[經(jīng)典]宇宙航行教學(xué)設(shè)計(jì)

　　作為一位杰出的教職工，就難以避免地要準(zhǔn)備教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)業(yè)業(yè)績(jī)問(wèn)題的解決措施進(jìn)行策劃的過(guò)程。一份好的教學(xué)設(shè)計(jì)是什么樣子的呢？以下是小編收集整理的宇宙航行教學(xué)設(shè)計(jì)，僅供參考，希望能夠幫助到大家。

　　宇宙航行教學(xué)設(shè)計(jì) 1

　　一、教材分析

　　《宇宙航行》系新課程人教版必修2第七章第五節(jié)，重點(diǎn)講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，推導(dǎo)了第一宇宙速度,并介紹了第二、第三宇宙速度。人造衛(wèi)星是萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例，是人類征服自然的見(jiàn)證，體現(xiàn)了知識(shí)的力量，是學(xué)生學(xué)習(xí)了解現(xiàn)代科技知識(shí)的一個(gè)極好素材。教材不但介紹了人造衛(wèi)星中一些基本理論，更是在其中滲透了很多研究實(shí)際物理問(wèn)題的物理方法。因此，本節(jié)課是“萬(wàn)有引力定律與航天”中的重點(diǎn)內(nèi)容，是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究天體物理問(wèn)題的理論基礎(chǔ)。另外，學(xué)生通過(guò)對(duì)人造衛(wèi)星、宇宙速度的了解，也將潛移默化地產(chǎn)生對(duì)航天科學(xué)的熱愛(ài)，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。

　　二、教學(xué)目標(biāo)

　�。ㄒ唬┲�識(shí)與技能

　�。�1）知道人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行原理，會(huì)運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)公式分析解答有關(guān)衛(wèi)星運(yùn)行的原因；

　�。�2）掌握三個(gè)宇宙速度，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度；

　�。�3）簡(jiǎn)單了解航天發(fā)展史。

　�。�4）能用所學(xué)知識(shí)求解衛(wèi)星基本問(wèn)題。

　�。ǘ�）過(guò)程與方法

　�。�1）培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索能力；

　�。�2）培養(yǎng)學(xué)生在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如何構(gòu)建物理模型的能力；

　�。�3）學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法培養(yǎng)學(xué)生歸納、分析和推導(dǎo)及合理表達(dá)能力。

　�。ㄈ�）情感態(tài)度與價(jià)值觀

　　介紹我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)習(xí)科學(xué)，熱愛(ài)科學(xué)的激情，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。

　　課時(shí)安排：一節(jié)課

　　教具：多媒體課件(flash 8制作)、投影儀、計(jì)算機(jī)

　　三、設(shè)計(jì)理念

　　學(xué)科教學(xué)活動(dòng)以學(xué)生為主體，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、品德三維一體的全面發(fā)展，這是本課件設(shè)計(jì)的基本理念。學(xué)生已學(xué)過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力定律等基本理論，具備了解決問(wèn)題的基本工具。本節(jié)課的難點(diǎn)在于對(duì)人造衛(wèi)星原理的理解，因此教學(xué)設(shè)計(jì)上采用理論探究法：在設(shè)計(jì)中突出發(fā)揮學(xué)生的主體作用，課堂中通過(guò)設(shè)疑→思考→啟發(fā)→引導(dǎo)這樣一條主線，激發(fā)鼓勵(lì)學(xué)生的大膽思考、積極參與，讓學(xué)生通過(guò)自己的分析研究來(lái)掌握獲取相關(guān)的知識(shí)和方法。

　　四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

　　（1）第一宇宙速度的推導(dǎo)；

　�。�2）人造衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)行速度與衛(wèi)星發(fā)射速度的區(qū)別；

　　（3）衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，各物理量的關(guān)系。

　　五、教學(xué)方法

　　啟發(fā)探究式教學(xué)、多媒體輔助教學(xué)。

　　六、教學(xué)準(zhǔn)備：

　　多媒體制作，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)演示儀、投影儀、計(jì)算機(jī)。

　　七、教學(xué)過(guò)程

　　（一）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)情感，引入新課

　　1.利用多媒體播放視頻：

　　（1）人造衛(wèi)星發(fā)射

　�。�2）人造衛(wèi)星在圓形軌道上的運(yùn)行。

　　2.演示月亮繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　提出問(wèn)題：拋出的石頭會(huì)落地，為什么衛(wèi)星、月亮沒(méi)有落下來(lái)？衛(wèi)星、月亮沒(méi)有落下來(lái)必須具備什么條件？

