2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第七章 3 萬有引力理論的成就（2）教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第七章3萬有引力理論的成就（2）教案新人教版必修2學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課為人教版物理必修2第七章第三節(jié)“萬有引力理論的成就（2）”，主要內(nèi)容包括：

1.行星運(yùn)動(dòng)定律的發(fā)現(xiàn)：介紹開普勒定律的背景、內(nèi)容及其對萬有引力理論的意義。

2.牛頓與萬有引力定律：闡述牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程，重點(diǎn)解析定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及適用范圍。

3.天體運(yùn)動(dòng)：通過實(shí)例分析，讓學(xué)生掌握利用萬有引力定律計(jì)算天體運(yùn)動(dòng)參數(shù)的方法。

4.引力常量的測定：介紹引力常量的測定方法，如卡文迪許實(shí)驗(yàn)，并理解其對萬有引力理論的重要性。

5.現(xiàn)代引力理論的發(fā)展：簡要介紹相對論引力理論及量子引力理論，讓學(xué)生了解萬有引力理論的進(jìn)展。

本節(jié)課旨在讓學(xué)生掌握萬有引力定律的內(nèi)容、適用范圍及其在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：

1.物理觀念：通過學(xué)習(xí)萬有引力定律，使學(xué)生建立和鞏固對引力現(xiàn)象的基本理解，形成科學(xué)的物理觀念。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的能力，學(xué)會(huì)從實(shí)例中提煉出規(guī)律，培養(yǎng)邏輯推理和數(shù)學(xué)建模的科學(xué)思維。

3.科學(xué)探究：通過分析行星運(yùn)動(dòng)定律的發(fā)現(xiàn)過程，學(xué)習(xí)科學(xué)家們的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的能力。

4.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：通過了解牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的故事，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的敬畏之心，樹立正確的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。學(xué)情分析本節(jié)課面向的高中學(xué)生，他們在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了基本的數(shù)學(xué)知識(shí)和一定的物理知識(shí)，對于理解萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和應(yīng)用有一定的基礎(chǔ)。但在空間想象能力、抽象思維能力以及科學(xué)探究能力方面存在差異。

1.知識(shí)層次：學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律，對力、質(zhì)量、加速度等概念有了一定的理解。大部分學(xué)生能夠熟練運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決簡單物理問題。然而，對于復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和物理現(xiàn)象，部分學(xué)生可能會(huì)感到困惑。

2.能力層次：學(xué)生的空間想象能力和抽象思維能力參差不齊。在進(jìn)行天體運(yùn)動(dòng)的分析時(shí)，部分學(xué)生可能難以建立正確的空間坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)圖像。此外，學(xué)生在科學(xué)探究方面存在差異，部分學(xué)生對于如何提出問題、假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和分析結(jié)果等環(huán)節(jié)不夠熟悉。

3.素質(zhì)與行為習(xí)慣：學(xué)生在學(xué)習(xí)態(tài)度方面表現(xiàn)積極，但對物理學(xué)科的熱情程度不同。部分學(xué)生可能對理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)計(jì)算感興趣，而另一部分學(xué)生可能更傾向于實(shí)驗(yàn)和實(shí)際操作。在行為習(xí)慣方面，部分學(xué)生可能缺乏自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，這對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生了一定的影響。

針對以上學(xué)情分析，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，采取針對性的教學(xué)策略。對于知識(shí)層次較高的學(xué)生，可以適當(dāng)增加拓展內(nèi)容，提高他們的思維挑戰(zhàn)；對于能力層次較低的學(xué)生，應(yīng)加強(qiáng)數(shù)學(xué)和物理基本概念的鞏固，提高他們的解題能力。同時(shí)，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和抽象思維能力，通過形象生動(dòng)的實(shí)例和圖示，幫助學(xué)生建立正確的物理圖像。

在教學(xué)過程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論和思考，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力。針對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和行為習(xí)慣，教師應(yīng)注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)設(shè)有趣的教學(xué)情境，引導(dǎo)他們主動(dòng)探索和解決問題。同時(shí)，教師應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生的個(gè)別輔導(dǎo)和激勵(lì)，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體教室、投影儀、計(jì)算機(jī)、白板、教學(xué)卡片、模型地球和月球、計(jì)算器。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料、作業(yè)和進(jìn)行課堂討論。

