《行星的运动》探究式教学

曹 烨

(江苏省盐城中学，江苏 盐城 224000)

《行星的运动》探究式教学

曹 烨

(江苏省盐城中学，江苏 盐城 224000)

本文以《行星的运动》这节课为例来说明在教学中如何实施探究式教学.注重学科之间的相互渗透，利用分析帮助解决数学问题，充分突出学生的主体地位.

行星的运动；探究式；教学

新课程的核心理念是“以学生的发展为本”.在这一理念的引领下，课堂教学中出现了“探究式教学”的教学模式.一时间“探究式教学”成了课堂教学的关键词.教学中，如何驾驭“探究式课堂”，成了一线教师关心的问题.下面以《行星的运动》这节课为例来说明在教学中如何实施探究式教学.

一、 《行星的运动》教学目标

1.知识目标

( 1)知道“地心说”及“日心说”这两种观点和其发展过程；

(2)知道开普勒行星三大定律；

( 3)掌握天体运动的处理方法.

2.能力目标

(1)培养学生在已有知识的基础上通过分析、推理提出猜想假设，再经过实验验证的思维方法并能正确的认识事物的本质；

(2)通过分析问题，提高学生观察、思考和解决实际问题的能力；

(3)通过情景再现活动提高学生科学实践意识.

3.情感、态度与价值观维度

(1)通过了解科学家对天体运动的探索发现过程，进一步培养学生实事求是的科学态度．

(2)通过分析开普勒三大定律，让学生认识到，科学的想象力是建立在事实基础上的，不是凭空而来的.另外，要有科学的想象力，还必须要对事物有长期的观察和深入思考.

(3)根据其他学科知识形成根据事实、严密的逻辑推理进行科学分析的方法．

二、教学过程中的探究过程

《行星的运动》一课的重点和难点都是开普勒三定律，介绍第谷和开普勒等人观测和研究结果.整节课探究的部分可以分成三个：

探究一：同学们回答历史上关于天文学的知识内容，回顾哪些科学家对行星运动规律的发现有重大贡献：让学生表演托勒密和哥白尼进行对话，分别提出“地心说”和“日心说”，我们现在知道这两种说法都是错误的.哥白尼去世3年后，第谷才出生，第二幕场景就是哥白尼和第谷的对话，第谷在哥白尼的观察数据基础上又经过20多年的观测分析，把天体的测量误差由大约10′减小到2′；而开普勒与哥白尼和第谷进行对话，分析他们的数据，发表了行星运动的三大定律.在这里让学生通过扮演托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等科学家，进行时空对话.通过学生表演人类发现行星运动规律的过程，帮助学生了解了科学发展的历史.

探究二：介绍开普勒第一定律的时候，涉及了椭圆的知识，学生还没有学过椭圆，让学生合作画图，画出椭圆形状，在画图的过程中学生会发现椭圆的特点，椭圆上任意一点到两焦点的距离都是相等的.在这个过程中实际上是学生在实践中归纳总结知识.

在这里根据学生在地理上的知识提问，一年365天，是不是每个季节的天数都一样？不是，我们可以用地理知识中的春分、夏至、秋分、冬至来划分季节，春季为92天，夏季为94天，秋季为89天，冬季为90天，由此可见四个季节的时间是不等的，那时间不等又说明了什么呢？说明地球绕太阳的运动速度发生变化，肯定不是匀速圆周运动.下面再进一步提出开普勒第一定律，这样学生根据已有的地理学科知识，认识到地球绕太阳的运动轨迹是一个椭圆形.再由地理中近日点远日点的知识进一步认识开普勒第二定律.

探究三：关于开普勒第三定律，如果只给学生定律的内容，而不进行理解，让学生机械地记忆比值K是与行星无关的常量，只与太阳的质量有关.学生死记硬背，不能体验探究过程，也不能理解公式的真正含义，学习枯燥无味，效率不高.我们可以设计一组表格，给出六大行星绕太阳运行的轨道半径与周期的大小让学生去观察数据，然后再借助数学EXCEL表画出两者的关系，在这个过程中教师注重启发学生，由T-R、T-R2图像分析，猜测T正比于R3/2,进一步通过图像得到验证.可以在给学生月球绕地球运动的及地球同步卫星的轨道半径和周期，学生通过计算后自然得出比值的规律.在这个过程中，引导学生发现K是一个与中心天体有关的物理量，并为后面的学习埋下伏笔.

通过三个探究过程的设计，整节课可以达到了预想的效果.在上课过程中：

1.注重学科之间的相互渗透，利用学生已有的其他学科知识基础设计本节课所探究过程.例如探究一，学生在世界历史的学习过程中，对“地心说”、“日心说”已经有所了解，在这里学生自己去寻找资料，去了解托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等科学家，去讲科学发现的过程.探究二中关于椭圆的知识，虽然数学没有学，但是可以用数学思想，数学语言来反映椭圆的特点.

2.利用分析帮助解决数学问题.在探究三中，把六大行星的半径和公转周期都列出来，如果学生只靠观察很难得出两者之间的关系，这里我们巧妙利用计算机软件对轨道半径的三次方与周期的平方的比值的进行分析，得出开普勒第三定律.整个过程对学生探究能力要求具有很强的指导性，分析演示过程简单明了.

3.整节课充分突出学生的主体地位.让学生进行角色扮演，提出问题、分析问题、解决问题，注重学生的全面发展.以前课堂中的问题都在教师的提示下让学生进行讨论，教师是主导者，学生按照教师的步骤进行，学生的回答，实验都是按照教师的思路走，学生并没有真正参与到课堂中来，成为主导.现在这种让学生利用已有的其他学科知识去探究发现物理知识的教学过程，能够调动学生学习的主动性和积极性，让学生成为课堂的主人，充分融入课堂，提高课堂效率，让学生在探究中学习，培养学生的探究能力，全面提高学生的自主学习能力.

[1]吴娜.高中物理探究式教学的实践研究[D]. 天津师范大学,2007.

[2]刘家伟.新课程理念下的高中物理探究式教学理论与实践研究[D].东北师范大学,2008.

[责任编辑：闫久毅]

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1008-0333(2017)27-0049-02

2017-07-01

曹烨(1983.12-)，女，江苏盐城人，中学一级，大学本科，从事高中物理教育.