人教版高中物理第七章万有引力与航天教材分析及教法建议.ppt

第七章万有引力与航天教材分析及教法建议 一 课程标准内容二 新旧教材章节结构比较三 教材变化的意图分析四 第七章课时分配建议 共7课时 五 教学设计及教法建议六 教学注意事项七 教学要求的把握 一 课程标准内容 1 通过有关事实了解万有引力定律的发现过程 知道万有引力定律 认识发现万有引力定律的重要意义 体会科学定律对人类探索未知世界的作用2 会计算人造卫星的环绕速度 知道第二宇宙速度和第三宇宙速度3 初步了解经典时空观和相对论时空观 知道相对论对人类认识世界的影响4 初步了解微观世界中的量子化现象 知道宏观物体和微观粒子的能量变化特点 体会量子论的建立深化了人类对于物质世界的认识5 通过实例 了解经典力学的发展历程和伟大成就 体会经典力学创立的价值与意义 认识经典力学的使用范围和局限性6 体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用 举例说明物理学的进展对于自然科学的促进作用 第七章万有引力与航天1行星的运动2太阳与行星间的引力3万有引力定律4万有引力理论的成就5宇宙航行6经典力学的局限性 第六章万有引力定律一 行星的运动二 万有引力定律三 引力常量的测定四 万有引力定律在天文学上的应用五 人造卫星宇宙速度六 行星 恒星 星系和宇宙 新 原 二 新 旧教材章节结构对比 三 教材变化及意图分析 1 新教材大体继承了原教材的知识线索 在关于 万有引力与航天 方面的知识要求没有大的变化 2 新教材在 行星的运动 与 万有引力定律 之间增加一节课文 太阳与行星间的引力 旨在放缓万有引力定律发现历程的展现 为学生学习万有引力定律的发现奠定更充分的知识基础3 经典力学的局限性 是共同必修模块的最后一节课 在 万有引力理论的成就 后面 用 经典力学的局限性 来作为必修教材力学的结尾 是对学生所学经典力学的一次总结 4 充分展现万有引力定律发现的科学过程 重视知识的形成过程 以提高学生思维能力 开普勒行星运动定律为万有引力规律的发现做出了什么贡献 根据普勒行星运动第三定律和匀速圆周运动公式 可以推导出 太阳对行星的引力 m为行星质量 r为行星运动半径 那么 行星对太阳的引力有什么规律 根据牛顿第三定律可以分析出 m为太阳质量 太阳与行星间的相互引力有什么规律 由于以上f和的大小是相等的 所以 星体间相互引力规律适用于地球上的物体吗 牛顿进行了月 地检验 说明天上和地下的物体都遵从以下相同的规律 这就是万有引力定律 公式中的g为引力常量 引力常量g的值等于多少 卡文迪许在实验室测出了g的值 这使得万有引力的定量计算成为可能 我们能据此计算出星体质量 5 陈述方式变化 从知识描述转化为问题探究 以多种栏目设置 打开科普视窗 增进科学与生活 社会的联系 6 注重科学文化 科学精神 人文精神的熏陶 领略前辈科学家不屈不饶的探索精神和一丝不苟的科学态度 开阔学生的视野 激励对未知的探索 黑洞 认识科学总是在探索更广泛适用的理论中发展 体会名人名言的哲理 开普勒 牛顿 爱因斯坦 霍金 马克 吐温 萧伯纳 梁启超 三 第七章课时分配建议 共7课时 四 教材分析与教法建议 第一节行星的运动这一节是起始教材对全章起引领性的作用 为万有引力定律的学习起铺垫性的作用 本节结论性的知识较少 但包含着的科学史料十分丰富 教材是从运动学的角度描述天体运动的 教学设计 以问题探究与史料讲解相结合的方式组织课堂教学 探究地心说与日心说争论的焦点 探究开普勒行星运动定律建立的过程 探究椭圆轨道特征 探究开普勒行星运动定律的物理意义 3 宇宙模型的历史发展过程 第二节太阳与行星间的引力 本节属于科学过程教育的素材 是探究性比较强的教学内容 教材是从动力学角度来研究的 知识的逻辑结构是一种演绎推理的结构 2 探究设计 是本章的重要内容 问题的提出 是什么原因使行星围绕太阳运动 猜想与假设 太阳对行星的引力f应该与行星到太阳的距离r有关 简化模型 行星轨道按照 圆 来处理 演绎与推理 根据牛顿第二定律和开普勒定律进行计算 结论的得出 引力大小跟行星到太阳距离的二次方成反比 第3节万有引力定律 这节是对上一节教学内容的进一步外推 是下一节教材学习的基础 是本章的重点知识 内容的教学采用猜想 假设与验证相结合 将演绎推理与归纳相结合 使学生体会到物理理论必须接受实践与实验的检验 2 教学设计 万有引力的猜想 万有引力的检验 万有引力定律的得出 万有引力定律的检验 第4节万有引力理论的成就 