行星的运动 教学设计 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

行星的运动一、教学目标1.物理观念通过托勒密、哥白尼、第谷•布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。2.科学思维①使学生了解人类认识事物本质的曲折性，并加深对行星运动的理解。3.科学探究通过极限思想和数学知识的应用,体会学科知识间的联系,建立普遍联系的观点4.科学态度与责任体会应用知识的乐趣,感受物理就在身边,激发学生学习的兴趣。二、教学重难点教学重点：对开普勒行星运动定律的理解和应用。教学难点：开普勒行星运动定律的建立过程。三、教学分析《行星的运动》这一章节是高中物理或天文学课程中的重要组成部分，它不仅承载着丰富的天文学知识，还蕴含了科学探索的精神和方法。教材通过介绍地心说、日心说以及开普勒行星运动定律的历史发展，引导学生理解科学理论的建立是一个不断修正和完善的过程。同时，教材强调了观测数据在科学发现中的重要性，以及科学家如何通过逻辑推理和实验验证来揭示自然界的奥秘。此外，该章节还培养了学生的空间想象能力和物理建模能力，为后续学习万有引力定律等更高级的天体物理知识打下了坚实的基础。四、教学过程教学环节教师活动设计意图新课导入老师：同学们，大家好！今天我们将一起探索一个既古老又神秘的话题——行星的运动。自古以来，人类就对头顶的星空充满了好奇和向往，无数伟大的科学家用他们的智慧和勇气，为我们揭示了行星运动的奥秘。接下来，就让我们一起踏上这段探索之旅吧！一、导入新课老师：首先，请大家看大屏幕上的这几张图片（展示地球、太阳系、宇宙空间的图片）。这些图片展示了我们生活的地球，以及它所在的太阳系，再到广袤无垠的宇宙空间。从古到今，人类探索宇宙的脚步从未停歇，对行星运动的认识也经历了漫长而曲折的过程。今天，我们就来了解一下这一过程中的几个重要里程碑。用生动形象的画面激活学生的思维，培养学生学习的兴趣。课内探究二、地心说与日心说的介绍1.地心说老师：首先，我们来谈谈地心说。地心说，是由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（约公元90-168年）进一步发展而逐渐建立和完善起来的。地心说的核心观点是：地球是宇宙的中心，是静止不动的，而太阳、月亮以及其他行星都围绕地球运动。这一学说在古代欧洲长期盛行，直到16世纪才被哥白尼提出的日心说所推翻。2.日心说老师：接下来，我们看看日心说。日心说是由波兰天文学家哥白尼（1473-1543年）在16世纪提出的。哥白尼认为，太阳是静止不动的，地球和其他行星都围绕太阳运动。这一学说彻底颠覆了地心说的观念，为后来的天文学发展奠定了基础。不过，需要注意的是，哥白尼的日心说虽然正确指出了太阳是太阳系的中心，但他仍然认为行星的运动是完美的匀速圆周运动，这与后来的观测结果并不完全吻合。三、开普勒的行星运动定律老师：在哥白尼之后，丹麦天文学家第谷（1546-1601年）进行了大量的天文观测，积累了丰富的数据。而德国天文学家开普勒（1571-1630年）则在第谷的观测数据基础上，通过艰苦的计算和推理，得出了行星运动的三大定律，被称为“开普勒行星运动定律”。1.开普勒第一定律老师：开普勒第一定律，也被称为轨道定律。它指出，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。这一定律揭示了行星轨道的真实形状，打破了古代人们认为天体做匀速圆周运动的观念。2.开普勒第二定律老师：接下来是开普勒第二定律，也被称为面积定律。它说，对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等。这一定律描述了行星在绕太阳运动过程中速度的变化规律，即行星在接近太阳时速度较快，远离太阳时速度较慢。3.开普勒第三定律老师：最后是开普勒第三定律，也被称为周期定律。它指出，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，这个比值是一个常数，只与中心天体（太阳）的质量有关，与行星的质量无关。这一定律揭示了行星轨道大小与公转周期之间的内在联系，为后来的万有引力定律的发现提供了重要线索。四、科学探索的精神老师：同学们，通过今天的学习，我们不仅了解了地心说、日心说和开普勒行星运动定律这些重要的天文学知识，更重要的是，我们要从中体会到科学家们那种勇于探索、敢于质疑、不懈追求真理的精神。科学的道路从来都不是一帆风顺的，它需要我们付出巨大的努力和牺牲。但正是有了这些科学家的努力和贡献，我们才得以揭开宇宙的神秘面纱，不断推动人类文明的进步。体会行星运动的的特点思维延伸五、课堂小结老师：好了，今天的课程就到这里。通过这节课的学习，我们了解了行星运动的历史发展过程和开普勒的行星运动定律。希望大家能够牢记这些重要的知识点，并在今后的学习和生活中继续保持对科学的热爱和追求。最后，我想用一句话来结束今天的课程：“科学的道路是曲折的，但前途是光明的。”让我们一起努力，为人类的科学事业贡献自己的力量吧！总结概括本节课的收获，更有利于激发学生学习的兴趣，有利于学生发散思维的打开。课堂小结总结提升当堂达标检测（对学生进行评价）内化解决实际生活中的问题学生讨论小结，互相补充回忆巩固本节课知识，进一步夯实基础提升能力。板书设计7.1行星的运动1、天体运动的认知路程及代表人物。地心说（托勒密）日心说（哥白尼）日心说进一步完善（第谷、开普勒）2、开普勒三定律及表达式。3、轨道视为圆时，开普勒三定律的表述课后反思回顾《行星的运动》这一课的教学过程，我认为有几点值得反思和总结。首先，在讲述历史背景时，