　　（二）人造地球衛(wèi)星

　　1.拋物演示實(shí)驗(yàn)：學(xué)生觀察落地點(diǎn)的變化，落地點(diǎn)為什么會(huì)變化？

　　2.牛頓的思考與設(shè)想：

　　拋出的速度v越大時(shí)，落地點(diǎn)越遠(yuǎn)，速度不斷增大，將會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？

　　牛頓根據(jù)自己的設(shè)想草擬了一幅極富創(chuàng)意的人造衛(wèi)星原理圖。

　　牛頓的設(shè)想由于受技術(shù)條件的限制，物體不可能達(dá)到這樣的速度，但他的思想啟發(fā)了后人，在太空探索中立了頭功。

　　動(dòng)畫(huà)展示牛頓的設(shè)想過(guò)程。

　　引出人造地球衛(wèi)星（簡(jiǎn)稱人造衛(wèi)星）的概念。

　　（三）宇宙速度

　　1、問(wèn)題的提出：人造衛(wèi)星為什么不掉下來(lái)，人造衛(wèi)星的線速度有多大。進(jìn)行提示想想雜技水流星，水到了最高點(diǎn)為什么不掉來(lái)，一起探索原因，直到得出結(jié)論。圍繞線速度問(wèn)題，讓學(xué)生猜測(cè)高軌道還是低軌道的人造衛(wèi)星線速度更大。

　　問(wèn)題

　　猜測(cè)

　　如何驗(yàn)證

　　利用這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)，力求真正的體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和老師的主導(dǎo)作用。強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己探究、自行分析的能力，得出結(jié)論：

　　2GMGMmvvm由此解出2rrr學(xué)生證實(shí)了剛才的猜測(cè)，在這一基礎(chǔ)上，讓同學(xué)們自己研究ω 、T和半徑r的關(guān)系，每位同學(xué)都能找到：

　　GM，隨著半徑增大，ω減小3

　　r3rT2，隨著半徑增大，T變大

　　GM

　　接下去的任務(wù)就是如何導(dǎo)出第一宇宙速度，在點(diǎn)評(píng)公式時(shí)，提示學(xué)生，半徑是不是有什么特殊的情況，運(yùn)行的最小半徑為多少？讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行探究。在理想情況下，運(yùn)行的半徑最小就是靠近地面的人造衛(wèi)星，半徑近似等于地球半徑，也就是最大的線速度，學(xué)生得出：

　　24可以近似認(rèn)為r=R，將此代入，地球質(zhì)量為5.89×10Kg，6-1122半徑為R=6.37×10m，G=6.67×10N·m/Kg

　　1124GM6.67105.8910vm/s=7.9Km/s 16R6.3710

　　v=7.9km/s是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度，叫第一1宇宙速度。

　　所以這些結(jié)論都是由學(xué)生在學(xué)習(xí)小組中探究得到，學(xué)生的自信心得到極大的滿足，更主要使他們從被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)索取，使學(xué)生樂(lè)學(xué)，好學(xué)。

　　學(xué)生思考：

　�。�1）將衛(wèi)星送入低軌道和送入高軌道哪一個(gè)更容易？為什么？

　�。�2）所需要的發(fā)射速度，哪一個(gè)更大？為什么？

　　（3）發(fā)射速度和衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)的速度是不是同一速度？發(fā)射速度大說(shuō)明什么？衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速度大又說(shuō)明什么？

　　從能的角度，圓周運(yùn)動(dòng)的公式引導(dǎo)學(xué)生分析二者的`不同。

　　學(xué)生思考：

　　我們剛研究過(guò)，當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑越大時(shí)，衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)時(shí)的速度越小，衛(wèi)星發(fā)射時(shí)越難，送入軌道需要消耗的能量越多，發(fā)射的速度必須越大，由此我們可以得出要將人造衛(wèi)星送入軌道的發(fā)射速度必須大于多少？學(xué)生分析得出v≥7.9km/s引導(dǎo)：發(fā)射速度越大，人造衛(wèi)星就進(jìn)入更高的軌道，當(dāng)速度大到某一值時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力，不再繞地球運(yùn)動(dòng)我們把這個(gè)速度叫第二宇宙速度，它的大小為v=11.2km/s。

