1. 天体运动说课稿【一等奖】

万有引力与航天

教学设计

基本信息

姓

名

学

科

年

级

王小明

物理

高一

学

校

邮箱

教科书版本及章节

中国地质大学附属中学

124010517@qq.com 万有引力与航天

单元教学设计

单元学习主题

1.单元教学设计说明

本单元是应用牛顿运动定律研究曲线运动。牛顿运用其运动定律研究天体运动并结合开普勒定律建立了伟大的万有引力定律。牛顿运动定律和万有引力定律构成了牛顿力学的核心内容。本单元教学过程中可以让学生通过阅读、观看视频、讨论交流等方式让学生充分了解科学史、掌握科学研究思维方法、学习科学家求真、求简、求美的科学思想，提高学生的科学素养。

2.单元学习目标

学生通过理解行星运动定律（开普勒三大定律及万有引力定律），逐步完善物质运动观和相互作用观。通过人类探索行星运动规律的历程，体会科学思维中的模型构建、推理论证、质疑、创新、假设等方法；通过卡文迪许扭称实验、月-地检验发展探究能力；通过认识开普勒行星运动定律的科学价值，体会科学家们勇于探索的科学态度和科学精神发展对科学本质的认识。

3.单元整体教学思路（教学结构图）

万有引力与航天

行星运动规律

基

础

万有引力定律

应

用

万有引力定律应用

发

展

原

因

开普勒行星运动的规律

万有引力定律发现发展

检

验

认

识

经典力学的局限性

天体运动

宇宙航行

宏观

低速

弱力

1

的特征。

5.学习活动设计

教师活动

环节一：创设情境

引入问题

教师活动1 播放视频：电影《流浪地球》片断。

学生活动

学生活动1 观看视频，明确本章所学内容和本节课学习目标。

活动意图说明：

通过视频引入新课，激发学生学习兴趣。

环节二：探究“地心说”和“日心说”争论的焦点

教师活动2 1.地心说系统理论

播放日月星辰东升西落的视频。

问题1：通过视频大家能够得到最直接的结论是什么？这些物体运动过程中相对哪些物体在运动？

问题2：什么是地心说？

问题3：什么是行星逆行？

问题4：地心说怎么解释的行星逆行？

问题5：假如你处在“地心说”盛行的时代，根据你的生活经验，对“地心说”的正确性你能提出哪些质疑吗? 问题6：为什么我们抛弃了地心说？

2.“日心说”理论

问题7：什么是“日心说”？

问题8：从运动的相对性来看，日心说、地心说仅是参考系发生了变化，二者应该都对，那为什么我们还讲日心说战胜了地心说?

思考并回答教师提出问题。

教师适时补充。

学生活动2

学生思考并回答问题。

教师适时补充，引导。

活动意图说明：学生阅读教科书和相关材料，经历初步的“地心说”和“日心说”的科学探究过程，特别是探究“地心说”和“日心说”争论的焦点，提高学生获取资料、分析资料的能力；在交流讨论后，学生可提出自己的问题并择要进行分析讨论，提高学生的质疑能力，让学生体验科学的探究过程乐趣。同时通过对第谷精于“观测自然”的描述，则强调了实验观察手段在科学研究中的重要作用。

环节三：巧设冲突问题，构建行星椭圆定律

教的活动3 问题9：行星的运动规律到底是怎样的？我3

学的活动3

们如何描述行星的运动？8’到底是怎么回事？

问题10：所有行星运行的轨道是椭圆，我们如何可以画出一个椭圆呢？

学生观看PPT动画演示，体会经历的过程。

学生2人一组，画椭圆并简单归纳椭圆的特征。

活动意图说明

通过还原历史上8角分引起的天文学地震，让学生感受科学规律的得来过程需要坚持和不懈的努力，让学生描述定律并命名，领会开普勒第一定律蕴含的思想方法，从而完善学生的运动观。

环节四：精确计算面积，构建行星面积定律

教的活动4 播放动画行星绕日运行的轨迹动态图

问题11：行星运动的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆的焦点上，行星与太阳的距离不断发生着变化，行星的运动还有哪些奥秘？