本节是属于应用性知识的教学内容 使万有引力定律在应用中得到进一步检验 通过教学使学生演绎思维能力得到进一步训练 教材的立意是使学生感受用物理理论探索未知世界的科学魅力 激发探究未知世界兴趣 2 教学设计 实验室称量地球的质量 计算天体的质量 预见并发现未知行星 补充 冥王星为何出局 设计的核心问题是分析万有引力提供向心力 第五节宇宙航行 介绍万有引力的实践性成就 万有引力理论使人类实现 飞天 梦想 本节是航天部分的重要知识 三个宇宙速度重点理解第一宇宙速度 通过我国航天事业的发展介绍激发学生科学献身精神 同时又拓展了学生科普知识 2 教学设计 其知识上的核心问题还是分析万有引力提供向心力 1 宇宙速度 引导学生推导第一宇宙速度 知道第二宇宙速度和第三宇宙速度物理意义 区别环绕速度与发射速度 2 在 梦想成真 栏目里 简述人类航天事业的发展史 3 在 科学漫步 栏目里 介绍黑洞概念 4 在 sts 栏目里 着重于展示航天事业与人类生活的关系 5 补充有关 地球同步卫星 的定量计算和分析 了解太阳同步极地轨道气象卫星等 第六节经典力学的局限性 本节是全章的终结性教材 属于介绍性质的教材 目的使学生正确认识物理学理论的发展与适用范围 引领学生思考科学的价值观 教材的立意是使学生了解近代物理知识 托勒玫想象地球处在宇宙中心 哥白尼则设想太阳处在中心 牛顿第一个用一个定律解释所有星体运动 爱因斯坦则用几何学的时空体系解释星体的运动 2 教学设计 设计的思路按照物理学理论在三个领域的发展过程进行 1 从低速到高速的讨论中 介绍爱因斯坦的狭义相对论知识 2 在 科学漫步 栏目里 介绍时间 空间都与运动状态有关 3 在宏观与微观的介绍中 使学生知道量子力学能够正确地描述微观粒子运动规律 4 在 弱引力到强引力 栏目中 引导学生了解爱因斯坦广义相对论 5 补充 简单介绍 宇宙大爆炸 模型建立 宇宙微波背景与2006年诺贝尔物理学奖 6 在 科学足迹 栏目里 引导学生领悟牛顿的科学精神 科学思想 科学思维方法 重视过程与方法的教学1 曲线运动速度方向的结论的得出通过举例 实验 理论分析 概括形成 有利于学生形成科学的思维方式2 探究平抛运动的规律是探究性实验 注重体现抛体运动的普遍规律 不仅仅是平抛运动的解题方法 注重跟数学学科的横向联系 把数学中的学习内容及其术语跟物理学融合起来3 向心加速度的教学设计 采用理论 实验 体验相结合的教学按排4 利用物理学史充分展示万有引力定律的建立过程 六 新课程教学设计特点 5 重视学生体验 观念和意识是很难通过集中灌输来形成的新课程的各种体验性活动有利于实践意识的形成实践活动 按图制作飞镖 抛出后观察飞镖飞行方向的变化和落地时插入泥土的方向 我国航天事业的巨大成就介绍会激发学生积极的情感体验 有利于形成科学的世界观和价值观6 经典力学的成就及局限性的介绍使学生意识到理论的发展是辨证的 人类对自然界的探索是永无止境的 7 科学探究贯穿于整个课程教学中的科学探究是课程理念的体现提出问题 猜想与假设 设计实验 进行实验 分析与论证 评估 交流与合作 6 改变学生的学习方式教材的不同写法代表了不同的教学理念演示实验只写做法 不写将要出现的现象 更不写结论 目的 鼓励学生 细心观察 独立思考 同伴交流 师生互动 改变学习方法 七 教学要求的把握 1 不必涉及船速小于水速时渡船位移最小的问题 2 不必涉及需要用余弦定理解决的问题 3 有关平抛运动与斜面结合的问题不作要求 4 不要求计算斜抛运动的射程与射高问题 5 不宜过多和过难涉及圆周运动中的运动学问题 尤其是转动中的追及问题 6 不宜将推导向心加速度公式作为检测或考核内容 7 不要求分析变速圆周运动中有切向加速度时分析向心力的情形 8 不要求定量分析和计算在竖直平面圆周运动中除最高点和最低点以外的各点的受力情况 切向分力和法向分力只用来定性分析 9 避免进入误区不可能对知识要求做出刚性的解释 刚性的解释 是否要求计算 所用公式能否变形 综合应用时解题过程不能超过几步 例 课程标准 10页要求 知道万有引力定律 而在6页关于行为动词的说明中 知道 与 计算 不是同一层次的要求 有人由此得出结论 对于万有引力定律不要求计算 于是说课标应该修改万有引力定律要求的表述 或者修改行为动词的解释 另一方面如果 知道 层次排除计算 13页 知道胡克定律 该怎么办 然而如果 知道 层次都要求计算 47页 知道电子云 该怎么办 结论课标给出的 知道 理解 等要求是相对的教师要有足够的能力根据知识在物理学中的