　　2同時(shí)分析飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間，速度必須等于或大于16.7km/s，這個(gè)速度叫第三宇宙速度。

　　動(dòng)畫(huà)展示三個(gè)宇宙速度

　�。ㄋ模┳寣W(xué)生具有振興中華的使命感與責(zé)任感

　　本節(jié)課的最后，播放了一段美國(guó)登月的視頻，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)一些奇妙的物理現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)月球的背景是什么顏色，宇航員行走的模樣等等，預(yù)計(jì)不久的將來(lái)，哪個(gè)國(guó)家也將登上月球，同學(xué)們高呼“中國(guó)”，那么我們現(xiàn)在能做些什么呢，讓同學(xué)感想到：我們是祖國(guó)的未來(lái)的希望，現(xiàn)在需要努力學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，將來(lái)為祖國(guó)的航天事業(yè)做貢獻(xiàn)。要培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)韌不撥、勇于探索、協(xié)力合作的科學(xué)精神以及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、謙虛謹(jǐn)慎、勇于質(zhì)疑科學(xué)態(tài)度；也要培養(yǎng)學(xué)習(xí)者熱愛(ài)科學(xué)、熱愛(ài)祖國(guó)的情感；努力學(xué)習(xí)、振興中華的責(zé)任感。這些策略在本案例中得到了體現(xiàn)。

　�。ㄎ澹┚毩�(xí)反饋，拓展延伸：

　　［題1］“20xx年10月15日9時(shí)，我國(guó)神舟五號(hào)宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，把我國(guó)第一位航天員楊利偉送入太空。飛船繞地球飛行14圈后，于10月16日6時(shí)23分安全降落在內(nèi)蒙古主著陸場(chǎng)。”根據(jù)以上消息，近似地把飛船從發(fā)射到降落的全部運(yùn)動(dòng)看作繞地球的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，試估算神舟五號(hào)繞地球飛行時(shí)距地面的高度（已243知地球的質(zhì)量為M =6.0×10Kg，地球的半徑R =6.4×10Km）。

　　1、學(xué)生獨(dú)立思考，計(jì)算周期T的大小并推導(dǎo)出高度與地球質(zhì)量、半徑、周期等物理量之間的關(guān)系公式，代入相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到結(jié)果。

　　2、教師檢查，然后師生共同評(píng)價(jià)、指出問(wèn)題。使學(xué)生學(xué)以致用，掌握正確的解題思路和方法。

　�。垲}2］金星的半徑是地球的0.95倍，質(zhì)量是地球的0.82倍，金星表面的自由落體加速度是多大？金星的第一宇宙速度是多大？

　　1、教師點(diǎn)撥引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)聯(lián)想得出解題的兩種方法，將計(jì)算結(jié)果與正確結(jié)果進(jìn)行比較。

　　2、拓展：將天體運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道近似為圓。所有環(huán)繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力，均由中心天體的萬(wàn)有引力提供。

　�。�六）小結(jié)與作業(yè)布置

　　1.閱讀教科書(shū)上P76的科學(xué)漫步“黑洞”

　　2.上網(wǎng)查閱：

　�。�1）人造衛(wèi)星的種類

　�。�2）同步衛(wèi)星的含義及特點(diǎn)

　　八、綜合評(píng)價(jià)：

　　這節(jié)課始終以學(xué)生為主體精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)。沒(méi)有讓學(xué)生機(jī)械的記憶，而且給學(xué)生主動(dòng)探索、自主學(xué)習(xí)的空間，通過(guò)學(xué)生的思考、動(dòng)手、觀察、討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)的獲取知識(shí)，讓學(xué)生真正學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)，使學(xué)生的創(chuàng)新潛能得到最大發(fā)揮。

