大單元教學設計說課稿《7.4 宇宙航行》

大單元教學設計說課稿《7.4宇宙航行》一、教材分析：①本節(jié)課主要介紹了宇宙航行的基本原理和技術，包括火箭的工作原理、航天器的結(jié)構和功能、宇宙探測器的應用等方面。②本節(jié)課還介紹了人類的航天歷程和航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，以及航天事業(yè)對人類的重要意義和未來發(fā)展方向。③教材難度較大，需要較強的物理和數(shù)學基礎，學生需要掌握一定的動力學和熱力學知識。④本節(jié)課內(nèi)容與生活實際聯(lián)系不是很緊密，需要通過豐富的案例和應用進行教學。二、學情分析：①學生在初中階段已經(jīng)學習了基礎的物理知識，對物理學有一定的認識和興趣。②由于本節(jié)課內(nèi)容較為抽象和復雜，需要對學生進行詳細講解和引導，幫助學生掌握相關知識。③學生對宇宙航行可能存在的風險和安全問題有一定的關注和擔憂，需要在教學中進行安全教育和引導。④學生對航天技術的應用和未來發(fā)展方向有一定的興趣和好奇心，需要在教學中進行啟發(fā)和激發(fā)。三、核心素養(yǎng)：物理觀念：①火箭推進原理：學生需要了解火箭推進的基本原理，包括推力、反作用力、動量守恒等概念。②航天器結(jié)構與功能：學生需要了解航天器的結(jié)構組成和功能分配，例如艙段、推進系統(tǒng)、姿控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。③宇宙探測器應用：學生需要了解宇宙探測器的應用領域和技術要求，例如對太陽系行星的探測、天文觀測等?？茖W思維：①推理分析：學生需要通過分析和推理，理解火箭推進原理和航天器運行原理。②抽象思維：學生需要通過抽象思維，理解宇宙空間的特殊環(huán)境和宇宙探測器的工作原理。③創(chuàng)新思維：學生需要通過創(chuàng)新思維，發(fā)展新型的航天技術，開拓宇宙探索的新領域。科學探究：①實驗探究：學生需要通過實驗探究，驗證火箭推進原理和航天器工作原理。②模擬探究：學生需要通過模擬探究，理解宇宙空間的特殊環(huán)境和宇宙探測器的工作原理。③實踐探究：學生需要通過實踐探究，應用航天技術解決實際問題，例如環(huán)境監(jiān)測、地質(zhì)勘探等?？茖W態(tài)度與責任：①精神面貌：學生需要樹立開拓創(chuàng)新、勇于探索、追求卓越的科學精神面貌。②安全意識：學生需要重視航天技術的安全風險和責任，注重安全教育和安全管理。③環(huán)保意識：學生需要樹立環(huán)保意識和責任，避免航天活動對環(huán)境造成的負面影響。四、教學重難點：重點：①火箭推進原理和航天器結(jié)構與功能是本節(jié)課的重點內(nèi)容，學生需要深入理解相關物理和工程學原理。②宇宙探測器的應用和航天技術的發(fā)展現(xiàn)狀是本節(jié)課的另一重點，學生需要了解宇宙探索的最新進展和未來發(fā)展方向。③安全管理和環(huán)境保護是本節(jié)課的重點之一，學生需要樹立安全意識和環(huán)保意識，重視航天活動對環(huán)境的影響和責任。難點：①學生需要深入理解火箭推進原理中的動量守恒定律和反作用力定律等物理概念，需要進行詳細的講解和引導。②學生需要理解航天器的結(jié)構和功能，并掌握姿態(tài)控制和推進系統(tǒng)的基本原理，需要進行詳細的講解和示范。③學生需要了解宇宙探測器的應用和技術要求，例如探測任務的目標和難度、通信和供能的要求等，需要進行詳細的講解和案例分析。五、教學環(huán)節(jié)：1.導入新課：①星際穿越：引入電影《星際穿越》的情節(jié)，讓學生了解到宇宙航行對人類的吸引力和未知性。②航天員經(jīng)歷：介紹航天員在太空中的經(jīng)歷，例如空間漫步、觀測星空等，讓學生了解宇宙航行的神秘和奇妙。③火箭發(fā)射：引入火箭發(fā)射的情景，讓學生了解火箭推進的基本原理和航天器的結(jié)構。④宇宙探測：介紹宇宙探測器的任務和應用，例如探測太陽系行星、測量宇宙射線等，讓學生了解宇宙探索的重要性和難度。⑤航天技術應用：介紹航天技術在現(xiàn)代社會中的應用，例如通信、導航、氣象預報等，讓學生了解航天技術對人類生活的影響和貢獻。