2. 万有引力定律课堂实录【2】

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教材

书名：物理必修2 出版社：教育科学出版社 出版日期：2007年6 月

教学设计参与人员

设计者

讲课者

指导者

课件制作者

姓名

王秀

王秀

冯国菊

王秀

单位

新农村中学

新农村中学

新农村中学

新农村中学

联系方式

13426439208 13426439208 13691543525 13426439208 物理

学段：

第二学段

力学

万有引力定律

年级

高一

设计思想

万有引力定律是本章的核心，定律的得出过程又是学习中的重点。为此引课时借助黑洞这一热点，激发学生的学习欲望。讲授过程中以物理学史为主线，通过情景剧和角色扮演的形式让学生参演，让学生经历万有引力定律的发现过程。通过猜想——理论推导——检验等过程，学生在物理情景中主动参与知识的构建过程，体会这种大胆设想、巧妙验证并进行科学探索的精神与方法，让学生从科学家的角度分析、思考问题，提高学生建模能力及分析、解决问题的能力。

指导思想与理论依据

1、贯彻“物理教学的基本特征”理论。

（1）以创设问题情景为切入点。用生活中的热点天文话题黑洞引课、以丰富的物理学史情景剧展示为学生创设情境，激发出学生学习知识的兴趣。

（2）以万有引力定律发现过程中的物理学史为主线，以提升学生科学探究能力为重点。学生通过参演学史、建模推导，小组合作、讨论展示，最后理解万有引力定律及科学发现的一般方法。通过这样的过程，既能够体现学生学习的主体地位，又能够有效地提升学生的探究能力。

（3）以培养学生的学科核心素养为目标。教学结构明晰，从生活中的热点话题到物理学史的展示，通过建模利用牛顿定律和开普勒定律对万有引力定律进行推导，再对“月——地”检验思考验证，引导学生不断探究，充分激发学生热情，提高思维的深度和广度。 2、注重教学方法与教学内容的统一。

整个教学过程注重了互动与实践，将学史情景剧和多媒体演示相结合、将知识应用和现代科技相结合，教学方法与教学内容结合，注重“体现物理学科本质，培养学生物理核心素养”的教学理念。

教学背景分析

教学内容：

本节课是教科版高中物理教材必修2第三章《万有引力定律》的第二节内容。这一节通过对苹果自由下落所受的力和月球绕地球转动所受的力的讨论，引出牛顿建立万有引力定律的方法和思路，得出万有引力定律的内容，给出引力常量的数值。这一节万有引力定律的内容及公式是这章的重要内容，既是人类对天体运动的认识的延续，又是后面学习万有引力定律应用的基础，是力学中的重要部分。掌握好本节对以后力学综合中涉及天体运动的分析，对利用力与运动的关系解天体运动问题，有很大的帮助。

1

学生情况：我所任教的学校是密云区一所普通中学，学生整体素质不高，知识面较窄。学生具有较浅的观察现象和提出问题的能力，对任何新事物都充满了好奇心，已学习了牛顿运动定律、圆周运动的知识以及描述行星运动规律的开普勒三定律．对于万有引力定律的学习已有了一定的知识基础。

教学方式：直观演示法、讲授法、讨论法

学习方法：自主学习法、讨论探究法、总结归纳法

教学手段：多媒体教学、情景教学、参与式教学

本节课所涉及的内容中，部分环节以视频、图片等形式呈现资料，多媒体设备清晰有效的实现这一功能，为学生学习创设丰富真实的教学情景。课内学生有亲自参与情景剧的环节，并联系理论知识对天文热点简要介绍，这样既能够体现学生学习的主体地位，又能够有效地提升学生的探究能力，注重“体现物理学科本质，培养学生物理核心素养”的教学理念。

教学目标设计与重点难点分析

教学目标： 1.

知道万有引力定律的内容、数学表达式及适用的范围；知道卡文迪许测量万有引力常量实验的设计思想。

2．体会科学归纳与演绎推理的方法；体会扭秤实验的设计思想；感受科学家探索科学问题的艰辛和喜悦。

3．培养学生建构模型的意识和能力；培养学生严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。

教学重点：万有引力定律的内容及数学表达式

教学难点：万有引力定律发现的思路

问题框架

黑洞是怎样形成的？（观看图片）→行星为什么绕太阳做椭圆运动（观看视频和情景剧）→行星与太阳间引力推导（建立模型、小组展示）→“月—地”检验的理论统一及建立模型（角色扮演、观看图片）→“月—地”检验如何用数据检验→万有引力定律定律的内容→引力常量如何测定（角色扮演、观看视频）→总结归纳本节课收获的知识（讨论补充）→回扣黑洞问题（观看视频）→概括科学发现的一般过程有哪些（小组讨论、展示）

教学过程（文字描述）

1【热点话题引课】以黑洞图片，引出课题。

2【行星与太阳间力的猜想】通过视频及情景剧知道“行星为什么绕太阳做椭圆运动”。

3【引力推导】建立模型图、推导表达式。

4【“月—地”检验】通过学生扮演“牛顿”提出“月—地”检验，教师带领学生探究检验。

5【万有引力定律】讲解万有引力定律及引力常量的测定。

6【归纳重点知识】总结归纳本节课收获的知识。

7【联系科技】了解黑洞的形成及观测方法。

8【概括科学方法】概括科学发现的一般过程。

9【效果评价】检测学生对学史的记忆以及对公式的应用。

教学流程与教学资源设计

2

教学流程图:

