高中物理“月地檢驗”的教學價值及教學策略研究

崔志峰

摘 要：高中物理“月地檢驗”這一部分對培養學生的基本物理素養，發展學生的科學精神具有重要的價值。文章簡要分析高中物理“月地檢驗”的教學價值，并對“月地檢驗”的教學提出一些建議。

關鍵詞：高中物理;“月地檢驗”;教學價值;教學策略

中圖分類號：G633.7文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2019）12-0080-01

人教版高中物理必修二第六章第3節“萬有引力定律”一課，先介紹“月地檢驗”，再介紹萬有引力定律。教材設計有一定的用意，希望通過“月地檢驗”的介紹讓學生明白萬有引力的普遍性。但在實際教學中，部分教師并不重視“月地檢驗”教學，甚至直接跳過不講，這種教學方式并不符合新課程標準對培養學生物理素養的基本要求。下面，對“月地檢驗”的教學價值和教學策略進行探究。

一、“月地建議”的教學價值

雖然“月地檢驗”在考綱上不做要求，但其對學生的知識、能力、素養等方面的培養具有重要的作用。

其一，為萬有引力定律的提出做鋪墊。在第2節“太陽與行星間的引力”教學中，教師和學生一起推導出F∝■，即太陽與行星間的引力與太陽和行星質量的乘積成正比，與太陽和行星間的距離平方成反比。但是，第2節的證明并不能說明宇宙中所有物體間都存在這種規律的力。為此，需要提出證據進行證明。“月地檢驗”通過驗證地球上物體下落所受到的力與月球圍繞地球做勻速圓周運動所受到的力是同一性質的力，從而證明了天上的力和地上的力是同一種力，說明了引力的“萬有”。因而，“月地檢驗”為萬有引力定律的提出做了鋪墊，讓學生知道物理學中的任何概念和規律都有其來源，并非無中生有。

其二，滲透實事求是的科學精神。在學習萬有引力定律之前，不少學生不進行思辨，直接接受了萬有引力定律的內容，這顯然不符合科學精神的基本要求。“月地檢驗”讓學生研究地球上物體做自由落體運動和月球圍繞地球做勻速圓周運動的規律，通過大量客觀數據的計算和驗證，充分證明了地球上物體所受到的力和月球所受到的力都是同一種性質的力。這種計算驗證的過程是對學生的一次歷練，有助于培養學生實事求是的科學精神。

其三，提供探究學習的機會。高中物理教材中適合學生探究的內容并不是非常多，而“月地檢驗”是非常適合學生探究的內容之一。“月地檢驗”在考綱中的要求較低，學生不需要背負學習壓力，可以自由安排時間探究。“月地檢驗”隱含了普遍聯系的內在規律，學生可以通過將力的探究轉變為加速度的探究，完成對猜想的論證。

二、“月地檢驗”的教學策略

“月地檢驗”具有重要的教育價值，教師不能視而不見，而應將教學內容設計成探究式學習過程，讓學生進行合作探究，培養學生的基本物理素養。

其一，情境引出問題。教師可以通過創設適當的物理情境，引出探究問題。例如，教師可先和學生復習“太陽與行星間的引力”，進而推出其他天體之間也應該存在著這種引力，這種思維跳躍非常自然。然后，教師再播放月球圍繞地球做勻速圓周運動的動畫課件，同時做一個自由落體運動實驗，引導學生從這兩種現象中發現問題。通過情境的創設讓學生自然地提出探究問題，是探究式學習的基本策略，有助于引導學生的后續探究。

其二，合作探究問題。未來社會的各種工作都離不開人與人之間的通力協作，合作能力對學生的發展具有重要的意義。在學生提出探究問題后，教師應引導學生進行合作探究。例如，教師可以讓前后兩排座位的四名學生組成一個探究小組，給予各個探究小組一個任務，即針對問題設計研究方法。各個探究小組起初認為可以通過計算地球上的物體受到的重力和月球受到的向心力進行比較來研究這個問題。后來發現，這樣的研究思路并不方便，不僅需要物體的質量和月球的質量等數據，而且計算也相當麻煩。后來，學生發現通過研究加速度可以解決這個問題。如果地球上的物體和月球所受到的是同一種力，那么它們的加速度應該滿足一定的關系。月球的軌道半徑大約是地球半徑的60倍。在地球表面上的物體，其加速度為g∝■，而月球做勻速圓周運動的加速度為a∝■。地球表面的重力加速度應該是月球做勻速圓周運動向心加速度的3600倍。教師通過巧妙的變換，將力的問題研究轉變為加速度的研究，實現了問題的有效轉化。

其三，提供資源支撐。學生設計好探究方法后，教師應提供給學生必要的資源。教師可以利用教室中的電腦，讓學生搜索各種需要的數據。地球表面的重力加速度g=9.80665m/s2，月球的周期T=27.32天，地球的半徑為6400km，月球的軌道半徑是地球半徑的60倍。學生有了這些數據后，即可進行計算。在本次探究中，學生可以使用計算器進行計算，以提高課堂效率。月球做勻速圓周運動的向心加速度a=（■）2r=（■）2×60×6400×103=0.0027m/s2，■=0.00028，約為■。教師提供資源讓學生搜索數據，可以提升學生的信息獲取能力。學生通過自主收集數據和計算驗證，證實了月球做圓周運動受到的力和地球上物體下落受到的力是同一種性質的力。

總之，“月地檢驗”是非常有價值的教學內容，可以培養學生的綜合素養，是不可多得的探究式教學材料。教師可以通過引導探究的方式，讓學生合作探究，從而形成對萬有引力定律的深刻認識。

參考文獻：

[1]周分工.“月地檢驗”之前[J].中學物理，2016（21）.

[2]杭慶祥.牛頓的“月地檢驗”驗證的是什么[J].物理通報，2015（12）.