人教版“人造衛(wèi)星、宇宙速度”教學(xué)案例和反思

1、人教版“人造衛(wèi)星”-教學(xué)案例及反思宜賓市一中物理組 陳玉龍 人造衛(wèi)星的教學(xué)歷來(lái)是高中物理教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，也是學(xué)生最向往和神秘的章節(jié)，但是由于教學(xué)條件的限制使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中感覺(jué)很是抽象和難懂，特別是人造衛(wèi)星的發(fā)射速度及環(huán)繞速度的理解，同步衛(wèi)星的發(fā)射及特點(diǎn)，宇宙速度問(wèn)題等，但是最近本人對(duì)這一節(jié)課的教學(xué)，感覺(jué)較為成功，頗多感觸，現(xiàn)將教學(xué)過(guò)程介紹如下：案例：（上課前，背投電視里是一副美麗的海洋風(fēng)景，幾只海鷗在碧波蕩漾的大海上自由飛翔，一只小船在海水里乘風(fēng)破浪的前行，背景音樂(lè)是電影“哥倫布”主題曲“Sailing（遠(yuǎn)航）”學(xué)生們都被這優(yōu)美的畫面及音樂(lè)吸引，在認(rèn)真的欣賞。）上課鈴聲響起，陳老師走上講臺(tái)陳

2、：同學(xué)們，你們聽到的英文歌曲好聽嗎？你們誰(shuí)能說(shuō)出這首歌的名字？學(xué)生：歌曲很好聽，但是不知道是什么歌陳：這首歌的名字叫sailing，中文名字叫“遠(yuǎn)航”，是電影“哥倫布”的主題曲，正如歌曲中所唱到得那樣，“我在航行中乘風(fēng)破浪，其中甘苦誰(shuí)能說(shuō)，為了靠近你 為了自由?！逼鋵?shí)我們?cè)趯W(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中，也是和哥倫布航行一樣，充滿了艱辛和辛勞，但是為了學(xué)到真才實(shí)學(xué)我們又必須要像他那樣乘風(fēng)破浪，克服困難。今天我們就帶著哥倫布所傳給我們的精神來(lái)一起學(xué)習(xí)一片神秘而美麗的宇宙世界-人造衛(wèi)星 宇宙速度展示多媒體錄像： 音響里放出“東方紅”的歌曲，畫面里顯示出中國(guó)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星和中國(guó)人民欣喜若狂的感人場(chǎng)面（旁白：這

3、是一首中國(guó)人非常熟悉的歌曲“東方紅”，三十年前的某一次奏響給了這只歌曲更新更深的含義，因?yàn)槟谴嗡懺诤棋挠钪?。雄渾的?qiáng)調(diào)來(lái)自于中國(guó)的第一顆人造衛(wèi)星-東方紅一號(hào)）陳：這是我們國(guó)家所發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星-東方紅一號(hào)，它的發(fā)射在我們國(guó)家的發(fā)展史上具有重大的意義，極大的鼓舞了中國(guó)人民的士氣。使得中國(guó)正式跨入世界大國(guó)的行列。(接著展示我國(guó)到目前為止所發(fā)射的幾個(gè)衛(wèi)星圖片：東方紅衛(wèi)星，返回式衛(wèi)星，風(fēng)云一號(hào)衛(wèi)星)我們國(guó)家接著又發(fā)射了不同類型的衛(wèi)星，這些就是幾個(gè)主要類型衛(wèi)星的圖片，到現(xiàn)在我們國(guó)家的發(fā)射衛(wèi)星的技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入世界的前列，除了一般衛(wèi)星的發(fā)射，而且還掌握了一顆多星，同步衛(wèi)星，回收衛(wèi)星等高尖端技術(shù)，那么

4、究竟衛(wèi)星是怎樣上天的，它又是怎樣圍繞地球旋轉(zhuǎn)的，這些問(wèn)題我們?cè)谶@一節(jié)課就來(lái)學(xué)習(xí)。（評(píng)價(jià)：陳老師的課題引入相當(dāng)成功，首先以美麗的畫面及音樂(lè)吸引學(xué)生的注意，再?gòu)母枨母柙~中找到鼓勵(lì)學(xué)生的詞語(yǔ)，從而接合同學(xué)們?cè)谶@一章學(xué)習(xí)的過(guò)程中遇到的畏懼困難情緒進(jìn)行勵(lì)志教育，接著從我國(guó)發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號(hào)的介紹引入了本節(jié)課的課題，同時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行了愛(ài)國(guó)主義教育。）陳：同學(xué)們現(xiàn)在可能會(huì)問(wèn)，人造衛(wèi)星是怎樣上天的呢？其實(shí)這個(gè)問(wèn)題古人也是很感興趣的（展示圖片“萬(wàn)戶飛天”）圖片上的這個(gè)人同學(xué)們認(rèn)識(shí)嗎？學(xué)生：陳：這個(gè)人是明朝時(shí)期的，名字叫萬(wàn)戶，他就很想上天，那么他想了一個(gè)什么辦法呢？他把自己綁在一個(gè)板凳上，板凳四周綁著

