教學(xué)設(shè)計(jì)-《行星的運(yùn)動(dòng)》

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上行星的運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)無(wú)錫市公益中學(xué)陳錫強(qiáng)【設(shè)計(jì)思想】 本節(jié)課內(nèi)容是該章第一單元的開(kāi)篇。這一單元教材在安排上按照科學(xué)探究的思路展開(kāi)，重在介紹萬(wàn)有引力定律建立的過(guò)程，這是一次生動(dòng)的科學(xué)思維和科學(xué)方法的教育。從古代樸素的唯物主義思想，到天文學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)大量的觀察資料；從研究行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，到猜想行星運(yùn)動(dòng)的原因；最終得到萬(wàn)有引力定律，無(wú)處不在體現(xiàn)著科學(xué)探索的精神與方法。這節(jié)內(nèi)容在第一單元教學(xué)中起到開(kāi)門(mén)磚的作用。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)本節(jié)內(nèi)容是抽象的、陌生的，甚至無(wú)法去感知。對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)充滿好奇又覺(jué)得非常神秘而不易理解。所以我們必須去引導(dǎo)學(xué)生了解人們對(duì)星體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程，從“日

2、心說(shuō)”和“地心說(shuō)”的內(nèi)容到其兩者之間的爭(zhēng)論，從第谷的精心觀測(cè)到開(kāi)普勒的數(shù)學(xué)運(yùn)算，在學(xué)生整體感知的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)這些大師們的思路、方法及他們的一絲不茍的科學(xué)精神，并激發(fā)他們熱愛(ài)科學(xué)、探索真理的求知熱情。 本節(jié)內(nèi)容包括“地心說(shuō)”“日心說(shuō)”的內(nèi)容、開(kāi)普勒定律的內(nèi)容和天體運(yùn)動(dòng)的近似處理等知識(shí)點(diǎn)。 【教學(xué)目標(biāo)】 一、知識(shí)目標(biāo)   1了解“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”兩種不同的觀點(diǎn)及發(fā)展過(guò)程； 2知道開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描述； 3知道天體運(yùn)動(dòng)的近似處理方法。 二、能力目標(biāo) 1培養(yǎng)學(xué)生在客觀事物的基礎(chǔ)上通過(guò)分析、推理提出科學(xué)

3、假設(shè)，再經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的正確認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的思維方法；   2通過(guò)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、善于思考和提高實(shí)際應(yīng)用的能力； 3通過(guò)體驗(yàn)性活動(dòng)提高學(xué)生實(shí)踐的意識(shí)。 三、德育目標(biāo)   1通過(guò)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的建立過(guò)程，滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法論教育，建立科學(xué)的宇宙觀和價(jià)值觀；   2激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)、探索真理的求知熱情； 3培養(yǎng)學(xué)生交流合作以及評(píng)價(jià)探究結(jié)果的素養(yǎng)。 【教學(xué)重點(diǎn)】 1“日心說(shuō)”的建立過(guò)程。 2行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 【教學(xué)難點(diǎn)】 1學(xué)生對(duì)天體運(yùn)動(dòng)缺乏感性認(rèn)識(shí)。&

4、#160;2開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。 【教學(xué)方法】 1“日心說(shuō)”建立的教學(xué)采用對(duì)比、反證及講授法。   2行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的建立采用掛圖、放錄像資料或用CAI課件模擬行星的運(yùn)動(dòng)情況。 【教學(xué)用具】 多媒體課件、掛圖、細(xì)繩、白紙教學(xué)步驟 教師活動(dòng)學(xué)生交流活動(dòng)點(diǎn)  評(píng)導(dǎo)人新課： （展示幻燈片）引導(dǎo)學(xué)生交流斟酌短文中的字詞，并發(fā)表自己的看法?！霸诤棋囊箍罩?，點(diǎn)點(diǎn)繁星就像一顆顆晶瑩剔透的寶石鑲嵌在廣袤的蒼穹之上”    一名中學(xué)生關(guān)于夜空的描述。 我們與無(wú)數(shù)生靈生活在地球上

5、，白天我們沐浴著太陽(yáng)的光輝。夜晚，仰望蒼穹，繁星閃爍，美麗的月亮把我們帶入了無(wú)限的遐想之中，這浩瀚無(wú)邊的宇宙中有著無(wú)數(shù)的大小不一、形態(tài)各異的天體，它們的神秘始終讓我們渴望了解，并不斷地去探索。而偉大的天文學(xué)家、物理學(xué)家已為我們的探索開(kāi)了頭，讓我們對(duì)宇宙來(lái)一個(gè)初步的了解。首先，我們來(lái)了解行星的運(yùn)動(dòng)情況。 板書(shū)：行星的運(yùn)動(dòng)。 一、“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”的發(fā)展過(guò)程 在古代，人類(lèi)最初通過(guò)直接的感性認(rèn)識(shí)，建立了“地心說(shuō)”的觀點(diǎn)，認(rèn)為地球是靜止不動(dòng)的，而太陽(yáng)和月亮繞地球而轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)椤暗匦恼f(shuō)”比較符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，太陽(yáng)總是從東邊升起，從西邊落下，好像太陽(yáng)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。正好，“地