　　宇宙航行教學(xué)設(shè)計(jì) 2

　　一、設(shè)計(jì)思想

　　宇宙航行不但介紹了人造衛(wèi)星中一些基本理論，更是在其中滲透了很多研究實(shí)際物理問(wèn)題的物理方法。因此，本節(jié)課是“萬(wàn)有引力定律與航天”中的重點(diǎn)內(nèi)容，是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究天體物理問(wèn)題的理論基礎(chǔ)。另外，學(xué)生通過(guò)對(duì)人造衛(wèi)星、宇宙速度的了解，也將潛移默化地產(chǎn)生對(duì)航天科學(xué)的熱愛(ài)，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。

　　學(xué)生已學(xué)過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力定律等基本理論，具備了解決問(wèn)題的基本工具。

　　本節(jié)重點(diǎn)講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，推導(dǎo)了第一宇宙速度，并介紹了第二、第三宇宙速度。人造衛(wèi)星是萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例，是人類征服自然的見(jiàn)證，體現(xiàn)了知識(shí)的力量，是學(xué)生學(xué)習(xí)了解現(xiàn)代科技知識(shí)的一個(gè)極好素材。

　　本節(jié)課的難點(diǎn)在于對(duì)人造衛(wèi)星原理的理解，因此教學(xué)設(shè)計(jì)上采用理論探究法，在設(shè)計(jì)中突出發(fā)揮學(xué)生的主體作用，課堂中通過(guò)設(shè)疑→思考→啟發(fā)→引導(dǎo)這樣一條主線，激發(fā)鼓勵(lì)學(xué)生的大膽思考、積極參與，讓學(xué)生通過(guò)自己的分析研究來(lái)掌握獲取相關(guān)的知識(shí)和方法。

　　二、教學(xué)目標(biāo)

　�。ㄒ唬┲�識(shí)和能力目標(biāo)

　　1．了解人造地球衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)和航天發(fā)展史。

　　2．知道三個(gè)宇宙速度的含義和數(shù)值，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。

　　3．理解衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。

　　（二）過(guò)程與方法目標(biāo)

　　1．在學(xué)習(xí)牛頓對(duì)衛(wèi)星發(fā)射的思考過(guò)程的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索能力；培養(yǎng)學(xué)生在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如何構(gòu)建物理模型的能力。

　　2．通過(guò)對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系的討論，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

　　（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

　　1．通過(guò)展示人類在宇宙航行領(lǐng)域中的偉大成就，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。

　　2．通過(guò)介紹我國(guó)在航天方面的成就，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。

　　3．感知人類探索宇宙的夢(mèng)想，促使學(xué)生樹(shù)立獻(xiàn)身科學(xué)的人生觀和價(jià)值觀。

　　三、教學(xué)重點(diǎn)

　　1．第一宇宙速度的推導(dǎo)。

　　2．衛(wèi)星運(yùn)行的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。

　　四、教學(xué)難點(diǎn)

　　衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度的關(guān)系。

　　五、教學(xué)方法

　　探究、講授、討論。

　　六、教學(xué)準(zhǔn)備

　　多媒體。

　　七、教學(xué)過(guò)程

　�。ㄒ唬┮�入新課

　　通過(guò)前面的學(xué)習(xí)我們知道了，人類通過(guò)站在地球上的觀測(cè)，認(rèn)識(shí)到了天體做什么樣的'運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)一步弄清了天體為什么要做這樣的運(yùn)動(dòng)。然而人類并不滿足于只站在地球上探索宇宙的奧秘。本節(jié)課，我們就來(lái)學(xué)習(xí)人類是如何走出地球，飛向宇宙，進(jìn)行宇宙航行的。（利用幻燈片，向?qū)W生展示一些航天類的圖片，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。）

　�。ǘ�）推進(jìn)新課

　　牛頓的思考

　　探究：怎樣才能使得一個(gè)物體繞著地球做圓周運(yùn)動(dòng)？

　　先讓學(xué)生思考、討論，教師可根據(jù)學(xué)生情況引導(dǎo)學(xué)生思考。

　　我們知道，在地面上將一個(gè)物體水平拋出，若拋出時(shí)速度越大，則落地點(diǎn)距拋出點(diǎn)的水平距離越大。如果拋出速度很大時(shí)，我們還能將地面看作平面嗎？（不能）

　　早在16世紀(jì)道的牛頓就曾思考過(guò)這個(gè)問(wèn)題。（播放衛(wèi)星發(fā)射原理動(dòng)畫(huà)，并向?qū)W生分析）

