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(高中)宇宙航行 高一物理 人教版第二册
发布时间: 2016-03-29    浏览次数:3453     来源:

    题:    
    科:    
所用教材: 高一 年级  人教  版 第 物理
  者:        
    位:    安徽省淮南第二中学 
 
 
 
 

课 题
   
设计者
徐志林
设计意图
教学设计的出发点
本章如同一部荡气回肠的交响乐,沿着科学的足迹展示人类对宇宙的认识过程。其间,人类的精英依次登场,伟大的发现引导人类文明的进程,精妙绝伦的思想折射出人类智惠的光芒。本章到了这一节,已经是基本上接近尾声,从科学知识的角度讲,本节课只要求学生知道人造地球卫星的发射原理及三个宇宙速度就可以了,但纵观全章,本节课是对学生进行科学精神熏陶的极佳时机。宇宙探险是最具有挑战性、最能体现人类智慧、最需要勇气的活动。通过浩瀚宇宙美仑美奂的图片激发学生对宇宙的向往、热爱,通过世界各国尤其是中国的航天成就,激发学生的学习热情,为学生将来投身航天事业播下种子。所以,我认为应当把思想www,8522.com和情感培养作为本节课的的主要目标。这也是我所体会的“新课改”精神。
 
教学目标:
⒈通过实例了解人类探索太空的历程,希望能培养学生 对航天事业的热爱,引起学生的兴趣;通过对我国航天事业发展的了解进行爱国主义www,8522.com,激发学生学习科学,热爱科学的激情,增强民族自信心和自豪感
⒉了解发射人造地球卫星的基本原理及三个宇宙速度,包括第一宇宙速度的推导及三个宇宙速度的含义。
⒊了解人造卫星的三种轨道及同步卫星的特点。
⒋在探索的过程中培养学生的想象、设计及建立物理模型的能力。
 
教学重点:
⒈激发学生热爱宇航事业、爱国、爱科学的热情。
⒉三个宇宙速度特别是第一宇宙速度;
 
教学难点:
⒈第一宇宙速度是最大的轨道速度也是最小的发射速度;
⒉由第一宇宙速度向第二、第三宇宙速度的过渡。
 
教学方法:
以声音、图片、视频、模拟动画、实物模型等多媒体辅助的、引导学生积极参与探讨的综合启发式教学
 
教学器材:
    自制多媒体课件、神舟号飞船模型、长征三号运载火箭模型
 
教学过程设计:
一.本课的总体结构
本节课由三个大部分组成:引入、教学主体和结尾。
引入部分和结尾部分有相似之处,都是使用雄浑、激昂、坚定,又有点悲壮的背景音乐为衬托,在引入部分展示飞天图画、人类第一颗人造地球卫星、加加林、阿波罗11号登月及美国的航天飞机发射,重点展示中国的神舟号飞船发射、嫦娥一号和太空行走。使学生为祖国的强大而自豪。结尾在音乐较凝重、雄浑的部分展示从地球到太阳系,再到银河系及浩瀚的星空,表达人类探索宇宙的坚定决心和百折不挠勇气,在轻缓部分则通过模拟动画和照片展示广袤宇宙无穷的魅力,在适当的地方给出引导性的语言,特别是结尾部分通过发人深省、激励性的语言将教学推向高潮、推向学生的思想深处、推向将来。
教学主体包括四个部分:首先,由引入部分提出一个问题:“刚才的音乐一定给你留下了深刻的印象,你从刚才的音乐中感受到什么?”,通过这一问,希望学生能理解引入部分的含义,然后共同了解人类探索宇宙的几个里程碑。第二部分,先假设一个科学案例,一个人被自己平抛出去的球砸中,以此引入新课。引导学生展开讨论并介绍牛顿的人造地球卫星设想。第三部分是本节课的教学重点:三个宇宙速度。第四部分介绍卫星的三种轨道及同步卫星。
 