2.主干知識導引和詳解：（1）第一宇宙速度：①定義：指物體在距離地球表面為無限遠的地方，以地球為中心做勻速圓周運動的速度。②計算：公式為v?＝√(GM/R)，其中G為引力常數(shù)，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑。③應用：第一宇宙速度是航天器發(fā)射的關鍵速度，掌握第一宇宙速度的概念和計算方法對于設計和發(fā)射航天器至關重要。（2）第二宇宙速度：①定義：指物體在距離地球表面為無限遠的地方，以地球為中心做橢圓形運動的速度，使得物體在距離地球表面最遠處具有零速度。②計算：公式為v?＝√(2GM/R)。③應用：第二宇宙速度是衛(wèi)星運行的關鍵速度，掌握第二宇宙速度的概念和計算方法對于設計和運行衛(wèi)星至關重要。（3）第三宇宙速度：①定義：指物體從太陽系中某一點出發(fā)，飛向另一點的速度，使得物體可以擺脫太陽引力的束縛，進入太陽系中的自由運動狀態(tài)。②計算：公式為v?＝√(2GM/R)。③應用：第三宇宙速度是太空探測器飛向其他星球和行星時必須達到的速度，掌握第三宇宙速度的概念和計算方法對于設計和運行太空探測器至關重要。（4）人造地球衛(wèi)星：①定義：指人造衛(wèi)星在地球軌道上繞行的天體。②分類：可分為低軌衛(wèi)星、中軌衛(wèi)星和高軌衛(wèi)星，根據(jù)不同的任務和應用，選擇不同的軌道高度和運行速度。③應用：人造地球衛(wèi)星已經(jīng)成為現(xiàn)代社會的重要基礎設施，應用于通信、導航、氣象預報等方面，對人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大的影響。（5）同步衛(wèi)星：①定義：指人造衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)周期相同，保持在地球上空某一點靜止不動的衛(wèi)星。②應用：同步衛(wèi)星已經(jīng)成為現(xiàn)代社會的重要通訊和氣象觀測手段，常用于衛(wèi)星電視、衛(wèi)星通信和氣象衛(wèi)星等領域。（6）衛(wèi)星變軌問題：①衛(wèi)星變軌的情況：衛(wèi)星的運行軌道受到地球的引力和空氣阻力等因素的影響，會產(chǎn)生不同程度的變軌，需要通過變軌技術進行修正。②制動變軌：通過衛(wèi)星上的推進器噴射逆向氣體，制動衛(wèi)星的運動，使其進入下降軌道，從而實現(xiàn)變軌。③加速變軌：通過衛(wèi)星上的推進器噴射同向氣體，加速衛(wèi)星的運動，使其進入上升軌道，從而實現(xiàn)變軌。3.知識總結(jié)：①宇宙航行需要具備一定的速度才能逃離地球引力范圍，其最小速度為第一宇宙速度；②不同類型的衛(wèi)星運行軌道不同，需要具備相應的速度才能維持軌道運行；③衛(wèi)星的運行軌道會受到多種因素的影響而產(chǎn)生變軌，需要通過變軌技術進行修正。4.學以致用：①GPS導航系統(tǒng)的運行需要依靠衛(wèi)星，了解衛(wèi)星的運行軌道和速度可以更好地理解GPS導航的原理；②衛(wèi)星通信系統(tǒng)的運行也需要依靠衛(wèi)星，了解衛(wèi)星的運行軌道和速度可以更好地理解衛(wèi)星通信的原理；③天氣預報的準確性與氣象衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)密切相關，了解衛(wèi)星的運行軌道和速度可以更好地理解氣象衛(wèi)星的觀測原理；④火箭發(fā)射前需要計算發(fā)射時刻、速度和方向等參數(shù)，了解第一宇宙速度的概念可以更好地進行火箭發(fā)射計劃的制定；⑤衛(wèi)星變軌技術的應用在衛(wèi)星運行、軌道修正等領域具有廣泛的應用，例如地球觀測衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等。六、教學反思優(yōu)點：①導入環(huán)節(jié)采用多樣化的實例，能夠引發(fā)學生的興趣和思考；②在講解主干知識時，采用了圖文并茂的方式，有利于學生對知識的理解和記憶；③在教學中結(jié)合了實際生活中的例子，能夠讓學生更好地將理論知識應用到實踐中；④在學習過