教學(xué)設(shè)計 人造衛(wèi)星宇宙航速

人造衛(wèi)星宇宙航速教學(xué)設(shè)計一、學(xué)習(xí)任務(wù)分析高一物理必修2第六章第五節(jié)《人造衛(wèi)星宇宙速度》重點講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，推導(dǎo)了第一宇宙速度，介紹了三個宇宙速度的含義。本節(jié)內(nèi)容是萬有引力定律在天體運動中的具體運用，是航天科學(xué)技術(shù)理論基礎(chǔ)。引導(dǎo)學(xué)生運用科學(xué)的思維方法，探究人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，進(jìn)行知識的正向遷移，順利、流暢地推導(dǎo)第一宇宙速度，有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、邏輯思維，發(fā)展分析推理的能力。另外，要讓學(xué)生通過對人造衛(wèi)星、宇宙速度的了解，潛移默化地產(chǎn)生對航天科學(xué)的熱愛，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。二、學(xué)習(xí)者分析由于學(xué)生熱愛科學(xué)，對人造衛(wèi)星感興趣，好奇心強(qiáng)，學(xué)習(xí)積極性較高。師生關(guān)系最容易和諧融洽，課堂氣氛活躍，學(xué)生敢于交流、討論，發(fā)表自己的觀點、看法。通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已對曲線運動的特點、萬有引力定律已有一定的了解。在此基礎(chǔ)上，通過教師合理誘導(dǎo)、推理，按照遷移規(guī)律科學(xué)地設(shè)計問題情境，促進(jìn)學(xué)生探究，獲得新知。盡管學(xué)生對天體運動的知識儲備不足，猜想可能缺乏科學(xué)性，表達(dá)也許欠妥。但只要始終參與到學(xué)習(xí)情境中，五官體驗激活思維，大膽猜想，敢于表達(dá)，就都能獲得發(fā)展和提高。三、教學(xué)目標(biāo)闡明1、理解人造衛(wèi)星發(fā)射原理，會推導(dǎo)第一宇宙速度，了解三個宇宙速度的含義。（知識目標(biāo)）2、通過用萬有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度，學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法，發(fā)展思維的獨立性，提高發(fā)散思維能力、分析推理能力和合理表達(dá)的能力。（能力目標(biāo)）3、在主動學(xué)習(xí)合作探究過程中，體驗和諧、流暢、民主、愉悅的學(xué)習(xí)情境，在滿懷熱望的探究中不斷獲得美的感受和成功進(jìn)步，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。（德育目標(biāo)）4、迸發(fā)學(xué)習(xí)科學(xué)，熱愛科學(xué)的激情，使學(xué)生油然產(chǎn)生民族自信心和自豪感，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。（德育目標(biāo)）四、教學(xué)媒體設(shè)計運用自制多媒體課件，插入與課文內(nèi)容相關(guān)的動畫文體。在動畫前，播放我國“神州十號”載人飛船成功的發(fā)射實況錄像。創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)熱望，增強(qiáng)感性認(rèn)識，將抽象變得具體，然后展示衛(wèi)星發(fā)射圖片和美麗的夜空景色動畫圖片，幫助學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)及內(nèi)涵。并利用課件板書相關(guān)內(nèi)容，增大課堂容量。