課文主要表達的孕育生命條件應該是以「液態水可以存在」當作條件而定義的「合適溫度」。因此以恆星發光強度及行星軌道與恆星的距離提出適居帶,再以行星大氣的溫室效應當作條件,來說明地球符合孕育生命的條件。

而「能否維持長時間環境的穩定」並非不重要,而是本段課文並未探討到相關內容,因此建議第一段與第二段開頭的文字應該加以調整。

教學與學習的建議
在教學上,我會先說明本段課文的主旨是在解釋「孕育生命的條件」,然後以符合適居帶和合適的行星大氣環境來當作支持這個「孕育生命的條件」的更基本條件。然後我會請同學閱讀課文,閱讀課文時:

  1. 找出課文想表達「孕育生命的條件」是什麼?
  2. 理解「適居帶」的概念,並加以圖示(同時圖示一個恆星比較亮的適居帶範圍和一個恆星比較暗的適居帶範圍)
  3. 說明行星大氣必須符合怎樣的條件才能符合課文所提「孕育生命的條件」。
  4. 回答完2、3題之後,請回頭看看第1題剛剛自己回答的「孕育生命的條件」,是否和第2、3題的答案有因果關係?
  5. 根據第2、3題的答案,重新修正本段課文想表達「孕育生命的條件」應該是什麼比較合理?

老師需要額外解釋的部分

  1. 引導學生思考為何「孕育生命的條件」會與液態水有關(學生有學過,只是需要加以連結)。
  2. 部分學生對於適居帶範圍與恆星亮度之間的關係會有理解困難的情況。
  3. 學生容易以為「適居帶」的概念只是在分析太陽系,需要老師引導適居帶可以是檢核系外行星系統是否有「孕育生命的條件」進行初步篩選之用。
  4. 適居帶所考慮的行星大氣條件是以地球大氣為基準,一般同學比較想像不到。
  5. 可以將行星質量與行星大氣量做連結,引起學生對金星大氣量不同的好奇,延伸到1-1.4地球大氣演化的學習。

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