学的活动4 学生：观察动态图，思考教师提出问题。

在教师引导下再思考：速度大小是从一维角度分析的，能否从二维角度进行分析呢？如何比较面积关系呢？

学生：通过坐标纸上格数多少可以知道在相等时间行星与太阳的连线扫过的面积大小的关系。

从而得到开普勒第二定律，鼓励学生给这个定律起个名字。

t3

行星

B

F t4

t2

F 太阳

A

t1

活动意图说明

通过问题的引导引发学生思考，同时通过小组同学间合作体验科学论证的过程，进而促进学生科学思维的养成。

环节五：经历数据分析，构建行星周期定律

教的活动5 问题12：我们知道了行星运动的轨迹是椭圆，任意一个行星与太阳的连线在相等时间扫过的面积相等。行星的运动还有那些定量的关系？

学的活动5 观察老师给定的数据，猜测两者之间的关系？通过小组合作计算得到行星运动轨道半长轴和周期之间的定量关系。

a3思考比值可能和什么有关？

问题13：行星运动的2和什么有关？

T活动意图说明

经过给定数据，学生进行猜测物理量之间的关系，让学生经历一个简单的小探究过程，结合利用excel进行作图，强化学生数据分析处理能力，同时也体会科学家在探索行星运动规律过程中所经历的艰辛。

环节三：

小结

4

小结本节课内容

6.板书设计

一、“地心说”与“日心说”

二、行星运行规律

1.开普勒第一定律（轨道）

2.开普勒第二定律（面积速度相等）

3.开普勒第三定律（时空关系）

7.作业与拓展学习设计

作业：老师做了这样的一个实验想模拟开普勒第二定律，如图所示，底部戳有小孔的纸杯，将支架固定在桌子的边缘，用细线将纸杯连到支架上，地面上铺1张报纸，构建好的装置如图。在纸杯中装入16个玻璃珠，用于稳定纸杯的运动，在纸杯中倒入适量的稀释后的红墨水，在合适的角度摆动纸杯，确保纸杯做一个椭圆摆运动，从小孔落到报纸上的墨水可以追踪纸杯的椭圆运动轨迹，发现墨迹在在“近日点”比远日点稀疏。你如何评价这个实验？

8.教学反思

本节课是万有引力与航天这章的起始课，在准备过程中查阅了一些书籍和文献，使得自己对行星的运动规律有了较深入的理解。在进行课程设计的过程中，尽量让学生“体会”到开普勒三定律的建立过程。由于学生在数学上的知识还未能对椭圆有一个全面的认识，因此，在教学设计时安排了让学生自己动手画椭圆，体验行星绕太阳运动，同时得出椭圆的特征；在学习第二定律时，让学生通过坐标纸数格计算得出面积的关系；第三定律让学生经历了简单的探究过程，得出整个行星系统的规律。整体基本实现了课前的预期，但是也存在一些问题。

本节课整体老师讲授太多，有些问题可以再细化。例如在行星运动规律建立的历史过程可以让学生在预习的基础上说出自己的想法，有些简单内容可以不再叙述，只是针对关键问题或是学生没有理解到的问题进行针对性讲解，学生的积极性会更高，同时学生进行的思维训练就会更加深入。另外开普勒第二定律的得出还稍显生硬，

还可以更加优化。反思这节课深刻体会到有些问题可能不仅仅是本节课中存在的问题，更是自己教学方式中需要改变的和改进的。

我非常庆幸自己有机会上一节这样的展示课，准备过程中得到了专家的指导，评课过程中也得到了同行的中肯的建议。所有的这一切让我深刻反思自己教学中存在的问题，教育教学的路上没有终点，我会继续努力。

5

t3

行星

B

F t4

t2

F 太阳

A

t1

学案1：开普勒第二定律

学案2：开普勒第三定律

开普勒把地球作为比较标准：以日地平均距离（天文单位）为距离单位；以地球绕太阳运动周期

（一年）为时间单位。请你探讨它们之间存在什么数量关系？(合作、共享)

行星

水星

金星

地球

太阳距离R

0.387 0.723 1 公转周期T

0.241 0.615 1 6

火星

木星

土星

1.524 5.203 9.539 1.881 11.862 29.457

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