大單元教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)課稿《7.4 宇宙航行》

大單元教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)課稿《7.4宇宙航行》一、教材分析：①本節(jié)課主要介紹了宇宙航行的基本原理和技術(shù)，包括火箭的工作原理、航天器的結(jié)構(gòu)和功能、宇宙探測(cè)器的應(yīng)用等方面。②本節(jié)課還介紹了人類的航天歷程和航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，以及航天事業(yè)對(duì)人類的重要意義和未來(lái)發(fā)展方向。③教材難度較大，需要較強(qiáng)的物理和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，學(xué)生需要掌握一定的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)知識(shí)。④本節(jié)課內(nèi)容與生活實(shí)際聯(lián)系不是很緊密，需要通過(guò)豐富的案例和應(yīng)用進(jìn)行教學(xué)。二、學(xué)情分析：①學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)的物理知識(shí)，對(duì)物理學(xué)有一定的認(rèn)識(shí)和興趣。②由于本節(jié)課內(nèi)容較為抽象和復(fù)雜，需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)講解和引導(dǎo)，幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)。③學(xué)生對(duì)宇宙航行可能存在的風(fēng)險(xiǎn)和安全問(wèn)題有一定的關(guān)注和擔(dān)憂，需要在教學(xué)中進(jìn)行安全教育和引導(dǎo)。④學(xué)生對(duì)航天技術(shù)的應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展方向有一定的興趣和好奇心，需要在教學(xué)中進(jìn)行啟發(fā)和激發(fā)。三、核心素養(yǎng)：物理觀念：①火箭推進(jìn)原理：學(xué)生需要了解火箭推進(jìn)的基本原理，包括推力、反作用力、動(dòng)量守恒等概念。②航天器結(jié)構(gòu)與功能：學(xué)生需要了解航天器的結(jié)構(gòu)組成和功能分配，例如艙段、推進(jìn)系統(tǒng)、姿控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。③宇宙探測(cè)器應(yīng)用：學(xué)生需要了解宇宙探測(cè)器的應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)要求，例如對(duì)太陽(yáng)系行星的探測(cè)、天文觀測(cè)等。科學(xué)思維：①推理分析：學(xué)生需要通過(guò)分析和推理，理解火箭推進(jìn)原理和航天器運(yùn)行原理。②抽象思維：學(xué)生需要通過(guò)抽象思維，理解宇宙空間的特殊環(huán)境和宇宙探測(cè)器的工作原理。③創(chuàng)新思維：學(xué)生需要通過(guò)創(chuàng)新思維，發(fā)展新型的航天技術(shù)，開(kāi)拓宇宙探索的新領(lǐng)域。科學(xué)探究：①實(shí)驗(yàn)探究：學(xué)生需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，驗(yàn)證火箭推進(jìn)原理和航天器工作原理。②模擬探究：學(xué)生需要通過(guò)模擬探究，理解宇宙空間的特殊環(huán)境和宇宙探測(cè)器的工作原理。③實(shí)踐探究：學(xué)生需要通過(guò)實(shí)踐探究，應(yīng)用航天技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題，例如環(huán)境監(jiān)測(cè)、地質(zhì)勘探等。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：①精神面貌：學(xué)生需要樹(shù)立開(kāi)拓創(chuàng)新、勇于探索、追求卓越的科學(xué)精神面貌。②安全意識(shí)：學(xué)生需要重視航天技術(shù)的安全風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任，注重安全教育和安全管理。③環(huán)保意識(shí)：學(xué)生需要樹(shù)立環(huán)保意識(shí)和責(zé)任，避免航天活動(dòng)對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響。四、教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：①火箭推進(jìn)原理和航天器結(jié)構(gòu)與功能是本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)生需要深入理解相關(guān)物理和工程學(xué)原理。②宇宙探測(cè)器的應(yīng)用和航天技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀是本節(jié)課的另一重點(diǎn)，學(xué)生需要了解宇宙探索的最新進(jìn)展和未來(lái)發(fā)展方向。③安全管理和環(huán)境保護(hù)是本節(jié)課的重點(diǎn)之一，學(xué)生需要樹(shù)立安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)，重視航天活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響和責(zé)任。難點(diǎn)：①學(xué)生需要深入理解火箭推進(jìn)原理中的動(dòng)量守恒定律和反作用力定律等物理概念，需要進(jìn)行詳細(xì)的講解和引導(dǎo)。②學(xué)生需要理解航天器的結(jié)構(gòu)和功能，并掌握姿態(tài)控制和推進(jìn)系統(tǒng)的基本原理，需要進(jìn)行詳細(xì)的講解和示范。③學(xué)生需要了解宇宙探測(cè)器的應(yīng)用和技術(shù)要求，例如探測(cè)任務(wù)的目標(biāo)和難度、通信和供能的要求等，需要進(jìn)行詳細(xì)的講解和案例分析。五、教學(xué)環(huán)節(jié)：1.導(dǎo)入新課：①星際穿越：引入電影《星際穿越》的情節(jié)，讓學(xué)生了解到宇宙航行對(duì)人類的吸引力和未知性。②航天員經(jīng)歷：介紹航天員在太空中的經(jīng)歷，例如空間漫步、觀測(cè)星空等，讓學(xué)生了解宇宙航行的神秘和奇妙。