五、教學(xué)過程分析和設(shè)計與教學(xué)策略制定１、教學(xué)過程分析學(xué)科課程教學(xué)活動中，以學(xué)生為主體，教師順其自然，尊重學(xué)生的身心發(fā)展和認(rèn)知規(guī)律，適時誘導(dǎo)、點撥，促進(jìn)學(xué)生知識、能力、德育三維一體的全面發(fā)展，這是教學(xué)中極樸實的原則和真理。本節(jié)課的難點在學(xué)生對人造衛(wèi)星原理的理解。因此教學(xué)設(shè)計上采用理論探究法和邏輯推理：從學(xué)生已知的“拋體初速度越大，飛得越遠(yuǎn)”這一舊知入手，通過多媒體課件形象的動畫，教師的誘導(dǎo)，調(diào)動學(xué)生的情意，創(chuàng)設(shè)憤悱的問題情境，讓學(xué)生提出猜想：“若初速度足夠大，又如何？”達(dá)到“心憤憤”的心理狀態(tài)。然后通過“口悱悱”的質(zhì)疑，交流討論、探究、獨立思維，從而使“解疑”豁然開朗。若獲得速度足夠大，萬有引力提供物體的向心力，物體就得圍繞地球做勻速圓周運動，從而成為人造衛(wèi)星這一新知，完成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的正向遷移。然后進(jìn)一步探究和思維，順利地完成第一宇宙速度的推導(dǎo)，了解三個宇宙速度的不同含義，認(rèn)識客觀世界的規(guī)律，并加強(qiáng)遷移與應(yīng)用。在教學(xué)中激發(fā)學(xué)生求知欲，激發(fā)學(xué)生解決問題的強(qiáng)烈愿望，是實現(xiàn)學(xué)生主體地位、促進(jìn)學(xué)生獨立思考的關(guān)鍵所在。因此在整個教學(xué)過程中，教師應(yīng)始終飽含情意，創(chuàng)設(shè)一個又一個教學(xué)情境，因勢利導(dǎo)，激勵啟發(fā)學(xué)生主動體驗，始終處于探索、研究、思維的氛圍，在情趣中進(jìn)行學(xué)習(xí)，在愉悅中克服思維障礙，在滿懷熱望中探索科學(xué)的奧秘，領(lǐng)略和感悟美善的和諧統(tǒng)一。課時安排為一節(jié)課。３、具體教學(xué)過程設(shè)計一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)情意：1、先播放我國“神州十號”載人飛船成功的發(fā)射實況錄像。然后展示衛(wèi)星發(fā)射的資料圖片和美麗的夜空景色動畫圖片。2、教師導(dǎo)入（與課件播放同步）：人類第一顆人造衛(wèi)星于1957年10月4日從前蘇聯(lián)升空，中國也于1970年發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。特別是2003年10月15日至16日，中國第一次實現(xiàn)載入航天，宇航員楊利偉乘坐“神舟五號”繞地飛行14圈，順利返回，圓了中國人盼望已久的飛天之夢，這是每一個中國人的驕傲和自豪！2005年10月11日上午9點正，宇航員費俊龍和聶海勝乘(教師飽含熱情地介紹航天知識，學(xué)生不知不覺進(jìn)入形象的學(xué)習(xí)情境，在看、在聽、在想，臉上洋溢熱愛、渴望與自豪之情。）3、適時設(shè)疑：那么人類是怎樣把物體發(fā)射出去，送入太空的呢？(學(xué)生開始思考）4、出示課題：人造衛(wèi)星宇宙速度經(jīng)過短時間的思考，學(xué)生已產(chǎn)生求知欲，教師設(shè)問，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)活動中。二、觀察思考，合作探究：（一）誘導(dǎo)觀察1、用課件動畫展示在高山上以不同初速度拋出同一物體得到的四條軌跡。2、教師設(shè)疑：觀察和比較這四條軌跡，你能發(fā)現(xiàn)什么？讓學(xué)生開始觀察、思考、交流、討論后陸續(xù)有學(xué)生發(fā)言。根據(jù)學(xué)生不同的回答進(jìn)行分析解答。（例如學(xué)生可能回答：有的說，這四條軌跡都是曲線；有的說，初速度越大，物體落得越遠(yuǎn)。）教師提問：“為什么都落回了地面？”（學(xué)生回答：“因為受到萬有引力，有的說是重力的作用?！保W(xué)生在愉快的觀察、思考中獲得了成功的滿足。