1、“用智慧经营：w课ww堂ite”d征o rg文cnhttp：www itedU 0 rg Cn毛 曩 垦 遥看一千 宇宙航行教学设计 宇宙航行是新课程人教版物理必修2第六章 万有引力和航天 第五节教学内容，主要介绍万有 引力的实践性成就。除了要求学生深刻理解第一宇宙 速度，定量地解决卫星运动的实际问题外，还需要让 学生通过了解航天发展史，充分感受人类不断探究客 观世界的精神，激发学生的爱国热情和民族自豪感。 一、教学目标 知识与技能：理解人造卫星发射原理，推导第一 宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度，简单了解航天 发展史。 过程与方法：在学习天体物理学中掌握科学的 思维方法，培养学生分析推理能力
2、和合理表达的能 力。 情感、态度与价值观：了解人类及中华民族探索 宇宙的历史，激发学习科学、热爱科学的激情，增强 学生民族自信心和自豪感。 二、教学重点难点 重点：卫星绕地球运动所需向心力、第一宇宙速 度的推导、运行速率与轨道半径之间的关系。 难点：运行速率与轨道半径之间的关系。 三、媒体设计 1素材选择 视频剪辑片段：神舟系列宇宙飞船发射、运行、 返回及神七宇航员太空行走的画面。 两个动画：(1)牛顿草图动态模拟(将原教材中 静态的牛顿草图通过技术处理成动画，各轨迹对应的 运动可独立控制并分别与不同抛出速度相对应)；(2) 宇宙速度动态图景(同样是将原先教材上静态的三个 宇宙速度对比图通过技
3、术处理动态化，设计时添加速 度改变按钮，拖曳按钮可动态改变速度大小。当速度 达到三个宇宙速度临界点时，轨迹发生分别对应的改 变)。 若干张图片：分世界航天史及中国航天史两部 口卞龙宝 分，以时间为序排列。 2使用媒体的目的 利用实验及多媒体技术优势，让学生形成感性认 知，以问题为中心，在观察与体验中思考，自觉地由 浅入深、由感性到理性分层探索，再通过师生的讨 论、分析、概括及应用，实现由感性认识上升为理性 认识。 四 教学流程 1创设情境 激发情感 播放“神舟系列字宙飞船发射、运行、返回及神 七宇航员太空行走画面”的视频剪辑。播放的同时， 向学生介绍有关宇宙飞船发射、运行、返回等过程中 的一些
4、常识。 师：自古以来，飞天一直是全人类的梦想。人类 为此做出了不懈的追求和巨大的牺牲。我国古代的万 户就是其中一个。他曾经用4 7枚火箭捆绑在坐椅上， 尝试飞天，最后点火时因火箭爆炸不幸献出了生命。 一次次的失败并没有阻止人类探索太空的进程。人类 第一颗人造卫星终于在l 9 5 7年1 0月4日从前苏联升 空。我国也于1 9 7 0年发射了第一颗人造卫星。从神 舟五号首次实现飞天梦，到神舟六号多人上天，再到 神舟七号太空行走，圆了中国人盼望已久的飞天梦。 这是每一个中国人的骄傲和自豪! (将视频音量调 小，教师的讲解与课件播放同步。) 师：人类是怎样将卫星和飞船发射出去，并送人 太空的呢? 学
5、生开始交流。 教师出示课题：宇宙航行。 2观察思考 合作探究 第一阶段：诱导观察。 实验演示：在讲台上先后以不同水平速度(一次 比一次大)击出小球。 教师设疑：观察和比较几次不同的演示，你能发 现什么? 200905 53 叫儿 塾塾熊夔塞 课堂”征文选登 itedu o rgcn 师生小结：(1)物体由于地球引力的作用均落回 地面。(2)物体的初速度越大，飞得越远。 第二阶段：放飞思维，大胆猜想。 动画诱思：操作动画将演示情境由地面动态转变 为高山。并提出问题：如果地面变成了高山，情况会 牛顿的人造卫星设想 图1 怎么样呢? 教师激趣：牛顿曾经 说过，“没有大胆的猜测就 不可能做出伟大的发现