3.信息化資源：萬有引力定律相關(guān)的視頻講座、在線模擬實(shí)驗(yàn)、科學(xué)文章和論文、數(shù)學(xué)軟件（如Mathematica、MATLAB）用于輔助教學(xué)。

4.教學(xué)手段：講授法、討論法、案例分析法、實(shí)驗(yàn)?zāi)M法、小組合作法。

5.教輔材料：新人教版物理必修2教材、萬有引力定律教學(xué)指導(dǎo)書、習(xí)題集、課堂練習(xí)冊。

6.評估工具：課堂提問、隨堂練習(xí)、課后作業(yè)、小組項(xiàng)目、期中和期末考試。

7.教學(xué)反饋：學(xué)生學(xué)習(xí)情況記錄表、學(xué)生反饋問卷、家長溝通記錄。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對萬有引力定律的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道萬有引力定律是什么嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受萬有引力定律的魅力或特點(diǎn)。

簡短介紹萬有引力定律的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.萬有引力定律基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解萬有引力定律的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解萬有引力定律的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹萬有引力定律的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.萬有引力定律案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解萬有引力定律的特性和重要性。

過程：

選擇幾個(gè)典型的天體運(yùn)動(dòng)案例進(jìn)行分析。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解萬有引力定律的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用萬有引力定律解決實(shí)際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與萬有引力定律相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對萬有引力定律的認(rèn)識(shí)和理解。

過程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)萬有引力定律的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括萬有引力定律的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)萬有引力定律在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用萬有引力定律。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于萬有引力定律的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

a.科普讀物：推薦學(xué)生閱讀一些關(guān)于天文學(xué)和物理學(xué)的科普讀物，如《宇宙簡史》、《黑洞與時(shí)間彎曲》等，以增加學(xué)生對萬有引力定律及其在天體運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用的了解。

b.在線課程與講座：引導(dǎo)學(xué)生觀看一些在線課程和講座，如MITOpenCourseWare、Coursera、edX等平臺(tái)上的物理學(xué)課程，幫助學(xué)生更深入地理解萬有引力定律及相關(guān)知識(shí)。

c.科學(xué)博物館與展覽：鼓勵(lì)學(xué)生參觀當(dāng)?shù)氐目茖W(xué)博物館或相關(guān)展覽，通過實(shí)物展示和互動(dòng)體驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生對萬有引力定律的認(rèn)識(shí)。

d.科研論文與報(bào)告：指導(dǎo)學(xué)生閱讀一些關(guān)于萬有引力定律的科研論文和報(bào)告，了解該領(lǐng)域最新的研究成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)。

2.拓展建議：

a.開展家庭小實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生利用家庭常見的物品，如彈簧、小球等，模擬萬有引力作用，探究萬有引力定律的原理。

b.觀察天文現(xiàn)象：鼓勵(lì)學(xué)生利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體運(yùn)動(dòng)，如月球繞地球的運(yùn)動(dòng)、行星的運(yùn)動(dòng)等，從而加深對萬有引力定律的理解。

c.參與科學(xué)競賽與活動(dòng)：鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)舉辦的科學(xué)競賽和活動(dòng)，如科學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽、科技創(chuàng)新大賽等，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力。

d.開展科學(xué)討論與交流：組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)討論與交流，分享對萬有引力定律的理解和感悟，促進(jìn)學(xué)生之間的思維碰撞和知識(shí)共享。

e.制作科普視頻與演示：邀請學(xué)生制作關(guān)于萬有引力定律的科普視頻或演示，通過生動(dòng)有趣的方式，向其他同學(xué)普及相關(guān)知識(shí)。課堂1.課堂評價(jià)

a.提問：在課堂上，教師應(yīng)設(shè)計(jì)不同難度的問題，以考察學(xué)生對萬有引力定律的理解程度。通過學(xué)生的回答，教師可以了解學(xué)生的掌握情況，對學(xué)生的思維過程進(jìn)行評價(jià)。

b.觀察：教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生在課堂上的參與程度、合作能力和思維過程。觀察學(xué)生是否能夠積極參與討論、提出見解，并與其他同學(xué)進(jìn)行有效的溝通和合作。

c.測試：在課堂上，教師可以進(jìn)行一些簡短的知識(shí)點(diǎn)測試，如填空題、選擇題等，以評估學(xué)生對萬有引力定律知識(shí)的掌握情況。

