《行星的運(yùn)動(dòng)》探究式教學(xué)

曹 燁

(江蘇省鹽城中學(xué)，江蘇 鹽城 224000)

《行星的運(yùn)動(dòng)》探究式教學(xué)

曹 燁

(江蘇省鹽城中學(xué)，江蘇 鹽城 224000)

本文以《行星的運(yùn)動(dòng)》這節(jié)課為例來(lái)說(shuō)明在教學(xué)中如何實(shí)施探究式教學(xué).注重學(xué)科之間的相互滲透，利用分析幫助解決數(shù)學(xué)問(wèn)題，充分突出學(xué)生的主體地位.

行星的運(yùn)動(dòng)；探究式；教學(xué)

新課程的核心理念是“以學(xué)生的發(fā)展為本”.在這一理念的引領(lǐng)下，課堂教學(xué)中出現(xiàn)了“探究式教學(xué)”的教學(xué)模式.一時(shí)間“探究式教學(xué)”成了課堂教學(xué)的關(guān)鍵詞.教學(xué)中，如何駕馭“探究式課堂”，成了一線教師關(guān)心的問(wèn)題.下面以《行星的運(yùn)動(dòng)》這節(jié)課為例來(lái)說(shuō)明在教學(xué)中如何實(shí)施探究式教學(xué).

一、 《行星的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

( 1)知道“地心說(shuō)”及“日心說(shuō)”這兩種觀點(diǎn)和其發(fā)展過(guò)程；

(2)知道開(kāi)普勒行星三大定律；

( 3)掌握天體運(yùn)動(dòng)的處理方法.

2.能力目標(biāo)

(1)培養(yǎng)學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上通過(guò)分析、推理提出猜想假設(shè)，再經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的思維方法并能正確的認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)；

(2)通過(guò)分析問(wèn)題，提高學(xué)生觀察、思考和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；

(3)通過(guò)情景再現(xiàn)活動(dòng)提高學(xué)生科學(xué)實(shí)踐意識(shí).

3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀維度

(1)通過(guò)了解科學(xué)家對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的探索發(fā)現(xiàn)過(guò)程，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度．

(2)通過(guò)分析開(kāi)普勒三大定律，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，科學(xué)的想象力是建立在事實(shí)基礎(chǔ)上的，不是憑空而來(lái)的.另外，要有科學(xué)的想象力，還必須要對(duì)事物有長(zhǎng)期的觀察和深入思考.

(3)根據(jù)其他學(xué)科知識(shí)形成根據(jù)事實(shí)、嚴(yán)密的邏輯推理進(jìn)行科學(xué)分析的方法．

二、教學(xué)過(guò)程中的探究過(guò)程

《行星的運(yùn)動(dòng)》一課的重點(diǎn)和難點(diǎn)都是開(kāi)普勒三定律，介紹第谷和開(kāi)普勒等人觀測(cè)和研究結(jié)果.整節(jié)課探究的部分可以分成三個(gè)：

探究一：同學(xué)們回答歷史上關(guān)于天文學(xué)的知識(shí)內(nèi)容，回顧哪些科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)有重大貢獻(xiàn)：讓學(xué)生表演托勒密和哥白尼進(jìn)行對(duì)話，分別提出“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”，我們現(xiàn)在知道這兩種說(shuō)法都是錯(cuò)誤的.哥白尼去世3年后，第谷才出生，第二幕場(chǎng)景就是哥白尼和第谷的對(duì)話，第谷在哥白尼的觀察數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上又經(jīng)過(guò)20多年的觀測(cè)分析，把天體的測(cè)量誤差由大約10′減小到2′；而開(kāi)普勒與哥白尼和第谷進(jìn)行對(duì)話，分析他們的數(shù)據(jù)，發(fā)表了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律.在這里讓學(xué)生通過(guò)扮演托勒密、哥白尼、第谷、開(kāi)普勒等科學(xué)家，進(jìn)行時(shí)空對(duì)話.通過(guò)學(xué)生表演人類發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過(guò)程，幫助學(xué)生了解了科學(xué)發(fā)展的歷史.

探究二：介紹開(kāi)普勒第一定律的時(shí)候，涉及了橢圓的知識(shí)，學(xué)生還沒(méi)有學(xué)過(guò)橢圓，讓學(xué)生合作畫(huà)圖，畫(huà)出橢圓形狀，在畫(huà)圖的過(guò)程中學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)橢圓的特點(diǎn)，橢圓上任意一點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離都是相等的.在這個(gè)過(guò)程中實(shí)際上是學(xué)生在實(shí)踐中歸納總結(jié)知識(shí).

