《行星的運動》探究式教學

曹 燁

(江蘇省鹽城中學，江蘇 鹽城 224000)

《行星的運動》探究式教學

曹 燁

(江蘇省鹽城中學，江蘇 鹽城 224000)

本文以《行星的運動》這節課為例來說明在教學中如何實施探究式教學.注重學科之間的相互滲透，利用分析幫助解決數學問題，充分突出學生的主體地位.

行星的運動；探究式；教學

新課程的核心理念是“以學生的發展為本”.在這一理念的引領下，課堂教學中出現了“探究式教學”的教學模式.一時間“探究式教學”成了課堂教學的關鍵詞.教學中，如何駕馭“探究式課堂”，成了一線教師關心的問題.下面以《行星的運動》這節課為例來說明在教學中如何實施探究式教學.

一、 《行星的運動》教學目標

1.知識目標

( 1)知道“地心說”及“日心說”這兩種觀點和其發展過程；

(2)知道開普勒行星三大定律；

( 3)掌握天體運動的處理方法.

2.能力目標

(1)培養學生在已有知識的基礎上通過分析、推理提出猜想假設，再經過實驗驗證的思維方法并能正確的認識事物的本質；

(2)通過分析問題，提高學生觀察、思考和解決實際問題的能力；

(3)通過情景再現活動提高學生科學實踐意識.

3.情感、態度與價值觀維度

(1)通過了解科學家對天體運動的探索發現過程，進一步培養學生實事求是的科學態度．

(2)通過分析開普勒三大定律，讓學生認識到，科學的想象力是建立在事實基礎上的，不是憑空而來的.另外，要有科學的想象力，還必須要對事物有長期的觀察和深入思考.

(3)根據其他學科知識形成根據事實、嚴密的邏輯推理進行科學分析的方法．

二、教學過程中的探究過程

《行星的運動》一課的重點和難點都是開普勒三定律，介紹第谷和開普勒等人觀測和研究結果.整節課探究的部分可以分成三個：

探究一：同學們回答歷史上關于天文學的知識內容，回顧哪些科學家對行星運動規律的發現有重大貢獻：讓學生表演托勒密和哥白尼進行對話，分別提出“地心說”和“日心說”，我們現在知道這兩種說法都是錯誤的.哥白尼去世3年后，第谷才出生，第二幕場景就是哥白尼和第谷的對話，第谷在哥白尼的觀察數據基礎上又經過20多年的觀測分析，把天體的測量誤差由大約10′減小到2′；而開普勒與哥白尼和第谷進行對話，分析他們的數據，發表了行星運動的三大定律.在這里讓學生通過扮演托勒密、哥白尼、第谷、開普勒等科學家，進行時空對話.通過學生表演人類發現行星運動規律的過程，幫助學生了解了科學發展的歷史.

探究二：介紹開普勒第一定律的時候，涉及了橢圓的知識，學生還沒有學過橢圓，讓學生合作畫圖，畫出橢圓形狀，在畫圖的過程中學生會發現橢圓的特點，橢圓上任意一點到兩焦點的距離都是相等的.在這個過程中實際上是學生在實踐中歸納總結知識.

在這里根據學生在地理上的知識提問，一年365天，是不是每個季節的天數都一樣？不是，我們可以用地理知識中的春分、夏至、秋分、冬至來劃分季節，春季為92天，夏季為94天，秋季為89天，冬季為90天，由此可見四個季節的時間是不等的，那時間不等又說明了什么呢？說明地球繞太陽的運動速度發生變化，肯定不是勻速圓周運動.下面再進一步提出開普勒第一定律，這樣學生根據已有的地理學科知識，認識到地球繞太陽的運動軌跡是一個橢圓形.再由地理中近日點遠日點的知識進一步認識開普勒第二定律.

探究三：關于開普勒第三定律，如果只給學生定律的內容，而不進行理解，讓學生機械地記憶比值K是與行星無關的常量，只與太陽的質量有關.學生死記硬背，不能體驗探究過程，也不能理解公式的真正含義，學習枯燥無味，效率不高.我們可以設計一組表格，給出六大行星繞太陽運行的軌道半徑與周期的大小讓學生去觀察數據，然后再借助數學EXCEL表畫出兩者的關系，在這個過程中教師注重啟發學生，由T-R、T-R2圖像分析，猜測T正比于R3/2,進一步通過圖像得到驗證.可以在給學生月球繞地球運動的及地球同步衛星的軌道半徑和周期，學生通過計算后自然得出比值的規律.在這個過程中，引導學生發現K是一個與中心天體有關的物理量，并為后面的學習埋下伏筆.

通過三個探究過程的設計，整節課可以達到了預想的效果.在上課過程中：

1.注重學科之間的相互滲透，利用學生已有的其他學科知識基礎設計本節課所探究過程.例如探究一，學生在世界歷史的學習過程中，對“地心說”、“日心說”已經有所了解，在這里學生自己去尋找資料，去了解托勒密、哥白尼、第谷、開普勒等科學家，去講科學發現的過程.探究二中關于橢圓的知識，雖然數學沒有學，但是可以用數學思想，數學語言來反映橢圓的特點.

2.利用分析幫助解決數學問題.在探究三中，把六大行星的半徑和公轉周期都列出來，如果學生只靠觀察很難得出兩者之間的關系，這里我們巧妙利用計算機軟件對軌道半徑的三次方與周期的平方的比值的進行分析，得出開普勒第三定律.整個過程對學生探究能力要求具有很強的指導性，分析演示過程簡單明了.

3.整節課充分突出學生的主體地位.讓學生進行角色扮演，提出問題、分析問題、解決問題，注重學生的全面發展.以前課堂中的問題都在教師的提示下讓學生進行討論，教師是主導者，學生按照教師的步驟進行，學生的回答，實驗都是按照教師的思路走，學生并沒有真正參與到課堂中來，成為主導.現在這種讓學生利用已有的其他學科知識去探究發現物理知識的教學過程，能夠調動學生學習的主動性和積極性，讓學生成為課堂的主人，充分融入課堂，提高課堂效率，讓學生在探究中學習，培養學生的探究能力，全面提高學生的自主學習能力.

[1]吳娜.高中物理探究式教學的實踐研究[D]. 天津師范大學,2007.

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

[責任編輯：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，中學一級，大學本科，從事高中物理教育.