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萬有引力與航天,萬有引力與航天,一、新舊教材的比較,1、2002年版物理教學(xué)大綱“必修加選修”中該內(nèi)容和要求： 萬有引力定律（B） 人造地球衛(wèi)星（A） 宇宙速度（A） 牛頓力學(xué)適用范圍（A）,2、2003年版物理課程標(biāo)準(zhǔn),通過有關(guān)事實(shí)了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程。知道萬有引力定律。認(rèn)識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義。體會科學(xué)定律對人類探索未知世界的作用。 會計(jì)算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。 初步了解經(jīng)典時(shí)空觀和相對論時(shí)空觀，知道相對論的建立對人類認(rèn)識世界的影響。,初步了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象，知道宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(diǎn)，體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認(rèn)識。 通過實(shí)例，了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就，體會經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立的價(jià)值與意義，認(rèn)識經(jīng)典力學(xué)的適用范圍和局限性。 體會科學(xué)研究方法對人們認(rèn)識自然的重要作用。舉例說明物理學(xué)的進(jìn)展對于自然科學(xué)的促進(jìn)作用。,3、教材變化的分析,（1）知識內(nèi)容增加，知識的拓展空間增大； （2）陳述方式變化，從知識描述轉(zhuǎn)化為問題探究；以多種欄目設(shè)置，打開科普視窗； （3）重視知識的形成過程，以提高學(xué)生科學(xué)思維能力 （4）重視科學(xué)方法、科學(xué)精神、人文精神的滲透。,二、教材分析與教學(xué)建議,第一節(jié) 行星的運(yùn)動 1、教材性質(zhì)與地位 （1）起始教材對全章起引領(lǐng)性的作用。 （2 ）為萬有引力定律的學(xué)習(xí)起鋪墊性的作用。 （3）知識容較少，但包含著的科學(xué)史料十分豐富。 （4）教材是從運(yùn)動學(xué)的角度描述天體運(yùn)動的 。,2、教學(xué)方法的選擇,以問題探究與故事講解相結(jié)合的方式組織課堂教學(xué) 。 3、探究點(diǎn)的設(shè)置 （1）探究地心說與日心說爭論的焦點(diǎn)。 （2）探究開普勒行星運(yùn)動定律建立的過程。 （3）探究橢圓軌道特征。 （4）探究開普勒行星運(yùn)動定律的物理意義。 3、宇宙模型的構(gòu)建與發(fā)展,3、宇宙模型的歷史發(fā)展過程：,第二節(jié) 太陽與行星間的引力,1、教材性質(zhì)與地位 （1)屬于科學(xué)過程教育的素材 ； （2)是探究性比較強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容； （3)是從動力學(xué)角度來研究的； （4）是一種演繹推理的結(jié)構(gòu)。,2、探究過程的設(shè)計(jì)(是本章的重要內(nèi)容 ),問題的提出：是什么原因使行星圍繞太陽運(yùn)動？ 猜想與假設(shè)：太陽對行星的引力 F應(yīng)該與行星到太陽的距離r有關(guān)。 簡化模型：行星軌道按照“圓”來處理。 演繹與推理：根據(jù)牛頓第二定律和開普勒定律進(jìn)行計(jì)算 。 結(jié)論的得出 ：引力大小跟行星到太陽距離的二次方成反比,第3節(jié) 萬有引力定律,1、教材性質(zhì)與地位 （1）是對上一節(jié)教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一步外推，是下一節(jié)教材學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是本章的重點(diǎn)知識； （2）是猜想、假設(shè)與驗(yàn)證相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容； （3）是一種演繹思維與歸納思維相結(jié)合的推理結(jié)構(gòu)； （4）教材的立意還在于物理理論必須接受實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。,2、教學(xué)過程的設(shè)計(jì),（1）萬有引力的猜想。 （2）萬有引力的檢驗(yàn)。 （3）萬有引力定律的得出。 （4）萬有引力定律的檢驗(yàn)。,第4節(jié) 萬有引力理論的成就,1、教材性質(zhì)與地位 （1）是屬于應(yīng)用性知識的教學(xué)內(nèi)容； （2）是使萬有引力定律在應(yīng)用中得到進(jìn)一步檢驗(yàn)； （3）是使學(xué)生演繹思維能力得到進(jìn)一步訓(xùn)練； （4）教材的立意使學(xué)生感受用物理理論探索未知世界的科學(xué)魅力，激發(fā)探究未知世界興趣。,2、教學(xué)過程的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的核心問題是分析萬有引力提供向心力。 （1）實(shí)驗(yàn)室稱量地球的質(zhì)量 （2）計(jì)算天體的質(zhì)量 （3）預(yù)見并發(fā)現(xiàn)未知行星。 （4）補(bǔ)充：冥王星為何出局。,第五節(jié) 宇宙航行,1、教材性質(zhì)與作用 （1）介紹萬有引力的實(shí)踐性成就，萬有引力理論使人類實(shí)現(xiàn)“飛天”夢想； （2）是航天部分的重要知識； （3）重點(diǎn)理解第一宇宙速度； （4）激發(fā)學(xué)生科學(xué)獻(xiàn)身精神； （5）拓展學(xué)生科普知識。,2、教學(xué)過程的設(shè)計(jì),其知識上的核心問題還是分析萬有引力提供向心力。 （1）宇宙速度：引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度物理意義，區(qū)別環(huán)繞速度與發(fā)射速度； （2）在“夢想成真” 欄目里，簡述人類航天事業(yè)的發(fā)展史； （3）在“科學(xué)漫步”欄目里，介紹黑洞概念 ； （4）在“STS”欄目里，著重于展示航天事業(yè)與人類生活的關(guān)系。 （5）補(bǔ)充有關(guān)“地球同步衛(wèi)星”的定量計(jì)算和分析了解太陽同步極地軌道氣象衛(wèi)星等。,太陽同步軌道和極軌道應(yīng)用衛(wèi)星,航天器和空間應(yīng)用系統(tǒng),第六節(jié) 經(jīng)典力學(xué)的局限性,1、教材性質(zhì)與作用 （1）是全章的終結(jié)性教材，屬于介紹性質(zhì)的教材；,托勒玫想象地球處在宇宙中心，哥白尼則設(shè)想太陽處在中心，牛頓第一個(gè)用一個(gè)定律解釋所有星體運(yùn)動，愛因斯坦則用幾何學(xué)的時(shí)空體系解釋星體的運(yùn)動。,教材性質(zhì)與作用,（2）使學(xué)生正確認(rèn)識物理學(xué)理論的發(fā)展與適用范圍； （3）引領(lǐng)學(xué)生思考科學(xué)的價(jià)值觀； （4）教材的立意使學(xué)生了解近代物理知識。,2、教學(xué)過程的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的思路按照物理學(xué)理論在三個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展過程進(jìn)行。 （1）從低速到高速的討論中，介紹愛因斯坦的狹義相對論知識； （2）在“科學(xué)漫步” 欄目里，介紹時(shí)間、空間都與運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)； （3）在宏觀與微觀的介紹中，使學(xué)生知道量子力學(xué)能夠正確地描述微觀粒子運(yùn)動規(guī)律； （4）在“弱引力到強(qiáng)引力” 欄目中，引導(dǎo)學(xué)生了解愛因斯坦廣義相對論； （5）補(bǔ)充：簡單介