高中物理-行星的运动教学设计学情分析教材分析课后反思

（一）知识与技能1．了解地心说和日心说的基本内容。2．知道开普勒行星运动定律及其科学价值，会用该定律分析行星运动问题。3．知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。4．知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。（二）过程与方法了解人类对行星运动规律的认识过程，通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，认识到观察、实验、总结实际规律在科学探究中的重要作用。（三）情感、态度与价值观1．通过学习开普勒行星运动定律的建立过程，渗透物理科学探究的方法和思想，形成正确的宇宙运动观。2．感悟科学是人类进步不竭的动力，感悟科学家对科学的执著和献身精神，培养学生热爱科学、献身科学的精神和勇于创新、敢于坚持真理、实事求是的科学态度。学情分析(一)学生已有的知识结构和能力。从学生已经具有的知识基础来看，学生在学习本节课之前，可能只是通过小学的科学课、报刊、杂志、电视等方式对有关科学家的事例略知一二，对科学家的发现、发明、创造内容的了解应该是非常琐碎的，无系统的天体运动研究历史方面的知识，但对天体的运动学习应该具有很大的好奇心和浓厚的兴趣。（二）学生认知能力上的欠缺。从学生的认知能力看，由于行星运动抽象、无法感知，学生在理解行星的运动规律上会存在障碍，同时椭圆在数学上还未接触过，也会给学生造成困惑。本节课的目标切入点准确到位，侧重于“三维”中的情感、态度和价值观；较好地体现了教材内容统领全章的地位和功能。6.1《行星的运动》教学设计一、教学分析：本节内容主要介绍了人类历史上发现行星运动规律——开普勒三定律的一个过程。从托勒密发展并完善的地心说，哥白尼勇敢的壮举——提出日心说，布鲁诺宣传和捍卫真理，第谷天才的行星观测技术，到开普勒发现并总结三大定律，经历了一千多年的时间，要让学生了解这段真理发现的艰难历程，并从科学家身上看到坚持不懈、勇于创新的科学精神。二、学情分析(一)学生已有的知识结构和能力。从学生已经具有的知识基础来看，学生在学习本节课之前，可能只是通过小学的科学课、报刊、杂志、电视等方式对有关科学家的事例略知一二，对科学家的发现、发明、创造内容的了解应该是非常琐碎的，无系统的天体运动研究历史方面的知识，但对天体的运动学习应该具有很大的好奇心和浓厚的兴趣。（二）学生认知能力上的欠缺。从学生的认知能力看，由于行星运动抽象、无法感知，学生在理解行星的运动规律上会存在障碍，同时椭圆在数学上还未接触过，也会给学生造成困惑。本节课的目标切入点准确到位，侧重于“三维”中的情感、态度和价值观；较好地体现了教材内容统领全章的地位和功能。三、教学目标（一）知识与技能1．了解地心说和日心说的基本内容。2．知道开普勒行星运动定律及其科学价值，会用该定律分析行星运动问题。3．知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。4．知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。（二）过程与方法了解人类对行星运动规律的认识过程，通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，认识到观察、实验、总结实际规律在科学探究中的重要作用。（三）情感、态度与价值观1．通过学习开普勒行星运动定律的建立过程，渗透物理科学探究的方法和思想，形成正确的宇宙运动观。2．感悟科学是人类进步不竭的动力，感悟科学家对科学的执著和献身精神，培养学生热爱科学、献身科学的精神和勇于创新、敢于坚持真理、实事求是的科学态度。四、教学重点和难点教学重点：理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。教学难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用。五、教学方法1.“日心说”的建立教学——采用学生自主阅读对比、反证、合作交流及讲授法。2.行星运动规律的建立——采用放录像和CAI课件模拟行星的运动情况。六、教学资源制作ppt课件，行星运动动画；自制教具；视频：《宇宙与人》片段；工具软件：flash8，PowerPoint.七、教学过程引入新课多媒体演示：天体运动的图片浏览。在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，历史上有过不同的看法，科学家对此进行了不懈的探索，通过本节内容的学习，将使我们正确地认识行星的运动。进行新课（一）、简介中国古代宇宙观1.盖天说：天圆如张盖，地方如棋局。2.浑天说：“天地之体，状如鸟卵，天包地之外，犹卵之裹黄，周旋无端，其形浑浑然。”（简介中国古代宇宙观，使学生对我国古人对天体运动的研究有所理解）（二）、地心说与日心说学习与交流：请学生阅读教材课文一、二自然段思考下面几个问题:课件展示问题：1.古代人们对天体运动存在哪些看法?2.什么是“地心说”,什么是“日心说”?3.哪种学说占统治地位的时间较长?4.两种学说争论的结果是什么?