　　從地球上最高的山峰上將物體水平拋出，速度越大，落地點(diǎn)就越遠(yuǎn)。如果拋出的速度足夠大，物體就不在落回地面，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，成為一顆人造地球衛(wèi)星。

　　宇宙速度

　　探究：以多大的速度發(fā)射這個(gè)物體，物體就剛好不落回地面，成為一顆繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星呢？

　　1．第一宇宙速度

　　物體最終繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，引力為其做圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力。

　　代入數(shù)據(jù)得v=7．9/s

　　這就是物體在地面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，叫做第一宇宙速度。

　　如果發(fā)射速度大于第一宇宙速度，結(jié)果會(huì)怎樣呢？

　　2．第二宇宙速度

　　當(dāng)拋出物體的速度繼續(xù)增大，地球引力將不足以為其做圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力，物體將會(huì)脫離地球引力，離開(kāi)地球。這個(gè)速度為v=11．2/s。我們把v=11．2/s叫做第二宇宙速度。如果發(fā)射速度大于第一宇宙速度，而小于第二宇宙速度，它繞地球運(yùn)行的軌跡就不是圓，而是橢圓。

　　3．第三宇宙速度

　　物體脫離地球引力的束縛后，還會(huì)受到太陽(yáng)引力的束縛。若拋出的速度足夠大，物體還將脫離太陽(yáng)引力的束縛，飛向太陽(yáng)系之外的宇宙空間。這個(gè)速度v=16．7v/s。這個(gè)速度叫做第三宇宙速度。

　　衛(wèi)星運(yùn)行的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。

　　探究：目前為止，人類發(fā)射的人造地球衛(wèi)星已經(jīng)有幾千顆了，這些衛(wèi)星運(yùn)行的快慢不同，那么衛(wèi)星運(yùn)行的快慢與什么因素有關(guān)呢？

　　學(xué)生可能的答案：質(zhì)量、軌道半徑……

　　我們將不同軌道上的衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)都看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有

　　可得：

　　結(jié)論：線速度、角速度、周期都與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，僅由軌道半徑?jīng)Q定。

　　當(dāng)衛(wèi)星環(huán)繞地球表面運(yùn)行時(shí)，軌道半徑最小為地球半徑（r=R），此時(shí)線速度最大，角速度最大，周期最小。則

　　=7．9/s

　　=1．24×10-3rad/s

　　=84in

　　即衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度為7．9/s。

　　人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度

　�。úシ沛隙鹨惶�(hào)發(fā)射的模擬視頻，讓學(xué)生了解衛(wèi)星發(fā)射的全過(guò)程，學(xué)生也將對(duì)發(fā)射速度和運(yùn)行速度有一個(gè)了解。）

　　1．發(fā)射速度

　　發(fā)射速度是指衛(wèi)星在地面附近離開(kāi)發(fā)射裝置的初速度，一旦發(fā)射后再無(wú)能量補(bǔ)充，要發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星，發(fā)射速度不能小于第一宇宙速度。

　　2．運(yùn)行速度

　　運(yùn)行速度指衛(wèi)星在進(jìn)入運(yùn)行軌道后繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。當(dāng)衛(wèi)星“貼著”地面飛行時(shí)，運(yùn)行速度等于第一宇宙速度，當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑時(shí)，運(yùn)行速度小于第一宇宙速度。

　　夢(mèng)想成真

　　學(xué)生先閱讀，然后教師簡(jiǎn)述補(bǔ)充。（借助于多媒體，一邊向?qū)W生展示，一邊介紹，注意情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。）

　　其實(shí)早在六百多年前的明朝，一個(gè)名叫萬(wàn)戶的人就曾有“飛天”的壯舉，但最終未能成功，并為之付出了生命。萬(wàn)戶是世界上第一個(gè)利用火箭向太空搏擊的英雄。他的努力雖然失敗了，但他借助火箭推力升空的創(chuàng)想是世界上第一個(gè)，因此他被世界公認(rèn)為“真正的航天始祖”，為了紀(jì)念這位世界航天始祖，世界科學(xué)家將月球上的一座環(huán)形火山命名為“萬(wàn)戶山”。

