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1、人教版“人造卫星”-教学案例及反思宜宾市一中物理组 陈玉龙 人造卫星的教学历来是高中物理教学的难点和重点，也是学生最向往和神秘的章节，但是 由于教学条件的限制使得学生在学习中感觉很是抽象和难懂，特别是人造卫星的发射速度及 环绕速度的理解，同步卫星的发射及特点，宇宙速度问题等，但是最近本人对这一节课的教 学，感觉较为成功，颇多感触，现将教学过程介绍如下：案例：（上课前，背投电视里是一副美丽的海洋风景，几只海鸥在碧波荡漾的大海上自由飞翔， 一只小船在海水里乘风破浪的前行，背景音乐是电影“哥伦布”主题曲“Sailing（远航） ” 学生们都被这优美的画面及音乐吸引，在认真的欣赏。 ） 上课铃声响起，
2、陈老师走上讲台陈：同学们，你们听到的英文歌曲好听吗？你们谁能说出这首歌的名字？学生：歌曲很好听，但是不知道是什么歌陈：这首歌的名字叫 sailing，中文名字叫“远航”，是电影“哥伦布”的主题曲，正如歌曲中所唱到得那样，“我在航行中乘风破浪，其中甘苦谁能说，为了靠近你 为了自由。”其实我们在学习知识的过程中，也是和哥伦布航行一样，充满了艰辛和辛劳，但是为了学到真才实学我们又必须要像他那样乘风破浪，克服困难。今天我们就带着哥伦布所传给我们的精神来一起学习一片神秘而美丽的宇宙世界-人造卫星 宇宙速度展示多媒体录像：音响里放出“东方红”的歌曲，画面里显示出中国发射第一颗人造卫星和中国人民欣喜若 狂的
3、感人场面（旁白：这是一首中国人非常熟悉的歌曲“东方红”，三十年前的某一次奏响 给了这只歌曲更新更深的含义，因为那次它唱响在浩瀚的宇宙。雄浑的强调来自于中国的第 一颗人造卫星-东方红一号）陈：这是我们国家所发射的第一颗人造卫星-东方红一号，它的发射在我们国家的发展史上具有重大的意义，极大的鼓舞了中国人民的士气。使得中国正式跨入世界大国的行列。(接着展示我国到目前为止所发射的几个卫星图片：东方红卫星，返回式卫星，风云一号卫星)我们国家接着又发射了不同类型的卫星，这些就是几个主要类型卫星的图片，到现在我们国家的发射卫星的技术已经进入世界的前列，除了一般卫星的发射，而且还掌握了一颗多星，同步卫星，回收
4、卫星等高尖端技术，那么究竟卫星是怎样上天的，它又是怎样围绕地球旋转的，这些问题我们在这一节课就来学习。（评价：陈老师的课题引入相当成功，首先以美丽的画面及音乐吸引学生的注意，再从歌曲的 歌词中找到鼓励学生的词语，从而接合同学们在这一章学习的过程中遇到的畏惧困难情绪进 行励志教育，接着从我国发射的第一颗人造卫星东方红一号的介绍引入了本节课的课题，同 时对学生进行了爱国主义教育。）陈：同学们现在可能会问，人造卫星是怎样上天的呢？其实这个问题古人也是很感兴趣的（展示图片“万户飞天”）图片上的这个人同学们认识吗？学生：陈：这个人是明朝时期的，名字叫万户，他就很想上天，那么他想了一个什么办法呢？他把自己
5、绑在一个板凳上，板凳四周绑着火箭炮，然后叫让人把这些鞭炮点燃，同学们猜想一下，会出现什么情况呢？学生：陈：伴随着鞭炮的爆炸，他和凳子一起冲上了天空，他是非常的高兴自己终于能上天了，但是他只是想到如何上天，却没有想到如何下地，等火药燃完了以后，他就从高空坠落到了地面，摔死了（学生笑）尽管这是一次失败的实验，但是万户是我们人类航空历史上第一个飞行员，正是他的实验使得人们看到到人类上天的希望，从而前仆后继的研究，终于实现了这个梦想，而真正开始实现这个梦想的理论奠基人是我们物理学中著名的物理学家牛顿，下面我们来看一下牛顿所提出的人造卫星设想。展示牛顿的人造卫星设想图陈：请同学们自学一下教材上所介绍的关