观看、了解黑洞

学生观看图片

思考黑洞相关问题

学生观看视频、倾听讲解、

参演情景剧

学生做模型图、推导引力表达式

展示推导过程

展示牛顿的内心独白

小组活动（阅读、讨论）、展示

展示牛顿的未测出引力常量

的遗憾、展示卡文迪许的成就

视频：扭称实验

展示、小组活动讨论

开始

热点话题引课

行星与太阳间

力的猜想

引力推导

视频：行星绕太阳运动

提问：行星绕太阳为什么这样运动

图片：黑洞

提问黑洞相关问题

建模、指导推导

“月—地”检验建模、讲解检验方法

讲解万有引力定律

（内容、表达式、使用条件、引力常量的测定）

引导、补充

万有引力

定律

归纳重点知识

联系科技

概括科学方法

效果评价

结束

教学流程图符号及含义

视频：黑洞

小组活动（总结、展示）

教学资源设计：

运用所学展开思考

投影归纳

引导

教学环节

学生活动

教师活动

流程线

教育用具：发套、论文、书籍、计算机、投影仪等

本节课学史部分内容较多，因此以学生参演情景剧及角色扮演的形式，直观、具体的展示物理学家们的观点及相关物理知识。本节课，利用网络资源以图片形式展示黑洞的首张照片，以视频的形式介绍行星绕太阳运动、扭称实验及黑洞的形成，比文字的讲解更生动形象、有吸引力；关于万有引力定律的介绍，除了导学案上相关的文字描述，在教学环节中还以PPT形式逐步呈现，便于学生理解，增加课堂的丰富度。

主要教学过程（表格形式）

3

教学阶段

教师活动

学生活动

设置意图

激发学生求技术应用

时间安排

【讲解】教师展示首张黑洞照片，提出热点话题引课

问题“黑洞是怎样形成的？连光都无法逃离的黑洞，科学家是如何让它现形的？”，过渡到课题。

【板书】万有引力定律

观看、思考

知欲、引出课题，促进学生关心国内外科技发展现状与趋势

让学生知道相关学史，培养学生严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度

培养学生建模能力、提高学生合作、探究的意识与能力

PPT、

展台、

导学案

6分钟

视频、PPT 6分钟

图片、

2分钟

行星与太阳间力的猜想

【视频】教师播放行星绕太阳运动的视频

【讲解】教师提问“行星绕太阳为什么这样运动”，引出科学家们的猜想。

【指导】科学家们跨越时空参加聚会

【讲解】教师讲解建模、做模型图

观看

倾听

参演

倾听、做模型图、

推导引力表达式

引力推导

【指导】教师指导学生推导

【调控】教师倾听和调控学生的展示，

对学生表达不清的问题进行讲解说明。

展示推导过程

【指导】教师指导扮演“牛顿”的学生展示牛顿的内心独白

参演、观看

培养学生描述和阐释物理问题能力、提升学生依据材料建立模型的能力

PPT、导学案

9分钟

“月—地”检验

【讲解】教师讲解“月—地”检验的模型图

【指导】教师指导阅读材料、讨论检验方法

【讲解】教师讲解在材料提示下检验的方法

【讲解】教师讲解引力在一切物体间存在

【板书】万有引力定律的内容

【讲解】教师强调万有引力定律的内容

倾听如何建模

小组活动（阅读、讨论）、展示

倾听

倾听万有引力的概念的来源

倾听万有引力内容

4 万有引力定律

PPT、

导学案

10分钟

中的关键词

【板书】表达式

G：引力常量

mmFG122r记录并记忆

参演、观看

视频

适用条件：质点

【指导】教师指导扮演牛顿的学生展示牛顿的未测出引力常量的遗憾、扮演卡文迪许的学生展示卡文迪许的成就

【视频】简要介绍扭称

【板书】引力常量的测定：

G=6.67×10-11N m2/kg2

卡文迪许

扭称实验

放大思想

归纳重点知识

联系科技

概括科学方法

【调控】教师倾听学生的总结并及时引导

【总结】补充总结

记录并记忆

回顾本节课的内容，培养学生的总结概括能体会收获

力

展示、补充

体会物理知识在天文研视频

3分钟

见黑洞、黑洞如何形PPT 4分钟

【指导】教师提问“黑洞如何形成的、了解为何肉眼看不怎么观测”

【视频】简要介绍黑洞

【指导】教师倾听学生的概括并及时引导

成的、如何观测黑洞

究中的应用

小组活动（总结、展示）

学生完成课堂检测

明确分析问题的思路和方法

检查学生对学史的记忆及万有引力公式的简单应用

PPT、

2分钟

3分钟

效果评价

【检测】查看学生学习效果（见导学案）

【教学板书设计】

5

学习效果评价设计

评价方式：学习效果从学习结果和学习过程两个方面来评价。课上利用练习检测评价学生的学习结果，利用表格测量学生在学习过程中的变现

（一）学习结果评价：

1.揭示行星运动规律的天文学家是（

）

A.哥白尼

B.第谷

C.开普勒

D.牛顿

2.发现万有引力定律的科学家是（

）

A.哥白尼

B.第谷

C.牛顿

D.伽利略

3.历史上第一次通过实验比较准确的测出万有引力常量的科学家是（

）

A.哥白尼

B.伽利略

C.爱因斯坦

D.卡文迪许

4.两个质点之间万有引力的大小为F。如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，那么他们之间的万有引力的大小为

___F 。

5.两个质点之间万有引力的大小为F。如果这两个质点的质量都变成原来的2倍，那么他们之间的万有引力的大小为

___ F 。

小结收获：

（二）学习过程评价：

学生课堂表现自我评价: 评价内容

明确自己和小组的任务，善于与同伴合作，工作效率高

积极参与问题的讨论，能主动提出自己的观点

对问题的解释有根据，能正确引用相关的证据

很不错（15-20分）

还可以（10-15分）

待改进（5-10分）

很好的进行小组总结，积极发表小组意

见

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