　　19世紀(jì)中葉，俄羅斯學(xué)者，齊奧爾科夫斯基，提出利用噴氣推進(jìn)的多級(jí)火箭，運(yùn)載發(fā)射衛(wèi)星。

　　1957年10月4日，世界上第一顆人造衛(wèi)星成功在蘇聯(lián)發(fā)射成功。

　　1961年4月12日，世界上第一次載人飛行，蘇聯(lián)。

　　1969年7月16日，人類第一次登上月球，美國(guó)。

　　1070年，中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功。

　　2003年10月15日，中國(guó)第一次載人飛行。

　　2007年，嫦娥一號(hào)成功發(fā)射。

　　然而人類對(duì)宇宙的探索并不是一帆風(fēng)順的，無(wú)數(shù)探索者用自己的汗水和生命鋪設(shè)了人類通往宇宙的道路。

　　1986年1月28日，美國(guó)，挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)升空后爆炸，七名宇航員遇難。

　　2003年2月1日，美國(guó)，哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)返航時(shí)爆炸，七名宇航員遇難。

　�。ㄈ�）課堂小結(jié)

　　盡管人類已經(jīng)跨入太空，登上月球，但是，相對(duì)于宇宙之宏大，地球和月亮不過(guò)是茫茫宇宙中的兩粒塵埃；相對(duì)于宇宙之久長(zhǎng)，人類歷史不過(guò)是宇宙年輪上一道小小的刻痕。宇宙留給人們的思考和疑問(wèn)深邃而廣闊。宇宙有沒(méi)有邊界？有沒(méi)有起始和終結(jié)？地外文明在哪里？這些都是留給大家待以解決的問(wèn)題。

　　宇宙航行教學(xué)設(shè)計(jì) 3

　　我今天說(shuō)課的課題是《宇宙航行》，關(guān)于這節(jié)課我主要介紹以下幾方面內(nèi)容：教材簡(jiǎn)介，課程分析，教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)，教學(xué)過(guò)程，其中教學(xué)過(guò)程又包括下面五個(gè)部分：復(fù)習(xí)舊課，新課引入，新課教學(xué)，鞏固復(fù)習(xí)，布置作業(yè)，下面我將對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)的解說(shuō)。

　　一、教材簡(jiǎn)介

　　《宇宙航行》是人民教教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理必修2模塊第7章第5節(jié)的內(nèi)容。

　　二、課程分析

　　本節(jié)課是以學(xué)生已掌握的曲線運(yùn)動(dòng)一章中的平拋運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)，和向心力等知識(shí)以及萬(wàn)有引力定律為基礎(chǔ)。重點(diǎn)講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)原因和人造衛(wèi)星的速度問(wèn)題。人造衛(wèi)星是萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例，為學(xué)生以后深入學(xué)習(xí)研究天體物理問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)，而且本節(jié)課與社會(huì)生活有著密切的聯(lián)系，如氣象衛(wèi)星與天氣預(yù)報(bào)，衛(wèi)星定位系統(tǒng)與自動(dòng)導(dǎo)航汽車等，更值得大家矚目的是：我國(guó)在20××年，20××年相繼成功發(fā)射了“神舟五號(hào)” 、“神舟六號(hào)”宇宙飛船，圓了國(guó)人盼望已久的飛天之夢(mèng)，為以后進(jìn)一步的科學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因此本節(jié)課具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義和科研價(jià)值。

　　三、教學(xué)目標(biāo)

　　依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)教材分析之后制定了如下三維教學(xué)目標(biāo)：

　　（一）知識(shí)與技能

　　1）知道世界航天發(fā)展史和航天發(fā)展史；

　　2）理解人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，并能夠準(zhǔn)確闡述其繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)原因；

　　3）會(huì)計(jì)算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度，并能推導(dǎo)第一宇宙速度；

　　4）了解第二，第三宇宙速度的含義。

　�。ǘ�）過(guò)程與方法

　　1）通過(guò)“航天員與記者”模擬活動(dòng)的參與，提高學(xué)生的合理表達(dá)能力；

　　2）學(xué)生在人造衛(wèi)星發(fā)射原理的探究過(guò)程中培養(yǎng)自主探究能力和分析推理能力。

　　（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

　　1）通過(guò)觀看“世界航天發(fā)展史和航天發(fā)展史”視頻激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)，熱愛(ài)科學(xué)的激情，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。