［学生活动］阅读课文,并从课文中找出相应的答案。1.在古代,人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。2.“地心说”认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳,月亮以及其他行星都绕地球运动；“日心说”认为太阳是宇宙的中心,地球,月亮以及其他行星都在绕太阳运动。3.“地心说”占领统治地位的时间较长.4.“日心说”与“地心说”争论的结果是“日心说”最终战胜了“地心说”，真理最终战胜了谬误。教师：介绍“地心说”和“日心说”的发展过程多媒体展示“地心说”和“日心说”的观点，并配以动画。（让学生对这两种对立的学说有一个简单的感性认识。）（三）、开普勒对行星运动的研究教师：德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及观测数据，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的，但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差。当时公认的第谷的观测误差不超过2′。开普勒想，很可能不是匀速圆周运动。在这个大胆思路下，开普勒又经过四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，证明了哥白尼的“日心说”是正确的，并总结为行星运动三定律。（使学生领略前辈科学家们对自然奥秘不屈不挠探索的精神和对待科学研究一丝不苟的态度，从而感悟科学的结论总是在顽强曲折的科学实践中悄悄来临）请学生阅读课文三、四、五自然段,同时回答下列问题:课件展示问题：1.古人认为天体做什么运动?2．开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的?3．开普勒描述行星绕太阳运动的规律的具体内容是什么?[学生活动］阅读课文,并从课文中找出相应的答案:1、古人把天体的运动看得十分神圣,他们认为天体的运动不同于地面物体的运动,天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动。2、开普勒认为行星做椭圆运动。他发现假设行星作匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有认为行星作椭圆运动，才能解释这一差别。3、开普勒描述行星绕太阳运动的规律的具体内容是：第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即：比值k是一个与行星无关的常量开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．（课件展示开普勒第一定律，使学生对开普勒第一定律有一个更形象直观的感性认识。）[学生活动］做一做：用图钉和细绳画椭圆（引导学生认识椭圆，知道什么是半长轴、半短轴和焦点。）想一想：椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系?开普勒第二定律：对任意一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。课件展示开普勒第二定律，使学生对开普勒第二定律有一个更形象直观的感性认识。教师：如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上．如果时间间隔相等，即t2-t1=t4-t3，那么面积SA=SB。思考与交流：试比较近日点和远日点地球的速度大小？（加深对开普勒第二定律的理解）开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它公转周期的二次方的比值都相等即a3/T2=k课件展示开普勒第三定律，使学生通过对天体运动的立体画面的观看，对天体运动的感性认识进一步提高。教师给出太阳系八大行星平均轨道半径和周期的数值，请学生验证开普勒第三定律。行星平均轨道半径R（米）周期T（秒）水星5.79×10107.60×106金星1.08×10111.49×107地球1.49×10113.16×107火星2.28×10115.94×107木星7.78×10113.74×108土星1.43×10129.30×108天王星2.87×10122.66×109海王星4.50×10125.20×109（通过数据验证开普勒第三定律的正确性，并理解k是一个与行星无关的常量）思考与交流：k是一个与行星无关的常量，那它可能跟谁有关?[学生活动］讨论、猜想。点拨理解：第一：开普勒定律是从纯运动学的角度来描述行星的时空游戏，它们每一条都是经验定律，只涉及运动学，不涉及动力学。第二：开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星。只不过此时比值k是由行星质量所决定的另一恒量。教师小结：开普勒三定律是一个整体，它对行星运动的描述有一个从定性到定量的过程；开普勒第一定律是其余两个定律的基础；三个定律描述的内容又是各自独立的，并不重复。教师提问：但由于多数行星的轨道和圆十分接近，在中学阶段的研究中一般都按圆处理。