二.教学过程
☆标记为3522.com的备用网址引导部分  ★标记为学生活动部分
【引入部分】
播放由音乐和视频、图片编辑而成的一段影片。
★音乐:设问:“你从刚才的音乐中感受到什么?”, 如果没有这一问,学生可能会把引入部分当作美国宇宙探险类的大片来看了,不能细腻地体会其中的含义。希望学生能说出:雄浑、有力、坚决、不屈不挠、悲壮、祖国、强大、自豪等等字眼。
☆历史的丰碑:通过大量的、有选择性的、里程碑式的宇航事件,用生动的图片、视频介绍人类探索的宇宙的过程,特别就中国的宇航事业发展重点介绍并展示中国的神舟号飞船模型。人类在探索未知世界时的勇气和牺牲是共同的。以此讴歌全人类在宇航事业中的努力、牺牲;以此对学生进行爱国主义www,8522.com,为祖国的强大而自豪。希望能在学生的心灵中播下点种子。
【新课教学】
⒈一个科学案例
☆理想化实验:一个人站在水平地面上将一个小球平抛,初速度越大,水平位移越大。由于地球表面是圆弧形的,在较大的范围内已经不能看作平面了,但落点越来越远,最终可以绕地球一圈,又回到出发点,并接着重复运动,不再落地了(配插图、动画)。
★     引导学生讨论:你能解释这种现象吗?学生根据前
面学过的知识应该能够认识到,只要物体在地球表面附近达到一定速度,地球对物体的引力恰好提供所需要的向心力,这种情形是完全可以实现的。至于条件,学生可能会谈到速度的大小问题、发射的方向问题、在赤道上方等等。
   ☆ 当谜底揭开之后再介绍牛顿当年关于人造地球卫星的设想。在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中,牛顿设想,抛出速度很大时,物体就不会落回地面。(此为简单介绍,不必占用太多时间)
⒉三个宇宙速度
①第一宇宙速度、含义及推导(这是重点)
☆ 通过大屏幕引导学生,由于在上一章中,学生已经进行了相关计算,所以,这里的数值运算并不会占用太多时间。也就是说,第一宇宙速度的数值还是比较容易到手的。
★ 通过引导学生讨论如何获得第一宇宙速度,进而为学生理解发射速度奠定基础。学生可能会想到许多方法,如:用手仍出去、用弹弓发射出去、用大炮打出去等等,通过实际数据向学生说明不可行。
☆   利用大屏幕向学生介绍19世纪中叶的俄罗斯学者
齐奥尔科夫斯及三级火箭火箭的发射过程。利用长征三号运载火箭模型再辅以长征三号运载火箭发射全过程的模拟动画使学生对此有一个深刻的认识。
★     可引导学生进一步探讨:将来,你有没有更好的方
法把飞行器送入太空?(在这里可以引导学生展开想象的翅膀尽情的设计、遐想,也许就此打动了学生心里的某些东西呢,如将来也许能设计建造成功电磁轨道发射装置,把飞行器一次就能送上太空,也许发明了反重力装置,没有惊天动地的发射也能在无声无息之中飞向太空,也可以介绍美国曾试验在飞机上进行高空发射等等)
②第二、三宇宙速度及含义
☆  这部分适当介绍即可,要特别注意语言的准确性,要注意从第一宇宙速度用学生能接受的科学逻辑过渡到第二和第三宇宙速度。具体参见下面的“导引词”专题
③对三个宇宙速度进行小结
★ 通过小结使学生在头脑中进一步掌握宇宙速度的含义、数值
④讨论
★ 通过讨论使学生理解第一宇宙速度既是最小的发射速度,也是最大的轨道速度,同时理解掌握粗略计算第一宇宙速度的简单方法。
⒊介绍人造地球卫星的三种轨道
通过图片和动画进行展示、介绍赤道轨道、极地轨道和倾斜轨道三种卫星轨道,重点介绍地球同步卫星。
具体做法是:先展示相应图片,让学生观察其轨道特点,然后进一步利用动画更为形象、直观地展示卫星的运动情景。对于同步卫星要在观察视频的基础上研讨其运行特点并估算其轨道高度。
 
 
【结束部分】
与教学引入对应,以一首雄浑、激昂的音乐为背景,依次展示人类的摇篮—地球、天空的飞鸟、太阳系的行星、彗星、旋转的银河、璀璨的河外星系、梦幻似的星云,同时把自己的情感也通过文字随图像一起展示:我多想有一对飞翔的翅膀、让我们驾着彗星去旅行、宇宙有没有边界?有没有起始和终结?地外文明在哪里?
作业:请同学们课后把自己的感想或理想、梦想写在作业本上。
 
