曹 燁

(江蘇省鹽城中學(xué)，江蘇 鹽城 224000)

《行星的運動》探究式教學(xué)

曹 燁

(江蘇省鹽城中學(xué)，江蘇 鹽城 224000)

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

行星的運動；探究式；教學(xué)

新課程的核心理念是“以學(xué)生的發(fā)展為本”.在這一理念的引領(lǐng)下，課堂教學(xué)中出現(xiàn)了“探究式教學(xué)”的教學(xué)模式.一時間“探究式教學(xué)”成了課堂教學(xué)的關(guān)鍵詞.教學(xué)中，如何駕馭“探究式課堂”，成了一線教師關(guān)心的問題.下面以《行星的運動》這節(jié)課為例來說明在教學(xué)中如何實施探究式教學(xué).

一、 《行星的運動》教學(xué)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

( 1)知道“地心說”及“日心說”這兩種觀點和其發(fā)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(biāo)

(1)培養(yǎng)學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上通過分析、推理提出猜想假設(shè)，再經(jīng)過實驗驗證的思維方法并能正確的認(rèn)識事物的本質(zhì)；

(2)通過分析問題，提高學(xué)生觀察、思考和解決實際問題的能力；

(3)通過情景再現(xiàn)活動提高學(xué)生科學(xué)實踐意識.

3.情感、態(tài)度與價值觀維度

(1)通過了解科學(xué)家對天體運動的探索發(fā)現(xiàn)過程，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度．

(2)通過分析開普勒三大定律，讓學(xué)生認(rèn)識到，科學(xué)的想象力是建立在事實基礎(chǔ)上的，不是憑空而來的.另外，要有科學(xué)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(jù)其他學(xué)科知識形成根據(jù)事實、嚴(yán)密的邏輯推理進(jìn)行科學(xué)分析的方法．

二、教學(xué)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(jié)果.整節(jié)課探究的部分可以分成三個：

探究一：同學(xué)們回答歷史上關(guān)于天文學(xué)的知識內(nèi)容，回顧哪些科學(xué)家對行星運動規(guī)律的發(fā)現(xiàn)有重大貢獻(xiàn)：讓學(xué)生表演托勒密和哥白尼進(jìn)行對話，分別提出“地心說”和“日心說”，我們現(xiàn)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(shù)據(jù)基礎(chǔ)上又經(jīng)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(jìn)行對話，分析他們的數(shù)據(jù)，發(fā)表了行星運動的三大定律.在這里讓學(xué)生通過扮演托勒密、哥白尼、第谷、開普勒等科學(xué)家，進(jìn)行時空對話.通過學(xué)生表演人類發(fā)現(xiàn)行星運動規(guī)律的過程，幫助學(xué)生了解了科學(xué)發(fā)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(xué)生還沒有學(xué)過橢圓，讓學(xué)生合作畫圖，畫出橢圓形狀，在畫圖的過程中學(xué)生會發(fā)現(xiàn)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(xué)生在實踐中歸納總結(jié)知識.

在這里根據(jù)學(xué)生在地理上的知識提問，一年365天，是不是每個季節(jié)的天數(shù)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(jié)，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(jié)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(fā)生變化，肯定不是勻速圓周運動.下面再進(jìn)一步提出開普勒第一定律，這樣學(xué)生根據(jù)已有的地理學(xué)科知識，認(rèn)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(yuǎn)日點的知識進(jìn)一步認(rèn)識開普勒第二定律.

探究三：關(guān)于開普勒第三定律，如果只給學(xué)生定律的內(nèi)容，而不進(jìn)行理解，讓學(xué)生機(jī)械地記憶比值K是與行星無關(guān)的常量，只與太陽的質(zhì)量有關(guān).學(xué)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(xué)習(xí)枯燥無味，效率不高.我們可以設(shè)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(xué)生去觀察數(shù)據(jù)，然后再借助數(shù)學(xué)EXCEL表畫出兩者的關(guān)系，在這個過程中教師注重啟發(fā)學(xué)生，由T-R、T-R2圖像分析，猜測T正比于R3/2,進(jìn)一步通過圖像得到驗證.可以在給學(xué)生月球繞地球運動的及地球同步衛(wèi)星的軌道半徑和周期，學(xué)生通過計算后自然得出比值的規(guī)律.在這個過程中，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)K是一個與中心天體有關(guān)的物理量，并為后面的學(xué)習(xí)埋下伏筆.

通過三個探究過程的設(shè)計，整節(jié)課可以達(dá)到了預(yù)想的效果.在上課過程中：

1.注重學(xué)科之間的相互滲透，利用學(xué)生已有的其他學(xué)科知識基礎(chǔ)設(shè)計本節(jié)課所探究過程.例如探究一，學(xué)生在世界歷史的學(xué)習(xí)過程中，對“地心說”、“日心說”已經(jīng)有所了解，在這里學(xué)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(xué)家，去講科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程.探究二中關(guān)于橢圓的知識，雖然數(shù)學(xué)沒有學(xué)，但是可以用數(shù)學(xué)思想，數(shù)學(xué)語言來反映橢圓的特點.

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

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

[1]吳娜.高中物理探究式教學(xué)的實踐研究[D]. 天津師范大學(xué),2007.

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

[責(zé)任編輯：閆久毅]

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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(xué)一級，大學(xué)本科，從事高中物理教育.