开普勒三定律适用于圆轨道时，应该怎样表述呢？学生活动：分组讨论，学生代表发言。教师：实际上，多数行星的轨道与圆十分接近，所以在中学阶段的研究中能够按圆处理．开普勒三定律适用于圆轨道时，应该怎样表述呢?[学生活动］学生思考讨论，并派代表回答：1.多数大行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，太阳处在圆心。2.对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做圆周运动。3.所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方比值都相等。教师评价：在科学研究中，懂得忽略什么有时与懂得重视什么同等重要。科学就是一种近似，一种舍弃次要矛盾紧紧抓住主要矛盾的近似，正是这种近似，才有了真正意义上的科学。做人也是如此，要懂得取，更要懂得舍，只有舍才能得，正所谓舍得舍得。教师活动：这节课你收获了什么？学生活动：分组讨论，学生代表发言。对描述自然追求简单和谐是科学研究的动力之一。②对自然奥秘不屈不挠探索的精神和对待科学研究一丝不苟的态度。③实验观察手段是科学研究的重要方法之一。④实事求是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理的科学态度和科学精神。⑤实验归纳和数学演绎相结合是科学研究中的重要方法。八、当堂检测1、下列说法中正确的是（）A.大多数人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球处在这些椭圆的一个焦点上B.人造地球卫星在椭圆轨道上运动时速度是不断变化的；在近地点附近速率大，远地点附近速率小；卫星与地心的连线，在相等时间内扫过的面积相等C.大多数人造地球卫星的轨道，跟月亮绕地球运动的轨道，都可以近似看做为圆，这些圆的圆心在地心处D.月亮和人造地球卫星绕地球运动，跟行星绕太阳运动，遵循相同的规律2、关于行星的运动说法正确的是（）A、行星半长轴越长，自转周期越大B、行星半长轴越长，公转周期越大C、水星半长轴最短，公转周期最大D、冥王星半长轴最长，公转周期最大3、我们假设地球绕太阳运动时的轨道半长轴为为，公转周期为，火星绕太阳运动的轨道半径为，公转周期为，那这些物理量之间应该满足怎样的关系？5、已知木星绕太阳的公转周期是地球绕太阳公转周期的12倍，则木星轨道半长轴是地球轨道半长轴的多少倍？九、基础练习1、下列说法正确的是（）A.地球是一颗绕太阳运动的行星B.关于天体运动的日心说和地心说都是错误C.太阳是静止不动，地球和其它行星都在绕太阳转动D.地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星却绕地球转动2、下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是()A、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B、所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C、所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D、所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比3、理论实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是（）A、公式只适用于轨道是椭圆的运动B、式中的K值，对于所有行星（或卫星）都相等C、式中的K值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关D、若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离4、两颗行星的质量分别为，绕太阳运行的轨道半长轴分别为，则它们的公转周期之比为（） A、B、C、D、无法确定提高练习5、某行星沿椭圆轨道运行，近日点离太阳距离为a，远日点离太阳距离为b，过近日点时行星的速率为，则过远日点时速率为（）A、B、C、D、6、飞船沿半径为R的圆周绕地球运动其周期为T，地球半径为，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间？AABR十、课后作业1、完成学案上的提高练习题目2、课外探究作业课后阅读教材P64“科学足迹”栏目中的阅读材料，体会人类对行星运动规律的认识历程。每个小组写一篇读后感。十一、板书设计一、地心说与日心说二、开普勒行星运动定律（一）开普勒第一定律（轨道定律）（二）开普勒第二定律（面积定律）（三）开普勒第三定律（周期定律）十二、教后反思本节注重调动学生，师生的互动探究式提高课堂教学效率的有效方法，教学中使用各种手段，让学生入境从而激发学生的学习兴趣。亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。