6、于这个猜想的内容。学生自学看书陈：请一个同学起来，给大家叙述一下牛顿的人造卫星猜想学生：牛顿认为，在地面上的某个山顶上先以一个较小的速度水平抛出一个小球，小球就做平抛运动，并且落在山脚的某个地方，如果让小球的抛出的速度越来越大，那么小球的落地点就应该越来越远，试想地球是圆形的，如果小球的速度足够大，完全有可能就围绕地球旋转，而不掉下来，就成为了一颗地球卫星。陈：这位同学叙述的非常好，牛顿正是通过这样的猜想提出了人造卫星的模型。那么人造卫星围绕地球旋转时候的运动物理量该怎么描述呢？（评价：陈老师的人造卫星模型的引入很是自然，从“万户飞天”的故事向学生展示了中国人 的祖先对飞天的向往和对后人研究的
7、启发，通过多媒体对牛顿人造卫星模型的猜想的展示， 形象生动的引入人造卫星的发射的原理。） 多媒体展示人造卫星绕地球旋转的模型陈：我们知道凡是做圆周运动的物体必须要有力来提供向心力才能维持它的圆周运动，那么人造卫星做匀速圆周运动的向心力有什么力来提供呢？学生：应该是地球对人造卫星的万有引力来提供的。陈：回答的非常好。下面我们就利用万有引力提供向心力这个关系来推导人造卫星做匀速圆周运动时的各个物理量。在黑板上对描述人造卫星做匀速圆周运动的各个物理量进行了推导。陈：现在我们推出了人造卫星做匀速圆周运动时各个物理量，那么不同轨道的人造卫星其运动的物理量都是不同的，这里面有什么规律呢？通过学生的讨论，得
8、出结论：人造卫星的轨道半径越大，其线速度，角速度，向心加速度都 是越小，周期越大。陈：了解了人造卫星的运动物理量后，我们关心的问题是人造卫星是怎样上天的呢？下面我们先来看一下人造卫星的发射过程。多媒体展示人造卫星的发射过程陈：大家刚才看到要把人造卫星发射上天必须要给卫星一个发射的初速度，这个速度，我们叫做人造卫星的发射速度，下面我们来介绍一下它的三种发射速度及其意义。多媒体展示人造卫星的三种发射速度及其意义。 （评价：这里的多媒体应用很是生动，人造卫星的发射速度本来是很不好讲的，但是这里使用 了多媒体后，把这个问题就解决了。特别是让学生观看了人造卫星的发射全过程，及时的了 解到发射速度的意义。
9、）陈：人造卫星通过火箭的帮助升上了天空，那么它又会怎样围绕地球旋转呢？下面我们来了解一下人造卫星的运行轨道问题。多媒体展示人造卫星的几种运行轨道：极地卫星，赤道卫星，任意卫星轨道。陈：通过刚才的动画，同学们看到不管什么卫星都必须在以地心为圆心的轨道上运动，这是为什么呢？学生：因为人造卫星做匀速圆周运动的向心力是有万有引力提供的，而万有引力的方向就是指向地心的陈：回答的非常好，正是因为万有引力提供的向心力作用，所以人造卫星必须要围绕地心旋转，我们试想，可不可以发射一颗平行于某个纬度圈（赤道除外）的人造卫星呢？学生：不能 ，因为此时它的向心力没有指向地心。陈：回答的非常正确，我们发射的卫星根据其用
10、途不同可以有很多的种类，下面我们来介绍一种对我们来说非常重要的卫星-地球同步卫星。地球同步卫星为什么能和地球同步？要使同步卫星跟随地球一起运动,那它的轨道平面有什么要求?周期应该怎么确定? 同步卫星离地的高度又是怎么确定的？ 多媒体展示地球同步卫星动画，显示其相对地球静止的原理，并在黑板上演算人造地球同步 卫星的线速度，角速度，离地面的高度。陈：大家通过刚才的计算可以看到，地球同步卫星离地面的高度是很高的，因此发射同步卫星的难度比一般卫星要大得多，下面我们来看看地球同步卫星的发射过程。视频展示地球同步卫星的发射过程。陈：地球同步卫星的一个很重大的应用就是能实现全球同步通讯，如何利用同步卫星实现