2.作業(yè)評價(jià)

對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改和點(diǎn)評，及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力。

a.作業(yè)批改：教師應(yīng)對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行細(xì)致的批改，注意學(xué)生的解題方法、思路和答案的正確性。對于錯(cuò)誤的地方，教師應(yīng)給出具體的修改意見和建議。

b.作業(yè)點(diǎn)評：在課堂上，教師可以對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評，指出作業(yè)中的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自己的優(yōu)勢，改進(jìn)存在的問題。

c.鼓勵(lì)與激勵(lì)：教師應(yīng)對學(xué)生的努力和進(jìn)步給予肯定和鼓勵(lì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力，提高學(xué)習(xí)成績。

3.學(xué)生互評

鼓勵(lì)學(xué)生之間的相互評價(jià)，促進(jìn)學(xué)生之間的交流和合作。

a.小組討論：在小組討論中，學(xué)生可以相互提問、解答問題，評價(jià)對方的觀點(diǎn)和解釋是否合理。

b.課堂展示：在課堂展示環(huán)節(jié)，其他同學(xué)可以對展示內(nèi)容進(jìn)行評價(jià)，提出自己的看法和建議。

c.互評反饋：學(xué)生可以互相填寫評價(jià)表，對彼此的學(xué)習(xí)表現(xiàn)、合作態(tài)度等進(jìn)行評價(jià)，從而促進(jìn)學(xué)生之間的交流和合作。

4.家長溝通

與家長保持良好的溝通，了解學(xué)生在家庭環(huán)境中的學(xué)習(xí)情況，共同關(guān)注學(xué)生的成長。

a.定期家長會(huì)：教師可以定期召開家長會(huì)，與家長交流學(xué)生在學(xué)校的學(xué)習(xí)情況，了解學(xué)生在家庭中的學(xué)習(xí)環(huán)境和習(xí)慣。

b.家長聯(lián)系方式：教師應(yīng)主動(dòng)提供聯(lián)系方式，與家長保持及時(shí)的溝通，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和問題。

c.家長反饋：教師可以要求家長填寫反饋表，了解學(xué)生在家庭中的學(xué)習(xí)態(tài)度、習(xí)慣和效果，以便教師更好地指導(dǎo)學(xué)生。教學(xué)反思與總結(jié)在教學(xué)萬有引力定律的過程中，我意識(shí)到自己在教學(xué)方法、策略和課堂管理方面還存在一些不足。首先，在教學(xué)方法上，我過于依賴講授法，忽視了學(xué)生的主動(dòng)參與和互動(dòng)。這使得學(xué)生在課堂上缺乏積極性和參與感，影響了教學(xué)效果。為了改進(jìn)這一點(diǎn)，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中更多地采用討論法、實(shí)驗(yàn)法和小組合作法，以激發(fā)學(xué)生的興趣和參與度。

其次，在教學(xué)策略上，我需要更加注重學(xué)生的個(gè)性化需求和差異。在課堂上，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在理解和應(yīng)用萬有引力定律時(shí)存在困難。為了更好地滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，我計(jì)劃進(jìn)行差異化教學(xué)，針對不同層次的學(xué)生提供不同的學(xué)習(xí)材料和輔導(dǎo)，以幫助他們更好地掌握知識(shí)。

在課堂管理方面，我發(fā)現(xiàn)自己在維持課堂秩序和鼓勵(lì)學(xué)生參與方面做得不夠。有些學(xué)生在課堂上顯得有些散漫，影響了課堂氛圍和學(xué)習(xí)效果。為了改善這一點(diǎn)，我計(jì)劃采取更加積極的課堂管理策略，如設(shè)置明確的課堂規(guī)則，及時(shí)提