运用现代教育信息技术培养学生抽象思维能力——《人造卫星 宇宙速度》教学点评与思考，本文主要内容关键词为：宇宙速度论文,人造卫星论文,信息技术论文,培养学生论文,抽象论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中学物理教学内容对中学生的抽象思维提出了较高的要求，中学物理所涉及的内容几乎都是从具体问题中，抓住事物的本质特征，忽略次要因素，形成理想模型，进行研究的。而中学生分析问题时，往往要借助实物的帮助，脱离了实物，要将物理现象进行抽象思维就困难多了。现行教材有些内容涉及微观或宏观过程，无法在课堂中进行演示。由于必要的直观演示不足，有些抽象的物理概念，物理规律未经感性认识阶段就要求上升到抽象的理论，使得抽象思维仅受到初步训练的中学生难以适应，给物理教与学带来较大困难。
运用现代教育信息技术的优势就可以利用虚拟技术进行模拟实验，改变时空、再现微观世界和宏观世界，把快速过程调慢让学生仔细观察，实现抽象知识的具体化。弥补学生直观感知的不足，减少抽象思维的难度，提高物理教学效果。逐步培养学生的抽象思维能力。下面以《人造卫星宇宙速度》这节课为例，谈谈运用现代教育信息技术再现宏观世界，通过时空变换重现当年牛顿的设想，使学生在大量直观的情景中，思维能力得到升华。
课案片段一
引入新课 （播放CAI课件1）
［课件内容1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了人类航天时代的新纪元。我国在 70年代发射第一颗卫星以来，相继发射了多颗不同种类的卫星，掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术，2003年10月发射了“神舟五号”飞船成为第三个独立把人类送入太空的国家。］
师 什么是人造地球卫星？什么是同步卫星？什么是气象、军事、…卫星？
学生结合画面与解说词进行思考讨论回答问题，老师小结，用powerpoint出示“人造地球卫星”“人造地球卫星按用途及运行方式分类”概念。
点评与思考 运用现代教育信息技术，改变时空的能力，把人类第一颗卫星发射场景，我国卫星发射、回收等有关资料片段重现在学生面前，给学生大量的生动的直观感受，使学生的思维在直观情景中由感性具体上升到思维抽象，准确地得到人造卫星的概念，并进而抽象理解各种用途各种运行方式的卫星。
课案片段二
新课教学
一、人造地球卫星 （播放CAI课件2）
1.［课件内容：牛顿对人造地球卫星原理的描绘。］
设想在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，初速度越大，水平射程就越大，可以想象当初速度足够大时，这颗炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为地球的一颗卫星。
师 (1)物体作平抛运动时，水平距离与初速度有何关系？
(2)物体为什么会落回地面？
(3)月亮为什么不会落回地球？
学生讨论回答，老师引导得出：
2.人造卫星绕地球运行的动力学原理
人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供。即
。
师 同学们已经总结了人造卫星绕地球运行的动力学原理，试推导人造卫星的运行速度。
学生推导，实物投影推导过程，老师小结用 powerpoint展示。
3.人造卫星的运行速度
设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，由于万有引力提供向心力，则
可见当初速度v=7.9km/s时，这颗炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为地球的一颗卫星。而且高轨道上运行的卫星，线速度小。
提出问题：角速度和周期与轨道半径的关系呢？
学生思考 能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星？
点评与思考 用现代教育信息技术的模拟作用，利用flash技术，模拟牛顿当年对发射卫星的设想，使设想具体化，把教材仅有的平面图转化为立体动态画面。在感性知识的基础上，自然地明白人造地球卫星的运行轨迹就是圆周运动。进而联想到做圆周运动的物体需要向心力的规律，再通过老师的提问：物体为什么会落回地面？月亮为什么不会落回地球？学生通过概念与规律的联系判断出——月亮受到的引力完全充当了月亮绕地球做圆周运动所需的向心力，进而通过类比推理得到人造卫星的运行原理其实与月亮运行的原理完全一样，即抽象得出规律。再通过例题、思考题的训练进而达到物理抽象思维过程：感性具体——思维抽象——思维具体的完整训练。
课案片段三
引入 高轨道上运行的卫星速度小，是否发射也容易呢？
学生出示收集到的有关卫星发射的信息资料交流展示
二、宇宙速度，高轨道上运行的卫星 （播放 CAI课件3）
1.［CAI课件3内容：中国古代万户升空，德国的
火箭发射场景，长征三级火箭发射场景，美国发射火星探测器及运行轨迹，flash技术模拟书109页图6-43］
学生阅读书109页宇宙速度所述内容
师 (1)什么是环绕速度和宇宙速度？
(2)第一宇宙速度，第二宇宙速度，第三宇宙速度的大小？
师 powerpoint展示：
2.第一宇宙速度
意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，所以也称为环绕速度。
3.第二宇宙速度
意义：使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。
注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆：等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。
4.第三宇宙速度
意义 使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。
注意 发射速度大于11.2km/s，而小于 16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星。如果发射速度大于等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。
结论 如果发射速度小于7.9km/s，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于7.9km/s，它将在地面附近作匀速圆周运动：要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s。可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。
点评与思考 利用现代教育信息技术的交互作用。通过学生出示收集到的有关卫星发射的信息资料交流展示，及CAI课件3的播放使学生直观了解不同的发射速度带来不同的运行效果，通过阅读课文从而建立起抽象的宇宙速度的概念。同时直观回答了发射高轨道上运行的卫星是否容易的问题；直观地展示了运行速率与轨道半径之间的关系，特别是用flash技术模拟书109页图6-4卫星在椭圆轨道上运行的动态图，在卫星到达近地点和远地点运行速率的不同突破了在常规教学方法下本课的难点，即：学生由书109页图6-4的平面图得出“离地表面高的卫星，其运行速度大”的错误结论。同时对环绕速度和宇宙速度的概念是从具体的画面中抽象概括得出不易混淆。
运用现代教育信息技术与传统教学方法相比较，从教的方面讲，传统方法采用挂图、公式演算、推理、文字表述等方法不直观，教师难教，难于突破重、难点，方法单一。从学的方面讲采用传统手法知识的认知过程从抽象到抽象，难懂。采用现代信息技术手段，本节知识点，几乎都是从具体、生动、直观中先感知，后升华，从具体到抽象，易学、易懂。符合学生认识客观世界的认知规律。
注：本课绝大多数影像资料来源于辽宁出版社出版的《宇宙的奥秘》
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