6、”， 你对此有怎样的猜想? 学生分组讨论、交流。 教师陈述牛顿的假 设：从高山上用不同的水 平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一 次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速度足够 大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球 旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造地球卫星。 (同步演示图1牛顿草图动态模拟课件，使学生在头 脑中对整个演变过程形成初步的概念和印象。) 教师进行科学点拨：在已有事实的基础上合理外 推、合理假设，这是认识未知事物的科学方法。 第三阶段：合作探究，演绎推理。 教师设疑：为什么物理学大师牛顿关于卫星的设 想提出后很长时间都未能实现? (学生经过思考后可 想到跟发射的
7、速度大小有关系。) 教师追问：如何求卫星绕地球做圆周运动所需要 的速度大小? 师生合作探究人造地球卫星绕地球运行的动力学 原因万有引力提供人造卫星围绕地球做圆周运动 所需要的向心力。此结论是今后研究天体问题的基本 思路。 一 学生板演推导过程 =等 一J ，教师 巡视指导答疑，帮助全体学生达成学习目标。 师生共同合作，代人数据，计算出第一宇宙速度 值v ：79kmS，并说明历史上牛顿关于卫星的设 想未能实现的原因。 一 根据公式，一 ，讨论v与r的关系(v 、 ，r 越大，v越小，即卫星越高，环绕速度越小)。 师：卫星越高，环绕速度越小，那发射是否就越 容易呢? (从能量角度，辨析发射速度与运
8、行速度的 关系。) 学生通过阅读了解当卫星的发射速度大于第一宇 宙速度时的三种可能，并由教师引导得出第二、第三 中小学壁照m穰膏 54 200905 宇宙速度。 动画演示卫星运动 图景(图2)：通过动画 动态展示卫星的发射速 度在达到第一宇宙速度 时及在此后不断增大过 程中，卫星运动轨迹由 图2 围绕地球运动的圆周到椭圆，再到偏心率逐渐变小的 椭圆，直至挣脱地球引力围绕太阳运动及最后飞出太 阳系的整个变化过程，帮助学生形成正确的卫星运动 图景。 3梦想成真 联系实际 教师用图片展示世界航天史和中国航天史。在播 放过程中，可要求学生关注我国在航空、航天领域所 取得的巨大成绩，同时也应实事求是地指
9、出：目前， 我国与航天大国美国、俄罗斯之间仍存在较大的差 距，从而进一步激发学生学习科学、热爱科学的激情。 4情感激励 课外探究 结束语：浩瀚的宇宙就像一座丰富的宝藏，吸引 着人类的目光，激励我们去探索其博大和神秘。目 前，开发太空资源，开创空问产业，实现太空居住， 已逐渐成为航天活动的主旋律。你想了解更多的航天 知识吗?想在航天方面发挥自己的能力吗?请阅读相 关书目，也可上网收集有关航天科学知识。我相信大 家只要努力学习，一定能实现你的理想。 课外探究参考题：(1)人造卫星的种类和资料； (2)同步卫星的含义及特点。 5练习反馈 拓展延伸(略) 五教学反思 宇宙航行)的教学内容抽象。以往的教学设计 都是以理论推导为主，再通过练习不断纠正学生的错 误观念，达到强化教学目标的目的。本设计中，笔者 则根据教与学的实际进行了创新性设计。一是通过创 设一系列真实的问题情境，引导学生独立地思考、猜 想、分析、推理。这种教学方法很好地将思维发展与 知识认知有机地结合起来，充分体现了新课程中关注 知识内部生成的现代教学理念。二是借助多媒体技术 在创设情境、模型转化、形成表象、动态解析、过程 展示等方面的优势，为学生的学习提供丰富多彩的教 育环境和有力的教育工具。田 (作者单位：江苏大丰高级中学)