本节内容虽然对学生而言是抽象的、陌生的，甚至无法去感知，但凭着对天体的运动充满好奇，去引导学生了解人们对星体运动认识的发展过程，从“日心说”和“地心说”的内容到其两者之间的争论，从第谷的精心观测到开普勒的数学运算，在学生整体感知的过程中引导学生体会这些大师们的思路、方法及他们的一丝不苟的科学精神，并激发他们热爱科学、探索真理的求知热情。测评练习【当堂检测】1、下列说法中正确的是（）A.大多数人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球处在这些椭圆的一个焦点上B.人造地球卫星在椭圆轨道上运动时速度是不断变化的；在近地点附近速率大，远地点附近速率小；卫星与地心的连线，在相等时间内扫过的面积相等C.大多数人造地球卫星的轨道，跟月亮绕地球运动的轨道，都可以近似看做为圆，这些圆的圆心在地心处D.月亮和人造地球卫星绕地球运动，跟行星绕太阳运动，遵循相同的规律2、关于行星的运动说法正确的是（）A、行星半长轴越长，自转周期越大B、行星半长轴越长，公转周期越大C、水星半长轴最短，公转周期最大D、冥王星半长轴最长，公转周期最大3、我们假设地球绕太阳运动时的轨道半长轴为为，公转周期为，火星绕太阳运动的轨道半径为，公转周期为，那这些物理量之间应该满足怎样的关系？5、已知木星绕太阳的公转周期是地球绕太阳公转周期的12倍，则木星轨道半长轴是地球轨道半长轴的多少倍？【基础练习】1、下列说法正确的是（）A.地球是一颗绕太阳运动的行星B.关于天体运动的日心说和地心说都是错误C.太阳是静止不动，地球和其它行星都在绕太阳转动D.地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星却绕地球转动2、下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是()A、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B、所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C、所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D、所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比3、理论实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是（）A、公式只适用于轨道是椭圆的运动B、式中的K值，对于所有行星（或卫星）都相等C、式中的K值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关D、若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离4、两颗行星的质量分别为，绕太阳运行的轨道半长轴分别为，则它们的公转周期之比为（） A、B、C、D、无法确定【提高练习】5、某行星沿椭圆轨道运行，近日点离太阳距离为a，远日点离太阳距离为b，过近日点时行星的速率为，则过远日点时速率为（）A、B、C、D、6、飞船沿半径为R的圆周绕地球运动其周期为T，地球半径为，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间？AABR效果分析在整个课堂上，学生都积极主动的思考交流、探究讨论，充分调动了学生的积极主动性，突出了学生的主体地位，使课堂成为学生活动与创造的课堂。由于备课不充分，某些环节得处理上还是有待改善提高。比如课堂上更多的工作可以让学生合作完成，再民主一点，放开一点，以调动学生的积极主动性；教学语言需要进一步准确、精炼；时间分配上要进一步细化，重点、难点问题要留足思考、展示、交流的时间。评课记录授课教师：授课时间：2015-4-12授课地点：授课内容：《行星的运动》听课人员：高尚启刘庆领张彦平张景鲁王新源邵长鹏结合课标、教材和教学实际，我们队这节课展开讨论和评价张彦平：听了赵老师的这节课，相信大家都受益匪浅。创设情境，引入新课。本节课运用了PPT图片展示美丽的天体，引发学生对天体的无限遐想，从而引出本节课的课题，符合新课程的要求，即科学教学必须与生活实际相结合，让静态的知识动态化，让课堂生态化。教师素质好，教学氛围和谐、积极。教师的基本功扎实，讲授知识有深度、有广度、有技巧。教师的形体语言亲切、自然，口头语言清晰、流畅。营造了积极、和谐的教学氛围和平等、民主、自由的师生的关系，很好的实现了教师角色的转变。高尚启：教学设计理念依据新一轮基础课程改革《物理课程标准》中：让生活走向物理，让物理走向社会的基本理念，面向全体学生。这节课彻底改变了学生被动接受的传统的教学模式，“在探究状态下学习”贯穿整个课堂教学。整个课堂设计完整、结构紧凑、逻辑严密、前后呼应。刘庆领：我也有点感触，无论是文科还是理科的教学，最重要的不是教给学生这样或那样的知识，而是教会学生学习这门学科的规律和方法。老师大胆地调整教材结构进行教学，这样更有利于学生掌握物理知识规律。张景鲁：对于接触过物理但没有上过这节课的老师来说，可能会听得不是很细致，但总的感受是听得舒服，觉得空气很清新，课堂层次感很明显。王新源：赵老师具有较强的亲和力，经常使用鼓励性的语言，让人听得