　　四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

　　學(xué)生在解決第一宇宙速度，以及相關(guān)課后習(xí)題時(shí)均以人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度為基礎(chǔ)，因此本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容是人造衛(wèi)星環(huán)繞速度的求解。那么，本節(jié)課的難點(diǎn)又在哪里呢？對(duì)于人造衛(wèi)星、宇宙飛船等高科技產(chǎn)品，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)往往存在一定的心里障礙，而且高一學(xué)生思維不夠敏捷，很難做到大跨度的思維跳躍，因此對(duì)人造衛(wèi)星發(fā)射原理的理解便成了學(xué)生學(xué)習(xí)中的攔路虎，成為本節(jié)課的難點(diǎn)問(wèn)題。針對(duì)該難點(diǎn)問(wèn)題，在教學(xué)過(guò)程中主要采用理論探究的方法，從學(xué)生已有的知識(shí)出發(fā)，經(jīng)過(guò)一系列有序合理的教學(xué)活動(dòng)，師生共同努力，最終踢飛絆腳石，解決難點(diǎn)問(wèn)題，為后續(xù)學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

　　五、教學(xué)過(guò)程

　�。ㄒ唬�復(fù)習(xí)舊課，構(gòu)建知識(shí)平臺(tái)

　　此過(guò)程可采用學(xué)生板書(shū)的形式，檢查他們對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力定律等知識(shí)的掌握情況，鞏固復(fù)習(xí)為新課學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

　�。ǘ�）新課引入

　　1新課引入，創(chuàng)設(shè)情境

　　新課引入，創(chuàng)設(shè)情境旨在創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，此過(guò)程充分發(fā)揮了現(xiàn)代信息技術(shù)與課程整合的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)的視頻播放功能向?qū)W生展示“世界航天發(fā)展史和航天發(fā)展史”，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)闊學(xué)生的視野，而且能夠增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心和自豪感，可謂一舉多得。

　　2情境模擬，課題構(gòu)建

　　教師創(chuàng)設(shè)情境，請(qǐng)學(xué)生進(jìn)行“宇航員與小記者”的情境模擬活動(dòng)，請(qǐng)一位同學(xué)扮演宇航員，請(qǐng)其他同學(xué)模仿小記者，每一位小記者都有機(jī)會(huì)向宇航員提出一個(gè)自己最想知道的關(guān)于宇宙航天的問(wèn)題。老師將問(wèn)題在黑板上一一列出，然后找出與本節(jié)課相關(guān)的問(wèn)題，其他問(wèn)題請(qǐng)同學(xué)課后上查資料自己解決，并制作宇宙航行小資料卡，同學(xué)之間相互交流合作。

　　然后運(yùn)用課件向?qū)W生展示本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行比較，有許多相似之處，因此本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程也就是對(duì)學(xué)生所提問(wèn)題的答疑過(guò)程，進(jìn)而充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。情境模擬活動(dòng)不但活躍了課堂氣氛，而且最大限度的調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，讓他們?cè)诓恢�不覺(jué)中進(jìn)入角色，融入課堂教學(xué)活動(dòng)。

　�。ㄈ�）新課教學(xué)

　　建構(gòu)主義理論認(rèn)為教學(xué)過(guò)程應(yīng)以學(xué)生為中心，教師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和首創(chuàng)，最終達(dá)到學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)意義構(gòu)建的目的。第一小節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)便遵循了該理論。

　　1人造衛(wèi)星的'發(fā)射原理

　　首先：教師運(yùn)用課件動(dòng)畫(huà)展示平拋運(yùn)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，結(jié)論，師生，得出正確結(jié)論，并在課件上出示。

　　然后：教師鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)得到的結(jié)論進(jìn)行發(fā)散思維，學(xué)生可能很難由一個(gè)平面跳躍到地球這個(gè)大曲面，教師給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，并適時(shí)設(shè)疑：若將從地球這個(gè)大曲面上拋出一物體當(dāng)速度逐漸增大時(shí)會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？讓學(xué)生思考猜測(cè)，分組討論，教師巡回指導(dǎo)，并派代表發(fā)表見(jiàn)解。教師，課件展示牛頓設(shè)想，并用動(dòng)畫(huà)動(dòng)態(tài)演示人造衛(wèi)星發(fā)射原理。