6、心說(shuō)”的觀點(diǎn)也符合宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的說(shuō)法，所以“地心說(shuō)”統(tǒng)治了人們很長(zhǎng)時(shí)間。但是隨著人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的不斷研究，發(fā)現(xiàn)“地心說(shuō)”所描述的天體的運(yùn)動(dòng)不僅復(fù)雜而且問(wèn)題很多。如果把地球從天體運(yùn)動(dòng)的中心位置移到一個(gè)普通的、繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的行星的位置，換一個(gè)角度來(lái)考慮天體的運(yùn)動(dòng)，許多問(wèn)題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得簡(jiǎn)單了。回答1：“點(diǎn)點(diǎn)”并非實(shí)指天體大小，而是因?yàn)樗鼈兙嚯x我們非常遙遠(yuǎn)。 回答2：“鑲嵌”是形象生動(dòng)的描述，此處是否恰當(dāng)？通過(guò)欣賞短文激發(fā)學(xué)生深層次的思考和探究的熱情與積極性。        

7、60;              讓學(xué)生充分體會(huì)人類(lèi)在對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)過(guò)程中充滿著曲折和艱辛。 隨著世界航海事業(yè)的發(fā)展，人們希望借助星星的位置為船隊(duì)導(dǎo)航，因而對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)觀測(cè)越來(lái)越精確。再加上第谷等科學(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)及記錄的大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，用托勒密的“地心說(shuō)”模型很難得出完美的解答。當(dāng)時(shí)，哥倫布和麥哲倫的探險(xiǎn)航行已經(jīng)使不少人相信地球并不是一個(gè)平臺(tái)，而是一個(gè)球體，哥白尼就開(kāi)始推測(cè)是不是地球每天圍繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)一周呢？他假設(shè)地球并不是宇宙的中心

8、，它與其他行星都是圍繞著太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。這就是“日心說(shuō)？的模型。用“日心說(shuō)”能較好地和觀測(cè)的數(shù)據(jù)相符合，但它的思想幾乎在一個(gè)世紀(jì)中被忽略，很晚才被人們接受。原因有：(1)“日心說(shuō)”只是一個(gè)假設(shè)。利用這個(gè)“假設(shè)”，行星運(yùn)動(dòng)的計(jì)算比“地心說(shuō)”容易得多。但著作中有很不精確的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出的結(jié)果不能很好地跟行星位置的觀測(cè)結(jié)果相符合。(2)當(dāng)時(shí)的歐洲的統(tǒng)治者還是教會(huì)，把哥白尼的學(xué)說(shuō)稱(chēng)為“異端學(xué)說(shuō)”，因?yàn)樗环辖虝?huì)的利益。致使這個(gè)正確的觀點(diǎn)被推遲一個(gè)世紀(jì)才被人們所接受。 德國(guó)的物理學(xué)家開(kāi)普勒繼承和總結(jié)了他的導(dǎo)師第谷的全部觀測(cè)資料及觀測(cè)數(shù)據(jù)，也是以行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型來(lái)思考

9、和計(jì)算的，但結(jié)果總是與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有8 的角度誤差，當(dāng)時(shí)公認(rèn)的第谷的觀測(cè)誤差不超過(guò)2。開(kāi)普勒想，很可能不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)大膽思路下，開(kāi)普勒又經(jīng)過(guò)四年多的刻苦計(jì)算，先后否定了19種設(shè)想，最后終于計(jì)算出行星是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的，證明了哥白尼的“日心說(shuō)”是正確的。                         科學(xué)家的偉大既在于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與科學(xué)精

10、神，也需要極大的推翻權(quán)威的勇氣。同學(xué)們，通過(guò)對(duì)人類(lèi)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程。你有什么感想？ 引導(dǎo)學(xué)生在課后閱讀科學(xué)足跡） 雖然哥白尼等人否定了地心說(shuō)，但仍然認(rèn)為其他行星圍繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。這個(gè)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，開(kāi)普勒在第谷對(duì)780顆左右恒星觀察并有準(zhǔn)確記錄的基礎(chǔ)上，提出了橢圓軌道定律、面積定律和周期定律。 引出新課 二、開(kāi)普勒定律 (1)出示行星運(yùn)動(dòng)的掛圖 (2)放有關(guān)行星運(yùn)動(dòng)的視頻 開(kāi)普勒第一定律（橢圓軌道定律）：所有的行星分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)是在這些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。  (3)體驗(yàn)活動(dòng)