【板书设计】
普通高中课程标准实验教科书物理2必修第六章第五节
   
 
⒈ 历史丰碑        ⒊三个宇宙速度
 
⒉科学案例        ⒋三种卫星轨道
 
【附录一】导引词(也叫问题链或思维链)设计
⒈我们今天讨论一个充满幻想、充满诗意、充满智慧,而又充满艰辛、勇敢、无所畏惧的课题:宇宙航行。(一节课的导入)
⒉刚才短片中的音乐一定给你留下的深刻的印象,你从中感受到什么?(引导学生回答)
我把我的体会与同学们交流:坚定、自豪、勇敢、悲壮、不屈、祖国、强大等等
⒊刚才的短片中一定有你熟悉的画面(导入下面的讨论或介绍)
(飞天、加加林等由学生识别就可以了,重点介绍万户、杨利伟、嫦娥一号、太空行走)
人类在宇宙探险中取得成就的同时,也伴随这巨大的牺牲(介绍挑战者号等)
⒋天上的星星在召唤,人类在宇宙探险中前赴后继、勇往直前,但一个重要问题首先摆在我们面前:我们如何飞出地球?
这要从一个大家熟悉的问题入手(过渡到科学案例即平抛问题)
⒌高度一定,初速度越大,落点越远。若人将小球用足够大的速度抛出……水平抛出的物体怎么会从后面飞回来呢?(引导学生讨论)
⒍我们通常在小范围内往往看到地面上平的,但请别忘了,地球是一个球体,地面是一个球面。随着落点越来越远,抛出去的物体开始绕地球转动,当速度足够大时,物体恰好能绕地球绕一圈。此时,若物体不受阻挡,会怎样运动?(引导学生讨论)
同学们今天的想法居然与牛顿当年的想法是一样的,这是牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中的卫星原理图
⒎下面我们重点讨论刚才提出的问题,物体为什么不落回地面而围绕地球做匀速圆周运动?其关键因素是什么?
⒏那么,物体需要多大速度才不会掉下来呢?
⒐通过以上分析和计算,我们知道物体绕地球转动而不掉下来的关键因素是速度,这个速度达是7.9㎞/s。那么,如何使物体的速度达到7.9㎞/s呢?
⒑利用三级火箭飞出地球是目前普遍采用的、有效的方法,但这种方法已经用了几十年了、危险性大、代价高,有没有更好的方法呢?大家可以设计、设想……
请各个研究性学习小组把它作为一个课题研究一下。
⒒如果把卫星送到近地轨道时,速度比7.9㎞/s大一点呢,卫星会怎样运动?至于轨道为什么是椭圆,将来可由数学证明,实际上我们看到就是椭圆,同样遵循开普勒运动定律。(介绍近地点、远地点、速度变化等等)如果比7.9㎞/s大一点、再大一点,卫星的远地点离地球会更?那再大、再大呢?会不会出现,当速度足够大,远地点离地球太远,以至于可以认为地球对卫星的引力为零,这时,卫星
再也不会回来了。这个速度经计算是11.2㎞/s,叫第二宇宙速度。若再大呢?
⒓刚才我们讨论了三个宇宙速度,知道如何把卫星送上天了。那么,卫星在天上沿那些轨道运行呢?
⒔(大屏幕上展示赤道轨道卫星)请观察这种轨道有什么特点?
赤道轨道卫星中有一种特殊的卫星,请大家观察(展示同步卫星)
这种卫星的运行有什么特点?
这种卫星叫做地球同步卫星。请大家课后根据自己的天文学常识估算它的轨道高度(不准用计算器)
⒕(大屏幕上依次展示极地轨道卫星和倾斜轨道卫星)请观察这种轨道有什么特点?
⒖这些轨道的圆心都在哪里?
⒗最后请大家欣赏我制作的另一个短片
结束语:同学们,茫茫宇宙,美不胜收.请大家课后在作业本上抒发一下你的感想或志向。
【附录二】听课3522.com的备用网址的反馈意见附后
 
教学反思:
本节课最成功的地方就是把思想www,8522.com和情感的培养放在首位。不仅准确地把握了新课改的精神,而且由于思路正确,盘活了整堂课,使之没有落入仅仅进行规律探讨和解题的俗套。第二个成功的地方是解决了教材中一直没有讲清的发射速度和轨道速度问题。但由于教学时间的限制及教学定位的问题,本节课没有就变轨问题进行探讨,有待在后继课程中解决。第三个成功的地方是组织学生就飞出地球的方式问题进行设计、研讨,我认为这可能会激发学生心中的某种热情,我坚信将来一定有更先进的飞行方式发明出来。第四个成功的地方是在物理教学中很好地使用了音乐语言,使这种看不见、摸不着但又实实在在存在而又能打动学生心弦的东西在教室里流淌。我对本节课结束语的设计一直不太满意,还需要斟酌。课后许多3522.com的备用网址的评价和鼓励是最好的反思内容,必将有益于我今后的教学。
 
         2009年4月9日淮南二中第二十九届教学开放日
         2009年4月13日皖中地区物理教学研讨会
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
培养情感
 
 
 
参见左边
详细内容
 
 
 
 
通过虚拟的动画情景引起学生兴趣,利用学生能够理解的方式学习第一宇宙速度。
 
 
 
 
 
 
 
对发射过程有一个全面了解,通过模型和动画视频展示我国长征三号火箭,学生倍感亲切。“探讨”的最终目的是把学生引向未来。
 
这是教学难点,用动画辅助及准确的科学逻辑语言解决。
 
这是教学难点,通过讨论解决。
 
知道三种卫星轨道,培养估算能力
学校评审小组的课堂点评
热爱:因为热爱才有了这节课立意深远,因为热爱才有了这节课饱含激情;
智慧:没有扎实的教学功底和多年的教学实践是不会将本节中困扰许多3522.com的备用网址的教学难点化解于无形之中的;       
精湛:多媒体课件的制作,技艺精湛,很好地完成了教学辅助任务,且音乐、图片、视频美仑美奂 

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