《宇宙航行》教学设计及反思

一、深入分析本节在教材中的地位和作用

《宇宙航行》是高一新教材第六章最后一节的内容，本节课是以学生五六章中已掌握的平抛运动、圆周运动和向心力等知识以及万有引力定律为基础，重点讲述人造卫星的发射原理、人造卫星绕地球做圆周运动的动力学原因和人造卫星的运行问题。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习、了解现代科技知识的一个极好素材。教材不但介绍了人造卫星中的一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法，因此本节课是“万有引力定律与航天”中的重要内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的基础。而且本节课与社会生活有着密切的联系，如气象卫星与天气预报，卫星定位系统与自动导航汽车等，更值得大家瞩目的是：我国在2003年、2005年、2008年相继成功发射了“神舟五号” 、“神舟六号” 、“神舟七号”宇宙飞船，圆了国人盼望已久的飞天之梦，且从2011年下半年我国将计划发射天宫一号并在两年内与之后连续发射的神舟八号、神舟九号和神舟十号飞船进行对接，为以后进一步的科学研究奠定坚实的基础。因此本节课具有广泛的现实意义和科研价值，而且也很有可能在近三年的高考中成为热点。

新教材的编排与原教材相比，稍有变动：①由选修内容改编为必修内容；②删掉了原材料中的“人造卫星的应用”和“航天技术的发展”的内容；③把人类对太空的不懈追求作为阅读材料；④把第一宇宙速度v= 的推导放入课后的习题中。新教材针对高一学生的基础和接受能力，删减了部分内容，加强了逻辑的严密性。

二、教学目标

依据课程标准，对教材分析之后我制定了如下三维教学目标：

知识与技能

1、了解人造卫星的有关知识

2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度

3、通过实例，了解人类对太空的探索历程

过程与方法

1、能通过航天事业的发展史说明物理学的发展对于自然科学的促进作用

2、通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力

情感态度与价值观

1、通过对我国航天事业发展的了解，进行爱国主义的教育

2、关心国内外航空航天事业的发展现状与趋势，有将科学技术服务于人类的意识

三、教学的重、难点及对策

学生在解决第一宇宙速度、以及相关课后习题时均以人造卫星的环绕速度为基础，因此本节课的重点内容是人造卫星环绕速度的求解。那么，本节课的难点又在哪里呢？对于人造卫星、宇宙飞船等高科技产品，学生在学习时往往存在一定的心里障碍，并且还伴有平时一些媒体的错误引导所形成的印象偏差，而且高一学生思维不够敏捷，很难做到大跨度的思维跳跃，因此对人造卫星发射原理的理解便成了学生学习中的拦路虎，成为本节课的难点问题。针对该难点问题，在教学过程中主要采用理论探究式、讨论式教学方法为主与多媒体演示相结合的方法，从学生已有的知识出发，经过一系列有序合理的教学活动，师生共同努力，最终踢飞绊脚石，解决难点问题，为后续学习做好准备。教给学生如何根据学习要求发现问题和自主探索、解决问题的方法。

四、教学设计

课时安排 ： 1课时

教学过程

（一）复习旧课，构建知识平台

此过程可采用学生板书的形式，检查他们对圆周运动、万有引力定律等知识的掌握情况，巩固复习为新课学习做好准备。

（二）新课引入

1、新课引入，创设情境

新课引入，创设情境旨在创设学习情境，激发学生学习兴趣，此过程充分发挥了现代信息技术与课程整合的优势，运用计算机的视频播放功能向学生展示“神七风采”，不仅能够激发学生的学习兴趣，开阔学生的视野，而且能够增强学生的民族自信心和自豪感，可谓一举多得。

2、情境模拟，课题构建

根据视频内容，请学生进行“宇航员与记者”的情境模拟活动，请一位同学扮演宇航员，其他同学模仿记者，每一位记者都有机会向宇航员提出一个自己最想知道的关于宇宙航天的问题。老师将问题在黑板上一一列出，然后找出与本节课相关的问题，其他问题请同学课后上网查资料自己解决，并制作宇宙航行资料卡，同学之间相互交流合作。后续的教学过程也就是对学生所提问题的答疑过程，从而充分调动了学生的学习兴趣。情境模拟活动不但活跃了课堂气氛，而且最大限度的调动了学生学习的积极性、主动性，让他们在不知不觉中进入角色，融入课堂教学活动。