③火箭發(fā)射：引入火箭發(fā)射的情景，讓學(xué)生了解火箭推進(jìn)的基本原理和航天器的結(jié)構(gòu)。④宇宙探測(cè)：介紹宇宙探測(cè)器的任務(wù)和應(yīng)用，例如探測(cè)太陽(yáng)系行星、測(cè)量宇宙射線等，讓學(xué)生了解宇宙探索的重要性和難度。⑤航天技術(shù)應(yīng)用：介紹航天技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用，例如通信、導(dǎo)航、氣象預(yù)報(bào)等，讓學(xué)生了解航天技術(shù)對(duì)人類生活的影響和貢獻(xiàn)。2.主干知識(shí)導(dǎo)引和詳解：（1）第一宇宙速度：①定義：指物體在距離地球表面為無(wú)限遠(yuǎn)的地方，以地球?yàn)橹行淖鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的速度。②計(jì)算：公式為v?＝√(GM/R)，其中G為引力常數(shù)，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑。③應(yīng)用：第一宇宙速度是航天器發(fā)射的關(guān)鍵速度，掌握第一宇宙速度的概念和計(jì)算方法對(duì)于設(shè)計(jì)和發(fā)射航天器至關(guān)重要。（2）第二宇宙速度：①定義：指物體在距離地球表面為無(wú)限遠(yuǎn)的地方，以地球?yàn)橹行淖鰴E圓形運(yùn)動(dòng)的速度，使得物體在距離地球表面最遠(yuǎn)處具有零速度。②計(jì)算：公式為v?＝√(2GM/R)。③應(yīng)用：第二宇宙速度是衛(wèi)星運(yùn)行的關(guān)鍵速度，掌握第二宇宙速度的概念和計(jì)算方法對(duì)于設(shè)計(jì)和運(yùn)行衛(wèi)星至關(guān)重要。（3）第三宇宙速度：①定義：指物體從太陽(yáng)系中某一點(diǎn)出發(fā)，飛向另一點(diǎn)的速度，使得物體可以擺脫太陽(yáng)引力的束縛，進(jìn)入太陽(yáng)系中的自由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。②計(jì)算：公式為v?＝√(2GM/R)。③應(yīng)用：第三宇宙速度是太空探測(cè)器飛向其他星球和行星時(shí)必須達(dá)到的速度，掌握第三宇宙速度的概念和計(jì)算方法對(duì)于設(shè)計(jì)和運(yùn)行太空探測(cè)器至關(guān)重要。（4）人造地球衛(wèi)星：①定義：指人造衛(wèi)星在地球軌道上繞行的天體。②分類：可分為低軌衛(wèi)星、中軌衛(wèi)星和高軌衛(wèi)星，根據(jù)不同的任務(wù)和應(yīng)用，選擇不同的軌道高度和運(yùn)行速度。③應(yīng)用：人造地球衛(wèi)星已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)用于通信、導(dǎo)航、氣象預(yù)報(bào)等方面，對(duì)人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大的影響。（5）同步衛(wèi)星：①定義：指人造衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)周期相同，保持在地球上空某一點(diǎn)靜止不動(dòng)的衛(wèi)星。②應(yīng)用：同步衛(wèi)星已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的重要通訊和氣象觀測(cè)手段，常用于衛(wèi)星電視、衛(wèi)星通信和氣象衛(wèi)星等領(lǐng)域。（6）衛(wèi)星變軌問(wèn)題：①衛(wèi)星變軌的情況：衛(wèi)星的運(yùn)行軌道受到地球的引力和空氣阻力等因素的影響，會(huì)產(chǎn)生不同程度的變軌，需要通過(guò)變軌技術(shù)進(jìn)行修正。②制動(dòng)變軌：通過(guò)衛(wèi)星上的推進(jìn)器噴射逆向氣體，制動(dòng)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，使其進(jìn)入下降軌道，從而實(shí)現(xiàn)變軌。③加速變軌：通過(guò)衛(wèi)星上的推進(jìn)器噴射同向氣體，加速衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，使其進(jìn)入上升軌道，從而實(shí)現(xiàn)變軌。3.知識(shí)總結(jié)：①宇宙航行需要具備一定的速度才能逃離地球引力范圍，其最小速度為第一宇宙速度；②不同類型的衛(wèi)星運(yùn)行軌道不同，需要具備相應(yīng)的速度才能維持軌道運(yùn)行；③衛(wèi)星的運(yùn)行軌道會(huì)受到多種因素的影響而產(chǎn)生變軌，需要通過(guò)變軌技術(shù)進(jìn)行修正。4.學(xué)以致用：①GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行需要依靠衛(wèi)星，了解衛(wèi)星的運(yùn)行軌道和速度可以更好地理解GPS導(dǎo)航的原理；②衛(wèi)星通信系統(tǒng)的運(yùn)行也需要依靠衛(wèi)星，了解衛(wèi)星的運(yùn)行軌道和速度可以更好地理解衛(wèi)星通信的原理；③天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性與氣象衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)密切相關(guān)，了解衛(wèi)星的運(yùn)行軌道和速度可以更好地理解氣象衛(wèi)星的觀測(cè)原理；④火箭發(fā)射前需要計(jì)算發(fā)射時(shí)刻、速度和方向等參數(shù)，了解第一宇宙速度的概念可以更好地進(jìn)行火箭發(fā)射計(jì)劃的制定；⑤衛(wèi)星變軌技術(shù)的應(yīng)用在衛(wèi)星運(yùn)行、軌道修正等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，例如地球觀測(cè)衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等。六、教學(xué)反思優(yōu)點(diǎn)：①導(dǎo)入環(huán)節(jié)采用多樣化的實(shí)例，能夠引發(fā)學(xué)生的興趣和思考；②在講解主干知識(shí)時(shí)，采用了圖文并茂的方式，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶；③在教學(xué)中結(jié)合了實(shí)際生活中的例子，能夠讓學(xué)生更好地將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中；④在學(xué)習(xí)過(guò)