5、火箭炮，然后叫讓人把這些鞭炮點(diǎn)燃，同學(xué)們猜想一下，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？學(xué)生：陳：伴隨著鞭炮的爆炸，他和凳子一起沖上了天空，他是非常的高興自己終于能上天了，但是他只是想到如何上天，卻沒(méi)有想到如何下地，等火藥燃完了以后，他就從高空墜落到了地面，摔死了（學(xué)生笑）盡管這是一次失敗的實(shí)驗(yàn)，但是萬(wàn)戶是我們?nèi)祟惡娇諝v史上第一個(gè)飛行員，正是他的實(shí)驗(yàn)使得人們看到到人類上天的希望，從而前仆后繼的研究，終于實(shí)現(xiàn)了這個(gè)夢(mèng)想，而真正開始實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想的理論奠基人是我們物理學(xué)中著名的物理學(xué)家牛頓，下面我們來(lái)看一下牛頓所提出的人造衛(wèi)星設(shè)想。展示牛頓的人造衛(wèi)星設(shè)想圖陳：請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)一下教材上所介紹的關(guān)于這個(gè)猜想的內(nèi)容。學(xué)生自學(xué)看

6、書陳：請(qǐng)一個(gè)同學(xué)起來(lái)，給大家敘述一下牛頓的人造衛(wèi)星猜想學(xué)生：牛頓認(rèn)為，在地面上的某個(gè)山頂上先以一個(gè)較小的速度水平拋出一個(gè)小球，小球就做平拋運(yùn)動(dòng)，并且落在山腳的某個(gè)地方，如果讓小球的拋出的速度越來(lái)越大，那么小球的落地點(diǎn)就應(yīng)該越來(lái)越遠(yuǎn)，試想地球是圓形的，如果小球的速度足夠大，完全有可能就圍繞地球旋轉(zhuǎn)，而不掉下來(lái)，就成為了一顆地球衛(wèi)星。陳：這位同學(xué)敘述的非常好，牛頓正是通過(guò)這樣的猜想提出了人造衛(wèi)星的模型。那么人造衛(wèi)星圍繞地球旋轉(zhuǎn)時(shí)候的運(yùn)動(dòng)物理量該怎么描述呢？（評(píng)價(jià)：陳老師的人造衛(wèi)星模型的引入很是自然，從“萬(wàn)戶飛天”的故事向?qū)W生展示了中國(guó)人的祖先對(duì)飛天的向往和對(duì)后人研究的啟發(fā)，通過(guò)多媒體對(duì)牛頓人造衛(wèi)星

7、模型的猜想的展示，形象生動(dòng)的引入人造衛(wèi)星的發(fā)射的原理。）多媒體展示人造衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)的模型陳：我們知道凡是做圓周運(yùn)動(dòng)的物體必須要有力來(lái)提供向心力才能維持它的圓周運(yùn)動(dòng)，那么人造衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力有什么力來(lái)提供呢？學(xué)生：應(yīng)該是地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星的萬(wàn)有引力來(lái)提供的。陳：回答的非常好。下面我們就利用萬(wàn)有引力提供向心力這個(gè)關(guān)系來(lái)推導(dǎo)人造衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的各個(gè)物理量。在黑板上對(duì)描述人造衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的各個(gè)物理量進(jìn)行了推導(dǎo)。陳：現(xiàn)在我們推出了人造衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)各個(gè)物理量，那么不同軌道的人造衛(wèi)星其運(yùn)動(dòng)的物理量都是不同的，這里面有什么規(guī)律呢？通過(guò)學(xué)生的討論，得出結(jié)論：人造衛(wèi)星的軌道半徑越大，其