（三）新课教学

  建构主义理论认为教学过程应以学生为中心，教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，充分调动学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到学生对所学知识意义构建的目的。第一小节教学设计便遵循了该理论。

1、人造卫星的发射原理

首先：教师运用课件动画展示平抛运动，引导学生观察现象，做出猜想。然后展示牛顿设想，并用动画动态演示人造卫星发射原理。与此同时：请学生考虑，人造卫星发射成功，绕地球做圆周运动的向心力由哪些力提供？并求出最小发射速度（课件出示探究内容和已知条件，并给学生适当的时间解决和讨论，为使全体同学都达标教师还应对本题进行适当讲解。分析可采用互动式请学生回答解题依据，相关公式；解题借助课件显示解题过程，加深学生理解），教师对解题做总结，强调解题方法、步骤，把这部分掌握好，后面学习宇宙速度便很简单了。

2、宇宙速度

现代教学理论认为，教学过程不但要做到知识传承，还应达到培养学生能力和发展智力等目的。宇宙速度的学习就是为了培养学生的阅读理解能力和归纳总结能力。

（1）第一宇宙速度求解：

根据第一宇宙速度含义和已学知识让学生自己求解数值，教师的任务是说明其意义、最小的发射速度、最大运行速度（环绕速度），并加以解释。

（2）学生通过阅读教材归纳出第二、第三宇宙速度的含义，且明确它们的数值。

（3）最后教师运用课件动态展示人造卫星处于第一、第二、第三宇宙速度下的运行情况及运行轨道，变抽象概念为实际模型，加深学生的理解。

到此新课教学便结束了，给学生几分钟的时间复习学过的知识。

3、卫星问题分析（利用所学知识，解决有关卫星的几个常识性易出错的问题）

目的：巩固学生所学知识，做到灵活运用，融会贯通。

4、航天事业的发展（通过了解卫星发射方面的情况，体会科学定律对人类探索未知世界的作用，感受人类对客观世界不断探究的精神和情感，激发爱国热情，树立献身科学的人生价值观）

（四）布置作业

课外探究作业不仅可以巩固课堂学习的知识，而且能扩展学生的视野，有利而无害。

教师课堂结束语，对学生进行情感激励，有始有终，完美的结束课堂教学活动。

五、教学设计总结：

本节课始终以学生为主体精心设计教学活动，广泛利用各种声音，视频，动画等网络资源，创设教学情境，调动学生情感，而且还运用情景模拟活动，使学生顺其自然的进入角色，融入学习活动中。在教学过程中，教师引导鼓励学生大胆猜测，探索研究，体验与科学家牛顿原始研究人造卫星发射原理相似的“再发现”过程，引起情感共鸣，积极主动学习。学生在协作、会话交流过程中逐个解决需要学习的问题，最终圆满完成教学任务，在轻松愉快的氛围下结束课

附：反思：

采用探究式、讨论式教学方法进行教学有以下几点优势：

1．拓展教材内容，增加教学容量。

新教材的编排与原教材相比，稍有变动，在“宇宙速度”讲解时引入了“发射速度”与“环绕速度”、“运行速度”的区别，在讲解卫星的变轨问题时，借助地球同步卫星的变轨发射讲解，拓展了教学内容。

2．提高学习兴趣，突出自主学习

本节课的内容与生活、科技息息相关，且可能会在将来的高考中有所涉及，对学生具有很大的吸引力。加之让学生进行探究、讨论学习本节课，更加能够提高学生学习的积极性。结论的得出是学生自己努力的结果，既突出了自主学习，又增强了学生的学习成就感，起到了积极作用。

3．改变知识获得的渠道，促进教师职能的转变

采用探究式、讨论式教学方法进行教学改变了以前学生被动获得知识的方式，变为学生通过在老师的指导下互相合作交流主动获得知识。教师和学生的角色作用变得更加合理。教师与学生之间是一种平等协作的关系，这也为建立和谐民主的教学氛围奠定了基础。  

总而言之，本节课的教学设计有三个特点：

1、学生在课堂中占主体地位。

2、学生获得知识的方式得到转变。

3、教师的角色转变为学生学习的指导者和学习过程的组织者。