（邊問邊解答）3、師生小結(jié)：得出兩個結(jié)論，并在課件上出示：①物體由于地球引力的作用均落回地面。②物體的初速度越大，飛得越遠(yuǎn)。（二）積極思維，大膽猜想1、教師設(shè)疑：從剛才的四條軌跡圖，你還能聯(lián)想到什么？教師提問之后，學(xué)生思維活躍，讓學(xué)生分組交流、討論，然后讓小組組長發(fā)言，（“想到了坐著飛船，遨游太空；想到了速度大了，物體將做離心運動；可能飛出太陽系；物體還有可能圍繞地球繞轉(zhuǎn)。）教師肯定學(xué)生大膽的猜想和假設(shè)，（贊揚某某同學(xué)的設(shè)想與牛頓設(shè)想相符。）2、課件展示牛頓設(shè)想，并用動畫描繪：忽略空氣阻力的影響，當(dāng)拋出物體的初速度足夠大時，物體就永遠(yuǎn)不會落到地面上來，它將圍繞地球繞轉(zhuǎn)。3、教師追問：牛頓設(shè)想的運動可能嗎？（學(xué)生在教師設(shè)計的問題情境中進(jìn)一步思考、討論、爭辯，并舉例。教師肯定學(xué)生列舉某些實例，能從實際出發(fā)證明物體的初速度足夠大時，物體確實能不落回地面，而是繞地球運轉(zhuǎn)，教師也肯定學(xué)生能用圓周運動的特點從已知理論的角度證明這種可能性。從而引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的思維方法。）4、師生小結(jié)：牛頓設(shè)想的運動是完全可能的。當(dāng)拋出物體的初速度足夠大時，物體將圍繞地球做勻速圓周運動，成為一顆人造地球衛(wèi)星，簡稱人造衛(wèi)星。（出示標(biāo)題一：人造衛(wèi)星）人造衛(wèi)星所需的向心力由地球的萬有引力提供。三、精心研究，合理推導(dǎo)：1、設(shè)疑：要有足夠大的速度，才能使拋出的物體成為人造衛(wèi)星，那么這個速度多大呢？出示標(biāo)題二：宇宙速度。導(dǎo)向第二個研究內(nèi)容。2、課件出示探究內(nèi)容和已知條件：已知地球和人造衛(wèi)星質(zhì)量分別為M和m，衛(wèi)星到地心的距離為r,求衛(wèi)星繞地球做圓周運動的運相速度v。3、設(shè)疑：解題的思路和方法是什么？教師強(qiáng)調(diào)學(xué)生不急于解題，先看清已知條件，理清思緒，找出解題的思路，4、推導(dǎo)衛(wèi)星運行速度公式：讓一個學(xué)生上黑板推導(dǎo)。教師在學(xué)生中觀察指導(dǎo)答疑，大多數(shù)學(xué)生能推導(dǎo)得出公式，完成舊知的遷移構(gòu)建，課件再現(xiàn)推導(dǎo)過程，幫助全體學(xué)生達(dá)標(biāo)。5、理性分析，感性感知：學(xué)生在教師的引導(dǎo)下得出：衛(wèi)星運行速度與軌道半徑的平方根成反比。并通過課件動畫感受軌道半徑不同，衛(wèi)星運行速度的不同。6、計算第一宇宙速度：師生共同合作，借助課件，代入數(shù)據(jù)，得出第一宇宙速度V1=7.9km/s。并簡要說明其意義。四、聯(lián)系實際，運用遷移：1、設(shè)問：從牛頓提出設(shè)想到第一顆人造衛(wèi)星上天，歷時近三百年，這是為什么？讓學(xué)生交流、討論，（當(dāng)時不知道這速度有多大；第一宇宙速度太快了，當(dāng)時技術(shù)落后，不能達(dá)到；）教師肯定學(xué)生回答的正確性。2、再展示人造衛(wèi)星發(fā)射到航天器返回著陸的全程錄像。錄像設(shè)計精彩、動畫扣人心弦，知識性、趣味性很強(qiáng)，豐富實用，給學(xué)生全新的感受，求知欲再一次激發(fā)，熱愛航天科學(xué)的激情再漲。教師：從片中可看出發(fā)射人造衛(wèi)星的確不容易，我國能成為第三個載人航天的國家，這說明我國的航天技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，體現(xiàn)了我國綜合國力的強(qiáng)盛。五、閱讀了解，獨立思維：1、設(shè)疑：當(dāng)衛(wèi)星的運行速度大于第一宇宙速度，衛(wèi)星又會怎樣運動呢？學(xué)生獨立思考，布置：至于到底會有哪些可能呢？請學(xué)生看書。