11、全球通讯？动画展示利用地球同步卫星实现全球通讯的原理。陈：大家看到，要实现全球通讯，我们必须发射三个地球同步卫星才能实现。刚才我们一起来学习了地球卫星的发射和应用过程，我们不禁为人类的智慧而感到敬佩，其实人类在探索神秘的宇宙的过程中是很艰辛的，下面我们来看看几个人类探索历程中的重大事例。（评价：多媒体的应用把传统的难题迎刃而解，通过形象生动的动画把人造卫星的运行轨道， 同步卫星的原理解释的很清楚，特别是对实现全球通讯的解释很是经典，这些都是传统的教 学模式所不能解决的） 视频播放阿波罗登月，神舟五号的发射，嫦娥计划，最后图片展示美国挑战者号的失败。陈：同学们，我们人类在探索宇宙的历程中，有成功
12、的喜悦，也有失败的悲哀，甚至要付出我们宝贵的生命，但是不管怎样的困难都不能阻止我们探索自然的步伐，让我们用美国著名的总统里根的一句话来结束我们的这一节课， “英雄之所以称之为英雄，并不在于我们赞颂的言辞，而在于他们始终如一地、锲而不舍地对神奇而美妙的宇宙进行探索，去实践真正的生活以至贡献出生命，我们已经失去了“挑战者号”，但是我们不能失去挑战的勇气和信心 ”里根，（评价：陈老师的本节课结束语的设计很是让人回味无穷，是学生的很好的一次励志教育）反思反思（课后，听课老师与讲课的老师进行了交流）听课老师：你对今天这节物理课的感觉怎么样？陈老师：（很自信地）：我觉得只是课前准备要难一点，但教起来很轻松
13、，我自认为效果很好，我很满意。听课老师：你今天的课前那段画面和背景音乐的选取很是成功，你怎样想到这样设计的呢？陈老师：在准备这节课的时候，我就想，这节课对学生们来说是很神秘但又是很向往的，由于本章知识的抽象造成学生们普遍感觉不好学，有一种畏难情绪，在进行新课教学时可以对学生进行一番励志教育，但是怎样的形式学生们才能很愉快的接受呢？于是我就想到了哥伦布的主题曲“远航”并从网上找了一些 GIF 图片构成了一幅与之配套的大海图片。听课老师：课堂中我觉得你所找的几个视频很是成功，特别是那个人造卫星的发射过程的视频，你是怎样设计的呢？陈老师：在原来教学的过程中，我就发现学生对于人造卫星的发射速度和环绕速
14、度分不清楚，特别容易混淆，所以我就想到必须让学生看一下人造卫星的真实发射过程，才能区别开这两个速度。听课老师：你在课堂中关于地球同步卫星的介绍很是形象，为什么会想到介绍实现全球通讯的过程呢？陈老师：地球同步卫星是和我们的生活密切相关的，尤其是现在很多同学都从生活中的一些电信广告中知道了全球通讯，所以我在课堂中就想到用动画来专门介绍一下关于全球通讯的问题，以此让学生明白物理是和生活密切相关的。听课组老师总评听课组老师总评陈老师这堂课精心构思，让学生在产生浓厚兴趣的氛围中了解人造卫星的发射及运行的过程，形象生动的动画让人造卫星模型在学生心中留下深刻印象1.巧妙选用引入音乐及美丽的背景画面，让学生在
15、欣赏美的同时接受励志教育，树立顽强拼搏，克服困难的学习精神同时播放中国发射第一颗人造地球卫星东方红一号视频，极大的激发起学生的爱国主义情操，课题引入的巧妙性是本节课的亮点。2.在教学过程中的设计很是成功，通过万户飞天的故事激发起学生的浓厚兴趣，接着引入牛顿的人造卫星的猜想，很自然的让学生了解发射人造卫星的理论基础，接着推出人造卫星的运动物理量的描述及其变化规律，人造卫星轨道的描述及同步卫星的讲解都使人感觉的这节课设计的完整性。3.同步卫星的讲解过程中，运用动画形象生动的介绍了实现全球通讯的原理，充分的应用动画来讲解深奥的人造地球卫星运行原理，使得这节课的教学显得更加形象生动4.课堂的结束过程构思巧妙，先介绍人类在探索宇宙过程中的几次重大事件，最后用里根总统对挑战者号飞船失败事件的评价来激励学生们，使他们明白人类探索宇宙过程的艰辛，心灵得到较大的震撼。5 整个教学过程中，引入生动自然，知识的讲述清晰全面，陈老师的教学构思巧妙，多媒体的充分运用是这节课的最大亮点，通过这节课让我们看到了通过多媒体的应用，可以让抽象的物理知识得到学生们的有效理解，在新形势下的中学物理教学过程中，我们更应该充分认识到多媒体对物理教学的重要性。