在這里根據(jù)學(xué)生在地理上的知識(shí)提問(wèn)，一年365天，是不是每個(gè)季節(jié)的天數(shù)都一樣？不是，我們可以用地理知識(shí)中的春分、夏至、秋分、冬至來(lái)劃分季節(jié)，春季為92天，夏季為94天，秋季為89天，冬季為90天，由此可見(jiàn)四個(gè)季節(jié)的時(shí)間是不等的，那時(shí)間不等又說(shuō)明了什么呢？說(shuō)明地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化，肯定不是勻速圓周運(yùn)動(dòng).下面再進(jìn)一步提出開(kāi)普勒第一定律，這樣學(xué)生根據(jù)已有的地理學(xué)科知識(shí)，認(rèn)識(shí)到地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)橢圓形.再由地理中近日點(diǎn)遠(yuǎn)日點(diǎn)的知識(shí)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)開(kāi)普勒第二定律.

探究三：關(guān)于開(kāi)普勒第三定律，如果只給學(xué)生定律的內(nèi)容，而不進(jìn)行理解，讓學(xué)生機(jī)械地記憶比值K是與行星無(wú)關(guān)的常量，只與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān).學(xué)生死記硬背，不能體驗(yàn)探究過(guò)程，也不能理解公式的真正含義，學(xué)習(xí)枯燥無(wú)味，效率不高.我們可以設(shè)計(jì)一組表格，給出六大行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑與周期的大小讓學(xué)生去觀察數(shù)據(jù)，然后再借助數(shù)學(xué)EXCEL表畫(huà)出兩者的關(guān)系，在這個(gè)過(guò)程中教師注重啟發(fā)學(xué)生，由T-R、T-R2圖像分析，猜測(cè)T正比于R3/2,進(jìn)一步通過(guò)圖像得到驗(yàn)證.可以在給學(xué)生月球繞地球運(yùn)動(dòng)的及地球同步衛(wèi)星的軌道半徑和周期，學(xué)生通過(guò)計(jì)算后自然得出比值的規(guī)律.在這個(gè)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)K是一個(gè)與中心天體有關(guān)的物理量，并為后面的學(xué)習(xí)埋下伏筆.

通過(guò)三個(gè)探究過(guò)程的設(shè)計(jì)，整節(jié)課可以達(dá)到了預(yù)想的效果.在上課過(guò)程中：

1.注重學(xué)科之間的相互滲透，利用學(xué)生已有的其他學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)本節(jié)課所探究過(guò)程.例如探究一，學(xué)生在世界歷史的學(xué)習(xí)過(guò)程中，對(duì)“地心說(shuō)”、“日心說(shuō)”已經(jīng)有所了解，在這里學(xué)生自己去尋找資料，去了解托勒密、哥白尼、第谷、開(kāi)普勒等科學(xué)家，去講科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程.探究二中關(guān)于橢圓的知識(shí)，雖然數(shù)學(xué)沒(méi)有學(xué)，但是可以用數(shù)學(xué)思想，數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)反映橢圓的特點(diǎn).

2.利用分析幫助解決數(shù)學(xué)問(wèn)題.在探究三中，把六大行星的半徑和公轉(zhuǎn)周期都列出來(lái)，如果學(xué)生只靠觀察很難得出兩者之間的關(guān)系，這里我們巧妙利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)軌道半徑的三次方與周期的平方的比值的進(jìn)行分析，得出開(kāi)普勒第三定律.整個(gè)過(guò)程對(duì)學(xué)生探究能力要求具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性，分析演示過(guò)程簡(jiǎn)單明了.

3.整節(jié)課充分突出學(xué)生的主體地位.讓學(xué)生進(jìn)行角色扮演，提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，注重學(xué)生的全面發(fā)展.以前課堂中的問(wèn)題都在教師的提示下讓學(xué)生進(jìn)行討論，教師是主導(dǎo)者，學(xué)生按照教師的步驟進(jìn)行，學(xué)生的回答，實(shí)驗(yàn)都是按照教師的思路走，學(xué)生并沒(méi)有真正參與到課堂中來(lái)，成為主導(dǎo).現(xiàn)在這種讓學(xué)生利用已有的其他學(xué)科知識(shí)去探究發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)的教學(xué)過(guò)程，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，讓學(xué)生成為課堂的主人，充分融入課堂，提高課堂效率，讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，全面提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.

[1]吳娜.高中物理探究式教學(xué)的實(shí)踐研究[D]. 天津師范大學(xué),2007.

[2]劉家偉.新課程理念下的高中物理探究式教學(xué)理論與實(shí)踐研究[D].東北師范大學(xué),2008.

[責(zé)任編輯：閆久毅]

G632

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1008-0333(2017)27-0049-02

2017-07-01

曹燁(1983.12-)，女，江蘇鹽城人，中學(xué)一級(jí)，大學(xué)本科，從事高中物理教育.