2、學(xué)生閱讀學(xué)生通過閱讀了解，當(dāng)衛(wèi)星的運行速度大于第一宇宙速度的三種可能。課件展示，并由教師引導(dǎo)得出第二、第三宇宙速度的含義。六、練習(xí)反饋：［題：］“神舟六號”載人飛船在繞地球飛行的第5圈進(jìn)行變軌，由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨萮=342km的圓形軌道。已知地球半徑R=6.37×103km，地面處的重力加速度g=10m/s2。試導(dǎo)出飛船在上述圓軌道上運行的周期T的公式（用h、R、g表示），然后計算周期1、教師用多媒體動畫展示飛船變軌的過程；2、學(xué)生獨立思考，并推導(dǎo)周期T的公式；3、教師檢查，然后師生共同評價、指出問題。使學(xué)生學(xué)以致用，掌握正確的解題思路和方法。七、拓展延伸：1、師生共同小結(jié)，把握重點：人造衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運動的向心力，由有引力提供。衛(wèi)星運行速度2、拓展：將天體運動的橢圓軌道近似為圓。則所有環(huán)繞天體圍繞中心天體做圓周運動的向心力，均由中心天體的萬有引力提供。八、激勵情意，課外探究：1、課件展示太空圖片，學(xué)生體驗太空的神秘與美麗。2、教師結(jié)束語：（浩瀚的宇宙就像一座豐富的寶藏，吸引著人類的目光，激勵人們?nèi)ヌ剿髌洳┐蠛蜕衩?。目前，開發(fā)太空資源，開創(chuàng)空間產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)太空居住造福人類之舉，已逐漸成為航天活動的主旋律。想了解更多的航天知識嗎？想在航天方面發(fā)揮自己的能力嗎？請閱讀相關(guān)書目，上網(wǎng)去找相關(guān)資料，廣泛的收集航天科學(xué)知識，努力學(xué)習(xí)將來你一定能實現(xiàn)夢想。）3、課外探究參考題：①人造衛(wèi)星的種類和資料。②同步衛(wèi)星的含義及特點。４、課后反思：本堂課教學(xué)活動中，能始終以學(xué)生為主體精心設(shè)計學(xué)習(xí)活動，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，調(diào)動學(xué)生情意，及時把握憤悱時機(jī)，啟發(fā)、誘導(dǎo)、點撥，促進(jìn)學(xué)生大膽猜想，獨立思維，探索研究，經(jīng)歷體驗與牛頓原始研究人造衛(wèi)星發(fā)射原理相似的“再發(fā)現(xiàn)”過程。合作交流的過程中推導(dǎo)第一宇宙速度，了解三個宇宙速度的含義。學(xué)生始終處于情境當(dāng)中，自覺體驗，思維感悟，質(zhì)疑解題，獲得了知識、能力的發(fā)展。教學(xué)過程中教師始終要具有親切的態(tài)度，飽滿的熱情，循循善誘，誘思交融使整個教學(xué)系統(tǒng)沉浸在一種民主、平等、和諧、積極的心理當(dāng)中，在融洽的人際關(guān)系交往中，學(xué)生得到尊重、理解、促進(jìn)、個性心理得到健康發(fā)展，師生共同獲得真、善、美的愉悅體驗和感受，使教師樂教，學(xué)生樂學(xué)。然學(xué)無止境，教也無涯，教學(xué)中也存在許多不足：如學(xué)生發(fā)言和扮演的不妥之處沒有及時適當(dāng)?shù)刂赋鰜?，憤悱情境的?chuàng)設(shè)和點撥不夠到位，反饋應(yīng)用缺乏層次性，不能適應(yīng)不同程度的學(xué)生，對學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)不夠等。六、教學(xué)設(shè)計的形成性評價本堂課教師在教學(xué)設(shè)計上充分運用了問題模式，營造問題情境，讓學(xué)生有了一個自主探究、合作學(xué)習(xí)的空間，問題的設(shè)計符合學(xué)生的思維發(fā)展規(guī)律。教師始終在努力創(chuàng)設(shè)一種“教學(xué)情意場”，以情激情，教學(xué)過程中師生關(guān)系和諧、融洽，學(xué)生積極思考，敢于表態(tài)，充分體現(xiàn)了教