11、：橢圓的制作  引發(fā)學(xué)生思考： 橢圓有什么特點(diǎn)？ 橢圓中最長(zhǎng)的線段（長(zhǎng)軸）如何確定？    如果太陽(yáng)位于橢圓的左焦點(diǎn)，請(qǐng)同學(xué)們?cè)谧约寒?huà)出的橢圓中標(biāo)出近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)位置？并思考近日距離和遠(yuǎn)日距離的關(guān)系。 開(kāi)普勒第二定律（面積定律）：太陽(yáng)和行星的聯(lián)線在相等的時(shí)間內(nèi)所掃過(guò)的面積相等。若行星從A到B的時(shí)間和從C到D的時(shí)間相等，則圖中的面積S1=S2  學(xué)生踴躍發(fā)表自己的感想： 前人的這種對(duì)問(wèn)題的一絲不茍、孜孜以求的精神值得大家學(xué)習(xí)。我們對(duì)待學(xué)習(xí)更應(yīng)該是腳踏實(shí)地，認(rèn)認(rèn)真真，不放過(guò)一點(diǎn)疑問(wèn)，要有熱愛(ài)科學(xué)、探索真理的熱

12、情及堅(jiān)強(qiáng)的品質(zhì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的人生價(jià)值。             學(xué)生可低聲交流：          學(xué)生分組合作實(shí)驗(yàn)：以細(xì)繩的兩端點(diǎn)為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)，用鉛筆緊貼著細(xì)繩滑動(dòng)，在紙上畫(huà)出軌跡。 學(xué)生交流討論：近日距離與遠(yuǎn)日距離之和等于長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度。          

13、;                  邊看邊介紹，讓學(xué)生對(duì)行星運(yùn)動(dòng)有一個(gè)簡(jiǎn)單的感性認(rèn)識(shí)。       錄像的效果很好，很直觀，讓同學(xué)能看到三維的立體畫(huà)面，讓同學(xué)們的感性認(rèn)識(shí)又提高一步。引發(fā)學(xué)生思考： 根據(jù)該定律，當(dāng)行星靠近太陽(yáng)時(shí)，運(yùn)行的速度如何？當(dāng)行星遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)，運(yùn)行的速度又如何？ 開(kāi)普勒第三定律（周期定律）：所有行星的橢圓軌道

14、的半長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。 若用R表示半長(zhǎng)軸，用T表示周期，則有：（K與運(yùn)動(dòng)的行星無(wú)關(guān)）  強(qiáng)調(diào)表達(dá)式中各物理量的含義 引發(fā)學(xué)生思考： 現(xiàn)在我們已發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)周?chē)袔最w大行星嗎？分別是什么？   評(píng)價(jià)：（回答的很好），那同學(xué)們知道哪顆行星離太陽(yáng)最近？ 再問(wèn)：水星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的周期會(huì)和地球一樣嗎？   評(píng)價(jià)：（回答的非常精彩）不過(guò)這是理論上的證明，有什么方法來(lái)驗(yàn)證嗎？ （播放視頻：行星的運(yùn)動(dòng)）引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材版圖了解多數(shù)大行星軌道的近圓特點(diǎn)，并讓學(xué)生

15、自學(xué)天體運(yùn)動(dòng)的近似處理方法。  開(kāi)普勒三定律的意義 開(kāi)普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的確切描述不僅使人們?cè)诮鉀Q行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題上有了依據(jù)，更澄清了人們多年來(lái)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也推動(dòng)了對(duì)天體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究。學(xué)生交流討論： 由幾何關(guān)系可知：當(dāng)行星在近日點(diǎn)時(shí)，距離小，則走過(guò)的弧長(zhǎng)大，所以行星運(yùn)動(dòng)快；當(dāng)行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，距離大，則相同時(shí)間內(nèi)走過(guò)的弧長(zhǎng)短，所以行星運(yùn)動(dòng)的慢。          學(xué)生回答：木、水金、火、土、地球、天王星、海王星。   

16、;     學(xué)生回答：水星 學(xué)生積極交流討論： 利用開(kāi)普勒第三定律可知：繞同一恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的不同行星，K是一個(gè)常量。所以水星離太陽(yáng)最近，繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的周期也最短。 學(xué)生積極交流討論：可以通過(guò)查找數(shù)據(jù)資料來(lái)估算水星和地球的K值是否相同，從而得出結(jié)論。對(duì)學(xué)生的回答要 給予充分的肯定和鼓勵(lì)，讓他們獲得成功的喜悅                 

17、60;注意學(xué)科間知識(shí)的滲透和聯(lián)系              充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)良好的自學(xué)習(xí)慣 【鞏固練習(xí)】 用投影儀出示練習(xí)題 (1)行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)軌道如果是圓形，那么它軌道半徑R的三次方與運(yùn)行周期T的平方比為常數(shù)K，則常數(shù)K的大小 A只與恒星的質(zhì)量有關(guān) B與恒星的質(zhì)量及行星的質(zhì)量有關(guān) C只與行星的質(zhì)量有關(guān) D與恒星的質(zhì)量及行星的速度有關(guān) (2)木星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為地球繞太陽(yáng)的轉(zhuǎn)動(dòng)的周期的12倍，則木星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半長(zhǎng)軸約為地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道半長(zhǎng)軸的_倍。 (3)天文觀測(cè)發(fā)現(xiàn)某小行星繞太陽(yáng)的周期是27地球年，它離太陽(yáng)的最小距離是地球軌道半徑的2倍，求該小行星離太陽(yáng)的最遠(yuǎn)距離是地球軌道半徑的幾倍