高中人教版 (2019)第七章 万有引力与宇宙航行4 宇宙航行教学设计

大单元教学设计说课稿《7.4宇宙航行》

一、教材分析

① 本节课程《7.4宇宙航行》主要讲述宇宙航行的基本原理、技术应用及其对人类生活的影响。课程内容包括火箭原理、航天飞行技术以及在太空中的生活。

② 本节课程依据2019人教版必修二教材编排，位于第7章第4节。本章主要介绍了力与运动的关系，以及力在实际生活和科学技术中的应用，使学生了解力学的实际意义。

③ 本节课程在课程体系中具有重要意义，它将学生对力学的学习从地球表面扩展到了宇宙空间，使学生能够更全面地认识力学在现代科学技术中的作用。

④ 教材以生活实例为引导，贴近实际，引导学生主动探究宇宙航行的奥秘，从而培养学生的科学素养。

二、学情分析

① 学生已经学习了力与运动的基本概念、定律及其应用，具备了理解宇宙航行相关知识的基础。但宇宙航行涉及的知识面较广，学生可能在某些方面仍然存在一定的认知难度。

② 学生对宇宙航行表现出极大的兴趣，愿意主动探究相关知识。可以利用这种兴趣激发学生的学习热情，引导他们深入了解宇宙航行的原理和应用。

③ 部分学生可能对火箭原理和航天飞行技术存在误解或认识不清的情况，需要在教学过程中加以纠正，帮助学生建立正确的物理观念。

④ 学生的探究能力、分析问题和解决问题的能力参差不齐，需要因材施教，指导学生进行个性化学习。

三、核心素养

1.物理观念

① 帮助学生理解火箭的工作原理，包括作用力与反作用力、动量守恒定律等基本物理原理在火箭发射中的应用。

② 引导学生了解宇宙航行的基本过程，包括发射、轨道运行、返回等环节，让学生认识到地球引力在宇宙航行过程中的作用。

③ 向学生介绍在太空中的生活和工作环境，让他们了解微重力对宇航员生活和实验的影响。

2.科学思维

① 培养学生运用所学物理知识分析现实问题的能力，如火箭发射过程中的作用力与反作用力的关系。

② 教导学生运用科学方法分析宇宙航行过程中可能遇到的问题，并提出合理解决方案。

③ 培养学生运用系统思维理解宇宙航行的整体过程，强化对宇宙航行各环节相互联系的认识。

3.科学探究

① 设计基于火箭原理的实验或活动，激发学生对宇宙航行科学的兴趣，培养他们的探究精神。

② 鼓励学生查阅资料，了解现代宇宙航行技术的最新发展，激发学生的创新意识。

③ 指导学生进行小组讨论，共同探讨宇宙航行技术在现实生活中的应用，培养学生的合作精神和沟通能力。

4.科学态度与责任

① 引导学生树立正确的科学价值观，认识到科学技术在促进人类进步和改善生活方面的重要作用。

② 培养学生珍爱地球、关注环境的责任感，让他们了解宇宙航行对环境的影响，以及如何采取措施减少负面影响。

③ 教育学生遵守科学道德，以严谨、求实、创新的科学态度去开展学习和研究。

四、教学重难点

1.重点

① 火箭原理：作用力与反作用力、在火箭发射中的应用。

② 航天飞行技术：了解发射、轨道运行、返回等环节的基本过程。

③ 在太空中的生活：介绍太空生活和工作环境，以及微重力对宇航员的影响。

2.难点

① 学生可能对火箭原理存在误解，需要在教学过程中加以纠正，帮助学生建立正确的物理观念。

② 学生可能对宇宙航行的整体过程理解不够清晰，需要引导学生运用系统思维认识宇宙航行各环节之间的相互联系。

③ 学生可能难以理解太空生活和工作环境中的微重力现象，需要通过实例和模拟活动帮助学生加深理解。

五、教学环节

1.导入新课

① 介绍国际上著名的火箭发射场，如美国的肯尼迪航天中心、中国的酒泉卫星发射中心。

② 讲述阿波罗11号登月任务的经典案例，让学生感受宇宙航行的壮丽景象。

③ 通过播放火箭发射的视频，带领学生直观感受火箭发射的过程。

④ 介绍国际空间站，展示宇航员在太空中的生活和工作情景。

⑤ 举例说明宇宙航行技术在通信、气象、国防等领域的应用。

2.主干知识导引

① 通过实例引导学生理解火箭原理，包括作用力与反作用力、动量守恒定律等基本物理原理在火箭发射中的应用。

② 介绍宇宙航行的基本过程，包括发射、轨道运行、返回等环节，让学生认识到地球引力在宇宙航行过程中的作用。

③ 向学生介绍在太空中的生活和工作环境，让他们了解微重力对宇宙航行的影响。

④ 分析宇宙航行技术在现实生活中的应用，引导学生思考宇宙航行技术如何改善人类生活。

3.主要知识详解

① 火箭原理的基本概念，阐述作用力与反作用力、动量守恒定律在火箭发射过程中的关系。

② 发射过程中火箭对流体的作用力，以及火箭发动机推进剂的作用原理。

③ 介绍轨道运行的基本概念，如圆形轨道、椭圆轨道等，以及宇宙飞船在轨道上的运动规律。

④ 讲述宇宙飞船返回地球过程中的关键技术，如减速、再入大气层、降落等。

⑤ 向学生介绍太空中的生活和工作环境，如微重力、辐射、气压等对宇航员生活和实验的影响。

⑥ 讲解宇宙航行技术在通信、气象、国防等领域的应用及其意义。

⑦ 分析宇宙航行过程中可能遇到的问题，如太空垃圾、宇航员生理健康等，并提出合理解决方案。

⑧ 通过实例和模拟活动，帮助学生深入理解宇宙航行相关知识，培养学生的探究能力和实践能力。

4.知识总结

① 火箭原理是宇宙航行的基础，涉及作用力与反作用力、动量守恒定律等基本物理原理。

② 宇宙航行包括发射、轨道运行、返回等环节，地球引力在整个过程中起着关键作用。

③ 宇宙航行技术在通信、气象、国防等领域有着广泛应用，对人类社会发展具有重要意义。

5.课后拓展

① 分析火箭发射对环境的影响，讨论如何减少火箭发射对环境的负面影响。

② 研究如何在太空中进行科学实验，利用微重力环境开展独特的研究。

③ 探讨太空旅游的可能性和潜在挑战，了解太空旅游产业的最新动态。

④ 了解火星探测任务的相关情况，探讨人类未来在火星建立殖民地的可能性。

⑤ 分析太空技术在国防领域的应用，如卫星侦察、导弹防御等。

六、总结与反思

① 通过本节课的教学，学生对宇宙航行的基本原理和技术有了更深入的了解，但仍需加强对某些概念的理解和应用。

② 在教学过程中，充分利用学生对宇宙航行的兴趣，激发他们的学习热情，引导他们主动探究宇宙航行的奥秘。

③ 通过实例和模拟活动帮助学生深入理解宇宙航行相关知识，培养学生的探究能力和实践能力，但仍需关注学生个体差异，因材施教。

④ 反思教学过程中可能存在的不足，如对某些知识点讲解不够深入、实践活动设计不够丰富等，以便在今后的教学中不断提高教学质量和效果。