　　與此同時(shí)：請(qǐng)學(xué)生考慮，人造衛(wèi)星發(fā)射成功，繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由哪些力？學(xué)生討論，教師給予解釋引導(dǎo)，最后課件出示答案，請(qǐng)同學(xué)寫(xiě)出相關(guān)公式，課件出示正確公式，同桌之間互相糾正。

　　第一小節(jié)學(xué)習(xí)完后第二、三小節(jié)便很簡(jiǎn)單了。

　　2環(huán)繞速度

　　課件出示探究?jī)?nèi)容和已知條件：

　　已知地球和人造衛(wèi)星質(zhì)量分別為M 和m，衛(wèi)星到地心的距離為r，求衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)繞速度v 。

　　給學(xué)生適當(dāng)?shù)臅r(shí)間解決該問(wèn)題，大多數(shù)同學(xué)在第一小節(jié)知識(shí)基礎(chǔ)上已經(jīng)能夠解決該問(wèn)題，但為使全體同學(xué)都達(dá)標(biāo)教師還應(yīng)對(duì)本題進(jìn)行講解。分四步：讀題、分析、解題、。讀題是為了讓學(xué)生弄清題意；分析可采用互動(dòng)式請(qǐng)學(xué)生回答解題依據(jù)，相關(guān)公式；解題借助課件顯示解題過(guò)程，計(jì)算速度公式，加深學(xué)生理解；教師對(duì)題目做，強(qiáng)調(diào)解題方法，步驟。

　　3宇宙速度

　　現(xiàn)代教學(xué)理論認(rèn)為，教學(xué)過(guò)程不但要做到知識(shí)傳承，還應(yīng)達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生能力和發(fā)展智力等目的。宇宙速度的學(xué)習(xí)就是為了培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力和歸納能力。

　�。�1）第一宇宙速度求解：

　　根據(jù)第一宇宙速度含義和已學(xué)知識(shí)學(xué)生自己求解數(shù)值，教師的任務(wù)是說(shuō)明其意義：最小的發(fā)射速度，最大的環(huán)繞速度，并加以解釋。

　�。�2）學(xué)生通過(guò)閱讀教材歸納出第二、第三宇宙速度的含義，且明確它們的數(shù)值。

　�。�3）最后教師運(yùn)用課件動(dòng)態(tài)展示人造衛(wèi)星處于第一、第二、第三宇宙速度下的運(yùn)行情況及運(yùn)行軌道，變抽象概念為實(shí)際模型，加深學(xué)生的理解。

　　到此新課教學(xué)便結(jié)束了，給學(xué)生幾分鐘的時(shí)間復(fù)習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)。

　�。ㄋ模�復(fù)習(xí)鞏固

　　鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)，做到靈活運(yùn)用，融會(huì)貫通。

　�。ㄎ澹┎贾米鳂I(yè)

　　課外探究作業(yè)不僅可以鞏固課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)，而且能擴(kuò)展學(xué)生的視野，有利而無(wú)害。

　　教師課堂結(jié)束語(yǔ)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感激勵(lì)，有始有終，完美的結(jié)束課堂教學(xué)活動(dòng)。

　　以上是本節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)，有以下特點(diǎn)：

　　本節(jié)課始終以學(xué)生為主體設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，廣泛利用各種聲音，視頻，動(dòng)畫(huà)等絡(luò)資源，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生情感，而且還運(yùn)用情景模擬活動(dòng)，使學(xué)生順其自然的進(jìn)入角色，融入學(xué)習(xí)活動(dòng)中。在教學(xué)過(guò)程中，教師引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè)，探索研究，體驗(yàn)與科學(xué)家牛頓原始研究人造衛(wèi)星發(fā)射原理相似的“再發(fā)現(xiàn)”過(guò)程，引起情感共鳴，積極主動(dòng)學(xué)習(xí)。學(xué)生在協(xié)作，會(huì)話交流過(guò)程中逐個(gè)解決需要學(xué)習(xí)的問(wèn)題，最終圓滿完成教學(xué)任務(wù)，在輕松愉快的氛圍下結(jié)束課程。

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