8、線速度，角速度，向心加速度都是越小，周期越大。陳：了解了人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)物理量后，我們關(guān)心的問(wèn)題是人造衛(wèi)星是怎樣上天的呢？下面我們先來(lái)看一下人造衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程。多媒體展示人造衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程陳：大家剛才看到要把人造衛(wèi)星發(fā)射上天必須要給衛(wèi)星一個(gè)發(fā)射的初速度，這個(gè)速度，我們叫做人造衛(wèi)星的發(fā)射速度，下面我們來(lái)介紹一下它的三種發(fā)射速度及其意義。多媒體展示人造衛(wèi)星的三種發(fā)射速度及其意義。（評(píng)價(jià)：這里的多媒體應(yīng)用很是生動(dòng)，人造衛(wèi)星的發(fā)射速度本來(lái)是很不好講的，但是這里使用了多媒體后，把這個(gè)問(wèn)題就解決了。特別是讓學(xué)生觀看了人造衛(wèi)星的發(fā)射全過(guò)程，及時(shí)的了解到發(fā)射速度的意義。）陳：人造衛(wèi)星通過(guò)火箭的幫助升上了天空，那

9、么它又會(huì)怎樣圍繞地球旋轉(zhuǎn)呢？下面我們來(lái)了解一下人造衛(wèi)星的運(yùn)行軌道問(wèn)題。多媒體展示人造衛(wèi)星的幾種運(yùn)行軌道：極地衛(wèi)星，赤道衛(wèi)星，任意衛(wèi)星軌道。陳：通過(guò)剛才的動(dòng)畫，同學(xué)們看到不管什么衛(wèi)星都必須在以地心為圓心的軌道上運(yùn)動(dòng)，這是為什么呢？學(xué)生：因?yàn)槿嗽煨l(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是有萬(wàn)有引力提供的，而萬(wàn)有引力的方向就是指向地心的陳：回答的非常好，正是因?yàn)槿f(wàn)有引力提供的向心力作用，所以人造衛(wèi)星必須要圍繞地心旋轉(zhuǎn)，我們?cè)囅?，可不可以發(fā)射一顆平行于某個(gè)緯度圈（赤道除外）的人造衛(wèi)星呢？學(xué)生：不能 ，因?yàn)榇藭r(shí)它的向心力沒(méi)有指向地心。陳：回答的非常正確，我們發(fā)射的衛(wèi)星根據(jù)其用途不同可以有很多的種類，下面我們來(lái)介紹一種

10、對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常重要的衛(wèi)星-地球同步衛(wèi)星。地球同步衛(wèi)星為什么能和地球同步？要使同步衛(wèi)星跟隨地球一起運(yùn)動(dòng),那它的軌道平面有什么要求?周期應(yīng)該怎么確定? 同步衛(wèi)星離地的高度又是怎么確定的？多媒體展示地球同步衛(wèi)星動(dòng)畫，顯示其相對(duì)地球靜止的原理，并在黑板上演算人造地球同步衛(wèi)星的線速度，角速度，離地面的高度。陳：大家通過(guò)剛才的計(jì)算可以看到，地球同步衛(wèi)星離地面的高度是很高的，因此發(fā)射同步衛(wèi)星的難度比一般衛(wèi)星要大得多，下面我們來(lái)看看地球同步衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程。視頻展示地球同步衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程。陳：地球同步衛(wèi)星的一個(gè)很重大的應(yīng)用就是能實(shí)現(xiàn)全球同步通訊，如何利用同步衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球通訊？動(dòng)畫展示利用地球同步衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球通訊

11、的原理。陳：大家看到，要實(shí)現(xiàn)全球通訊，我們必須發(fā)射三個(gè)地球同步衛(wèi)星才能實(shí)現(xiàn)。剛才我們一起來(lái)學(xué)習(xí)了地球衛(wèi)星的發(fā)射和應(yīng)用過(guò)程，我們不禁為人類的智慧而感到敬佩，其實(shí)人類在探索神秘的宇宙的過(guò)程中是很艱辛的，下面我們來(lái)看看幾個(gè)人類探索歷程中的重大事例。（評(píng)價(jià)：多媒體的應(yīng)用把傳統(tǒng)的難題迎刃而解，通過(guò)形象生動(dòng)的動(dòng)畫把人造衛(wèi)星的運(yùn)行軌道，同步衛(wèi)星的原理解釋的很清楚，特別是對(duì)實(shí)現(xiàn)全球通訊的解釋很是經(jīng)典，這些都是傳統(tǒng)的教學(xué)模式所不能解決的）視頻播放阿波羅登月，神舟五號(hào)的發(fā)射，嫦娥計(jì)劃，最后圖片展示美國(guó)挑戰(zhàn)者號(hào)的失敗。陳：同學(xué)們，我們?nèi)祟愒谔剿饔钪娴臍v程中，有成功的喜悅，也有失敗的悲哀，甚至要付出我們寶貴的生命，但

