高中物理“月地检验”的教学价值及教学策略研究

崔志峰

摘 要：高中物理“月地检验”这一部分对培养学生的基本物理素养，发展学生的科学精神具有重要的价值。文章简要分析高中物理“月地检验”的教学价值，并对“月地检验”的教学提出一些建议。

关键词：高中物理;“月地检验”;教学价值;教学策略

中图分类号：G633.7文献标志码：A文章编号：1008-3561（2019）12-0080-01

人教版高中物理必修二第六章第3节“万有引力定律”一课，先介绍“月地检验”，再介绍万有引力定律。教材设计有一定的用意，希望通过“月地检验”的介绍让学生明白万有引力的普遍性。但在实际教学中，部分教师并不重视“月地检验”教学，甚至直接跳过不讲，这种教学方式并不符合新课程标准对培养学生物理素养的基本要求。下面，对“月地检验”的教学价值和教学策略进行探究。

一、“月地建议”的教学价值

虽然“月地检验”在考纲上不做要求，但其对学生的知识、能力、素养等方面的培养具有重要的作用。

其一，为万有引力定律的提出做铺垫。在第2节“太阳与行星间的引力”教学中，教师和学生一起推导出F∝■，即太阳与行星间的引力与太阳和行星质量的乘积成正比，与太阳和行星间的距离平方成反比。但是，第2节的证明并不能说明宇宙中所有物体间都存在这种规律的力。为此，需要提出证据进行证明。“月地检验”通过验证地球上物体下落所受到的力与月球围绕地球做匀速圆周运动所受到的力是同一性质的力，从而证明了天上的力和地上的力是同一种力，说明了引力的“万有”。因而，“月地检验”为万有引力定律的提出做了铺垫，让学生知道物理学中的任何概念和规律都有其来源，并非无中生有。

其二，渗透实事求是的科学精神。在学习万有引力定律之前，不少学生不进行思辨，直接接受了万有引力定律的内容，这显然不符合科學精神的基本要求。“月地检验”让学生研究地球上物体做自由落体运动和月球围绕地球做匀速圆周运动的规律，通过大量客观数据的计算和验证，充分证明了地球上物体所受到的力和月球所受到的力都是同一种性质的力。这种计算验证的过程是对学生的一次历练，有助于培养学生实事求是的科学精神。

其三，提供探究学习的机会。高中物理教材中适合学生探究的内容并不是非常多，而“月地检验”是非常适合学生探究的内容之一。“月地检验”在考纲中的要求较低，学生不需要背负学习压力，可以自由安排时间探究。“月地检验”隐含了普遍联系的内在规律，学生可以通过将力的探究转变为加速度的探究，完成对猜想的论证。

二、“月地检验”的教学策略

“月地检验”具有重要的教育价值，教师不能视而不见，而应将教学内容设计成探究式学习过程，让学生进行合作探究，培养学生的基本物理素养。

其一，情境引出问题。教师可以通过创设适当的物理情境，引出探究问题。例如，教师可先和学生复习“太阳与行星间的引力”，进而推出其他天体之间也应该存在着这种引力，这种思维跳跃非常自然。然后，教师再播放月球围绕地球做匀速圆周运动的动画课件，同时做一个自由落体运动实验，引导学生从这两种现象中发现问题。通过情境的创设让学生自然地提出探究问题，是探究式学习的基本策略，有助于引导学生的后续探究。

其二，合作探究问题。未来社会的各种工作都离不开人与人之间的通力协作，合作能力对学生的发展具有重要的意义。在学生提出探究问题后，教师应引导学生进行合作探究。例如，教师可以让前后两排座位的四名学生组成一个探究小组，给予各个探究小组一个任务，即针对问题设计研究方法。各个探究小组起初认为可以通过计算地球上的物体受到的重力和月球受到的向心力进行比较来研究这个问题。后来发现，这样的研究思路并不方便，不仅需要物体的质量和月球的质量等数据，而且计算也相当麻烦。后来，学生发现通过研究加速度可以解决这个问题。如果地球上的物体和月球所受到的是同一种力，那么它们的加速度应该满足一定的关系。月球的轨道半径大约是地球半径的60倍。在地球表面上的物体，其加速度为g∝■，而月球做匀速圆周运动的加速度为a∝■。地球表面的重力加速度应该是月球做匀速圆周运动向心加速度的3600倍。教师通过巧妙的变换，将力的问题研究转变为加速度的研究，实现了问题的有效转化。

其三，提供资源支撑。学生设计好探究方法后，教师应提供给学生必要的资源。教师可以利用教室中的电脑，让学生搜索各种需要的数据。地球表面的重力加速度g=9.80665m/s2，月球的周期T=27.32天，地球的半径为6400km，月球的轨道半径是地球半径的60倍。学生有了这些数据后，即可进行计算。在本次探究中，学生可以使用计算器进行计算，以提高课堂效率。月球做匀速圆周运动的向心加速度a=（■）2r=（■）2×60×6400×103=0.0027m/s2，■=0.00028，约为■。教师提供资源让学生搜索数据，可以提升学生的信息获取能力。学生通过自主收集数据和计算验证，证实了月球做圆周运动受到的力和地球上物体下落受到的力是同一种性质的力。

总之，“月地检验”是非常有价值的教学内容，可以培养学生的综合素养，是不可多得的探究式教学材料。教师可以通过引导探究的方式，让学生合作探究，从而形成对万有引力定律的深刻认识。

参考文献：

[1]周分工.“月地检验”之前[J].中学物理，2016（21）.

[2]杭庆祥.牛顿的“月地检验”验证的是什么[J].物理通报，2015（12）.