12、是不管怎樣的困難都不能阻止我們探索自然的步伐，讓我們用美國(guó)著名的總統(tǒng)里根的一句話來(lái)結(jié)束我們的這一節(jié)課，“英雄之所以稱之為英雄，并不在于我們贊頌的言辭，而在于他們始終如一地、鍥而不舍地對(duì)神奇而美妙的宇宙進(jìn)行探索，去實(shí)踐真正的生活以至貢獻(xiàn)出生命，我們已經(jīng)失去了“挑戰(zhàn)者號(hào)”，但是我們不能失去挑戰(zhàn)的勇氣和信心 ”里根，（評(píng)價(jià)：陳老師的本節(jié)課結(jié)束語(yǔ)的設(shè)計(jì)很是讓人回味無(wú)窮，是學(xué)生的很好的一次勵(lì)志教育）反思（課后，聽課老師與講課的老師進(jìn)行了交流）聽課老師：你對(duì)今天這節(jié)物理課的感覺(jué)怎么樣？陳老師：（很自信地）：我覺(jué)得只是課前準(zhǔn)備要難一點(diǎn)，但教起來(lái)很輕松，我自認(rèn)為效果很好，我很滿意。聽課老師：你今天的課前那段畫

13、面和背景音樂(lè)的選取很是成功，你怎樣想到這樣設(shè)計(jì)的呢？陳老師：在準(zhǔn)備這節(jié)課的時(shí)候，我就想，這節(jié)課對(duì)學(xué)生們來(lái)說(shuō)是很神秘但又是很向往的，由于本章知識(shí)的抽象造成學(xué)生們普遍感覺(jué)不好學(xué)，有一種畏難情緒，在進(jìn)行新課教學(xué)時(shí)可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行一番勵(lì)志教育，但是怎樣的形式學(xué)生們才能很愉快的接受呢？于是我就想到了哥倫布的主題曲“遠(yuǎn)航”并從網(wǎng)上找了一些GIF圖片構(gòu)成了一幅與之配套的大海圖片。聽課老師：課堂中我覺(jué)得你所找的幾個(gè)視頻很是成功，特別是那個(gè)人造衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程的視頻，你是怎樣設(shè)計(jì)的呢？陳老師：在原來(lái)教學(xué)的過(guò)程中，我就發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于人造衛(wèi)星的發(fā)射速度和環(huán)繞速度分不清楚，特別容易混淆，所以我就想到必須讓學(xué)生看一下人造衛(wèi)星

14、的真實(shí)發(fā)射過(guò)程，才能區(qū)別開這兩個(gè)速度。聽課老師：你在課堂中關(guān)于地球同步衛(wèi)星的介紹很是形象，為什么會(huì)想到介紹實(shí)現(xiàn)全球通訊的過(guò)程呢？陳老師：地球同步衛(wèi)星是和我們的生活密切相關(guān)的，尤其是現(xiàn)在很多同學(xué)都從生活中的一些電信廣告中知道了全球通訊，所以我在課堂中就想到用動(dòng)畫來(lái)專門介紹一下關(guān)于全球通訊的問(wèn)題，以此讓學(xué)生明白物理是和生活密切相關(guān)的。聽課組老師總評(píng)陳老師這堂課精心構(gòu)思，讓學(xué)生在產(chǎn)生濃厚興趣的氛圍中了解人造衛(wèi)星的發(fā)射及運(yùn)行的過(guò)程，形象生動(dòng)的動(dòng)畫讓人造衛(wèi)星模型在學(xué)生心中留下深刻印象1.巧妙選用引入音樂(lè)及美麗的背景畫面，讓學(xué)生在欣賞美的同時(shí)接受勵(lì)志教育，樹立頑強(qiáng)拼搏，克服困難的學(xué)習(xí)精神同時(shí)播放中國(guó)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)視頻，極大的激發(fā)起學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情操，課題引入的巧妙性是本節(jié)課的亮點(diǎn)。2.在教學(xué)過(guò)程中的設(shè)計(jì)很是成功，通過(guò)萬(wàn)戶飛天的故事激發(fā)起學(xué)生的濃厚興趣，接著引入牛頓的人造衛(wèi)星的猜想，很自然的讓學(xué)生了解發(fā)射人造衛(wèi)星的理論基礎(chǔ)，接著推出人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)物理量的描述及其變化規(guī)律，人造衛(wèi)星軌道的描述及同步衛(wèi)星的講解都使人感覺(jué)的這節(jié)課設(shè)計(jì)的完整性。3.同步衛(wèi)星的講解過(guò)程中，運(yùn)用動(dòng)畫形象生動(dòng)的介紹了實(shí)現(xiàn)全球通訊的原理，充分的應(yīng)用動(dòng)畫來(lái)講解深?yuàn)W的人造地球衛(wèi)星運(yùn)行原理，使得這節(jié)課的教學(xué)